用于对电池充电的方法和设备技术

一种用于对电池充电的方法，包括：从多个充电区间当中确定电池的当前充电率所在的第一充电区间，其中所述多个充电区间基于电池的荷电状态和电池阳极的开路电压之间的函数关系来被预定；以及用与第一充电区间相对应的第一充电率在第一充电区间期间对电池充电。

Method and device for charging battery

A method for charging a battery includes: determining a first charging interval from among a plurality of charging intervals in which the current charging rate of the battery is located, wherein the plurality of charging intervals are predetermined based on a functional relationship between the state of charge of the battery and the open circuit voltage of the battery anode; and corresponding to the first charging interval The first charging rate is charged to the battery during the first charging interval.

【技术实现步骤摘要】
用于对电池充电的方法和设备对相关申请的交叉引用本申请要求2017年2月7日提交的申请号为10-2017-0016870的韩国专利的优先权，并且由此在35U.S.C.§119下所有的权益、在其整体中的内容都通过引用并入本文。
本公开涉及一种通过多阶段改变充电率对电池充电的方法和设备。
技术介绍
已经提出了用于改进电池的充电速度的各种类型的充电算法。通常，恒定电流-恒定电压(constantcurrent-constantvoltage，“CC-CV”)充电方案是变化的，或者与类似于CC-CV充电方案的方法相结合，并且存在诸如脉冲充电、升压充电、和多阶段恒定电流充电的算法。脉冲充电方案表示一种用于将高电流施加到电池预定时间并且提供暂停时段(或放电(discharge)时间)的方法。根据脉冲充电方案，通过在初始充电阶段施加的高电平电流从而获得最大扩散速度，增加了在活性材料的表面上的锂离子的浓度，并且通过放电(或松弛(relaxation))从而控制额外的副反应松弛了锂离子的浓度分布。在脉冲充电方案中，脉冲充电方案包括由占空比表示的没有执行实际充电的区间(暂停或放电区间)，因此在充电速度的改进上有限制。升压充电方案在较早的阶段施加高电流以生成高电压，并且用恒定电压充电预定时间，然后执行CC-CV充电。根据升压充电方案，完全放电的电池在充电的较早的阶段具有高的高速率适应性能，所以恒定电压充电被执行直到30％的充电率，并且比恒定电压区间处的电压高的电压在之后的部分用高电流执行充电。升压充电方案使用初始电池状态，其中，考虑到高电流施加阶段，电池在较早的充电阶段非常接近完全放电。在这样的传统充电方案中，算法根据测量施加的电流和期望被控制的电流值来使用初始输入充电条件基于反复实验、或电池的状态(温度、温度变化、电压、或电压变化)检查放电特性和调整初始输入充电条件，因此用于算法的确定的时间和实验的风险增加，并且使用了用于适应性方案控制的附加系统，从而增加了应用的复杂度。
技术实现思路
多阶段恒定电流方案将时间轴划分成多个区间，并且将随着各个区间正在进行，从高电流到低电流地施加电流。各个区间的划分遵循预定阈值电压，并且当充电电压达到阈值电压时，改变电流的大小(即，施加更低的电流)。由各种优化工具确定各个区间的电流大小，并且通常，通过在简档的第一应用之后重复用于检查放电特性的过程来确定优化的模式。通过电流强度的变化和电压来划分各个阶段，可以推导出各种类型的算法。多阶段恒定电流方案的关键方面是设置用于在最大化充电速度的同时保持电池容量的区间，并且确定用于各个区间的充电率强度。本专利技术的示例性实施例针对一种用于使用多阶段恒定电流方案对电池充电的方法。本专利技术的示例性实施例针对一种用于通过使用多阶段恒定电流方案来对电池充电的设备。本专利技术的示例性实施例提供了一种用于对电池充电的方法，该方法包括：从多个充电区间当中确定电池的当前充电率所在的第一充电区间，其中所述多个充电区间基于电池的荷电状态(“SOC”，stateofcharge)和电池阳极的开路电压(“OCV”，opencircuitvoltage)之间的函数关系来被预定；以及用与第一充电区间相对应的第一充电率在第一充电区间期间对电池充电。在示例性实施例中，电池充电方法还可以包括：当第一充电区间结束时，用与第二充电区间相对应的第二充电率在第二充电区间期间对电池充电，第二充电区间在多个充电区间当中紧接着第一充电区间。在示例性实施例中，电池充电方法还可以包括：当第一充电区间是多个充电区间当中的最后充电区间时、或者当在多个充电区间中紧接着第一充电区间的第二充电区间是最后充电区间时，监视电池的充电电压是否已经达到预定电压值；以及当充电电压达到预定电压值时向电池施加最大充电电压。在示例性实施例中，可以基于具有预定高度的窗口来确定多个充电区间，其中具有预定高度的窗口参考包括在充电区间中的函数关系的微分图的最小值或最大值来被施加，并且预定高度可以根据充电处理器的复杂度来被预定。在示例性实施例中，预定高度可以被预定为等于或小于0.6的值。在示例性实施例中，随着预定高度增加，窗口的宽度可以增加以增加充电区间的相应长度，并且随着预定高度减小，窗口的宽度可以减小以减小充电区间的相应长度。在示例性实施例中，随着预定高度增加，窗口的宽度可以增加以减少充电区间的数量，并且随着预定高度减小，窗口的宽度可以减小以增加充电区间的数量。在示例性实施例中，第一充电率可以在第一充电区间被保持在恒定值，并且电池的阳极的电位和电池的电解质溶液的电位之间的差可以被确定为小于第一充电区间的结束点处的预定值。在示例性实施例中，预定值可以是2×10-6伏特(V)。在示例性实施例中，第一充电率可以在第一充电区间被保持在恒定值，并且电池的阳极的电位与电池的电解质溶液的电位之间的差可以被确定为在第一充电区间期间大于零(0)。在示例性实施例中，第一充电率的值可以大于第二充电率的值。本专利技术另一实施例提供一种用于对电池充电的设备，其包括：处理器、与处理器连接的存储器、和与电池连接的充电接口，其中该处理器执行存储在存储器中的程序以执行以下步骤：从多个充电区间当中确定电池的当前充电率所在的第一充电区间，其中所述多个充电区间基于电池的SOC与电池的阳极的OCV之间的函数关系来被预定；以及用与第一充电区间相对应的第一充电率在第一充电区间期间对电池充电。在示例性实施例中，处理器可以执行存储在存储器中的程序，以进一步执行以下步骤：当第一充电区间结束时，用与第二充电区间相对应的第二充电率在第二充电区间期间对电池充电，第二充电区间在多个充电区间当中紧接着第一充电区间。在示例性实施例中，处理器可以执行存储在存储器中的程序以进一步执行以下步骤：当第一充电区间是多个充电区间中的最后充电区间时、或者当在多个充电区间中紧接着第一充电区间的第二充电区间是最后充电区间时，监视电池的充电电压是否已经达到预定电压值；以及当充电电压达到预定电压值时向电池施加最大充电电压。在示例性实施例中，可以基于具有预定高度的窗口来确定充电区间，其中具有预定高度的窗口参考包括在充电区间中的函数关系的微分图的最小值或最大值来被施加，并且该预定高度可以根据充电处理器的复杂度来被预定。在示例性实施例中，预定高度可以被预定为等于或小于0.6的值。在示例性实施例中，随着预定高度增加，窗口的宽度可以增加以增加充电区间的相应长度，并且随着预定高度减小，窗口的宽度可以减小以减小充电区间的相应长度。在示例性实施例中，随着预定高度增加，窗口的宽度可以增加以减少充电区间的数量，并且随着预定高度减小，窗口的宽度可以减小以增加充电区间的数量。在示例性实施例中，第一充电率可以在第一充电区间期间被保持在恒定值，并且电池的阳极的电位和电池的电解质溶液的电位之间的差可以被确定为在第一充电区间的结束点处小于预定值。在示例性实施例中，预定值可以是大约2×10-6V。在示例性实施例中，第一充电率可以在第一充电区间期间被保持在恒定值，并且电池的阳极的电位与电池的电解质溶液的电位之间的差可以被确定为在第一充电区间大于零(0)。在示例性实施例中，第一充电率的值可以大于第二充电率的值。根据本专利技术的示例性实施例，通过基于充电区间和与充电区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对电池充电的方法，所述方法包括：从多个充电区间当中确定电池的当前充电率所在的第一充电区间，其中所述多个充电区间基于电池的荷电状态和电池阳极的开路电压之间的函数关系来被预定；以及用与第一充电区间相对应的第一充电率在第一充电区间期间对所述电池充电。

