本發(fā)明涉及一種充電方法和采用該方法的充電器。

背景技術(shù)：

鋰離子電池在充放電的過(guò)程中，其本質(zhì)上是鋰離子在正負(fù)極間轉(zhuǎn)移的過(guò)程。由于鋰離子電池本身的結(jié)構(gòu)以及鋰離子電池儲(chǔ)存電能的原理，鋰離子電池在充電時(shí)電池的實(shí)際電動(dòng)勢(shì)小于電池端電壓，而放電時(shí)電池的實(shí)際電動(dòng)勢(shì)大于電池端電壓，這種電池端電壓偏離電池真實(shí)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為電池的極化現(xiàn)象。

一般而言，電池的極化現(xiàn)象主要包括三種極化效應(yīng)：濃差極化、電化學(xué)極化和歐姆極化。電池的極化現(xiàn)象是阻礙電池快速充電重要問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種充電方法，其特征在于：包括：恒定階段和脈沖階段；恒定階段包括：以恒定的電參數(shù)對(duì)電池進(jìn)行充電；檢測(cè)電池的電參數(shù)；判斷電池的電參數(shù)是否達(dá)到或超過(guò)切換值；脈沖階段包括：在第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)對(duì)電池進(jìn)行充電；在第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)中止對(duì)電池充電；判斷電池在充電中止期間的電參量是否達(dá)到或超過(guò)截止值；其中，在恒定階段當(dāng)電池的電參量大于等于切換值時(shí)，進(jìn)入脈沖階段；在脈沖階段交替進(jìn)行充電和中止充電；在第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)中止對(duì)電池充電期間，如果電池的電參量始終達(dá)到或超過(guò)截止值，則終止充電。

進(jìn)一步，電參量為電壓、電流、功率或電量。

進(jìn)一步，脈沖階段占總充電時(shí)長(zhǎng)的取值范圍為大于等于20%小于等于75%。

進(jìn)一步，恒定階段的充電電流大于脈沖階段的最大充電電流。

進(jìn)一步，將脈沖階段的充電電流設(shè)為恒定值且小于等于恒流階段的充電電流。

進(jìn)一步，第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)小于第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)。

進(jìn)一步，恒流階段設(shè)有多個(gè)充電電流，根據(jù)電池的電壓輸出不同的充電電流。

進(jìn)一步，脈沖階段還包括：判斷電池溫度是否小于預(yù)設(shè)溫度。

進(jìn)一步，檢測(cè)電池包電量；判斷電池包電量是否小于電量閾值；若是，則至少在給電池包充電時(shí)加熱電池包。

另一種充電方法包括：恒流階段和脈沖階段；恒流階段包括：以恒定的電流對(duì)電池進(jìn)行充電；檢測(cè)電池的電壓；判斷電池電壓是否達(dá)到或超過(guò)切換電壓值；脈沖階段包括：在第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)對(duì)電池進(jìn)行充電；在第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)中止對(duì)電池充電；判斷電池在充電中止期間的電壓值是否達(dá)到或超過(guò)截止電壓值；其中，在恒流階段當(dāng)電池電壓大于等于切換電壓值時(shí)，進(jìn)入脈沖階段；在脈沖階段交替進(jìn)行充電和中止充電；在第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)中止對(duì)電池充電期間，如果電池電壓始終達(dá)到或超過(guò)截止電壓值，則終止充電。

進(jìn)一步，脈沖階段占總充電時(shí)長(zhǎng)的取值范圍為大于等于20%小于等于75%。

進(jìn)一步，恒流階段的充電電流大于等于6安培。

進(jìn)一步，恒流階段的充電電流大于等于10安培。

進(jìn)一步，將脈沖階段的充電電流設(shè)為恒定值且小于等于恒流階段的充電電流。

進(jìn)一步，第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)小于第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)。

進(jìn)一步，第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)等于第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)。

進(jìn)一步，恒流階段的充電電流為脈沖階段充電電流的1至3倍。

進(jìn)一步，恒流階段設(shè)有多個(gè)充電電流，根據(jù)電池的電壓輸出不同的充電電流。

另一種充電方法，包括：恒流階段和脈沖階段；恒流階段包括：以恒定的電流對(duì)電池進(jìn)行充電；檢測(cè)電池的電壓；判斷電池電壓是否達(dá)到或超過(guò)第一電壓值；脈沖階段包括：在第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)對(duì)電池進(jìn)行充電；判斷電池電壓是否達(dá)到或超過(guò)第二電壓值；在第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)中止對(duì)電池充電；其中，第一電壓值小于第二電壓值；在恒流階段當(dāng)電池電壓大于等于第一電壓值時(shí)，進(jìn)入脈沖階段；在脈沖階段交替進(jìn)行充電和中止充電，當(dāng)在脈沖階段電池的電壓大于等于第二電壓值時(shí)終止充電。

