一种镍氢、镍镉电池的充电方法技术

技术编号:3343336 阅读:325 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种镍氢、镍镉电池的充电方法,将电池的充电过程分为N个区段,并确定各区段的阀值、限值;在充电过程中,当出现电压负增值时,判断充电是否异常,如异常,直接跳转至第N区段,进入涓流充电状态;当任一区段的限值对应的电池电压小于该区段的阀值时,直接跳转至第N区段,进入涓流充电状态。采用本发明专利技术所述的方法和装置,在电池出现异常时,可快速进入充电保护态,达到安全充电的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及快速充电技术,尤其涉及。技术背景对镍氬、镍镉充电电池快速充电,会涉及到充电时间、是否过充、温度、 电池寿命等一系列问题。如图1-1、图1-2所示,在室温下,镍氢、镍镉电池充足电时,即,图 示的充电至电池容量的100%时,电压均达到1.4v以上,而在充足电后继续充 电,电池电压开始下降,电池的温度迅速上升。高温会缩短电池寿命,为了保 证电池充足电又不至过充电造成电池高温,目前一般采用定时控制或电压控制 等方法。定时控制,采用1.25C充电速率时电池lh可充足,釆用2.5C充电速率时 30min可充足,因此,根据电池的容量和充电电流,很容易确定所需的充电时 间,控制方法简单,但是由于电池的起始充电状态不完全相同,常出现有的电 池充不足、有的电池过充电的情况。电压控制,常用的电压控制法有最高电压控制,当电池电压达到设置的电池充足电的最高电压后,立即停 止充电。这种控制方法的缺点是电池充足电的最高电压随环境温度、充电速 率而变,而且电池组中各单体电池的最高充电压也有差别,因此采用这种方法 并不能非常准确地判断电池是否已足充电。电压负增量控制,由于电池电压的负增量与电池组的绝对电压无关,而且 不受环境温度和充电速率等因素影响,因此可以比4交准确地判断电池是否已充 足电。这种控制方法的缺点是如图1-l单节镍氲、镍镉电池在室温25。C时的充电电压曲线所示,电池电压出现负增量后,电池已经过充电,因此电池的 温度较高。尤其,镍氢电池充足电后,电池电压要经过较长时间,才出现负增 量,过充电较严重。上述方法,不能发现充电过程中的充电异常,并采取保护措施,例如定时 控制,当环境温度很高导致了充电异常,电压上升緩慢,甚至出现负增长时, 维持快速充电状态到设定时间,即停止充电,而设定时间为电池在正常充电时充足电所需的时间,这样,即使还未充足电时电池已停止充电;电压控制,则 达到最高电压或出现负电压时,才停止充电,当环境温度很高导致充电异常, 电压上升緩慢时,维持快速充电,这样,因电压上升緩慢,延长了达到最高电 压或过充的时间,即延长了电池内部温度累积的时间,进而因电池内部温度太 高,严重缩短电池寿命,甚至毁坏电池。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的主要目的在于提供, 在电池出现异常时,可快速进入充电保护态,达到了安全充电的目的。为达到上述目的,本专利技术的技术方案是这样实现的,该方法将充电过程分为N个区段,各区 段都设置有阀值、限值和计数器,并包括以下步骤A、 充电开始,确定初始电池电压所属的区段,将该区段作为当前区段;B、 电池以所述当前区段的脉沖电流充电,同时,当前区段的计数器计数;C、 确定是否出现电压负增量,如果是,执行步骤D;否则,所述计数器 正常工作,电池继续以所述当前区段的脉沖电流充电,直至计凄t至当前区段的 限值时,执行步骤E;D、 加快所述计数器的计数速率,确定是否出现电压正增量,如果出现电 压正增量时,计数器恢复正常工作,电池继续以所述当前区段的脉冲电流充电, 直至计数至当前区段的限值时,执行步骤E;否则,计数器以加快后的速率计 数至当前区段的限值后,跳转到第N区段,执行步骤F;E、 比较当前电池电压是否小于该区段的阀值,如果是,跳转到第N区段,执行步骤F;否则,将该当前区段的下一个区段作为当前区段,返回步骤B;F、 电池以第N区4史对应的脉冲电流充电,直到当前电池电压值不小于第 N区段的阀值时,停止充电。进一步地,步骤A之前还包括确定各个区段的脉沖电流,使第i区4殳脉冲电流的有效电流值,小于第i -1区段脉沖电流的有效电流值,且第N区段采用涓流充电方式充电。进一步地,步-腺F后还包括当自^:电至电池电压等于该电池的容量时, 返回步骤F。进一步地,步骤A中,所述确定初始电池电压所属的区段具体包括 釆才羊初始电池电压;比较初始电池电压与所述各区段的限制,如果初始电池电压,大于第i-l 区段的限值,并且小于第i区段的限值,则该电池电压属于第i区段。 进一步地,步骤C中,所述确定电池是否出现电压负增量具体包括 以设定的频率对电池电压进行采样;比较当前采样值与前一次采样值,当本次的电压采样值小于前一次的采样 值时,则为出现电压负增量,否则为出现电压正增量。本专利技术所提供的镍氢、镍镉电池的充电方法,具有以下的优点和特点1) 在充电过程中,当出现电压负增值时,判断充电是否异常,如异常,进 入涓流充电状态,以保护电池,且当任一区段的限值对应的电池电压小于该区 段的阀值时,进入涓流充电状态,以保护电池,达到了安全充电的目的;2) 随着电池电位的升高,减小充电时间/停充时间的值,使电池在充电时 间累积的温度会在停充时间得到释放,避免了随着电池电压的升高,电池内部 温度急速升高的问题;3) 当前电池电压值不小于第N区段的阀值时,停止充电、及当自放电至 电池电压等于该电池的容量时开始充电,使电池一直维持在高电位充饱状态, 但不会发烫;4)不需要检测温度,通过电池电压的增量判断温度是否异常,不需要设计 电池温度采样电路,节省成本。附图说明图1-l为单节镍氢、镍镉电池在室温25。C时的充电电压曲线示意图; 图l-2为单节镍氢、镍镉电池在室温25。C时的充电温度曲线示意图; 图2为本专利技术实施例所述的镍氢、镍镉电池的充电方法的分区段及参数确 定流程图;图3为本专利技术实施例所述的镍氢、镍镉电池的充电方法的实现流程图。具体实施方式本专利技术方法的基本思想是将电池的充电过程分为N个区段,并确定各区 段的阀值、限值;在充电过程中,当出现电压负增值时,判断充电是否异常, 如异常,直接跳转至第N区段,进入涓流充电状态,以保护电池,即负压保护; 当任一区段的限值对应的当前电池电压小于该区段的阀值时,直接跳转至第N 区段,进入涓流充电状态,以保护电池,即限时保护;负压保护与限时保护结 合使用,防止了充电过程中出现电压负增量的情况损坏电池,及充电时在任一 区段内,充电速度低于正常充电速度,进而延长电池温度累积的时间,损坏电 池的情况。本专利技术实施例所述的镍氢、镍镉电池的充电方法的分区段及参数确定流程 如图2所示,包括以下步骤步骤201:将电池的充电过程分为1、 2、…N, N个区,史,并确定各个区 段电池电压的阀值;阀值是电池正常充电时,各区段电池电压的最大值。确定各区段阀值的具体步骤为将OV ~ 1.05电池容量,分为N个区间,N可以设定,区间i表示为(Vw, Vj],将Vj作为第i区段的阀值,Vw〈Vi〈Vw…〈1.05电池容量。步骤202:确定各个区段的脉冲电流,使第i区段脉冲电流的有效电流值,小于第i-l区^:脉沖电流的有效电流值;第N区,殳采用涓流充电方式充电。为第一区段设定一个脉冲电流,其余各个区段的脉沖电流的幅值与第一区 段的脉冲电流的幅值相同,但第i区段充电时间/停充时间,小于第i-l区段充 电时间/停充时间,从而使第i区段脉冲电流的有效电流值,小于第i-l区段脉 冲电流的有效电流值,而充电时间/停充时间的值的增大,使电池在充电时间累 积的温度会在停充时间得到释放,进而避免了随着电池电压的升高,电池内部 温度急速升高的问题。步骤203:分别为每个区段设置一个计数器,并确定各区段的充电时间的 限值;所述计数器用于控制各区段的充电时本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种镍氢、镍镉电池的充电方法,其特征在于,该方法将充电过程分为N个区段,各区段都设置有阀值、限值和计数器,并包括以下步骤:A、充电开始,确定初始电池电压所属的区段,将该区段作为当前区段;B、电池以所述当前区段的脉冲电流充电,同时,当前区段的计数器计数;C、确定是否出现电压负增量,如果是,执行步骤D;否则,所述计数器正常工作,电池继续以所述当前区段的脉冲电流充电,直至计数至当前区段的限值时,执行步骤E;D、加快所述计数器的计数速率,确定是否出现电压正增量,如果出现电压正增量时,计数器恢复正常工作,电池继续以所述当前区段的脉冲电流充电,直至计数至当前区段的限值时,执行步骤E;否则,计数器以加快后的速率计数至当前区段的限值后,跳转到第N区段,执行步骤F;E、比较当前电池电压是否小于该区段的阀值,如果是,跳转到第N区段,执行步骤F;否则,将该当前区段的下一个区段作为当前区段,返回步骤B;F、电池以第N区段对应的脉冲电流充电,直到当前电池电压值不小于第N区段的阀值时,停止充电。

