專利名稱：動(dòng)力鋰電池及其串聯(lián)組預(yù)充階段的充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種充電方法，尤其涉及到動(dòng)力鋰電池及其串聯(lián)組預(yù)充階段的充電 方法。
背景技術(shù)：
動(dòng)力鋰電池包括磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池等。磷酸鐵鋰電池具有安全性能好、循 環(huán)性能優(yōu)異、體積小、重量輕、能高倍率充放電、沒(méi)有環(huán)境污染、原料來(lái)源廣泛等特點(diǎn)。但是， 由于鋰原材料、制造工藝、人工技能水平等存在偏差，無(wú)論是功率型還是能量型動(dòng)力電池都 存在一致性差的問(wèn)題。因此，目前生產(chǎn)出來(lái)的動(dòng)力鋰電池不是電池不好，而是一致性不高。目前的各種充電器，采用常規(guī)的恒流、恒壓、涓流等方法對(duì)鋰電池進(jìn)行充電，沒(méi)有 一個(gè)對(duì)鋰電池進(jìn)行緩慢的預(yù)充電的過(guò)程，使得在充電初期都不可避免地對(duì)電池材料造成損 傷，大大縮短了鋰電池的使用壽命。眾所周知，單節(jié)鋰電池的電壓較低，實(shí)際使用時(shí)，都是通 過(guò)將多個(gè)鋰電池串聯(lián)在一起來(lái)獲得實(shí)際需要的電壓。目前的充電器在對(duì)串聯(lián)在一起的鋰電 池即鋰電池串聯(lián)組充電時(shí)，沒(méi)有考慮到串聯(lián)組中的鋰電池之間的差異，而是將其作為一個(gè) 整體進(jìn)行充電，使得串聯(lián)組中的部分鋰電池由于充電過(guò)快而受到損傷，大大縮短了鋰電池 串聯(lián)組的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以減小對(duì)鋰電池材料損傷的動(dòng)力鋰電 池預(yù)充階段的充電方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為動(dòng)力鋰電池預(yù)充階段的充電方 法，其步驟為以恒流階段的恒流電流I。為基準(zhǔn)，以該鋰電池的電壓目標(biāo)值減去1伏作為初 始電壓，首先選用小于0. 31。的電流作為初始電流h進(jìn)行充電，在整個(gè)預(yù)充階段，周期性地 對(duì)鋰電池的充電電壓進(jìn)行采樣，當(dāng)鋰電池的充電電壓<初始電壓時(shí)，一直維持初始電流，而 當(dāng)鋰電池的充電電壓減去初始電壓得到的差值A(chǔ) V彡K時(shí)，其中K在0. 01 0. 1伏之間， 按照充電電流=I0+2(IC-I0) X AV得到下一周期的充電電流，直至充電電流達(dá)到恒流電流 I。，進(jìn)入恒流階段。所述的采樣周期小于200毫秒。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以防止串聯(lián)組中的鋰電池由于 過(guò)充而受到損傷的動(dòng)力鋰電池串聯(lián)組預(yù)充階段的充電方法。為解決上述的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為對(duì)串聯(lián)組中的每個(gè)鋰 電池按照動(dòng)力鋰電池預(yù)充階段的充電方法中所述的采樣周期分別進(jìn)行電壓采樣，按照動(dòng)力 鋰電池預(yù)充階段的充電方法選取相同的初始電流Io，并采用相同的采樣周期，在整個(gè)預(yù)充 階段，在采樣得到的電壓值中選取最小值，按動(dòng)力鋰電池預(yù)充階段的充電方法中的充電電 流的計(jì)算方法計(jì)算出充電電流，作為每個(gè)鋰電池的充電電流，直至充電電流達(dá)到恒流電流
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)增加預(yù)充階段，對(duì)鋰電池緩慢地進(jìn)行充電，從而大大減小了對(duì)鋰電池材料的損傷，從而可以大大延長(zhǎng)鋰電池的使用壽命。而在對(duì)鋰電池串 聯(lián)組的鋰電池進(jìn)行充電時(shí)，充電電流按照最小的充電電壓來(lái)計(jì)算充電電流，從而可以克服 因鋰電池的不一致性而導(dǎo)致的部分鋰電池充電過(guò)快而造成的損傷，從而延長(zhǎng)了所述鋰電池 串聯(lián)組的使用壽命。