進(jìn)一步，脈沖階段還包括：判斷電池電壓是否達(dá)到或超過(guò)第三電壓值；第三電壓值大于等于第一電壓值、小于第二電壓值；在第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)中止對(duì)電池充電期間，如果電池電壓始終達(dá)到或超過(guò)第三電壓值，則終止充電。

進(jìn)一步，恒流階段的充電電流大于等于脈沖階段的最大充電電流。

進(jìn)一步，將脈沖階段的充電電流設(shè)為恒定值且小于等于恒流階段的充電電流。

進(jìn)一步，第二電壓值等于第一電壓值與電池內(nèi)阻與充電電流乘積之和。

進(jìn)一步，脈沖階段還包括：判斷電池溫度是否小于預(yù)設(shè)溫度。

進(jìn)一步，脈沖階段占總充電時(shí)長(zhǎng)的取值范圍為大于等于20%小于等于75%。

進(jìn)一步，第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)小于等于第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)。

進(jìn)一步，恒流階段的充電電流為脈沖階段充電電流的1至3倍。

另一種充電方法，包括：恒功階段和脈沖階段；恒功階段包括：檢測(cè)電池的電壓；以恒定的功率對(duì)電池進(jìn)行充電；判斷電池電壓是否達(dá)到或超過(guò)第一電壓值；脈沖階段包括：在第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)對(duì)電池進(jìn)行充電；判斷電池電壓是否達(dá)到或超過(guò)第二電壓值；在第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)中止對(duì)電池充電；其中，第一電壓值小于第二電壓值；在恒功階段當(dāng)電池電壓大于等于第一電壓值時(shí)，進(jìn)入脈沖階段；在脈沖階段交替進(jìn)行充電和中止充電，當(dāng)在脈沖階段電池的電壓大于等于第二電壓值時(shí)終止充電。

進(jìn)一步，脈沖階段還包括：判斷電池電壓是否達(dá)到或超過(guò)第三電壓值；第三電壓值大于等于第一電壓值、小于第二電壓值；在第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)中止對(duì)電池充電期間，如果電池電壓始終達(dá)到或超過(guò)第三電壓值，則終止充電。

進(jìn)一步，將脈沖階段的充電電流設(shè)為恒定值且小于恒功階段的充電電流。

進(jìn)一步，將脈沖階段的功率設(shè)為恒定值且等于恒功階段的功率。

進(jìn)一步，第二電壓值等于第一電壓值與電池內(nèi)阻與充電電流乘積之和。

進(jìn)一步，脈沖階段還包括：判斷電池溫度是否小于預(yù)設(shè)溫度。

進(jìn)一步，第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)小于等于第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)。

進(jìn)一步，恒功階段的充電電流為脈沖階段充電電流的1至3倍。

一種充電器，其特征在于，采用如前介紹的充電方法。

一種充電組合，包括：電池包和充電器，電池包包括：電池包外殼，至少形成用于電池包接合至充電器的第一適配部；電芯組，設(shè)置在電池包外殼內(nèi)部；電池包外殼形成有：電池包通風(fēng)孔，用于使電池包內(nèi)外連通；充電器包括：充電器外殼，至少形成一與第一適配部配合的第二適配部；充電器外殼形成有：風(fēng)道，至少具有一個(gè)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口；其中，電池包接合至充電器時(shí)，出風(fēng)口與電池包通風(fēng)孔對(duì)接；充電器外殼的內(nèi)部形成有：電路板，用于給電池包充電；加熱部，與電路板連接，設(shè)置于風(fēng)道內(nèi)，加熱部加熱產(chǎn)生熱量經(jīng)風(fēng)道加熱電池包。

進(jìn)一步，電路板，至少有一散熱片設(shè)置于風(fēng)道內(nèi)，散熱片的熱量經(jīng)風(fēng)道加熱電池包。

進(jìn)一步，還包括：風(fēng)扇，與電路板連接，設(shè)置于加熱部和電路板之間，吹送加熱部熱量至電池包。

進(jìn)一步，還包括：風(fēng)扇，設(shè)置于風(fēng)道內(nèi)，且位于加熱部與散熱片之間，抽取散熱片熱量并將加熱部熱量吹送至電池包。

進(jìn)一步，加熱部設(shè)置在風(fēng)道內(nèi)靠出風(fēng)口一側(cè)。

進(jìn)一步，還包括：溫度檢測(cè)模塊，設(shè)置于充電器外殼內(nèi)部或電池包外殼內(nèi)部，用于檢測(cè)電池包的溫度；電量檢測(cè)模塊，設(shè)置于充電器外殼內(nèi)部或電池包外殼內(nèi)部，用于檢測(cè)電池包的電量；

