[发明专利]一种锂离子电池快速充电方法与装置

权利要求书

1.一种锂离子电池快速充电的装置，包括：

直流电流恒流源，与待充电的锂离子电池相连接，直流电流恒流源提供恒定充电电流；

可控开关，与所述锂离子电池以及所述直流电流恒流源串联形成串联电路，可控开关接通或者切断所述串联电路；

其特征在于，所述锂离子电池快速充电的装置还包括：

控制模块，所述控制模块连接锂离子电池和所述可控开关，所述控制模块检测锂离子电池的端电压和端电压变化率，测得的端电压低于充电阈值，所述控制模块控制所述可控开关接通所述串联电路对锂离子电池充电；测得的端电压高于充电阈值且测得端电压变化率曲线出现明显下降，控制模块控制可控开关切断所述串联电路停止对锂离子电池充电。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池快速充电的装置，其特征在于，所述控制模块包括一单片机，所述单片机与锂离子电池并接，其中，所述单片机的第一端连接锂离子电池正极的一端，其第二端连接锂离子电池负极的一端，所述单片机检测并记录锂离子电池的端电压和端电压变化率，根据不同时刻的端电压变化率生成电压变化率曲线，并对电压变化率序列曲线进行平滑滤波，消除电压测量过程中产生的毛刺，判断端电压值与充电阈值的大小，端电压值小于充电阈值则生成接通所述串联电路的指令，根据端电压变化率的曲线搜寻端电压变化率曲线的拐点，端电压变化率曲线出线拐点则生成切断所述串联电路的指令。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池快速充电的装置，其特征在于，所述控制模块还包括一指令发送元件，所述指令发送元件的一端与所述单片机的第三端相连接，所述指令发送元件的另一端与所述可控开关的控制端相连接，根据所述单片机生成的指令向所述可控开关发送接通或切断所述串联电路的指令。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池快速充电的装置，其特征在于，所述锂离子电池为如下电池中的任一种：

锂离子单体电池；以及

锂离子聚合物电池。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池快速充电的装置，其特征在于，所述可控开关为如下装置中的任一种：

金属氧化物场效应管；

继电器；以及

三极管。

6.一种锂离子电池快速充电的方法，包括如下步骤：

步骤A.将锂离子电池与直流电流恒流源以及可控开关串联，形成一串联电路，将控制模块与锂离子电池和所述可控开关相连接；

步骤B.控制模块包括单片机以及指令发送元件，所述单片机检测所述锂离子电池两端的端电压，判断锂离子电池的端电压是否低于充电阈值；

步骤C.若端电压低于充电阈值，则通过指令发送元件向可控开关发出接通所述串联电路的指令，触发可控开关闭合；

步骤D.单片机对锂离子电池的端电压进行检测，并运行充电截止时刻搜寻算法；

步骤E.判断单片机是否已生成切断所述串联电路的指令；

步骤F.当单片机生成切断所述串联电路的指令时，指令发送元件向可控开关发出该指令，触发所述可控开关断开。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池快速充电的方法，其特征在于，所述充电截止时刻搜寻算法包括如下步骤：

步骤a.单片机实时监测锂离子电池的端电压，并记录端电压值；

步骤b.判断锂离子电池的端电压是否高于运算阈值；

步骤c.当锂离子电池达到一运算阈值时，开始计算每一时刻的端电压变化率，并记录一定时间内的端电压变化率；

步骤d.根据不同时刻的端电压变化率生成电压变化率曲线，并对电压变化率序列曲线进行平滑滤波，消除电压测量过程中产生的毛刺；

步骤e.搜寻电压变化率曲线，判断该电压变化率曲线是否出现拐点；

步骤f.当电压变化率曲线出现拐点时，生成切断所述串联电路的指令。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池快速充电的方法，其特征在于，记录所述锂离子电池端电压的频率为每秒采集一次所述锂离子电池的端电压样本值。

9.根据权利要求7所述的锂离子电池快速充电的方法，其特征在于，所述端电压变化率为所述锂离子电池的当前时刻记录的端电压值减去前一时刻的端电压值。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池快速充电的方法，其特征在于，记录所述锂离子电池端电压变化率的频率为每分钟内60个瞬间的端电压变化率值。