脉波调制充电方法及脉波调制充电装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种脉波调制充电方法和脉波调制充电装置，用以对二次电池装置充电。该方法以一充放电周期提供电流脉波，对二次电池装置反复地以一充电电流脉波宽度进行充电，并以一放电电流脉波宽度进行放电。此外，该方法还进一步设定一或多个电压门槛值。当二次电池装置的端电压大于电压门槛值，则逐渐缩小充电电流脉波宽度，而改善对二次电池装置充电效率。本发明专利技术进一步提出一种脉波调制充电装置，依据前述的步骤对二次电池装置充电。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关于二次电池的充电，特别是一种脉波调制充电方法及一种脉波调制充电装置，可快速地将电池容量充电至接近饱和。
技术介绍
针对二次电池的充电需求，已知技术中的充电方式是采取连续且固定的电流输出，以对二次电池充电。然而，持续地以固定的电流对二次电池进行充电，容易致使电池的电极发生极化现象，形成对充电电流的阻抗，而降低充电效率。针对上述问题，许多解决方案被提出，例如美国专利US5，726，551号专利案及美国专利US4746852是将连续且固定的电流输出，改为脉波电流输出，以减轻电极发生极 化的现象。台湾1285451号专利技术专利及M367511号新型专利则进一步在脉波电流中，加入放电脉波，以干扰电极周遭的离子结晶，而加强消除电极极化现象的效果。除了电极极化现象会影响到充电效率之外，电池本身的电池容量也会改变对充电电流的阻抗。特别是电池容量越接近饱和时，电池对充电电流的阻抗也越大。电池容量超过一定程度时，充电电流速率将大幅降低，使得充电效率突然锐减。因此，若要将电池容量充电至接近饱和，往往需要耗费极长时间，才能完成充电作业。一般若要执行快速充电，则无法将电池容量充电至接近饱和，而必须牺牲部分的电池容量。
技术实现思路
鉴于已知技术的电池充电方式中，因为电池电极极化现象，导致对电池充电效率不佳，且不易将电池容量充电至接近饱和，本专利技术提出一种脉波调制充电方法及一种脉波调制充电装置，可提升充电效率，且可以尽可能地将电池的电量充电至接近饱和的状态。本专利技术提出一种脉波调制充电方法，用以对二次电池装置充电。该方法系以一充放电周期提供电流脉波，对二次电池装置反复地进行充电及放电。于每一个充放电周期中，先以一充电电流脉波宽度，对二次电池装置进行充电，接着以一放电电流脉波宽度，对二次电池进行放电。其中充电电流脉波宽度恒大于放电电流脉波宽度。此外该方法还包含设定一第一电压门滥值，当二次电池装置的端电压大于第一电压门滥值，缩小充电电流脉波宽度以调整该充放电周期的工作周期(Duty Cycle)，再对二次电池装置反复地进行充电及放电。本专利技术进一步提出一种脉波调制充电装置，用以对二次电池装置充电。脉波调制充电装置包含一脉波电流输出模块及一控制模块。脉波电流输出模块依据一充放电周期提供一电流脉波至二次电池装置。其中，脉波电流输出模块于每一充放电周期中，以一充电电流脉波宽度对二次电池装置进行充电，且以一放电电流脉波宽度对二次电池进行放电。前述的充电电流脉波宽度恒大于放电电流脉波宽度。控制模块设有一第一电压门槛值，用以持续监测该该二次电池装置的端电压。当端电压大于第一电压门滥值，控制模块控制脉波电流输出模块缩小充电电流脉波宽度，以调整充放电周期的工作周期，而对二次电池装置反复地进行充电及放电。本专利技术的脉波调制充电方法及脉波调制充电装置透过对二次电池装置反复充电及放电，降低消除二次电池装置的电极在充电电流脉波宽度中产生的电极极化现象，提升充电效率。而本专利技术又进一步随着充电状况调整充电电流脉波宽度及放电电流脉波宽度，使二次电池装置处于较佳的充电电流接受状态，更进一步提升充电效率，减少将二次电池装置的电池容量充电至接近饱和所需要的时间。附图说明为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明，其中图I为本专利技术第一实施例中，脉波调制充电装置的电路方块图。 图2为本专利技术脉波调制充电方法的流程图。图3、图4、图5及图6为本专利技术第一实施例中，充放电周期的示意图。图7为本专利技术第一实施例中，充电电流的示意图。图8、图9及图10为本专利技术第二实施例中，充放电周期的示意图。主要元件符号说明100脉波调制充电装置110脉波电流输出模块120控制模块900二次电池装置Vs电力源V端电压T/T’ /T” 充放电周期Τ1/ΤΓ /Tl”充电电流脉波宽度T2放电电流脉波宽度T3/T3’零电流宽度T3”附加零电流宽度Vl第一门槛电压值V2第二门槛电压值V3第三门槛电压值Il充电电流12放电电流I”电流门槛速率具体实施例方式请参阅图I及图2所示，其为本专利技术第一实施例所披露的一种脉波调制充电装置100及一种脉波调制充电方法，用以对二次电池装置900充电。脉波调制充电装置100包含一脉波电流输出模块110及一控制模块120。