控制器，耦合于電路板，接收電池包的溫度和電量信息，并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)控制電路板和加熱部工作。

進(jìn)一步，充電器外殼，至少形成一與電池包配合充電的適配部；充電器外殼形成有：風(fēng)道，至少具有一個(gè)抽風(fēng)口和出風(fēng)口；其中，電池包接合至充電器時(shí)，出風(fēng)口與電池包通風(fēng)孔對(duì)接；充電器外殼的內(nèi)部形成有：電路板，用于給電池包充電；加熱部，與電路板連接，設(shè)置于風(fēng)道內(nèi)，加熱部加熱產(chǎn)生的熱量經(jīng)風(fēng)道傳至電池包。

進(jìn)一步，電路板，至少有一散熱片設(shè)置于風(fēng)道內(nèi)，散熱片的熱量經(jīng)風(fēng)道加熱電池包。

進(jìn)一步，還包括：風(fēng)扇，與電路板連接，設(shè)置于加熱部和電路板之間，吹送加熱部熱量至電池包。

進(jìn)一步，還包括：風(fēng)扇，設(shè)置于風(fēng)道內(nèi)，且位于加熱部與散熱片之間，抽取散熱片熱量并將加熱部熱量吹送至電池包。

進(jìn)一步，加熱部設(shè)置在風(fēng)道內(nèi)靠出風(fēng)口一側(cè)。

進(jìn)一步，還包括：溫度檢測(cè)模塊，設(shè)置于充電器外殼內(nèi)部，用于檢測(cè)電池包的溫度；電量檢測(cè)模塊，設(shè)置于充電器外殼內(nèi)部，用于檢測(cè)電池包的電量；控制器，耦合于電路板，接收電池包的溫度和電量信息，并輸出控制信號(hào)控制電路板和加熱部工作。

一種充電方法，其特征在于，包括：檢測(cè)電池包電量；判斷電池包電量是否小于電量閾值；若是，則至少在給電池包充電時(shí)加熱電池包。

進(jìn)一步，還包括：檢測(cè)電池包溫度；判斷電池包溫度是否大于溫度閾值；若是，則給電池包降溫。

進(jìn)一步，通過(guò)控制加熱部工作，和/或利用散熱片熱量加熱電池包。

進(jìn)一步，通過(guò)控制加熱部工作和風(fēng)扇正轉(zhuǎn)，和/或利用電路板散熱片熱量加熱電池包。

進(jìn)一步，通過(guò)控制加熱部停止工作，和/或控制風(fēng)扇反轉(zhuǎn)抽風(fēng)給電池包降溫。

本發(fā)明的有益之處在于能夠抑制電池的極化現(xiàn)象，提高電池的充電速度。

附圖說(shuō)明

圖1是充電器和電池包的示意圖。

圖2是充電方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。

圖3a至圖3d是采用恒流-脈沖恒流方式進(jìn)行充電時(shí)電池的電壓、電流與時(shí)間的關(guān)系圖，圖3a至圖3d中恒流階段的電流值分別6A、10A、16A和20A，圖3a至圖3d中脈沖恒流的電流值均為5A；圖3a至圖3d中橫軸表示時(shí)間，單位為秒（s），左側(cè)豎軸表示電壓大小，單位為伏特（V），右側(cè)豎軸表示電流大小，單位為安培（A）；以下圖4和圖5采用同樣的坐標(biāo)軸系統(tǒng)。

圖4是采用一種電流先大后小的階梯恒流-脈沖恒流方式進(jìn)行充電時(shí)電池的電壓、電流與時(shí)間的關(guān)系圖。

圖5是采用一種電流先小后大的階梯恒流-脈沖恒流方式進(jìn)行充電時(shí)電池的電壓、電流與時(shí)間的關(guān)系圖。

圖6是充電方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖，圖中以恒定的功率對(duì)電池充電。

圖7a是采用恒功-脈沖恒流方式進(jìn)行充電時(shí)電池的功率、電壓、電流與時(shí)間的關(guān)系圖；

圖7b是采用恒功-脈沖恒功方式進(jìn)行充電時(shí)電池的功率、電壓、電流與時(shí)間的關(guān)系圖；

圖7c是采用超功-恒功-脈沖恒流方式進(jìn)行充電時(shí)電池的功率、電壓、電流與時(shí)間的關(guān)系圖；

圖7d是采用超功-恒功-脈沖恒功方式進(jìn)行充電時(shí)電池的功率、電壓、電流與時(shí)間的關(guān)系圖；

圖7e是采用恒功-脈沖恒功方式進(jìn)行大功率充電時(shí)電池的功率、電壓、電流與時(shí)間的關(guān)系圖；

其中，圖7a至圖7d中恒功階段的功率值均為15.1W，橫軸表示時(shí)間，單位為秒（s），左側(cè)豎軸表示電流大小，單位為安培（A），右側(cè)豎軸表示功率大小，單位為瓦特（W）；圖7e采用同樣的坐標(biāo)系統(tǒng)。

