[发明专利]电池充电装置和电池充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池充电装置和电池充电方法。

背景技术

日本专利申请公布2003-079059公开了一种对组合电池进行充电的方法，该组合电池由彼此连接的多个锂二次电池单元（cell）（诸如锂离子电池单元）构成。在此方法中，将每个锂二次电池单元的当前端电压与特定满充电电压值进行比较。当至少一个所述锂二次电池单元的端电压已经达到满充电电压值时，充电电流开始逐渐降低，使得其它电池单元可以被逐渐充电到满充电状态，同时将满充电电池单元的端电压保持在满充电电压值。

发明内容

根据上述方法，甚至当电池单元的端电压低于满充电电压值时，取决于充电电流或充电功率的大小，锂的沉积（即，锂枝晶在负电极板上的沉积）也可能在电池单元中发生。这可能对电池的性能产生负面影响。

考虑到以上所述，期望提供一种电池充电装置和电池充电方法，通过它们可以适当地防止锂在电池的电池单元中沉积。

根据本发明的一个方面，一种用于对包括锂二次电池单元的电池进行充电的电池充电装置，所述电池充电装置包括：充电部分，配置为利用设置为第一设置点的充电电流和充电功率中的至少一个对所述锂二次电池单元进行充电；电压测量部分，配置为获得所述锂二次电池单元的端电压的测量值；以及控制部分，配置为：基于所述第一设置点计算锂沉积阈值电压值，其中假定当所述端电压高于所述锂沉积阈值电压值时，锂沉积在所述锂二次电池单元中；将所述端电压的测量值与所计算的锂沉积阈值电压值进行比较；以及根据所述比较控制充电电流和充电功率中的所述至少一个。

根据本发明的另一方面，一种利用设置为预定设置点的充电电流和充电功率中的至少一个对电池进行充电的电池充电方法，其中所述电池包括锂二次电池单元，所述电池充电方法包括：基于所述设置点计算锂沉积阈值电压值，其中假定当所述锂二次电池单元的端电压高于所述锂沉积阈值电压值时，锂沉积在所述锂二次电池单元中；将所述端电压与所计算的锂沉积阈值电压值进行比较；以及根据所述比较控制充电电流和充电功率中的所述至少一个。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的电池系统的构造的图。

图2是示出根据该实施例的电池系统的控制系统的图。

图3是示出充电电流与锂沉积阈值电压值之间的关系的曲线图。

图4是示出根据本实施例的对电池充电的处理的流程图。

图5是示出如何通过根据本实施例的电池充电装置和电池充电方法对每个电池单元进行充电的示例的时序图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的电池系统的构造。此电池系统被配置为用于电动车辆或混合动力电动车辆的电源。该电池系统不限于此，而是可以应用于其它系统。

如图1中所示，电池系统包括组合电池1。组合电池1由彼此串联连接的多个电池单元2构成。组合电池1通过接线盒3连接到充电器9和车辆负载10。接线盒3容纳主继电器4、5，其中主继电器4将组合电池1的一端连接到导向充电器9和车辆负载10的线，并且主继电器5将组合电池1的另一端连接到导向充电器9和车辆负载10的另一条线。车辆负载10包括启动器马达，驱动马达等。接线盒3配备有电流传感器6、预充电继电器7、电阻8、以及主继电器4、5。电流传感器6被配置为测量对组合电池1充电或放电的充电和放电电流。预充电继电器7和电阻8彼此串联连接，并且与主继电器5并联连接。电流传感器6向微计算机14发送指示关于测量的充电和放电电流的信息的信号。

另一方面，电池控制器11由电池单元控制器IC（电池单元控制器集成电路）12、总电压传感器13以及微计算机14构成。电池单元控制器IC 12被配置为测量每个电池单元12的端电压，并监视每个电池单元12是否被施加过度充电或过度放电。总电压传感器13被配置为测量组合电池1的总端电压。微计算机14包括用于存储用于控制组合电池1的程序和数据的ROM（只读存储器）、以及用于在计算期间临时存储数据的RAM（随机存取存储器）。

如图1中所示，每个电池单元控制器IC 12连接到作为一个单元的四个电池单元2，用于测量四个电池单元2的端电压和监视四个电池单元2的过度充电或过度放电。电池单元控制器IC 12向微计算机14发送指示所获得的关于四个电池单元12的信息的信号。