【技术特征摘要】
2017.02.07 KR 10-2017-00168701.一种用于对电池充电的方法，所述方法包括：从多个充电区间当中确定电池的当前充电率所在的第一充电区间，其中所述多个充电区间基于电池的荷电状态和电池阳极的开路电压之间的函数关系来被预定；以及用与第一充电区间相对应的第一充电率在第一充电区间期间对所述电池充电。2.如权利要求1所述的方法，还包括：当第一充电区间结束时，用与第二充电区间相对应的第二充电率，在第二充电区间期间对所述电池充电，所述第二充电区间在所述多个充电区间当中紧接着第一充电区间。3.如权利要求1所述的方法，还包括：当第一充电区间是所述多个充电区间中的最后充电区间时、或者当在多个充电区间中紧接着第一充电区间的第二充电区间是最后充电区间时，监视电池的充电电压是否已经达到预定电压值；并且当充电电压达到所述预定电压值时，向所述电池施加最大充电电压。4.如权利要求1所述的方法，其中：基于具有预定高度的窗口来确定多个充电区间，所述具有预定高度的窗口参考包括在多个充电区间中的函数关系的微分图的最小值或最大值来被施加，并且所述预定高度根据充电处理器的复杂度来被预定。5.如权利要求4所述的方法，其中：所述预定高度被预定为等于或小于0.6的值。6.如权利要求4所述的方法，其中：随着所述预定高度增加，所述窗口的宽度增加以增加所述多个充电区间的相应长度，并且随着所述预定高度减小，所述窗口的宽度减小以减小所述多个充电区间的相应长度。7.如权利要求4所述的方法，其中：随着所述预定高度增加，所述窗口的宽度增加以减少所述多个充电区间的数量，并且随着所述预定高度增加，所述窗口的宽度减小以增加所述多个充电区间的数量。8.如权利要求1所述的方法，其中：第一充电率在第一充电区间期间被保持在恒定值，并且所述电池的阳极的电位与所述电池的电解质溶液的电位之间的差被确定为在第一充电区间的结束点处小于预定值。9.如权利要求8所述的方法，其中：所述预定值是2×10-6伏特。10.如权利要求1所述的方法，其中：第一充电率在第一充电区间期间被保持在恒定值，并且所述电池的阳极的电位与所述电池的电解质溶液的电位之间的差被确定为在第一充电区间期间大于零。11.如权利要求2所述的方法，其中：第一充电率的值大于第二充电率的值。12.一种用于对电池充电的设备，包括：处理器；存储器，被连接到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪振硕，孙精国，柳永均，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR