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CN115313557A - 一种电池充电方法、装置、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种电池充电方法、装置、系统、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN115313557A
CN115313557A CN202210970409.0A CN202210970409A CN115313557A CN 115313557 A CN115313557 A CN 115313557A CN 202210970409 A CN202210970409 A CN 202210970409A CN 115313557 A CN115313557 A CN 115313557A
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CN
China
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value
current
battery
charged
charging
Prior art date
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CN202210970409.0A
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姚蒙蒙
时艳茹
袁文文
郭姗姗
许亚涵
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Weichai Power Co Ltd
Weifang Weichai Power Technology Co Ltd
Original Assignee
Weichai Power Co Ltd
Weifang Weichai Power Technology Co Ltd
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Abstract

本申请提供了一种电池充电方法、装置、系统、电子设备及存储介质,涉及能源技术领域,根据待充电电池的材料特性将待充电电池分为多个充电区间,并通过其他的电池状态信息,共同考虑待充电电池在充电过程中,每个设定周期的请求电流值,实现整个充电过程中,均在待充电电池可接收充电能力范围内以最佳的请求电流值进行充电。通过此种方式,不仅可以保证充电过程中的请求电流值均适配此时的待充电电池,还可以将充电过程汇总的温升加以控制,提高充电效率,又可以提高待充电电池的使用寿命。

Description

一种电池充电方法、装置、系统、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及能源技术领域,特别涉及一种电池充电方法、装置、系统、电子设备及存储介质。
背景技术
随着电动汽车的普及,针对电动汽车的问题也越来越多,电动汽车的充电策略会影响电池的充电时间、循环寿命以及运行安全,研究并选取合适的充电策略可以有效改善用户的使用体验。使用大倍率充电可以有效缩短充电时间,但持续的高电流会使充电过程产热严重,降低能量的使用效率,且存在安全隐患。
因此,优化充电策略的目标在于保证充电时间、充电容量和充电过程温升的最佳平衡,实现电池寿命、充电速率、充电能量和充电温升的最优解。
发明内容
为了解决现有技术中的问题,本申请提供了一种电池充电方法,系统、电子设备及存储介质,实现整个充电过程中,均在待充电电池可接收充电能力范围内以最佳的请求电流值进行充电。
第一方面,本申请提供了一种电池充电方法,所述方法包括:
根据电池状态信息和当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定当前设定周期的请求电流值;其中,所述电池状态信息包括待充电电池的健康状态系数、所述当前SOC值对应的温度值、所述当前SOC值对应的开路电压值和所述待充电电池的当前SOC值中的至少一项;所述充电区间是根据所述待充电电池的材料特性确定的;
根据确定的所述请求电流值,在所述当前设定周期内控制充电单元对所述待充电电池进行充电。
上述方法中,根据待充电电池的材料特性将待充电电池分为多个充电区间,并通过其他的电池状态信息,共同考虑待充电电池在充电过程中,每个设定周期的请求电流值,实现整个充电过程中,均在待充电电池可接收充电能力范围内以最佳的请求电流值进行充电。通过此种方式,不仅可以保证充电过程中的请求电流值均适配此时的待充电电池,还可以将充电过程汇总的温升加以控制,提高充电效率,又可以提高待充电电池的使用寿命。
在一种可能的实施方式中,所述确定当前设定周期的请求电流值之前,还包括:
确定所述当前SOC值小于第一设定SOC值;
所述方法还包括:
若所述当前SOC值首次不小于所述第一设定SOC值,则根据电池状态信息和所述当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定所述待充电电池的第一请求电流值;
根据所述第一请求电流值对所述待充电电池进行充电,并以第一设定降流速率持续降低所述第一请求电流值,直至所述待充电电池的单体最高电压值达到设定电压值后,根据第二请求电流值对所述待充电电池进行充电,并以第二设定降流速率持续降低所述第二请求电流值,直至所述第二请求电流值达到第一设定电流值后,通过第二设定电流值对所述待充电电池进行充电,直至所述待充电电池的单体最高电压值等于截止电压值,结束对所述待充电电池的充电过程;其中,所述单体最高电压值为所述待充电电池中包括的最小电池单位对应的最高电压值。
上述方法中,在给待充电电池充电之前,确定当前SOC值小于第一设定SOC值,在当前SOC值不小于第一设定SOC值时,通过降流充电的方式对待充电电池进行充电,最终在降低到一定程度后,在以恒定的电流值对待充电电池进行充电,保证在整个充电过程中的充电效率和安全性。
在一种可能的实施方式中,所述电池状态信息包括待充电电池的健康状态系数、所述当前SOC值对应的温度值、所述当前SOC值对应的开路电压值和所述待充电电池的当前SOC值;
所述根据所述电池状态信息和所述当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定当前设定周期的请求电流值,包括:
若所述当前设定周期为初始设定周期,根据接收的所述待充电电池的电压信号和所述待充电电池的下电时长,确定所述待充电电池的初始SOC值,将所述初始SOC值作为所述待充电电池的当前SOC值;
