[发明专利]用于对电池充电的方法和装置

说明书

提供了一种电池充电方法和装置。电池充电装置接收电池的期望的充电时间，基于期望的充电时间生成用于对电池充电的充电步阶的充电电流，基于期望的充电时间和电池的电化学模型对充电步阶中的每个获取包括内部状态条件和最大充电时间的充电限制条件，并基于充电限制条件生成包括充电电流和充电电流的充电时间的充电简档。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年10月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0138657号的权益，其全部公开内容通过引用并入本文用于所有目的。

技术领域

以下描述涉及电池充电。

背景技术

电池被用作各种设备(例如，移动设备或电动车辆)中的电源，并且提供了各种对电池充电的方案。当使用恒定电流/恒定电压(CC/CV)充电方案时，以CV执行充电以达到预设的低电流，然后以CC执行充电以达到电压。此外，存在以从高电流到低电流的多个步阶的CC执行充电的多步充电方案、以及以短时间单位重复应用脉冲电流的脉冲充电方案。

由于在CC/CV充电方案中在CV条件下需要大量时间，所以CC/CV充电方案不适合于快速充电。在多步充电方案和脉冲充电方案中，由于快速充电而出现电池的劣化。不管电池的内部状态如何的基于经验的充电方案在控制电池的劣化方面存在限制，并且充电时间的缩短受到限制。随着使用包括电池的电动车辆或移动设备的用户的数量增加，对快速充电的需求正在增加。因此，期望提供电池的长使用寿命以及用于快速对电池充电的能力的电池充电。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的概念的选择。本发明内容并非旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用作确定所要求保护的主题的范围的辅助手段。

在一个总体方面，提供了一种电池充电方法，包括：接收电池的期望的充电时间；基于期望的充电时间生成用于对电池充电的各个充电步阶(charging step)的充电电流；基于所述期望的充电时间和电池的电化学模型来获取充电限制条件，所述充电限制条件包括用于所述充电步阶中的每个的内部状态条件或最大充电时间中的至少一个；以及基于充电限制条件生成充电简档，所述充电简档包括充电电流和各个充电电流的充电时间。

所述充电限制条件可以包括防止所述电池在充电期间劣化的条件。

所述内部状态条件可以包括基于电化学模型的对电池的劣化具有影响的至少一个内部状态。

所述内部状态条件可以包括阳极过电势条件、阴极过电势条件、阳极表面锂离子浓度条件、阴极表面锂离子浓度条件、电池单元电压条件和荷电状态(SOC)条件中的任何一个或任何组合。

充电限制条件的获取可以包括：基于充电电流初始化充电限制条件；以及基于所述电化学模型和电池的劣化条件，优化所述初始化的充电限制条件以在所述期望的充电时间期间对所述电池充电并且防止电池的劣化；以及劣化条件是当电池的内部状态基本类似于劣化条件时引起电池的劣化的条件。

所述初始化的充电限制条件的优化可以包括：基于电化学模型来估计用于应用所述充电电流的电池的充电步阶中的每个的至少一个内部状态；以及基于估计的内部状态来调整初始化的充电限制条件中的最大充电时间和内部状态条件中的任何一个或任何组合。

所述充电限制条件的优化可以包括：获取初始化的充电限制条件中的内部状态条件以及与内部状态条件相对应的劣化条件；从输入内部状态条件与劣化条件之间的差的函数来生成函数值；以及基于所述函数值的和以及电化学模型来调整所述内部状态条件中的至少一个。

函数可以被定义为使得函数值响应于内部状态条件与劣化条件之间的差的增加而减小，并且内部状态条件中的至少一个的调整可以包括基于电化学模型调整内部状态条件中的至少一个，以使期望的充电时间期间的和最小化。