马斯拟合充电曲线的电池充电控制方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种马斯拟合充电曲线的电池充电控制方法和系统，该方法包括获取待充电池的电池类型以查询对应预设充电方案、初始充电电流、电池特性参数、最大充电电压和电压‑电流关系函数；根据初始充电电流、电池特性参数、最大充电电压和电压‑电流关系函数获取对应标准充电电压作为调整参考电压；按照预设充电方案对待充电池充电并获取当前时刻的实际充电电压，判断实际充电电压是否大于或等于调整参考电压，若是则返回按照预设充电方案对待充电池充电的步骤；否则获取预设的选定电压比值，根据选定电压比值、电池特性参数和电压‑电流关系函数获取目标充电电流，根据目标充电电流对待充电池进行电流控制充电，如此，可提高待充电池的性能。

【技术实现步骤摘要】
马斯拟合充电曲线的电池充电控制方法和系统
本专利技术涉及充电
，特别是涉及一种马斯拟合充电曲线的电池充电控制方法和系统。
技术介绍
充电作为电池补充能量的唯一手段，充电方式的好坏对电池的性能有重要影响，不恰当的充电方式很容易造成电池性能的大幅下降。电池充电方式大多分为三种：恒流充电、恒压充电或者“恒流-恒压”组合充电。传统的充电方式通常包含恒流充电过程，在恒流充电过程中充电电流恒定不变。而根据马斯定律，充电过程中电池的可接受电流随着充电时间呈指数规律下降。如果长时间采用恒流充电，在恒流充电后期可能出现充电电流超过可接受电流而导致电池电解液出现析气反应或温度上升，影响电池寿命。因此，传统的电池充电方式易引起电池性能下降、充电效果差。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种可提高电池性能、充电效果好的马斯拟合充电曲线的电池充电控制方法和系统。一种马斯拟合充电曲线的电池充电控制方法，包括如下步骤：获取待充电池的电池类型，查询与所述待充电池的电池类型对应的预设充电方案；查询与所述待充电池的电池类型对应的初始充电电流、电池特性参数、最大充电电压和电压-电流关系函数，其中，所述电压-电流关系函数为待充电池的标准充电电流与标准充电电压成反比例的关系函数；根据所述初始充电电流、所述电池特性参数、所述最大充电电压和所述电压-电流关系函数，获取所述初始充电电流对应的标准充电电压并作为调整参考电压；按照所述预设充电方案对所述待充电池进行充电，并获取当前时刻的实际充电电压；判断所述实际充电电压是否大于或等于所述调整参考电压；若否，返回所述按照所述预设充电方案对所述待充电池进行充电，并获取当前时刻的实际充电电压的步骤；若是，获取多个预设的选定电压比值，其中，所述选定电压比值大于当前时刻的实际充电电压与所述最大充电电压之比且小于或等于一；分别根据所述选定电压比值、所述电池特性参数和所述电压-电流关系函数，获取对应的标准充电电流得到多个目标充电电流，根据所述目标充电电流从大到小的顺序对所述待充电池进行充电。一种马斯拟合充电曲线的电池充电控制系统，包括：类型获取模块，用于获取待充电池的电池类型，查询与所述待充电池的电池类型对应的预设充电方案；数据查询模块，用于查询与所述待充电池的电池类型对应的初始充电电流、电池特性参数、最大充电电压和电压-电流关系函数，其中，所述电压-电流关系函数为待充电池的标准充电电流与标准充电电压成反比例的关系函数；电压计算模块，用于根据所述初始充电电流、所述电池特性参数、所述最大充电电压和所述电压-电流关系函数，获取所述初始充电电流对应的标准充电电压并作为调整参考电压；初始充电模块，用于按照所述预设充电方案对所述待充电池进行充电，并获取当前时刻的实际充电电压；电压比较模块，用于判断所述实际充电电压是否大于或等于所述调整参考电压；充电保持模块，用于在所述实际充电电压小于所述调整参考电压时，控制所述初始充电模块继续按照所述预设充电方案对所述待充电池进行充电，并获取当前时刻的实际充电电压；比值获取模块，用于在所述实际充电电压大于或等于所述调整参考电压时，获取多个预设的选定电压比值，其中，所述选定电压比值大于当前时刻的实际充电电压与所述最大充电电压之比且小于或等于一；充电调节模块，用于分别根据所述选定电压比值、所述电池特性参数和所述电压-电流关系函数，获取对应的标准充电电流得到多个目标充电电流，根据所述目标充电电流从大到小的顺序对所述待充电池进行充电。