[发明专利]一种电池充电方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电池充电技术领域，更具体地说，涉及一种电池充电方法及电池充电装置，能够降低对充电电池的损耗。

背景技术

可维护铅酸蓄电池的寿命与电池的充电方法有很大关系，而一般充电方法按照设计的充电曲线通过控制单元实现。所以对铅酸蓄电池的充电曲线优化改良，可以达到更好的充电效果，延长电池使用寿命。

可维护铅酸蓄电池常见的失效原因有：(1)电池电极附着的活性物质逐渐脱落；(2)电池电解液温度高，则容易出现热失控，同时高温对电池内部单元材料寿命有不利影响。同时随着可维护铅酸蓄电池作为动力电池的广泛应用，在经济性方面，使用者对电池的维护成本、充电器的造价成本以及充电时间有了更高的要求。例如，充电过程中电池内的水分解过多，则需要频繁维护补水，造成维护成本较高。

以下对几种现有常见的铅酸蓄电池充电曲线进行介绍。

第一种为传统的恒流恒压充电曲线，如图1所示，其中U表示充电电压，I表示充电电流。其先采用最大电流恒流充电，当电池电压升高到充电器电压设定值后进入恒压充电，恒压充电阶段电流值逐渐下降，当下降到设定值后充电完成。该充电曲线存在的缺点为：(1)初始充电电流大长期使用容易造成电池极板的活性物质松脱。(2)开口铅酸蓄电池最大充电电压较高(单节2.6V左右)，所以在恒流充电阶段，当电池电压高于2.4V时，若持续大电流充电，则出现一定过冲。过冲的充电电流主要在分解水，会产生大量气体，同时电解液温度快速升高。

第二种为脉冲式充电曲线，如图2所示，其中I表示充电电流。这种充电方式实质是间歇性恒流、间歇性恒压充电，在很大电流(充电电流I在1C以上)恒流充电过程中间歇性停止充电，目的在于消除充电过程中在电池两极形成的极化反应。当电压达到转折点电压值时，转化为间歇性恒压充电。该充电曲线存在的缺点为：(1)初始充电电流非常大，长期使用容易造成电池极板的活性物质松脱。(2)对充电机的最大输出功率要求高，充电机硬件成本高。(3)转折后恒压充电阶段对电池仍然有较大电流充电，如果被充电电池初始还剩余较多电量，则这种充电曲线的恒压充电阶段会出现过冲。

第三种为恒流恒压充电结合脉冲式充电，如图3所示，其中U表示充电电压，I表示充电电流。这种充电曲线分三段，第一阶段I为恒流充电(0.1C到1C)，第二阶段II为恒压恒流交替，第三阶段III为两种不同电压的恒压充电交替。其中第二阶段II和第三阶段III还使用负载对电池进行放电，目的在于消除充电后期出现的严重的极化反应。这种充电曲线适合用于铅酸蓄电池充电系统，在充电的同时还有负载放电。该充电曲线存在的缺点为：(1)充电应用范围窄。仅适用于输出带有固定负载设备的铅酸蓄电池充电系统。(2)第二阶段II与第三阶段III的恒压恒流交替时间较短(500ms、1s、5s)，对充电机设备输出的电压电流动态要求高，同时稳压稳流精度要求较高。只有采用恒压恒流较好的硬件才能达到该充电曲线的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有电池充电过程中对电池容易造成耗损的缺陷，提供一种电池充电方法及装置，能够有效地降低充电过程对电池的损耗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电池充电方法，包括以下步骤：

S1、以最大恒流电流Iset对电池进行恒流充电，使电池电压达到第一预设电压V1；

S2、通过电流控制方式对电池进行充电，控制充电电流根据电池电压上升而逐步减小使电池电压达到第二预设电压V₂；

S3、通过脉冲循环对电池进行充电，使电池电压达到额定电压V_R。

在根据本发明所述的电池充电方法中，所述最大恒流电流I_set为电池容量的10％至20％。

在根据本发明所述的电池充电方法中，该方法还包括在步骤S1之前执行的步骤S0：采用第一预充电流I₁对电池进行恒流充电，在达到预设固定时间时停止；或者从所述第一预充电流I₁逐渐上升到所述最大恒流电流I_set对电池进行电流控制方式充电，其中，所述第一预充电流I₁为所述最大恒流电流I_set的20％至40％。

在根据本发明所述的电池充电方法中，所述第一预充电流I₁为所述最大恒流电流I_set的30％。

在根据本发明所述的电池充电方法中，所述第一预设电压V₁为2.2V到2.4V。