[发明专利]一种与被动均衡功能相匹配的锂电池组充电方法

说明书

本发明公开了一种锂电池充电方法，专用于对具有被动均衡功能的锂电池组进行充电；首先，采用设定电流值 I₁对锂电池组进行“恒流充电”；随着恒流充电过程的持续进行，电池组内各串电芯的电压逐步达到IC芯片或单片机设定的均衡开启电压V₁，连接各串电芯正负极的均衡电路开始工作，当电池组充电电压达到均衡开启电压V₁×串数n，即转为“恒压充电”，在电流逐步减小到接近均衡电流I₂时，维持“均衡充电”直至电池组内每串电芯的电压都达到均衡电压值V₁后，充电器停止通电；使用本充电方法，能让电池组充电均衡功能得到充分进行，充电完成后电池组内每串电芯电压完全一致，更加高效完成充电并延长电池组循环寿命。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种对具有被动均衡功能的锂电池组进行充电的方法。

背景技术

目前市场上的锂电池组基本上都有过充保护功能和充电均衡功能：

1、过充保护功能：由于锂电池不能过充电，所以几乎所有锂电池组都有过充保护设计，即对电池组内每串电芯进行电压采集，一旦电池组内任何一串电芯的电压达到设定保护电压值，就触发锂电池充电保护功能，充电回路断路，充电停止；举例如三元锂电池组，电芯过充保护电压点一般设定为4.225v，即整个电池组内任一串电芯达到这一电压值，就会触发保护功能，充电回路断开、充电停止；

2、充电均衡功能：由于电池组内各串电芯客观上存在内阻、容量等一致性差异，在充电过程中电池组内任一串电芯的电压一旦达到过充保护电压值，就会触发锂电池组充电保护功能，充电回路断路，充电停止；此时理论上只有一串电芯的电压达到了保护点电压值，剩余各串电芯的电压都低于这一电压值，由于短板效应此时电池组并没有完全充满电；为此，多数电池组都增加了充电均衡功能，通过均衡功能实现电池组内各串电芯电压值在充电结束后尽量一致；举例如三元锂电池组，设定电芯均衡功能开启电压点为4.17v，即在对电池组进行充电过程中，任一串电芯的电压达到4.17v，连接该串电芯正负极的均衡电路即导通，流经该串电芯的充电电流被均衡电路分流一部分或全部，该串电芯的电压被迟滞或完全停止上升，电池组充电保护功能被迟滞触发或不会触发，为其余各串电压尚未达到4.17v的电芯赢得继续充电机会。

目前市面上对锂电池组进行充电的传统技术方案是恒流充电转恒压充电：首先对电池组以设定电流值值I₁进行恒流充电，当电池组电压升高到设定电压U₁时转为恒压充电，以三元锂电芯为例U₁=4.2V×串数n，至电流小于设定值例如0.05I₁时停止充电（参见GB/T31484-2015《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》）。

如果采用如上所述的传统充电技术方案，对如上所述的具有过充保护功能和充电均衡功能的锂电池组进行充电，在恒流充电然后转恒压充电的过程中，电池组内任一串电芯的电压一旦达到充电保护电压值，电池组过充保护功能即被触发，充电主回路断开、充电停止；此时由于电芯客观上存在的电压、内阻、容量等参数离散性，其余各串电芯的电压都低于这一保护电压值，部分甚至差异较大，由于锂电池组电量的短板效应，即整个电池组的电量由最少的那串电芯决定，因此电池组就无法充满电；

采用传统的锂电池充电方案，容易触发充电保护这一问题，导致在充电完成后各串电芯的电压参差不齐，在电池组长期的循环使用过程中，电芯的电压、内阻、容量等参数离散性会进一步加剧，从而导致整个电池包的循环寿命大幅减少。

发明内容

为了克服传统锂电池充电技术方案存在的缺陷，本发明针对具有充电被动均衡功能的锂电池组提供一种新的充电方法，实现锂电池组充电过程中被动均衡功能的充分发挥，进而实现每次充电后锂电池组内每串电芯的电压完全一致，最终实现电池组能完全充满电、并大幅延长锂电池组循环寿命。

一种与被动均衡功能相匹配的锂电池组充电方法，具体技术方案如下：