圖1是本發(fā)明所述的充電方法的充電曲線圖。圖中1、充電電流線，2、充電電壓線，3、電池容量線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，以40安時(shí)的磷酸鐵鋰電池為例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方案實(shí)施例一本發(fā)明所述的動(dòng)力鋰電池預(yù)充階段的充電方法，其步驟為以恒流階段的恒流電 流I。為基準(zhǔn)，通常為電池容量的0. 25 0. 5C，這樣，恒流階段的充電電流即恒流電流Ic在 10 20安培之間，這里選取10安培作為恒流電流，以該鋰電池的電壓目標(biāo)值減去1伏作為 初始電壓，磷酸鐵鋰電池的額定值為3. 2伏，其電壓目標(biāo)值為3. 6V，因此其初始電壓為2. 6 伏；如圖1中的充電電流線1和充電電壓線2所示，首先用10% Ic即1安培作為初始電流 Itl進(jìn)行充電，在整個(gè)預(yù)充電階段，按照5毫秒一個(gè)周期定期地對(duì)鋰電池的充電電壓即充電 時(shí)鋰電池兩端的電壓進(jìn)行采樣，當(dāng)鋰電池的充電電壓< 2. 6伏時(shí)，一直維持1安培的初始 電流不變，而當(dāng)鋰電池的充電電壓減去初始電壓得到的差值Δν彡K時(shí)，其中K在0. 01
0.1伏之間，這里的K不妨選取0. 02伏，按照充電電流=Ic^Z(Ici-Ici)X Δ V，即充電電流= 1+18 X Δ V得到下一周期的充電電流，比如說(shuō)，AV為0. 3伏時(shí)，下一周期的充電電流為6. 4 安培，直至Δν為0.5伏時(shí)，充電電流達(dá)到恒流電流I。即10安培，這時(shí)進(jìn)入恒流階段。這 時(shí)，鋰電池的電量通常在其容量最大值的5 10%之間——參見(jiàn)圖1中的電池容量線3。實(shí)施例二本發(fā)明所述的動(dòng)力鋰電池預(yù)充階段的充電方法，其步驟為以恒流階段的恒流電 流I。為基準(zhǔn)，通常為電池容量的0. 25 0. 5C，這樣，恒流階段的充電電流即恒流電流Ic在 10 20安培之間，這里選取20安培作為恒流電流，以該鋰電池的電壓目標(biāo)值減去1伏作為 初始電壓，磷酸鐵鋰電池的額定值為3. 2伏，其電壓目標(biāo)值為3. 6V，因此其初始電壓為2. 6 伏；如圖1中的充電電流線1和充電電壓線2所示，首先用10% Ic即2安培作為初始電流
1。進(jìn)行充電，在整個(gè)預(yù)充電階段，按照180毫秒一個(gè)周期定期地對(duì)鋰電池的充電電壓即充 電時(shí)鋰電池兩端的電壓進(jìn)行采樣，當(dāng)鋰電池的充電電壓<2. 6伏時(shí)，一直維持2安培的初始 電流不變，而當(dāng)鋰電池的充電電壓減去初始電壓得到的差值Δν彡K時(shí)，其中K在0. 01 0. 1伏之間，這里的K不妨選取0. 02伏，按照充電電流=Ic^Z(Ici-Ici)X Δ V，即充電電流= 2+36 X Δ V得到下一周期的充電電流，比如說(shuō)，AV為0. 2伏時(shí)，下一周期的充電電流為9. 2 安培，直至Δν為0.5伏時(shí)，充電電流達(dá)到恒流電流I。即20安培，這時(shí)進(jìn)入恒流階段。這 時(shí)，鋰電池的電量通常在其容量最大值的5 10%之間——參見(jiàn)圖1中的電池容量線3。本發(fā)明所述的動(dòng)力鋰電池串聯(lián)組預(yù)充階段的充電方法，其步驟為對(duì)串聯(lián)組中的每個(gè)鋰電池按照上述的采樣周期分別進(jìn)行電壓采樣，按照上述方法選取相同 的初始電流 k，并且采用相同的采樣周期，在整個(gè)預(yù)充階段，在采樣得到的電壓值中選取最小值，按照 所述的動(dòng)力鋰電池預(yù)充階段的充電方法中的充電電流的計(jì)算方法計(jì)算出充電電流，作為每 個(gè)鋰電池的充電電流，直至充電電流達(dá)到恒流電流I。，預(yù)充階段結(jié)束，進(jìn)入恒流階段。