圖8是充電組合的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖9是圖8所示的充電組合充電過(guò)程中熱量流向示意圖；

圖10是電路板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是充電方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作具體的介紹。

參照?qǐng)D1所示的充電組合100包括：電池包10101和充電器20102。

其中，電池包10101包括殼體和內(nèi)置在殼體內(nèi)的電池。以下介紹的方法應(yīng)用于利用充電器20102對(duì)電池包10101中的電池進(jìn)行充電。更具體地，充電器20102能獲知電池包10101中電池電壓并具有調(diào)整輸出電流能力。

本發(fā)明的充電方法包括：恒流階段和脈沖階段。

其中，恒流階段包括：以恒定的電流對(duì)電池進(jìn)行充電；檢測(cè)電池的電壓；判斷電池電壓是否達(dá)到或超過(guò)切換電壓值。

如3a至圖3d所示，在恒流階段，以恒定的電流對(duì)電池進(jìn)行充電，檢測(cè)電池電壓的目的在于判斷是否要切換至脈沖階段。

如圖4和圖5所示，恒流階段可以設(shè)有多個(gè)充電電流，使恒流階段的充電電流成階梯的方式輸出，不同階梯的充電電流之間的切換也是以相應(yīng)的電池電壓作為判斷條件。

采用階梯式恒流充電的方式有助于控制電池的溫度和弱化濃差極化效應(yīng)從而提高電池壽命。同時(shí)控制溫度也可以弱化歐姆極化效應(yīng)，有助于提高充電速度。

脈沖階段包括：在第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)對(duì)電池進(jìn)行充電；在第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)中止對(duì)電池充電；判斷電池在充電中止期間的電壓值是否達(dá)到或超過(guò)截止電壓值；其中，在恒流階段當(dāng)電池電壓大于等于切換電壓值時(shí)，進(jìn)入脈沖階段；在脈沖階段交替進(jìn)行充電和中止充電；在第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)中止對(duì)電池充電期間，如果電池電壓始終達(dá)到或超過(guò)截止電壓值，則終止充電。

在脈沖階段，相當(dāng)于降低了充電電流并且以脈沖的形式進(jìn)行間斷充電，這樣既可以控制電池的溫度也可以弱化濃差極化。并且通過(guò)對(duì)電池在中止充電期間的電壓回落的判斷可以弱化極化現(xiàn)象對(duì)電池實(shí)際電量的判斷。

具體地，參照?qǐng)D2所示的流程，該充電方法以對(duì)一個(gè)額定電壓為4.2V的電池進(jìn)行充電為例，其具體可以包括：

S201.充電開(kāi)始，轉(zhuǎn)到步驟S202；

S202.判斷電池電壓U是否滿足3.2V<U<4.1V，如果是，轉(zhuǎn)到步驟S203，如果否，轉(zhuǎn)至常規(guī)充電；

S203.判斷電池溫度是否滿足10℃<T<60℃，如果是，轉(zhuǎn)到步驟S4,如果否，轉(zhuǎn)至常規(guī)充電；進(jìn)一步，判斷溫度范圍是否滿足10℃<T<45℃；

S204.以I1電流值的電流對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，轉(zhuǎn)至步驟S5；

S205.判斷電池電壓U是否滿足U≥4.2V(切換電壓值或第一電壓值),如果是，則轉(zhuǎn)至步驟S6,如果否則轉(zhuǎn)至步驟S204；

S206.以I2電流值的電流對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，轉(zhuǎn)至步驟S207；

S207.判斷電池溫度T是否滿足T<60℃，如果是，轉(zhuǎn)至步驟S208，如果否，則轉(zhuǎn)至常規(guī)充電；進(jìn)一步，判斷T<45℃；

S208.判斷電池電壓U是否滿足U<4.2V+IR（第三電壓值），如果是，則轉(zhuǎn)至步驟S209，如果否則轉(zhuǎn)至步驟S213，其中I為電流值，R為內(nèi)阻值；更具體而言為直流內(nèi)阻值。

S209.判斷以I1電流值的電流對(duì)電池進(jìn)行恒流充電充電時(shí)長(zhǎng)t1是否滿足t1≥10S（第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)），如果是，轉(zhuǎn)至步驟S210，如果否轉(zhuǎn)至步驟S206；

