本發(fā)明涉及電動自行車充電，尤其是一種提升電動自行車電池充電效率的方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、如今，電動自行車是許多人短途出行首選方式，而電動自行車的動力來源主要為電池組。在電動自行車給大家?guī)矸奖愕耐瑫r，電動自行車的續(xù)航能力及充電能力面臨著新的挑戰(zhàn)。由于電動自行車受電池體積和安全的影響，不能無限增大電池尺寸來實現(xiàn)長久續(xù)航能力，大眾對電池組的充電器及充電方式提出了更高的要求，如安全、便攜、小巧、充電效率高、可兼容性等。

2、同時新國標gb42296標準嚴格定義了高效充電、高壓充電，對充電提出更高的要求，現(xiàn)階段的充電策略已無法滿足整車高效充電的需求。在此情況下，提出了一種新的充電策略，可以解決充電時間長、容易發(fā)熱、續(xù)航短的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明人針對上述問題及技術(shù)需求，提出了一種提升電動自行車電池充電效率的方法及裝置，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N提升電動自行車電池充電效率的方法，包括如下步驟：

3、充電器接入電池后，充電器mcu根據(jù)當前電池電量，確定進入相應(yīng)的電池充電階段，并按照規(guī)定的順序依次進入下一電池充電階段直至充電完成；

4、當進入涓流充電階段時，充電器mcu啟用微脈沖策略，使充電器輸出滿足一定脈沖頻率的目標充電電壓及瞬時電流，用于對電池去硫化。

5、其進一步的技術(shù)方案為，充電器mcu根據(jù)當前電池電量，確定進入相應(yīng)的電池充電階段，包括：

6、若當前電池電量低于第一電量閾值，則進入第一高效充電階段；

7、若當前電池電量不低于第一電量閾值也不高于第二電量閾值，則進入第二高效充電階段；

8、若當前電池電量高于第二電量閾值，則進入第二高壓充電階段；

9、并規(guī)定按照第一高效充電階段、第二高效充電階段、第二高壓充電階段和涓流充電階段的順序完成充電。

10、其進一步的技術(shù)方案為，在第一、第二高效充電階段，對電池進行恒流高效充電，并在電池充電電壓上升到相應(yīng)電壓閾值時，轉(zhuǎn)入下一電池充電階段；

11、其中，第一高效充電階段的電壓閾值小于第二高效充電階段的電壓閾值。

12、其進一步的技術(shù)方案為，該方法還包括：

13、在第一、第二高效充電階段之間，還設(shè)有第一高壓充電階段。

14、其進一步的技術(shù)方案為，在第一、第二高壓充電階段，對電池進行恒壓變電流充電，并在充電電流降低至相應(yīng)電流轉(zhuǎn)換點時，轉(zhuǎn)入下一電池充電階段；

15、其中，第一高壓充電階段的電流轉(zhuǎn)換點大于第二高壓充電階段的電流轉(zhuǎn)換點。

16、其進一步的技術(shù)方案為，充電器mcu根據(jù)當前電池電量，確定進入相應(yīng)的電池充電階段，還包括：

17、若當前電池電壓低于第一電壓閾值，則先進入預(yù)充電階段，當電池電壓上升到第二電壓閾值時，再進入第一高效充電階段；

18、否則根據(jù)當前電池電量，確定進入相應(yīng)的電池充電階段。

19、其進一步的技術(shù)方案為，充電器mcu啟用微脈沖策略，使充電器輸出滿足一定脈沖頻率的高壓及瞬時大電流，包括：

20、在充電器內(nèi)部增設(shè)脈沖控制電路，脈沖控制電路的控制端連接充電器mcu，脈沖控制電路的輸入端接入充電電壓，脈沖控制電路的輸出端連接電池；

21、當充電器mcu檢測到進入涓流充電階段后，按照設(shè)置的脈沖頻率控制脈沖控制電路反復(fù)連通和切斷充電器與電池，同時充電器mcu配合充電器開關(guān)電源電路調(diào)整自身的pwm占空比，從而使充電器輸出滿足一定脈沖頻率的高壓及瞬時大電流。

22、其進一步的技術(shù)方案為，在涓流充電階段，產(chǎn)生的目標充電電壓的最大值不超過充電器額定電壓的1.3倍，目標瞬時電流的最大值不超過充電器額定電流的10倍。

23、第二方面，本申請還提供了一種提升電動自行車電池充電效率的裝置，包括充電器本體和置于其中的：充電器mcu、開關(guān)電源電路、檢測電路和脈沖控制電路；

24、開關(guān)電源電路的輸入端接入由交流市電轉(zhuǎn)化的直流充電電壓，開關(guān)電源電路的輸出端通過檢測電路連接脈沖控制電路的輸入端，脈沖控制電路的輸出端連接電池；

25、充電器mcu分別連接檢測電路、脈沖控制電路的控制端、開關(guān)電源電路的反饋端和電池bms，檢測電路用于檢測充電電壓、電流信息；

26、充電器mcu根據(jù)電池bms反饋的當前電池電量，確定進入相應(yīng)的電池充電階段，并按照規(guī)定的順序依次進入下一電池充電階段直至充電完成；