将接收的所述待充电电池的初始端电压值作为所述当前SOC值对应的开路电压值,将接收到的所述待充电电池的初始温度作为当前SOC值对应的温度值;
根据所述待充电电池的健康状态系数、所述初始温度、所述初始SOC值、初始端电压值和所述初始SOC值位于的充电区间对应的最大SOC值,确定所述初始设定周期的请求电流值;
若所述当前设定周期为除初始设定周期以外的其他设定周期,则根据所述初始SOC值,以及采集单元采集的所述当前设定周期中的充电电流,确定所述当前SOC值;
根据所述待充电电池的健康状态系数,所述当前SOC值对应的温度值,所述当前SOC值对应的开路电压值、所述当前SOC值以及所述当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定所述当前设定周期的请求电流值。
上述方法中,在给待充电电池进行充电的过程中,充分考虑了多种约束条件,例如,待充电电池的健康状态系数、所述当前SOC值对应的温度值、所述当前SOC值对应的开路电压值和所述待充电电池的当前SOC值。通过多种约束条件确定代充电电池的请求电流值,每个设定周期的请求电流值均是给待充电电池的最佳电流值,可以有效的控制温升,以及加快充电时间,提高充电效率,并保证待充电电池的使用寿命。
在一种可能的实施方式中,所述下电时长为所述待充电电池从上次脱离电源时刻直至充电开始时刻的时间长度;
所述根据接收的所述待充电电池的电压信号和所述待充电电池的下电时长,确定所述待充电电池的初始SOC值,包括:
若所述下电时长大于设定时长,则预先建立的电压信号和SOC值之间的对应关系,确定采集的电压信号对应的所述初始SOC值;
若所述下电时长小于或等于所述设定时长,则读取所述待充电电池在上次脱离电源时刻的SOC值,并将上次脱离电源时刻的SOC值作为初始SOC值。
在一种可能的实施方式中,所述根据所述待充电电池的健康状态系数,所述初始温度,所述初始SOC值,初始端电压值和所述初始SOC值位于的充电区间对应的最大SOC值,确定所述初始设定周期的请求电流值,包括:
根据预先建立的SOC值,以及温度、SOC值和充电倍率的对应关系,确定初始充电倍率;
根据所述初始充电倍率和所述待充电电池的额定容量,确定所述第一初始请求电流值。
根据所述初始开路电压值和所述初始SOC值所处的充电区间对应的最大阶段SOC值对应的端电压值,确定第二初始请求电流值;
根据所述初始SOC值和所述初始SOC值所处的充电区间对应的最大阶段SOC值,确定第三初始请求电流值;
根据所述第一初始请求电流值、所述第二初始请求电流值、所述第三初始请求电流值和所述健康状态系数,确定所述初始请求电流值。
在一种可能的实施方式中,所述根据所述初始SOC值和所述初始SOC值所处的充电区间对应的最大阶段SOC值,确定第三初始请求电流值,包括:
根据所述初始SOC值所处的充电区间,确定所述初始SOC值所处的充电区间对应的充电时间;
根据库伦效率和所述充电时间的乘积,与设定数值和所述待充电电池的最大可用额定容量的乘积之间的比值,确定第一中间值;
根据所述初始SOC值和所述初始SOC值所处的充电区间对应的最大阶段SOC值之差,确定第二中间值;
根据所述第二中间值与所述第一中间值的比值,确定所述第三初始请求电流值。
在一种可能的实施方式中,所述根据所述第一初始请求电流值、所述第二初始请求电流值、所述第三初始请求电流值和所述健康状态系数,确定所述初始请求电流值,包括:
根据所述第一初始请求电流值、所述第二初始请求电流值、所述第三初始请求电流值和设定占比系数,确定中间请求电流值;
根据所述中间请求电流值和所述健康状态系数的乘积,确定所述初始请求电流值。
上述方法中,由于随着待充电电池劣化程度的增加,可接受的充电能力逐渐降低,所以,本申请中的上述方法充分考虑了待充电电池在随着使用时间增多的情况下,待充电电池的劣化程度,根据待充电电池当前的健康状态系数来针对不同使用时长的待充电电池的请求电流值,可以有效的提高待充电电池的充电效率,以及延长待充电电池的使用寿命。
在一种可能的实施方式中,所述根据所述初始SOC值,以及采集单元采集的所述当前设定周期中的充电电流,确定所述当前SOC值,包括:
根据所述充电电流,待充电电池的充电时间和库伦效率的乘积,与设定数值和所述待充电电池的最大可用额定容量的乘积之间的比值,确定第三中间值;
根据所述初始SOC值与所述第三中间值之差,确定所述当前SOC值。
第二方面,本申请提供了一种电池充电装置,所述装置包括:
电流确定单元,用于根据电池状态信息和当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定当前设定周期的请求电流值;其中,所述电池状态信息包括待充电电池的健康状态系数、所述当前SOC值对应的温度值、所述当前SOC值对应的开路电压值和所述待充电电池的当前SOC值中的至少一项;所述充电区间是根据所述待充电电池的材料特性确定的;
充电单元,用于根据确定的所述请求电流值,在所述当前设定周期内控制充电单元对所述待充电电池进行充电。
在一种可能的实施方式中,所述电流确定单元还用于确定所述当前SOC值小于第一设定SOC值;若所述当前SOC值首次不小于所述第一设定SOC值,则根据电池状态信息和所述当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定所述待充电电池的第一请求电流值。
在一种可能的实施方式中,所述充电单元还用于根据所述第一请求电流值对所述待充电电池进行充电,并以第一设定降流速率持续降低所述第一请求电流值,直至所述待充电电池的单体最高电压值达到设定电压值后,根据第二请求电流值对所述待充电电池进行充电,并以第二设定降流速率持续降低所述第二请求电流值,直至所述第二请求电流值达到第一设定电流值后,通过第二设定电流值对所述待充电电池进行充电,直至所述待充电电池的单体最高电压值等于截止电压值,结束对所述待充电电池的充电过程;其中,所述单体最高电压值为所述待充电电池中包括的最小电池单位对应的最高电压值。
第三方面,本申请提供了一种电池充电系统,包括:采集单元,通讯单元,控制单元和充电单元;
所述采集单元用于采集待充电电池的电压信号、充电电流和温度值,并将所述待充电电池的电压信号、充电电流和温度值发送至所述控制单元;
所述充电单元用于向所述控制单元发送请求充电报文,以及接收所述控制单元发送的充电报文,对所述待充电电池进行充电;
所述控制单元用于接收所述采集单元发送的所述待充电电池的电压信号,充电电流和温度值,以及接收所述充电单元发送的请求充电报文,并实现第一方面中任一项所述的方法;
所述通讯单元用于所述采集单元和所述控制单元之间的通信,以及用于所述充电单元和所述控制单元之间的通信。