S210.中止充電，轉(zhuǎn)至步驟S211；

S211.判斷電池電壓U是否滿足U≥4.2V(截止電壓值或第二電壓值),如果是，則轉(zhuǎn)至步驟S212,如果否則轉(zhuǎn)至步驟S206；

S212.判斷中止充電的時(shí)長(zhǎng)t2是否滿足t2≥10S（第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)），如果是，則轉(zhuǎn)至步驟S213，如果否則轉(zhuǎn)至步驟S210；

S213.終止充電。

其中，電流值I1大于電流值I2，并且它們可以均是恒定的，比如I1可以為10A，I2可以為5A。作為一種可選方案，在脈沖階段輸出的電流值可以根據(jù)時(shí)間、中止充電的次數(shù)或者電池電壓回落后的值是動(dòng)態(tài)變化的，總的來(lái)說(shuō)，希望電量越滿，脈沖階段的充電電流越小。恒流階段的充電電流為脈沖階段充電電流的1至3倍。

另外，恒流階段的充電電流大于等于6安培，更進(jìn)一步的大于等于10安培。

脈沖充電持續(xù)的時(shí)長(zhǎng)取決于第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，中止充電時(shí)長(zhǎng)取決于第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)；作為優(yōu)選，第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)小于或等于第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)。

作為優(yōu)選的脈沖階段占總充電時(shí)長(zhǎng)的取值范圍為大于等于20%小于等于75%。

需要說(shuō)明的是，在脈沖階段如果電壓大于第三電壓值即在額定電壓的基礎(chǔ)上進(jìn)行內(nèi)阻補(bǔ)償后的截止電壓值。這樣能弱化電化學(xué)極化的效應(yīng)帶來(lái)的影響。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)同樣的一個(gè)18650電芯進(jìn)行充電，采用5A恒流轉(zhuǎn)4.2V恒壓的方式進(jìn)行充電，需要33.6分鐘（2016秒）才能使電芯充滿。

而采用如上的脈沖充電的方法，如圖3a至圖3d所示，它們分別以6A、10A、16A以及20A作為恒流充電階段的充電電流，均以5A作為脈沖階段的充電電流，如圖3a至圖3d所示，它們均縮短的充電時(shí)間。

如圖4和圖5所示，同樣的采用脈沖階梯充電的方式也可以大大降低充電時(shí)間。

如圖6所示的充電方法，包括恒功階段和脈沖階段。

其中，恒功階段包括：以恒定的功率對(duì)電池進(jìn)行充電；檢測(cè)電池的電壓；判斷電池電壓是否達(dá)到或超過(guò)切換電壓值。

需要說(shuō)明的是，在恒功階段充電，可為電池的低壓區(qū)提供更大的充電電流，隨著充電時(shí)間的增加，電池電壓逐漸增大，在該階段內(nèi)，以恒定的功率對(duì)電池充電，是指通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)電池的電壓，調(diào)整電池的電流值，使得電池的充電功率始終保持在恒定范圍。

以恒定的功率給電池充電，包括：

檢測(cè)電池的電流和電壓；

計(jì)算電池的當(dāng)前充電功率，電池的當(dāng)前充電功率為電池的電壓和電流的乘積；

判斷當(dāng)前充電功率是否恒定；若否則調(diào)節(jié)充電電流維持當(dāng)前充電功率為恒定的功率值。

具體而言，若當(dāng)前充電功率小于恒定的功率，則增大充電電流維持當(dāng)前充電功率為恒定的功率值；若當(dāng)前充電功率大于恒定的功率，則減小充電電流維持當(dāng)前充電功率為恒定的功率值。

如7a和7b所示，在恒功階段，以恒定的功率對(duì)電池進(jìn)行充電，檢測(cè)電池電壓的目的在于判斷是否要切換至脈沖階段。

如圖7c和圖7d所示，采用先超功率輸出后恒功-脈沖輸出的方式，超功率階段轉(zhuǎn)恒功率階段的功率切換也是以相應(yīng)的電池電壓作為判斷條件。

采用恒功率充電的方式為電池低壓區(qū)提供更大的充電電流，有助于控制電池的溫度和弱化濃差極化效應(yīng)從而提高電池壽命。同時(shí)控制溫度也可以弱化歐姆極化效應(yīng)，有助于提高充電速度。

脈沖階段包括：在第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)對(duì)電池進(jìn)行充電；在第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)中止對(duì)電池充電；判斷電池在充電中止期間的電壓值是否達(dá)到或超過(guò)截止電壓值；其中，在恒功階段當(dāng)電池電壓大于等于切換電壓值時(shí)，進(jìn)入脈沖階段；在脈沖階段交替進(jìn)行充電和中止充電；在第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)中止對(duì)電池充電期間，如果電池電壓始終達(dá)到或超過(guò)截止電壓值，則終止充電。

