一种给电池充电的方法技术

本发明专利技术公开了一种给电池充电的方法，通过后备式储能系统给电池充电，包括S0、预设；S1、禁充；S2、浮充或者脉冲充；S3、步进恒压充；S4、预充；本方法采用三种方式给电池充电，当电池电压或者容量特别低时，采用预充；当电池电压大于设定值1后，启动步进恒压充，且当电流很小后或者没有时，让恒压值比当前电池电压大

A method of charging battery

【技术实现步骤摘要】
一种给电池充电的方法


[0001]本专利技术涉及一种给电池充电的方法，尤其适用于后备式储能系统。

技术介绍

[0002]目前，随着新能源行业的热度越来越高，电动汽车的普及度也越来越高，储能设备越来越受到人们的青睐。拥有储能模块的设备，可以到没有市电的地方使用，暂时摆脱市电的约束。使用最为普遍的储能模块主要由锂电池构成，包括三元锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池等。而且，电池储能模块广泛应用在很多领域，如汽车，数据中心，便携式设备等。
[0003]针对现有的电池储能模块，充电速度和充电温度一直是相互矛盾的技术点。随着电源行业的技术越来越成熟，电池储能模块的功率越来越高，制约电池充电的条件更倾向于电池本身，而充电电流一直太大就会出现析锂现象，进而影响电池的使用寿命。
[0004]目前，给电池充电的策略一般有以下几种：
[0005]1、采用三段式充电形式。如图1所示，开始充电时，电池容量较低且电池电压也较低，采用恒流方式，也就是固定电流给电池充电；当电池电压到达到设定值一后，采用恒压模式，也就是固定电压给电池充电；当电池电压到达到设定值二后，采用浮充电压给电池充电，也就是以一个恒压模式继续给电池充电。但是，该充电形式前期对电池一直使用恒流充电，使得电池的热量上升较快，且一直采用大电流充电也存在危险隐患。
[0006]2、采用脉冲充电形式。如图2所示，充电过程主要分成三个重要阶段：预充，使用小电流让电池电压或电池容量上升到设定值一；恒流方式充电，充电电流以恒定值充电，直到电压或者电池容量到达设定值二；缓冲，当电压到达设定值二后，停止充电，等到电压恢复到设定值三后，以恒流模式充电；如此不断循环。但是，该充电形式虽然一直使用恒流模式进行充电，但是肯定在电芯允许的电流范围内进行充电的。肯定前提是保证安全稳定。
[0007]为克服上述技术缺陷，亟待研发设计出一种新的给电池充电的方法。