第四方面,本申请实施例提供了一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器上可在所述处理器上运行的计算机程序,当所述计算机程序被所述处理器执行时,实现第一方面中任一项所述的方法。
第五方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现第一方面中任一项所述的方法。
第二方面至第五方面中任意一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中对应的实现方式所带来的技术效果,此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电池充电系统的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种采集单元的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种电池充电方法的流程示意图;
图4为本申请实施例提供的锂离子电池的SOC值与开路电压的映射关系示意图;
图5为本申请实施例提供的另一种电池充电方法的流程示意图;
图6为本申请实施例提供的一种锂离子电芯基于温度特性的充电倍率表;
图7为本申请实施例提供的一种等效电路模型的示意图;
图8为本申请实施例提供的一种待充电电池可接受电流的曲线示意图;
图9为本申请实施例提供的另一种电池充电方法的流程示意图;
图10为本申请实施例提供的一种电池充电装置的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请的文件中涉及的术语“包括”和“具有”以及它们的变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现有技术中,针对电池充电包括以下方式:传统的恒流恒压充电策略,第一阶段以恒定电流充电,当电压达到阈值,转入恒压模式充电,该方法简单易行,但恒压阶段充电时间长且过程中产生的极化效应会降低电池的充电效率。也无法保证恒定电流均是电池的最佳充电电流。
多阶段恒流充电策略,将充电过程分为若干恒流段进行充电,优化充电序列能够有效地缩短充电时间,但并没有考虑充电过程中电池的老化情况,也无法保证每个阶段的恒定电流均是电池的最佳充电电流。
为了解决上述问题,发明人充分考虑了会对待充电电池存在影响的多种因素,提供了如下方式:根据电池状态信息和当前荷电状态(State of charge,SOC)值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定当前设定周期的请求电流值,其中,电池状态信息包括待充电电池的健康状态系数、当前SOC值对应的温度值、当前SOC值对应的开路电压值和待充电电池的当前SOC值中的至少一项,充电区间是根据待充电电池的材料特性确定的,根据确定的请求电流值,在当前设定周期内控制充电单元对待充电电池进行充电。
上述电池充电方法是在整个充电过程中均对请求电流值进行动态更新,实现全区间均在待充电电池可接受的充电能力范围内,以最佳请求电流值进行充电,使得充电过程中的温升得到控制,保证最佳的充电能力水平,提升了充电效率的同时,又能将电池的损伤降到最低,延长待充电电池的使用寿命。
本申请实施例提供中的电池充电可以应用于电子设备,该电子设备可以是服务器,充电桩,也可以是电池充电系统中的控制单元。以电子设备为电池充电系统中的控制单元为例,如图1所示的电池充电系统中的控制单元12。
图1示出了本申请实施例提供的一种电池充电系统的结构示意图。参见图1所示,该电池充电系统10包括采集单元11,控制单元12,充电单元13和通讯单元14。
其中,采集单元11用于采集待充电电池的电压信号、充电电流和温度值,并将待充电电池的电压信号、充电电流和温度值发送至控制单元12。
示例性地,如图2所示,采集单元11中可以包括电压传感器111、温度传感器112和数字霍尔传感器113。其中,电压传感器用来采集每一个待充电电池单体的电压值,根据每一个待充电电池单体的电压值,得到待充电电池的电压信号。温度传感器用来采集每一个待充电电池单体的表面温度,根据每一个待充电电池单体的表面温度,可以得到待充电电池的温度值。数字霍尔传感器用来采集充电电流。充电电流采集也可用分流器和霍尔传感器替代。其中,电池单体为待充电电池的最小电池单位。
充电单元13用于向控制单元12发送请求充电报文,以及接收控制单元12发送的充电报文,对待充电电池进行充电。
控制单元12用于接收采集单元11发送的所述待充电电池的电压信号,充电电流和温度值,以及接收充电单元13发送的请求充电报文,并执行如下步骤:
根据电池状态信息和当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定当前设定周期的请求电流值,根据确定的请求电流值,在当前设定周期内控制充电单元对待充电电池进行充电。其中,电池状态信息包括待充电电池的健康状态系数、当前SOC值对应的温度值、当前SOC值对应的开路电压值和待充电电池的当前SOC值中的至少一项;充电区间是根据待充电电池的材料特性确定的。
通讯单元14用于采集单元11和控制单元12之间的通信,以及用于充电单元13和控制单元12之间的通信。
为进一步说明本申请实施例提供的技术方案,下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本申请实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤,但基于常规或者无需创造性的劳动在方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中,这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。
参见图3,为本申请实施例提供的一种电池充电方法的流程示意图。以待充电电池的充电过程进行详细说明,如图3所示,该方法包括以下步骤:
步骤S301:根据电池状态信息和当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定当前设定周期的请求电流值。
其中,电池状态信息包括待充电电池的健康状态系数、当前SOC值对应的温度值、当前SOC值对应的开路电压值和待充电电池的当前SOC值中的至少一项。
具体地,充电区间是根据待充电电池的材料特性确定的,由于具有低自放电、无记忆效应以及可反复充放电等优点,锂离子电池已成为电动汽车动力源的首要选择。所以,本申请中提供的电池充电方法以锂离子电池为例进行说明,锂离子电池也可以分为很多种,基本不同材料特性制成的锂离子电池,其充电方式也存在区别,本申请中可以以充电过程比较复杂,充电曲线转折较多的磷酸铁锂材料制成的锂离子电池为例进行说明,如图4所示。