在脈沖階段，相當(dāng)于降低了充電電流并且以脈沖的形式進(jìn)行間斷充電，這樣既可以控制電池的溫度也可以弱化濃差極化。并且通過(guò)對(duì)電池在中止充電期間的電壓回落的判斷可以弱化極化現(xiàn)象對(duì)電池實(shí)際電量的判斷。

具體的，參照?qǐng)D6所示的流程，該充電方法以對(duì)一個(gè)額定電壓為4.2V的電池進(jìn)行充電為例，包括：

S601.充電開(kāi)始，轉(zhuǎn)到步驟S602；

S602.判斷電池電壓U是否滿足3.2V<U<4.1V，如果是，轉(zhuǎn)到步驟S603，如果否，轉(zhuǎn)至常規(guī)充電；

S603.判斷電池溫度是否滿足10℃<T<60℃，如果是，轉(zhuǎn)到步驟S4,如果否，轉(zhuǎn)至常規(guī)充電；

S604. 以P1功率值的功率對(duì)電池進(jìn)行恒功充電，充電電流為I1，轉(zhuǎn)至步驟S605；

S605. 判斷電池電壓U是否滿足U≥4.2V(切換電壓值或第一電壓值),如果是，則轉(zhuǎn)至步驟S606,如果否則轉(zhuǎn)至步驟S604；

S606. 以I2電流值的電流對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，轉(zhuǎn)至步驟S607；

S607. 判斷電池溫度T是否滿足T<60℃，如果是，轉(zhuǎn)至步驟S608，如果否，則轉(zhuǎn)至常規(guī)充電；

S608. 判斷電池電壓U是否滿足U<4.2V+IR（第三電壓值），如果是，則轉(zhuǎn)至步驟S608，如果否則轉(zhuǎn)至步驟S613，其中I為電流值，R為內(nèi)阻值；更具體而言為直流內(nèi)阻值；

S609. 判斷以I2電流值的電流對(duì)電池進(jìn)行恒流充電充電時(shí)長(zhǎng)t1是否滿足t1≥10S（第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)），如果是，轉(zhuǎn)至步驟S610，如果否轉(zhuǎn)至步驟S606；

S610.中止充電，轉(zhuǎn)至步驟S611；

S611.判斷電池電壓U是否滿足U≥4.2V(截止電壓值或第二電壓值),如果是，則轉(zhuǎn)至步驟S612,如果否則轉(zhuǎn)至步驟S606；

S612. 判斷中止充電的時(shí)長(zhǎng)t2是否滿足t2≥10S（第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)），如果是，則轉(zhuǎn)至步驟S613，如果否則轉(zhuǎn)至步驟S609；

S613. 終止充電。

其中，電流值I1大于電流值I2，電流值I2可以均是恒定的，比如I1可以為10A，I2可以為5A。作為一種可選方案，在脈沖階段輸出的電流值可以根據(jù)時(shí)間、中止充電的次數(shù)或者電池電壓回落后的值是動(dòng)態(tài)變化的，總的來(lái)說(shuō)，希望電量越滿，脈沖階段的充電電流越小。恒功階段的充電電流為脈沖階段充電電流的1至3倍。

另外，恒功階段的充電電流大于等于6安培，更進(jìn)一步的大于等于10安培。

脈沖充電持續(xù)的時(shí)長(zhǎng)取決于第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，中止充電時(shí)長(zhǎng)取決于第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)；作為優(yōu)選，第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)小于或等于第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)。

需要說(shuō)明的是，在脈沖階段如果電壓大于第三電壓值即在額定電壓的基礎(chǔ)上進(jìn)行內(nèi)阻補(bǔ)償后的截止電壓值。這樣能弱化電化學(xué)極化的效應(yīng)帶來(lái)的影響。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)同樣的一個(gè)18650電芯進(jìn)行充電，采用3.6A恒流轉(zhuǎn)4.2V恒壓的方式進(jìn)行充電，需要51.2分鐘（3070秒）才能使電芯充滿。

而采用如上的脈沖充電的方法，如圖7a和圖7b所示，它們均以15.1W作為恒功充電階段的充電功率，分別以脈沖恒流方式和脈沖恒功方式充電，如圖7a和圖7b所示，它們均縮短充電時(shí)間。如圖7c和圖7d所示，同樣的采用先超功率后恒功充電的方式也可以大大降低充電時(shí)間。