技术实现思路

[0008]针对上述现存的技术问题，本专利技术提供一种给电池充电的方法，以实现有效的控制电池的温度，增加电池的使用寿命。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供一种给电池充电的方法，通过后备式储能系统给电池充电，包括如下具体步骤：
[0010]S0、预设：
[0011]设电池电流的阀值，电池电压的设定值1、设定值2、
……
、设定值n，且n为大于等于2的整数，电池电压的最大值＞设定值n＞
……
＞设定值2＞设定值1＞电池电压的最小值；
[0012]S1、禁充：
[0013]判断当前的电池电压是否大等于电池电压的最大值；
[0014]若是，则禁止电池充电，然后进入S1；
[0015]若否，则进入S2；
[0016]S2、浮充或者脉冲充：
[0017]判断当前的电池电压是否大等于设定值n；
[0018]若是，则电池进行浮充或者脉冲充，然后进入S1；
[0019]若否，则进入S3；
[0020]S3、步进恒压充：
[0021]判断当前的电池电压是否大等于设定值n
‑
1；
[0022]a、若是，则电池根据恒压值进行步进恒压充，恒压值＝电池电压+
△
V，且
△
V＞0；然后判断当前的电池电压是否大于等于恒压值，以及当前的充电电流是否小于电流阀值；若是，则更新恒压值，电池根据新的恒压值继续进行步进恒压充，再进入S1；若否，则进入S1；
[0023]b、若否，则判断当前的电池电压是否大等于设定值n
‑
2；若是，则重复步骤a；若否，则判断当前的电池电压是否大等于设定值n
‑
3；如此依次判断各个设定值，直至判断当前的电池电压是否大等于设定值1；若是，则重复步骤a，若否，则进入S4；
[0024]S4、预充：
[0025]电池进行预充，然后进入S1。
[0026]上述技术方案中，本专利技术通过后备式储能系统利用市电给电池充电，并采用三个阶段给电池充电：
[0027]1、当电池电压或者容量特别低时，本专利技术采用预充小恒流方式给电池充电；
[0028]2、当电池电压到大于等于设定值1后，本专利技术启动步进恒压充方式，即测量当前电池电压，让恒压值比当前电池电压大
△
V，并以此恒压值进行充电；当电流很小后或者没有，让恒压值比当前电池电压大
△
V继续充电，如此循环反复，直到电池电压大于设定值n；
[0029]3、当电池电压大于等于设定值n后，本专利技术启动浮充方式或者脉冲充方式给电池充电。
[0030]进一步，所述的后备式储能系统包括整流桥、PFC模块、DC/DC模块、储能模块和MCU模块；
[0031]所述的整流桥将输入的交流电转换成馒头波；
[0032]所述的PFC模块将馒头波转换成380V左右的直流电；
[0033]所述的DC/DC模块将PFC模块的输出电压转换成电池需要的电压；
[0034]所述的MCU模块设置在DC/DC模块中，用于控制电池的充电方法；
[0035]且输入市电为220V交流电，负载为电池。
[0036]上述技术方案中，市电通过整流桥将交流电转换成直流馒头波信号，然后通过PFC模块对系统的功率因数进行校正，并使馒头波信号转换成400V左右的直流信号，最后通过DC/DC模块将电能转换成电池的能量，DC/DC模块直接控制电源的充电形式。
[0037]更进一步，所述的MCU模块采用DSP芯片，包括PFC控制功能和LLC控制功能。
[0038]更进一步，所述的整流桥包括四个二极管。
[0039]更进一步，所述的PFC模块包括两个MOS管。
[0040]更进一步，所述的DC/DC模块包括四个MOS管。
[0041]综上，相比现有技术，本专利技术方法具有如下技术优势：
[0042]1、采用三个阶段给电池充电，不仅灵活高效，而且安全稳定；
[0043]2、在大电流充电后让电池有休息的时间，不会使得电池的温度上升太高；
[0044]3、使得析锂现象有机会可逆，让金属锂转换成锂离子，降低了电池寿命缩短的速度。
附图说明
[0045]图1为现有技术中电池采用三段式充电形式的充电曲线示意图；
[0046]图2为现有技术中电池采用脉冲充电形式的充电曲线示意图；
[0047]图3a为现有技术中后备式储能系统的原理框图；
[0048]图3b为现有技术中后备式储能使用市电给储能模块充电的电原理框图；
[0049]图3c为本专利技术给电池充电的电路实施例；
[0050]图4a为以设定值2为最后充电电压的充电方法流程图；
[0051]图4b为图3c所示电路给电池充电的方法流程图；
[0052]图5为本专利技术给电池充电的充电曲线示意图。
具体实施方式
[0053]本文本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种给电池充电的方法，其特征在于，通过后备式储能系统给电池充电，包括如下具体步骤：S0、预设：设电池电流的阀值，电池电压的设定值1、设定值2、
……
、设定值n，且n为大于等于2的整数，电池电压的最大值＞设定值n＞
……
＞设定值2＞设定值1＞电池电压的最小值；S1、禁充：判断当前的电池电压是否大等于电池电压的最大值；若是，则禁止电池充电，然后进入S1；若否，则进入S2；S2、浮充或者脉冲充：判断当前的电池电压是否大等于设定值n；若是，则电池进行浮充或者脉冲充，然后进入S1；若否，则进入S3；S3、步进恒压充：判断当前的电池电压是否大等于设定值n
‑
1；a、若是，则电池根据恒压值进行步进恒压充，恒压值＝电池电压+
△
V，且
△
V＞0；然后判断当前的电池电压是否大于等于恒压值，以及当前的充电电流是否小于电流阀值；若是，则更新恒压值，电池根据新的恒压值继续进行步进恒压充，再进入S1；若否，则进入S1；b、若否，则判断当前的电池电压是否大等于设定值n
‑
2；若是，则重复步骤a...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚小明，吴亮，魏志成，谭亮，杨进，
申请(专利权)人：重庆电哥科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：