图4示出了一种锂离子电池的SOC值与开路电压(open circuit voltage,OCV)的映射关系曲线示意图,如图4所示,根据曲线示意图可以看出,锂离子电池主要可以分为五个区间,区间划分通过SOC值来进行划分,单位为百分比%,低端充电区间的SOC值为[0,20],第一中间充电区间的SOC值为(20,50],第二中间充电区间的SOC值为(50,75],第三中间充电区间的SOC值为(75,90],高端充电区间为(90,100]。
电池在低端充电区间时,可用电量较低,欧姆阻抗和极化阻抗相对较大,存在过放的危险,但也被称为是充电的安全区间。在中间充电区间时,电池的化学特性较稳定,差异较小,随着充电电量增加,可接受的充电能力在逐渐下降,因此需要在电池的可接受充电能力内进行降流充电。在SOC高端充电区间时,极化水平逐渐增大,电池随着充电进行的产热与环境的温差水平也逐渐增大,继续保持恒定电流会造成电池负极出现锂的结晶,造成电池容量的不可逆损失加大,故在该区间宜采用线性阶段降流充电,在渐消电池极化的情况下保证最佳的充电电量。
针对不同材料特性的电池,其大多会存在高端充电区间,所以,针对全部材料特性的待充电电池,在SOC值处于高端充电区间时,其均可以采用线性阶段降流充电方式,需要说明的是,高端充电区间具体的SOC值划分边界是按照待充电电池的材料特性来确定的,所以,高端充电区间的SOC值划分边界不一定必须是SOC值为90%时,根据其他待充电电池的材料特性,高端充电区间的划分边界也可以为80%,85%等。
将高端充电区间的下边界作为第一设定SOC值,在确定待充电电池的当前SOC小于第一设定SOC值时,采用步骤S301的方式确定请求电流值,在确定当前SOC值首次不小于第一设定SOC值时,则按照如下方式进行充电:具体可以分为两种方式:
第一种方式:如图5所示,图5示出了另一种电池充电方法的流程示意图,包括以下步骤:
步骤S501:根据电池状态信息和当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定待充电电池的第一请求电流值。
步骤S502:根据第一请求电流值对待充电电池进行充电,并以第一设定降流速率持续降低第一请求电流值,直至待充电电池的单体最高电压值达到设定电压值,确定第二请求电流值。
其中,第二请求电流值为根据第一请求电流值对待充电电池进行充电,以第一设定降流速率持续降低第一请求电流值,直至待充电电池的单体最高电压值达到设定电压值时,待充电电池的请求电流值。
步骤S503:根据第二请求电流值对待充电电池进行充电,并以第二设定降流速率持续降低第二请求电流值,直至第二请求电流值达到第一设定电流值。
步骤S504:通过第二设定电流值对待充电电池进行充电,直至待充电电池的单体最高电压值等于截止电压值,结束对待充电电池的充电过程。
其中,单体最高电压值为待充电电池中包括的最小电池单位对应的最高电压值。
示例性地,以第一设定SOC值为90%为例,则当给待充电电池进行充电的过程中,待充电电池的当前SOC值首次不小于90%时,则根据电池状态信息和当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,即高端充电区间的最大SOC值100%,确定第一请求电流值。其中,第一请求电流值以5.5A为例。
需要说明的是,可能会存在由于某些待充电电池的电池特性,会限制其在充电过程中无法将SOC值充电到100%的状态,此处仅以100%为例进行说明,具体的高端充电区间的最大SOC值视情况而定。
第一请求电流值确定之后,通过第一请求电流值对待充电电池进行充电,并通过线性降流的方式进行处理,边降低第一请求电流值,边对待充电电池进行充电,此处可以通过5A/min对第一请求电流值进行降低,当待充电电池的单体最高电压值达到设定电压值时,根据开始降低第一请求电流值时的起始时刻,以及待充电电池的单体最高电压值达到设定电压值时的结束时刻,确定第一降流时间段,以20s为例,则第二请求电流值可以确定出为23/6A。
需要说明的是,此处的设定电压值可以通过充电过程中的截止电压值为例进行确定,例如,比截止电压值小0.2V。
确定第二请求电流值之后,则根据第二请求电流值对待充电电池进行充电,并通过10A/min的第二设定降流速率持续降低第二请求电流值,直至第二请求电流值达到第一设定电流值。以第二降流时间段为20s,则可以根据23/6-10*1/3=0.5A,即确定第一设定电流值为0.1C=0.5A。其中1C为电池的额定容量,可以以5Ah为例。
可以根据第二设定电流值对待充电电池进行充电。其中,第一设定电流值和第二设定电流值可以相同,即以0.5A对待充电电池进行充电。第一设定电流值和第二设定电流值也可以不相同,则以第二设定电流值为0.05C=0.25A对待充电电池进行充电。
通过第二设定电流值对待充电电池进行充电,可以直至待充电电池的单体最高电压值等于截止电压值,技术对待充电电池的充电过程。
第二种方式:在确定待充电电池的当前SOC值首次不小于90%时,可以直接以0.1C=0.5A的电流对待充电电池进行充电。直至待充电电池的单体最高电压值等于截止电压值,技术对待充电电池的充电过程。
上述过程为基于待充电电池的不同材料特性,均会存在的高端充电区间的充电方式,若待充电电池的当前SOC值小于第一设定值时,其具体的充电方式为确定当前设定周期中的请求电流值为待充电电池进行充电,具体方式如下:
在一种可能的实施例中,若电池状态信息包括待充电电池的当前SOC值和当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,可以确定当前SOC值和当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值的SOC差值,根据SOC差值,可以实时的确定出当前设定周期的请求电流值。
在另一种可能的实施例中,若电池状态信息包括待充电电池的当前SOC值、当前SOC值对应的温度值和当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,即可以根据当前SOC值和当前SOC值对应的温度值,通过查表的方式,确定当前设定周期的一部分请求电流值,再根据当前SOC值和当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值的SOC差值,确定当前设定周期的另一部分请求电流值。
在另一种可能的实施例中,若电池状态信息包括待充电电池的健康状态系数、当前SOC值对应的温度值、当前SOC值对应的开路电压值和待充电电池的当前SOC值,则可以更准确的确定出当前设定周期的请求电流值。
步骤S302:根据确定的请求电流值,在当前设定周期内控制充电单元对待充电电池进行充电。