如圖7e所示，恒功-脈沖的充電方式同樣適用于大功率充電器20，也可以大大降低充電時(shí)間。

參照?qǐng)D8和圖9所示，充電組合1包括電池包1010和充電器2020，電池包1010包括電池包10外殼11和電芯組12，充電器2020包括：充電器外殼2121、加熱部2222、電路板2323、風(fēng)扇2525、風(fēng)道2626，其中，電池包外殼1111至少形成用于使電池包10結(jié)合至充電器20充電的第一適配部，電池包外殼11至少設(shè)有通風(fēng)孔，用于內(nèi)外空氣流通；電芯組12設(shè)置于電池包外殼11內(nèi)部，用于存儲(chǔ)電能；充電器外殼21至少形成有風(fēng)道2626，風(fēng)道2626至少有一進(jìn)風(fēng)口和一出風(fēng)口；充電器外殼21內(nèi)部設(shè)置有：電路板2323，利用外接電源給電池包10充電；加熱部22，與電路板2323連接，利用外接電源給電池包10加熱；風(fēng)扇24，位于加熱部22與電路板23之間，與電路板23連接，其中，電路板23的散熱片2525、風(fēng)扇24、加熱部22均位于風(fēng)道26內(nèi)。

在低溫環(huán)境下，需要充電器20對(duì)電池包10充電時(shí)，由于電池包10內(nèi)部的電芯組12溫度過(guò)低，導(dǎo)致充電器20不能給電池包10充電或電池包10不能被充電，此時(shí)，常常需要對(duì)電池包10加熱使電芯組溫度升高，一般多采用外部加熱的方式給電池包10加熱。

參照?qǐng)D9所示，低溫環(huán)境下充電器20給電池包10充電時(shí)，可通過(guò)充電器20直接給電池包10加熱，通過(guò)風(fēng)道26進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入的冷空氣依次流經(jīng)散熱片2525和加熱部2222，加熱熱量經(jīng)風(fēng)道26出風(fēng)口輸出至電池包10，給電池包10加熱。電池包10加熱熱量除了來(lái)自于加熱部22加熱產(chǎn)生的熱量，還可進(jìn)一步利用電路板23上的各元器件發(fā)熱經(jīng)散熱片25散出的熱量，此種結(jié)構(gòu)方式不僅增加了加熱熱量來(lái)源，使得電池包10能得到較好的加熱效果，進(jìn)而充電器20可以給電池包10充電，同時(shí)還有效抑制了電路板23溫度的升高，保護(hù)電路板23不被損壞。進(jìn)一步，在風(fēng)道26內(nèi)設(shè)置風(fēng)扇24，風(fēng)扇24位于加熱部22和電路板23之間，當(dāng)充電器20給電池包10加熱時(shí)，風(fēng)扇24轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)抽取散熱片25熱量并將加熱部22熱量吹送至電池包10，給電池包10加熱。在抽風(fēng)和吹風(fēng)同時(shí)作用下，可以進(jìn)一步提高充電器20對(duì)電池包10的加熱效率。

參照?qǐng)D10所示，電路板23包括充電模塊230、溫度檢測(cè)模塊231、電量檢測(cè)模塊232和控制器234，溫度檢測(cè)模塊231用于檢測(cè)電池包10溫度；電量檢測(cè)模塊232用于檢測(cè)電池包10電量，控制器234輸入端分別與溫度檢測(cè)模塊231塊和電量檢測(cè)模塊232連接，接收電池包10的溫度和電量信息，并輸出控制信號(hào)控制加熱部22和風(fēng)扇24工作。

充電器20給電池包10充電時(shí)，電路板23的充電模塊230工作，電量檢測(cè)模塊232檢測(cè)電池包10電量，控制器234依據(jù)輸入的電池包10電量判斷輸出控制信號(hào)：當(dāng)電池包10電量小于等于電量閾值時(shí)，輸出加熱信號(hào)至加熱部2222使得加熱部22加熱；當(dāng)電池包10電量大于電量閾值時(shí)，輸出控制信號(hào)至電路板23繼續(xù)給電池包10充電。溫度檢測(cè)模塊231檢測(cè)電池包10溫度，控制器234依據(jù)輸入的電池包10溫度判斷輸出控制信號(hào)：當(dāng)電池包10溫度小于溫度閾值時(shí)，輸出加熱信號(hào)至加熱部22使加熱部22加熱；當(dāng)電池包10溫度大于溫度閾值時(shí)，輸出停止信號(hào)至加熱部22使加熱部22停止加熱，進(jìn)一步，輸出反轉(zhuǎn)信號(hào)至風(fēng)扇24，使得風(fēng)扇24反轉(zhuǎn)，抽送熱量經(jīng)風(fēng)道26散熱，可加速電池包10的冷卻效果。