【技术特征摘要】
1、一种镍氢、镍镉电池的充电方法,其特征在于,该方法将充电过程分为N个区段,各区段都设置有阀值、限值和计数器,并包括以下步骤A、充电开始,确定初始电池电压所属的区段,将该区段作为当前区段;B、电池以所述当前区段的脉冲电流充电,同时,当前区段的计数器计数;C、确定是否出现电压负增量,如果是,执行步骤D;否则,所述计数器正常工作,电池继续以所述当前区段的脉冲电流充电,直至计数至当前区段的限值时,执行步骤E;D、加快所述计数器的计数速率,确定是否出现电压正增量,如果出现电压正增量时,计数器恢复正常工作,电池继续以所述当前区段的脉冲电流充电,直至计数至当前区段的限值时,执行步骤E;否则,计数器以加快后的速率计数至当前区段的限值后,跳转到第N区段,执行步骤F;E、比较当前电池电压是否小于该区段的阀值,如果是,跳转到第N区段,执行步骤F;否则,将该当前区段的下一个区段作为当前区段,返回步骤B;F、电池以第N区段对应的脉冲电流充电,直到当前电池电压值不小于第N区段的阀值时...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨建卫
申请(专利权)人:中兴通讯股份有限公司
类型:发明
国别省市:94[中国|深圳]

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