通过上述对待充电电池的充电过程,以电池状态信息包括待充电电池的健康状态系数、当前SOC值对应的温度值、当前SOC值对应的开路电压值和待充电电池的当前SOC值为例进行说明。每个充电区间对应的最大SOC值以上述图4的曲线图划分的区间为例。
根据待充电电池的健康状态系数、当前SOC值对应的温度值、当前SOC值对应的开路电压值和待充电电池的当前SOC值,以及当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定请求电流值。
当前设定周期为初始设定周期和当前设定周期为初始设定周期以外的其他设定周期,确定当前SOC值的方式不同,进而确定请求电流值的方式也不同。
当前设定周期为初始设定周期时,确定请求电流值的方式如下:
需要先确定待充电电池的初始SOC值,将初始SOC值作为待充电电池的当前SOC值。初始SOC值以30%为例。所以,可以确定初始SOC值位于第一中间充电区间(20,50]中。
示例性地,若下电时长大于设定时长,则预先建立的电压信号和SOC值之间的对应关系,确定采集的电压信号对应的所述初始SOC值,若下电时长小于或等于设定时长,则读取待充电电池在上次脱离电源时刻的SOC值,并将上次脱离电源时刻的SOC值作为初始SOC值。
其中,所述下电时长为待充电电池从上次脱离电源时刻直至充电开始时刻的时间长度。
通过采集单元采集到待充电电池在充电开始时刻的初始温度值,将初始温度值作为初始设定周期的温度值。
初始设定周期中,可以将初始端电压值作为当前SOC值对应的开路电压值。初始端电压值可以通过采集单元采集得到。
最后根据待充电电池的健康状态系数、初始温度、初始SOC值、初始端电压值和初始SOC值位于的充电区间对应的最大SOC值,确定初始设定周期的请求电流值。具体方式如下:
请求电流值可以分为三部分组成,分别为第一初始请求电流值,第二初始请求电流值和第三初始请求电流值。根据第一初始请求电流值、第二初始请求电流值、第三初始请求电流值和健康状态系数,确定初始请求电流值。
第一初始请求电流值的确定方式为:根据预先建立的SOC值,以及温度、SOC值和充电倍率的对应关系,确定初始充电倍率,根据初始充电倍率和待充电电池的额定容量,确定第一初始请求电流值。
其中,温度、SOC值和充电倍率的对应关系如图6所示,图6示出了一种锂离子电芯基于温度特性的充电倍率表。
示例性地,若初始SOC值为30%,温度值为15摄氏度(℃),则可以确定充电倍率为0.9C,C表示电池的额定容量,若电池的额定容量以10Ah为例,则第一初始请求电流值可以为9A,若电池的额定容量以5Ah为例,则第一初始请求电流值可以为4.5A,第一初始请求电流值可以表示为Ireq1
第二初始请求电流值的确定方式为:根据初始开路电压值和所述初始SOC值所处的充电区间对应的最大阶段SOC值对应的端电压值,确定第二初始请求电流值。
具体地,在基于电压特性计算第二初始请求电流值时,可以对锂离子电池建立Rint等效电路模型,如图7所示。则待充电电池中的每个单体的端电压可以表示为:
U=Uoc(SOC)-R0*I
其中,Uoc为开路电压,U为端电压,R0为欧姆阻抗,I表示为流经待充电电池的电流。Uoc(SOC)表示为通过待充电电池的SOC值对应的开路电压值。
再通过每个充电区间的最大SOC值对应的端电压值作为约束条件,每个充电区间的最大SOC值对应的端电压值可以通过待充电电池的容量标定试验获得,此处不进行多余赘述。
第二初始请求电流值可以表示为:
Figure BDA0003796342230000161
其中,USOC,max表示为每个充电区间的最大SOC值对应的端电压值。
其中,Uoc表示待充电电池的开路电压值,在充电开始时刻的初始开路电压值可以近似等于电池的端电压值。初始USOC,max为SOC值为50%时对应的端电压值。
R0为欧姆阻抗,可参考电芯规格书进行设置,该值会随着电池老化逐渐增大,对于具有一定老化水平的电芯,此处可以考虑待充电电池的老化系数对欧姆阻抗的影响,确定新的欧姆阻抗值,例如:老化系数*R0
第三初始请求电流值的确定方式为:根据初始SOC值所处的充电区间,确定初始SOC值所处的充电区间对应的充电时间,根据库伦效率和充电时间的乘积,与设定数值和待充电电池的最大可用额定容量的乘积之间的比值,确定第一中间值,根据初始SOC值和初始SOC值所处的充电区间对应的最大阶段SOC值之差,确定第二中间值,根据第二中间值与第一中间值的比值,确定第三初始请求电流值。
示例性地,根据初始SOC值和初始SOC值所处的充电区间,第三初始请求电流值可以表示为:
Figure BDA0003796342230000162
其中,SOC表示为当前SOC值,即为初始SOC值;SOCmax表示为每个充电区间的最大SOC值,即为50%;Cmax表示为待充电电池的最大可用额定容量。Δt′表示为持续充电时间。
其中,Δt′与预先设置的充电时间T有关,但不小于以规格书允许的最大倍率快充时的充电时间。在充电开始时,Δt′通过下式计算求得,在充电过程中时为设定值。
在充电开始时,即初始设定周期时,Δt′可以表示为:
Figure BDA0003796342230000171
其中,SOCmin表示为每个充电区间的最小SOC值。SOC表示为初始SOC值。T为每个充电区间预先设置好的充电时间。
基于上述公式,最终可以确定出第三初始请求电流值。
确定出第一初始请求电流值、第二初始请求电流值和第三初始请求电流值之后,可以确定初始请求电流值Ireq
Ireq=β*[Ireq1*α+Ireq2*(1-α)2+Ireq3*(1-α)2]
其中,β表示健康状态系数;β∈(0,1],当β=1时表示待充电电池为全新状态;α为给定电流约束的占比系数,α∈(0.6,1],占比系数为安全使用界限,占比不应该小于0.6。
需要说明的是,此处电流值的符号均为正。
在同一温度水平下及荷电状态下进行充电时,随着待充电电池劣化程度的增加,可接受的充电能力逐渐降低。因此,在温度及SOC值恒定的条件下,随着充电的进行,所得基于温度和SOC的查表充电电流需乘以电池当前的老化系数,否则,极易造成过充,在电池负极出现锂的结晶或极板上活性物质的脱落,对电池造成不可恢复的损伤。因此,在温度及SOC值恒定的条件下,需要基于健康状态系数确定请求电流值。
上述过程均为当前设定周期为初始设定周期的情况,若当前设定周期为初始设定周期以外的其他设定周期时,其确定请求电流值的方式如下:
根据初始SOC值,以及采集单元采集的当前设定周期中的充电电流,确定当前SOC值,根据待充电电池的健康状态系数,当前SOC值对应的温度值,当前SOC值对应的开路电压值、当前SOC值以及当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定当前设定周期的请求电流值。