動(dòng)力鋰電池進(jìn)入恒流階段后，進(jìn)行恒流充電，恒流階段的充電電流為I。，以該鋰電 池的電壓目標(biāo)值減去0. 2伏作為恒流結(jié)束電壓，在恒流充電后期，當(dāng)鋰電池的充電電壓> 恒流結(jié)束電壓時(shí)，進(jìn)入均衡階段，在整個(gè)均衡階段，按照與預(yù)充階段相同的采樣周期定期地 對(duì)鋰電池的充電電壓進(jìn)行采樣，用電壓目標(biāo)值減去采樣得到的電壓得到差值△ V，按照充 電電流=I。_4.5XI。X AV得到下一周期的充電電流，直至采樣電壓彡電壓目標(biāo)值，充電結(jié) 束o動(dòng)力鋰電池串聯(lián)組進(jìn)入恒流階段后，進(jìn)行恒流充電，恒流階段的充電電流為I。， 以該鋰電池的電壓目標(biāo)值減去0. 2伏作為恒流結(jié)束電壓，在恒流充電后期，當(dāng)任一個(gè)鋰電 池的充電電壓 > 恒流結(jié)束電壓時(shí)，進(jìn)入均衡階段，在整個(gè)均衡階段，按照與預(yù)充階段相同的 采樣周期定期地對(duì)鋰電池串聯(lián)組中每個(gè)鋰電池的充電電壓分別進(jìn)行采樣，在采樣得到的 電壓值中選取最大值，用電壓目標(biāo)值減去采樣得到的電壓得到差值A(chǔ)V，按照充電電流= I。-4. 5 X I。X A V得到下一周期的充電電流，直至任一個(gè)采樣電壓彡電壓目標(biāo)值，充電結(jié)束。
權(quán)利要求
動(dòng)力鋰電池預(yù)充階段的充電方法，其步驟為以恒流階段的恒流電流Ic為基準(zhǔn)，以該鋰電池的電壓目標(biāo)值減去1伏作為初始電壓，首先選用小于0.3Ic的電流作為初始電流I0進(jìn)行充電，在整個(gè)預(yù)充階段，周期性地對(duì)鋰電池的充電電壓進(jìn)行采樣，當(dāng)鋰電池的充電電壓≤初始電壓時(shí)，一直維持初始電流，而當(dāng)鋰電池的充電電壓減去初始電壓得到的差值ΔV≥K時(shí)，其中K在0.01～0.1伏之間，按照充電電流＝I0+2(Ic-I0)×ΔV得到下一周期的充電電流，直至充電電流達(dá)到恒流電流Ic，進(jìn)入恒流階段。
2.如權(quán)利要求1所述的充電方法，其特征在于所述的采樣周期小于200毫秒。
3.動(dòng)力鋰電池串聯(lián)組預(yù)充階段的充電方法，其特征在于對(duì)串聯(lián)組中的每個(gè)鋰電池按 照權(quán)利要求2所述的采樣周期分別進(jìn)行電壓采樣，按照權(quán)利要求1所述的方法選取相同的 初始電流Itl,并且采用相同的采樣周期，在整個(gè)預(yù)充階段，在采樣得到的電壓值中選取最小 值，按照權(quán)利要求1所述的充電電流的計(jì)算方法計(jì)算出充電電流，作為每個(gè)鋰電池的充電 電流，直至充電電流達(dá)到恒流電流I。。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了提供一種可以減小對(duì)鋰電池材料損傷的動(dòng)力鋰電池預(yù)充階段的充電方法，其步驟為以恒流階段的恒流電流Ic為基準(zhǔn)，以該鋰電池的電壓目標(biāo)值減去1伏作為初始電壓，首先用小于0.3Ic的電流作為初始電流I0進(jìn)行充電，在整個(gè)預(yù)充電階段，周期性地對(duì)鋰電池的充電電壓進(jìn)行采樣，當(dāng)鋰電池的充電電壓≤初始電壓，一直維持初始電流，當(dāng)鋰電池的充電電壓減去初始電壓得到的差值ΔV≥K時(shí)，充電電流＝I0+2(Ic-I0)×ΔV，直至充電電流達(dá)到恒流電流Ic。本發(fā)明還公開(kāi)了對(duì)鋰電池串聯(lián)組預(yù)充階段的充電方法，其步驟為對(duì)每個(gè)鋰電池分別進(jìn)行電壓采樣，在采樣得到的電壓值中選取最小值計(jì)算出充電電流，作為每個(gè)鋰電池的充電電流。本發(fā)明主要用于磷酸鐵鋰電池。
文檔編號(hào)H01M10/44GK101807730SQ20101013671
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者丁國(guó)民, 胡青 申請(qǐng)人:張家港睿能科技有限公司