27、充電器mcu在檢測到進入涓流充電階段時，按照設(shè)置的脈沖頻率控制脈沖控制電路反復(fù)連通和切斷充電器與電池，同時將該階段所需的充電電壓及電流信息反饋給開關(guān)電源電路，以此調(diào)整開關(guān)電源電路的pwm占空比，從而使充電器輸出滿足一定脈沖頻率的目標充電電壓及瞬時電流，用于對電池去硫化。

28、其進一步的技術(shù)方案為，脈沖控制電路包括：第一至第四電阻，第一至第三mos管，第一二極管和光耦；

29、第一二極管的陽極通過第一電阻連接第二電阻的一端，第一、第二電阻的連接端作為脈沖控制電路的控制端連接充電器mcu；第一二極管的陰極通過第三電阻連接第一mos管的柵極，第一mos管的源極接地；光耦發(fā)射側(cè)的兩端分別連接第一mos管的漏極和第二電阻的另一端，光耦受光側(cè)的一端連接電源，另一端分別連接第四電阻的一端、第二和第三mos管的柵極，第二mos管的漏極作為脈沖控制電路的輸入端，第三mos管的漏極作為脈沖控制電路的輸出端，第二mos管的源極連接第三mos管的源極，第四電阻的另一端連接在第二和第三mos管的源極之間；

30、充電器mcu在檢測到進入涓流充電階段時，按照設(shè)置的脈沖頻率控制第一mos管的通斷，進而通過光耦驅(qū)動第二和第三mos管的通斷。

31、本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

32、在本申請?zhí)峁┑奶嵘妱幼孕熊囯姵爻潆娦实姆椒把b置中，將充電階段分為預(yù)充電階段、第一高效充電階段、第一高壓充電階段、第二高效充電階段、第二高壓充電階段和涓流充電階段，高效及高壓充電階段保證充電電壓穩(wěn)定逐步上升，且充電電流在恒流、減小之間交替，不僅可以縮短充電時間，還能緩解電池發(fā)熱問題。在最后的涓流充電階段采用微脈沖策略使充電器輸出高壓及瞬時大電流，以消除充電過程中電池負極發(fā)生副反應(yīng)的問題，從而增加電池壽命，延長行車里程。此充電方式能夠有效克服傳統(tǒng)的恒流、恒壓充電策略的局限性，解決充電時間長、大電流充電溫升快、電池被充鼓包、安全性低等問題。

技術(shù)特征：

1.一種提升電動自行車電池充電效率的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升電動自行車電池充電效率的方法，其特征在于，所述充電器mcu根據(jù)當前電池電量，確定進入相應(yīng)的電池充電階段，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提升電動自行車電池充電效率的方法，其特征在于，在第一、第二高效充電階段，對電池進行恒流高效充電，并在電池充電電壓上升到相應(yīng)電壓閾值時，轉(zhuǎn)入下一電池充電階段；

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的提升電動自行車電池充電效率的方法，其特征在于，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提升電動自行車電池充電效率的方法，其特征在于，在第一、第二高壓充電階段，對電池進行恒壓變電流充電，并在充電電流降低至相應(yīng)電流轉(zhuǎn)換點時，轉(zhuǎn)入下一電池充電階段；

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提升電動自行車電池充電效率的方法，其特征在于，所述充電器mcu根據(jù)當前電池電量，確定進入相應(yīng)的電池充電階段，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升電動自行車電池充電效率的方法，其特征在于，所述充電器mcu啟用微脈沖策略，使充電器輸出滿足一定脈沖頻率的高壓及瞬時大電流，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升電動自行車電池充電效率的方法，其特征在于，在所述涓流充電階段，產(chǎn)生的目標充電電壓的最大值不超過充電器額定電壓的1.3倍，目標瞬時電流的最大值不超過充電器額定電流的10倍。

9.一種提升電動自行車電池充電效率的裝置，其特征在于，包括充電器本體和置于其中的：充電器mcu、開關(guān)電源電路、檢測電路和脈沖控制電路；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的提升電動自行車電池充電效率的裝置，其特征在于，所述脈沖控制電路包括：第一至第四電阻，第一至第三mos管，第一二極管和光耦；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種提升電動自行車電池充電效率的方法及裝置，涉及電動自行車充電技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括：充電器接入電池后，充電器MCU根據(jù)當前電池電量，確定進入相應(yīng)的電池充電階段，并按照規(guī)定的順序依次進入下一電池充電階段直至充電完成；當進入涓流充電階段時，充電器MCU啟用微脈沖策略，使充電器輸出滿足一定脈沖頻率的目標充電電壓及瞬時電流，用于對電池去硫化。通過在涓流充電階段產(chǎn)生的高壓及瞬時大電流來消除充電過程中電池負極發(fā)生副反應(yīng)，從而增加電池壽命，延長行車里程。

技術(shù)研發(fā)人員：孟帆,成晶晶,楊慶成,朱力
受保護的技術(shù)使用者：浙江雅迪機車有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30