示例性地,若以当前设定周期为初始设定周期的下一个设定周期为例,即当前设定周期为第二个设定周期。
通过安时积分计算方式确定当前SOC值,公式如下:
Figure BDA0003796342230000181
其中,SOCt0表示初始SOC值,Δt表示充电时间,也可以理解为采样频率;SOCt表示为前SOC值;It表示充电电流。
需要说明的是,请求电流值为控制单元申请下来的电流值,其主要表示想要为待充电电池充电的电流值,但是在未待充电电池充电的过程中,存在损耗,请求电流值并非是待充电电池的充电电流值,所以,控制单元确定请求电流值,并向充电单元发送充电报文,为待充电电池进行充电时,每个设定周期根据不同的请求电流值,采集单元会采集到对应的充电电流值,此处的充电电流根据采集单元的实际采集为准,根据损耗率计算得到的充电电流值并不准确。所以,此处每个设定周期的请求电流值可以用于表征每个设定周期的开始和结束,并可以用于触发采集单元采集该设定周期的充电电流。
具体地,可以在每个设定周期开始,控制单元确定了请求电流值,并为待充电电池进行充电时,采集单元采集该时刻的充电电流作为It。也可以将每个设定周期开始,控制单元确定了请求电流值时,采集单元开始采集充电电流,并一直采集到该设定周期结束,通过在该设定周期中内采集到的充电电流的平均值作为It
通过上述公式,可以实时在每个设定周期结束时,确定待充电电池的实时SOC值。通过此种方式,不断的确定当前设定周期的当前SOC值,即可以根据当前SOC值可以确定当前SOC值对应的请求电流值。
具体地,第二个设定周期的请求电流值,也分为三部分,分别为请求电流值1,请求电流值2,请求电流值3。以采样时间为1s为例。经过1s的充电时间之后达到第二个设定周期,若以第二设定周期的当前SOC值为31%,则同样位于第一中间充电区间(20,50]中。
请求电流值1的确定方式为:
示例性地,采集单元采集待充电电池为当前SOC值时的温度值,作为当前温度值,以温度值为15摄氏度。根据当前温度值和当前SOC值,通过图6确定充电倍率,并确定请求电流值1,请求电流值1可以通过Ireq1′表示。
根据SOC值为31%时对应的充电倍率和额定容量,确定请求电流值1。
请求电流值2的确定方式为:
Figure BDA0003796342230000191
其中,Uoc表示当前SOC值对应的开路电压值。此处的Uoc可以通过当前SOC值,查OCV-SOC表得到。
USOC,max表示当前SOC值位于的充电区间对应的最大SOC值对应的端电压值。
需要说明的是,此处是以第二设定周期对应的当前SOC值为例,则USOC,max为SOC值为50%时对应的端电压值,若以第100个设定周期为例,则可能第100个设定周期对应的当前SOC值为60%,已经位于第二中间充电区间了,此时USOC,max为SOC值为75%时对应的端电压值。
在当前SOC值为不同值时,USOC,max的值也是不同的。
请求电流值3的确定方式为:
在充电过程中,通过安时积分法实时的确定当前SOC值,如图8所示,可以看出待充电电池可接受电流值的曲线示意图,随着待充电电池的SOC值的增加,待充电电池的可接受电流值在减小。确定请求电流值3的公式如下:
Figure BDA0003796342230000192
其中,Ireq3′表示请求电流值3;SOC表示当前SOC值,即为第二设定周期对应的当前SOC值;SOCmax为50%;Δt′表示持续充电时间。
其中,Δt′与预先设置的充电时间T有关,但不小于以规格书允许的最大倍率快充时的充电时间。在充电开始时,Δt′通过下式计算求得,在充电过程中时为设定值。
在充电过程中,Δt′可以表示为:
Δt′=0.2T
其中,T为每个充电区间预先设置好的充电时间。
基于上述公式,最终可以确定出请求电流值3。
确定出请求电流值1,请求电流值2,请求电流值3之后,可以确定初始请求电流值Ireq
Ireq=β*[Ireq1*α+Ireq2*(1-α)2+Ireq3*(1-α)2]
其中,β表示健康状态系数;β∈(0,1],当β=1时表示待充电电池为全新状态;α为给定电流约束的占比系数,α∈(0.6,1],占比系数为安全使用界限,占比不应该小于0.6。
上述方法中,根据待充电电池的材料特性将待充电电池分为多个充电区间,并通过其他的电池状态信息,共同考虑待充电电池在充电过程中,每个设定周期的请求电流值,实现整个充电过程中,均在待充电电池可接收充电能力范围内以最佳的请求电流值进行充电。通过此种方式,不仅可以保证充电过程中的请求电流值均适配此时的待充电电池,还可以将充电过程汇总的温升加以控制,提高充电效率,又可以提高待充电电池的使用寿命。
图9示出了本申请实施例提供的一种详细的电池充电方法,以初始SOC值为60%为例进行说明,如图9所示,本申请实施例提供的电池充电方法包括以下步骤:
步骤S901:根据待充电电池的初始SOC值、初始温度值、初始开路电压值和初始SOC值所处的第二中间充电区间的最大SOC值75%,确定当前设定周期的请求电流值。
步骤S902:根据初始SOC值,通过安时积分方式确定待充电电池充电的当前SOC值。
步骤S903:待充电电池的SOC值小于90%,并判断待充电电池的当前SOC值是否位于第二中间充电区间中;若是,执行步骤S904;若否,执行步骤S905。
步骤S904:根据待充电电池的当前SOC值,当前SOC值对应的温度值,当前SOC值对应的开路电压值和当前SOC值所处的第二中间充电区间的最大SOC值,确定当前设定周期的请求电流值。并返回执行步骤S902。
步骤S905:根据待充电电池的当前SOC值,当前SOC值对应的温度值,当前SOC值对应的开路电压值和当前SOC值所处的第三中间充电区间的最大SOC值90%,确定当前设定周期的请求电流值。
步骤S906:根据初始SOC值,通过安时积分方式确定待充电电池充电的当前SOC值。
步骤S907:确定待充电电池的SOC值小于90%,判断待充电电池的SOC值是否位于第三中间充电区间中;若是,执行步骤S908;若否,则执行步骤S909。
步骤S908:根据待充电电池的当前SOC值,当前SOC值对应的温度值,当前SOC值对应的开路电压值和当前SOC值所处的第二中间充电区间的最大SOC值,确定当前设定周期的请求电流值。并返回执行步骤S906。
步骤S909:根据待充电电池的当前SOC值,当前SOC值对应的温度值,当前SOC值对应的开路电压值和当前SOC值所处的第三中间充电区间的最大SOC值,确定当前设定周期的请求电流值。
步骤S910:根据初始SOC值,通过安时积分方式确定待充电电池的当前SOC值。
步骤S911:确定待充电电池的当前SOC值是否不小于90%,通过0.1C的涓流电流对待充电电池进行充电,直至待充电电池的单体最高电压等于截止电压值,充电完成。