作為一種可能的實(shí)施方式，在靠近電路板23的充電器20外殼側(cè)設(shè)置多個(gè)風(fēng)道26進(jìn)風(fēng)口，使得更多的外部空氣經(jīng)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，并依次快速流經(jīng)散熱片25和加熱部22后經(jīng)出風(fēng)口將熱氣流導(dǎo)向至電池包10，加速電池包10的加熱效果。

作為可能的實(shí)施方式，加熱部22為加熱絲、電熱管、熱敏電阻等具有加熱功能的電熱元件中的任意一種或其組合。

作為一種可能的實(shí)施方式，控制器234亦可單獨(dú)設(shè)置于充電器20外殼內(nèi)。溫度檢測(cè)模塊231和電量檢測(cè)模塊232也可設(shè)置于電池包10內(nèi)。

作為另一種可能的實(shí)施方式，一種充電器20包括：充電器外殼21、加熱部22、電路板23、風(fēng)扇25、風(fēng)道26，其中，電池包外殼11至少形成用于使電池包10結(jié)合至充電器20充電的第一適配部，電池包外殼11至少設(shè)有通風(fēng)孔，用于內(nèi)外空氣流通；電芯組12設(shè)置于電池包外殼12內(nèi)部，用于存儲(chǔ)電能；充電器外殼21至少形成有風(fēng)道26，風(fēng)道26至少有一進(jìn)風(fēng)口和一出風(fēng)口；充電器外殼21內(nèi)部設(shè)置有：電路板23，利用外接電源給電池包10充電；加熱部22，與電路板23連接，利用外接電源給電池包10加熱；風(fēng)扇24，位于加熱部22與電路板23之間，與電路板23連接，其中，電路板23的散熱片25、風(fēng)扇24、加熱部22均位于風(fēng)道26內(nèi)。

參照?qǐng)D11所示，一種充電方法，包括以下步驟：

S111.電池包充電；

S112.電量檢測(cè)模塊檢測(cè)電池包電量Q；

S113.判斷電池包電量Q是否小于電量閾值；若電池包電量小于電量閾值，則轉(zhuǎn)至S114，否則轉(zhuǎn)至S111；

S114.給電池包充電同時(shí)加熱電池包；

S115.溫度檢測(cè)模塊檢測(cè)電池包溫度T；

S116.判斷電池包溫度T是否大于溫度閾值；若電池包溫度大于溫度閾值，則轉(zhuǎn)至S117；否則轉(zhuǎn)至S111；

S117.停止加熱電池包，和/或驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇反轉(zhuǎn)。

該充電方法尤其適用于低溫環(huán)境，能夠有效提高電池包在低溫環(huán)境下的充電效率。在前述的恒定階段與脈沖階段充電之前給給電池包加熱。

具體而言，電路板23連接外接電源，耦合于電路板23的充電模塊230給電池包10充電，電量檢測(cè)模塊232檢測(cè)電池包10的電量，控制器234接收電池包10的電量信息與預(yù)存的電量閾值比較并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)：若電池包電量小于電量閾值，則輸出啟動(dòng)信號(hào)至加熱部22，加熱部22開(kāi)始工作，給電池包10加熱；若電池包10電量大于電量閾值，則無(wú)啟動(dòng)信號(hào)至加熱部22，加熱部22不工作。隨著電池包電量的增加，電池包溫度降越來(lái)越高，為保證充電安全需要將電池包溫度控制在合理的范圍內(nèi)，溫度檢測(cè)模塊231檢測(cè)電池包10溫度，控制器234接收電池包10的溫度信息與預(yù)設(shè)的溫度閾值比較并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)：若電池包10溫度大于溫度閾值，則輸出關(guān)閉信號(hào)至加熱部22，使加熱部22停止工作；若電池包10溫度小于溫度閾值，則分別輸出控制信號(hào)至加熱部22和電路板23，在給電池包10充電的同時(shí)加熱電池包10，提高電池包10充電效率。

作為一種可能的實(shí)施方式，電池包10電量小于電量閾值時(shí)，控制器234可同時(shí)輸出控制命令至加熱部22和風(fēng)扇24，通過(guò)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇24的正轉(zhuǎn)將加熱部22加熱產(chǎn)生的熱量抽至電池包10，加快加熱速度，提高電池包10充電效率。

作為一種可能的實(shí)施方式，電池包10溫度大于溫度閾值時(shí)，控制器234同時(shí)輸出控制命令至加熱部22和風(fēng)扇24，加熱部22停止加熱，通過(guò)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇24的反轉(zhuǎn)將熱量抽出電池包10，加快散熱速度，提高降溫效率。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。