上述马斯拟合充电曲线的电池充电控制方法和系统，通过获取待充电池的电池类型以查询与待充电池的电池类型对应的预设充电方案、初始充电电流、电池特性参数、最大充电电压和电压-电流关系函数，并根据初始充电电流、电池特性参数、最大充电电压和电压-电流关系函数，获取初始充电电流对应的标准充电电压并作为调整参考电压；同时，按照预设充电方案对待充电池进行充电，并获取当前时刻的实际充电电压；然后根据实际充电电压和调整参考电压分析需要选择的充电方案，具体为：判断实际充电电压是否大于或等于调整参考电压，若是，则继续按照预设充电方案对待充电池进行充电，并获取当前时刻的实际充电电压；否则获取多个预设的选定电压比值，分别根据选定电压比值、电池特性参数和电压-电流关系函数，获取对应的标准充电电流得到多个目标充电电流，根据目标充电电流从大到小的顺序对待充电池进行电流控制充电。因此，对待充电池的过程分为初始时按照预设充电方案进行充电的阶段和之后按照电压-电流关系函数进行电流调节控制充电的阶段，通过按照目标充电电流从大到小的顺序进行充电，避免因充电电流过大而引起电池损坏的问题，可提高待充电池的性能，充电效果好。附图说明图1为马斯充电曲线与变异后的马斯充电曲线示意图；图2为一实施例中马斯拟合充电曲线的电池充电控制方法的流程图；图3为一实施例中分别根据选定电压比值、电池特性参数和电压-电流关系函数，获取对应的标准充电电流得到多个目标充电电流，根据目标充电电流从大到小的顺序对待充电池进行充电的具体流程图。图4为一应用例中的充电曲线示意图；图5为另一应用例中充电曲线示意图；图6为一实施例中马斯拟合充电曲线的电池充电控制系统的模块框图；图7为一实施例中充电调节模块的结构框图。具体实施方式根据马斯定律可知，电池恒流充电过程中，其容量只能充到某个确定数值，恒流值越大，能充到的容量上限越低，为保证电池不因充电受损，在充电过程中充电电流要以指数形式下降，参考图1中的(a)，为马斯充电曲线。马斯定律的公式如下：I＝Ioexp(-at)；a＝Io/C；其中，It为任意时刻电池可接受的充电电流，Io为起始可接受的充电电流，a为衰减率常数或充受比常数，C为已放电容量，亦即需充容量。马斯三定律对a进行描述：(1)a与放出的容量C的平方根成反比：(2)a与放电电流Id的对数成正比：(3)可接受的充电电流是各放电阶段对应的可接受电流之和：I＝I1+I2+I3......。由于充电前电池放电过程通常不可追溯，可以改用电池当前荷电量来表述，大致可概化为：式中，Co为电池满荷电状态容量，C为累积放电量，C1为当前电池容量。根据：以概化为任一时刻电池的受电能力，得到对马斯定律模拟后的关系式：I＝IO*f(C1)＝Iog[V(t)]；式中，f、g为函数关系式，V(t)为充电电压。参考图1中的(b)，为变异后的马斯充电曲线。根据马斯定律模拟后的关系式进行数学近似拟合，以充电过程中电池+/-极的充电电压V(t)与电池的最大充电电压CV之比X作为单变量，建立充电电流I(t)与X的函数关系，以便计算任意充电时刻的充电电流，得到如下的函数作为电压-电流关系函数模型：取边界条件：X＝1.0时(V(t)＝CV)，有：铅酸电池：I＝0.125c-0.15c＝CCo；镍电池：I＝0.15c-0.20c＝CCo；锂电池：I＝0.25c-0.30c＝CCo；据此，可以得出：K＝CCo；其中，c为电池容量，CCo为电池特性参数。由此，可得：铅酸电池：镍电池：锂电池：如下所示，表1为铅酸电池的比值-电流关系表，表2为锂电池的比值-电流关系表。其中，I(X)表示X对应的充电电流，I(X2)表示X2对应的充电电流，I(X3)表示X3对应的充电电流，I(X本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马斯拟合充电曲线的电池充电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：获取待充电池的电池类型，查询与所述待充电池的电池类型对应的预设充电方案；查询与所述待充电池的电池类型对应的初始充电电流、电池特性参数、最大充电电压和电压‑电流关系函数，其中，所述电压‑电流关系函数为待充电池的标准充电电流与标准充电电压成反比例的关系函数；根据所述初始充电电流、所述电