本申请实施例提供的电池充电方法,在开始充电时,可以确定出初始SOC值,初始温度值,初始开路电压值,以及初始SOC值所处的充电区间的最大SOC值,通过上述几个变量可以确定出初始设定周期的请求电流值。在确定了初始设定周期的请求电流值之后,待充电电池的SOC值一定时有所增长,所以,根据增长之后的SOC值在重新确定为待充电电池的请求电流值。具体求解方式在上述内容中已经有详细叙述,此处不再进行赘述。
实时的确定待充电电池的SOC值之后,由于在确定请求电流值的过程中,用到了当前SOC值所处的充电区间的最大SOC值,所以,需要对当前SOC值进行判断,若当前SOC值没有大于初始SOC值所处的充电区间的最大SOC值,则说明,当前SOC值所处的充电区间的最大SOC值没有发生变化,充电区间没有发生变化。则想要确定当前SOC值对应的请求电流值,变量一共有三个,分别如下:
待充电电池的温度值、当前SOC值和当前SOC值对应的开路电压值。
但是,若当前SOC值大于初始SOC值所处的充电区间的最大SOC值,则说明,充电区间发生变化,当前SOC值所处的充电区间的最大SOC值已经不是初始SOC值所处的充电区间的最大SOC值,所以,想要确定当前SOC值对应的请求电流值,变量一共有四个,分别如下:
待充电电池的温度值、当前SOC值、当前SOC值对应的开路电压值和当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值。
直至待充电电池的SOC值不小于90%,则可以通过0.1C的涓流电流对待充电电池进行充电,直至待充电电池的单体最高电压等于截止电压值,充电完成。
基于同一种发明构思,本申请实施例还提供了一种电池充电装置,图10为本申请实施例提供的一种电池充电装置的结构示意图;如图10所示,该装置包括:
电流确定单元1001,用于根据电池状态信息和当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定当前设定周期的请求电流值;其中,电池状态信息包括待充电电池的健康状态系数、当前SOC值对应的温度值、当前SOC值对应的开路电压值和待充电电池的当前SOC值中的至少一项;充电区间是根据待充电电池的材料特性确定的;
充电单元1002,用于根据确定的请求电流值,在当前设定周期内控制充电单元对待充电电池进行充电。
本申请实施例还提供了一种电子设备,该电子设备可以用于执行电池充电方法的流程,该电子设备可以是电池充电系统中的控制单元。该电子设备至少包括用于存储数据的存储器和处理器,其中,对于用于数据处理的处理器而言,在执行处理时,可以采用微处理器、CPU、GPU(Graphics Processing Unit,图形处理单元)、DSP或FPGA实现。对于存储器来说,存储器中存储有操作指令,该操作指令可以为计算机可执行代码,通过该操作指令来实现上述本申请实施例的电池充电方法的流程中的各个步骤。
图11为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图11所示,电子设备1100包括存储器1101、处理器1102、数据获取模块1103和总线1104。该存储器1101、处理器1102和数据获取模块1103均通过总线1104连接,该总线1104用于该存储器1101、处理器1102和数据获取模块1103之间传输数据。
其中,存储器1101可用于存储软件程序以及模块,处理器1102通过运行存储在存储器1101中的软件程序以及模块,从而执行电子设备1100的各种功能应用以及数据处理,如本申请实施例提供的电池充电方法。存储器1101可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个应用的应用程序等;存储数据区可存储根据电子设备1100的使用所创建的数据等。此外,存储器1101可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
处理器1102是电子设备1100的控制中心,利用总线1104以及各种接口和线路连接整个电子设备1100的各个部分,通过运行或执行存储在存储器1101内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器1101内的数据,执行电子设备1100的各种功能和处理数据。可选的,处理器1102可包括一个或多个处理单元,如CPU、GPU(Graphics Processing Unit,图形处理单元)、数字处理单元等。
数据获取模块1103用于获取数据,用于接收来自采集单元的温度值,电压信号等。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机存储介质中存储有计算机可执行指令,该计算机程序被处理器执行时可用于实现本申请任一实施例所记载的电池充电方法。
在一些可能的实施方式中,本申请提供的电池充电方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式,其包括程序代码,当所述程序产品在计算机设备上运行时,所述程序代码用于使所述计算机设备执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的电池充电方法的步骤,例如,所述计算机设备可以执行如图3所示的步骤S301~S302的电池充电方法的流程。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种电池充电方法,其特征在于,所述方法包括:
根据电池状态信息和当前荷电状态SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定当前设定周期的请求电流值;其中,所述电池状态信息包括待充电电池的健康状态系数、所述当前SOC值对应的温度值、所述当前SOC值对应的开路电压值和所述待充电电池的当前SOC值中的至少一项;所述充电区间是根据所述待充电电池的材料特性确定的;
根据确定的所述请求电流值,在所述当前设定周期内控制充电单元对所述待充电电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定当前设定周期的请求电流值之前,还包括:
确定所述当前SOC值小于第一设定SOC值;
所述方法还包括:
若所述当前SOC值首次不小于所述第一设定SOC值,则根据电池状态信息和所述当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定所述待充电电池的第一请求电流值;