池特性参数、所述最大充电电压和所述电压‑电流关系函数，获取所述初始充电电流对应的标准充电电压并作为调整参考电压；按照所述预设充电方案对所述待充电池进行充电，并获取当前时刻的实际充电电压；判断所述实际充电电压是否大于或等于所述调整参考电压；若否，返回所述按照所述预设充电方案对所述待充电池进行充电，并获取当前时刻的实际充电电压的步骤；若是，获取多个预设的选定电压比值，其中，所述选定电压比值大于当前时刻的实际充电电压与所述最大充电电压之比且小于或等于一；分别根据所述选定电压比值、所述电池特性参数和所述电压‑电流关系函数，获取对应的标准充电电流得到多个目标充电电流，根据所述目标充电电流从大到小的顺序对所述待充电池进行充电。

【技术特征摘要】
1.一种马斯拟合充电曲线的电池充电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：获取待充电池的电池类型，查询与所述待充电池的电池类型对应的预设充电方案；查询与所述待充电池的电池类型对应的初始充电电流、电池特性参数、最大充电电压和电压-电流关系函数，其中，所述电压-电流关系函数为待充电池的标准充电电流与标准充电电压成反比例的关系函数；根据所述初始充电电流、所述电池特性参数、所述最大充电电压和所述电压-电流关系函数，获取所述初始充电电流对应的标准充电电压并作为调整参考电压；按照所述预设充电方案对所述待充电池进行充电，并获取当前时刻的实际充电电压；判断所述实际充电电压是否大于或等于所述调整参考电压；若否，返回所述按照所述预设充电方案对所述待充电池进行充电，并获取当前时刻的实际充电电压的步骤；若是，获取多个预设的选定电压比值，其中，所述选定电压比值大于当前时刻的实际充电电压与所述最大充电电压之比且小于或等于一；分别根据所述选定电压比值、所述电池特性参数和所述电压-电流关系函数，获取对应的标准充电电流得到多个目标充电电流，根据所述目标充电电流从大到小的顺序对所述待充电池进行充电。2.根据权利要求1所述的马斯拟合充电曲线的电池充电控制方法，其特征在于，所述查询与所述待充电池的电池类型对应的初始充电电流、电池特性参数、最大充电电压和电压-电流关系函数的步骤，包括：查询与所述待充电池的电池类型对应的电池特性参数、最大充电电压和电压-电流关系函数；将所述电池特性参数以及预设的初始电压比值代入所述电压-电流关系函数，计算得到对应的标准充电电流并作为所述初始充电电流。3.根据权利要求2所述的马斯拟合充电曲线的电池充电控制方法，其特征在于，所述初始电压比值为70％。4.根据权利要求1所述的马斯拟合充电曲线的电池充电控制方法，其特征在于，所述电压-电流关系函数为：其中，I(t)为t时刻的标准充电电流，CCo为所述电池特性参数，X为电压比值，Vt为t时刻的标准充电电压，CV为所述最大充电电压。5.根据权利要求1所述的马斯拟合充电曲线的电池充电控制方法，其特征在于，所述选定电压比值为离散值，所述分别根据所述选定电压比值、所述电池特性参数和所述电压-电流关系函数，获取对应的标准充电电流得到多个目标充电电流，根据所述目标充电电流从大到小的顺序对所述待充电池进行充电的步骤，包括：按照从小到大的顺序依次排列所述选定电压比值，以当前时刻到第一个所述选定电压比值对应的时刻为第一充电阶段，依次划分得到多个充电阶段；将所述电池特性参数和所述选定电压比值代入所述电压-电流关系函数，计算得到对应的标准充电电流，作为所述选定电压比值所属充电阶段的目标充电电流；根据所述最大充电电压和所述选定电压比值获取对应的标准充电电压，作为所述选定电压比值所属充电阶段的目标充电电压；检测当前时刻的实际充电电压是否大于或等于当前时刻所属充电阶段的目标充电电压；若否，以当前时刻所属充电阶段的目标充电电流为恒流值，对所述待充电池进行充电；若是，以当前时刻所属充电阶段的下一充电阶段的目标充电电流为恒流值，对所述待充电池进行充电。6.一种马斯拟合充电曲线的电池充电控制系统，其特征在于，包括：类型获取模块，用于获取待充电池的电池类型，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐成宪，
申请(专利权)人：广州市君盘实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44