根据所述第一请求电流值对所述待充电电池进行充电,并以第一设定降流速率持续降低所述第一请求电流值,直至所述待充电电池的单体最高电压值达到设定电压值后,根据第二请求电流值对所述待充电电池进行充电,并以第二设定降流速率持续降低所述第二请求电流值,直至所述第二请求电流值达到第一设定电流值后,通过第二设定电流值对所述待充电电池进行充电,直至所述待充电电池的单体最高电压值等于截止电压值,结束对所述待充电电池的充电过程;其中,所述单体最高电压值为所述待充电电池中包括的最小电池单位对应的最高电压值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电池状态信息包括待充电电池的健康状态系数、所述当前SOC值对应的温度值、所述当前SOC值对应的开路电压值和所述待充电电池的当前SOC值;
所述根据所述电池状态信息和所述当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定当前设定周期的请求电流值,包括:
若所述当前设定周期为初始设定周期,根据接收的所述待充电电池的电压信号和所述待充电电池的下电时长,确定所述待充电电池的初始SOC值,将所述初始SOC值作为所述待充电电池的当前SOC值;
将接收的所述待充电电池的初始端电压值作为所述当前SOC值对应的开路电压值,将接收到的所述待充电电池的初始温度作为当前SOC值对应的温度值;
根据所述待充电电池的健康状态系数、所述初始温度、所述初始SOC值、初始端电压值和所述初始SOC值位于的充电区间对应的最大SOC值,确定所述初始设定周期的请求电流值;
若所述当前设定周期为除初始设定周期以外的其他设定周期,则根据所述初始SOC值,以及采集单元采集的所述当前设定周期中的充电电流,确定所述当前SOC值;
根据所述待充电电池的健康状态系数,所述当前SOC值对应的温度值,所述当前SOC值对应的开路电压值、所述当前SOC值以及所述当前SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定所述当前设定周期的请求电流值。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述下电时长为所述待充电电池从上次脱离电源时刻直至充电开始时刻的时间长度;
所述根据接收的所述待充电电池的电压信号和所述待充电电池的下电时长,确定所述待充电电池的初始SOC值,包括:
若所述下电时长大于设定时长,则预先建立的电压信号和SOC值之间的对应关系,确定采集的电压信号对应的所述初始SOC值;
若所述下电时长小于或等于所述设定时长,则读取所述待充电电池在上次脱离电源时刻的SOC值,并将上次脱离电源时刻的SOC值作为初始SOC值。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述待充电电池的健康状态系数,所述初始温度,所述初始SOC值,所述初始端电压值和所述初始SOC值位于的充电区间对应的最大SOC值,确定所述初始设定周期的请求电流值,包括:
根据预先建立的SOC值,以及温度、SOC值和充电倍率的对应关系,确定初始充电倍率;
根据所述初始充电倍率和所述待充电电池的额定容量,确定第一初始请求电流值;
根据所述初始开路电压值和所述初始SOC值所处的充电区间对应的最大阶段SOC值对应的端电压值,确定第二初始请求电流值;
根据所述初始SOC值和所述初始SOC值所处的充电区间对应的最大阶段SOC值,确定第三初始请求电流值;
根据所述第一初始请求电流值、所述第二初始请求电流值、所述第三初始请求电流值和所述健康状态系数,确定所述初始设定周期的请求电流值。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述初始SOC值和所述初始SOC值所处的充电区间对应的最大阶段SOC值,确定第三初始请求电流值,包括:
根据所述初始SOC值所处的充电区间,确定所述初始SOC值所处的充电区间对应的充电时间;
根据库伦效率和所述充电时间的乘积,与设定数值和所述待充电电池的最大可用额定容量的乘积之间的比值,确定第一中间值;
根据所述初始SOC值和所述初始SOC值所处的充电区间对应的最大阶段SOC值之差,确定第二中间值;
根据所述第二中间值与所述第一中间值的比值,确定所述第三初始请求电流值。
7.一种电池充电装置,其特征在于,包括:电流确定单元和充电单元:
所述电流确定单元,用于根据电池状态信息和当前荷电状态SOC值所处的充电区间对应的最大SOC值,确定当前设定周期的请求电流值;其中,所述电池状态信息包括待充电电池的健康状态系数、所述当前SOC值对应的温度值、所述当前SOC值对应的开路电压值和所述待充电电池的当前SOC值中的至少一项;所述充电区间是根据所述待充电电池的材料特性确定的;
所述充电单元,用于根据确定的所述请求电流值,在所述当前设定周期内控制充电单元对所述待充电电池进行充电。
8.一种电池充电系统,其特征在于,包括:采集单元,通讯单元,控制单元和充电单元;
所述采集单元用于采集待充电电池的电压信号、充电电流和温度值,并将所述待充电电池的电压信号、充电电流和温度值发送至所述控制单元;
所述充电单元用于向所述控制单元发送请求充电报文,以及接收所述控制单元发送的充电报文,对所述待充电电池进行充电;
所述控制单元用于接收所述采集单元发送的所述待充电电池的电压信号,充电电流和温度值,以及接收所述充电单元发送的请求充电报文,并执行权利要求1~6任一项所述的方法;
所述通讯单元用于所述采集单元和所述控制单元之间的通信,以及用于所述充电单元和所述控制单元之间的通信。
9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器上可在所述处理器上运行的计算机程序,当所述计算机程序被所述处理器执行时,实现权利要求1~6中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时,实现权利要求1~6任一项所述的方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN118336875A (zh) * 2024-06-12 2024-07-12 深圳市泰科动力系统有限公司 一种调节锂电池的充放电安全保护优化方法及系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118336875A (zh) * 2024-06-12 2024-07-12 深圳市泰科动力系统有限公司 一种调节锂电池的充放电安全保护优化方法及系统
CN118336875B (zh) * 2024-06-12 2024-08-20 深圳市泰科动力系统有限公司 一种调节锂电池的充放电安全保护优化方法及系统

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