参阅图I及图2所示，脉波电流输出模块110由一电力源Vs取得电力，并依据一充放电周期T提供电流脉波至该二次电池装置900。前述的电力源Vs通常为家用插座提供的110V-220V的交流电，但不排除来自另一大容量的电池或整流器所提供的直流电。控制模块120用以控制脉波电流输出模块110的输出，并持续监测二次电池装置900的端电压V。如图I及图2所示，执行脉波调制充电方法时，是先将二次电池装置900连接于脉波电流输出模块110。接着于控制模块120中设定充放电周期T，使充放电周期T至少具备一充电电流脉波宽度Tl及一充电电流脉波宽度T2，如步骤110所示。前述的充电电流脉波宽度Tl恒大于放电电流脉波宽度T2。此外，控制模块120中更设定一第一门槛电压值VI、一第二门槛电压值V2及一第三门槛电压值V3，用以与二次电池装置900的端电压V进行比较；其中，第三电压门槛值V3大于第二电压门槛值V2，且第二电压门槛值V2大于第一电压门槛值VI。如图3所示，控制模块120以充放电周期T控制脉波电流输出模块110，使得脉波 电流输出装置110依据充放电周期T提供电流脉波，而反复地对二次电池装置900充电及放电。如图I、图2及图3所示，于每一个充放电周期T中，执行该方法的控制模块120以控制脉波电流输出模块110执行下列步骤。脉波电流输出模块110于每一充放电周期T中，以充电电流脉波宽度Tl及充电电流II，对二次电池装置900进行充电，如步骤121所示。接着，脉波电流输出模块110在充电电流脉波宽度Tl结束之后，脉波电流输出模块110再以放电电流脉波宽度T2及放电电流12，对二次电池装置900进行放电，如步骤122所示。为了使二次电池装置900于充电完成后的电池容量可以尽可能地接近二次电池装置900的额定饱和电池容量，并进一步改善二次电池装置900的电流接受状态，本专利技术第一实施例中，控制模块120进一步执行下列步骤，依据设定于控制模块120的第一门槛电压值VI、第二电压门槛值V2及第三电压门槛值V3调整充放电周期T。如图I、图2及图3所示，在每一充放电周期T之后，接着，控制模块120持续比较二次电池装置900的端电压V是否大于该第一电压门槛值VI，如步骤130所示。于步骤130中，若二次电池装置900的端电压V不大于该第一电压门槛值VI，则控制模块120回归至步骤121及步骤122，继续以充放电周期T控制脉波电流输出模块110对该二次电池装置900进行充电及放电作业。于步骤130中，若二次电池装置900的端电压V大于该第一电压门槛值VI，则控制模块120进一步判别二次电池装置900的端电压V是否大于第二门槛电压值V2，如步骤140所示。如图I、图2及图4所示，于步骤140中，若二次电池装置900的端电压V不大于第二门槛电压值V2(且大于第一门槛电压值VI)，控制模块120控制脉波电流输出模块110缩小充电电流脉波宽度Tl’，以调整充放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉波调制充电方法，用以对二次电池装置充电，所述方法包含以下步骤：以一充放电周期提供电流脉波，对该二次电池装置反复地进行充电及放电，并于每一个充放电周期执行下列步骤：以一充电电流脉波宽度，对该二次电池装置进行充电；及以一放电电流脉波宽度，对该二次电池进行放电，其中该充电电流脉波宽度恒大于该放电电流脉波宽度；及设定一第一电压门槛值，当该二次电池装置的端电压大于该第一电压门槛值，缩小该充电电流脉波宽度以调整该充放电周期的工作周期，对该二次电池装置反复地进行充电及放电。

【技术特征摘要】
1.一种脉波调制充电方法，用以对二次电池装置充电，所述方法包含以下步骤 以一充放电周期提供电流脉波，对该二次电池装置反复地进行充电及放电，并于每一个充放电周期执行下列步骤以一充电电流脉波宽度，对该二次电池装置进行充电；及以一放电电流脉波宽度，对该二次电池进行放电，其中该充电电流脉波宽度恒大于该放电电流脉波宽度 '及 设定一第一电压门槛值，当该二次电池装置的端电压大于该第一电压门槛值，缩小该充电电流脉波宽度以调整该充放电周期的工作周期，对该二次电池装置反复地进行充电及放电。2.如权利要求I所述的脉波调制充电方法，其特征在于，还包含 设定一第二电压门滥值，大于该第一电压门滥值；及 于该二次电池装置的端电压大于该第二电压门槛值之后，再度缩小该充电电流脉波宽度以调整该充放电周期的工作周期。3.如权利要求2所述的脉波调制充电方法，其特征在于，还包含 设定一第三电压门槛值，大于该第二电压门槛值 '及 当该二次电池装置的端电压大于或等于该第三电压门槛值，停止对该二次电池装置充电或放电。4.如权利要求I所述的脉波调制充电方法，其特征在于，每一个该充放电周期还包含一零电流宽度，介于该充电电流脉波宽度及该放电电流脉波宽度之间，用以暂停对该二次电池装置进行充电及放电。5.如权利要求4所述的脉波调制充电方法，其特征在于，每一个该充放电周期为定值，且该充电电流脉波宽度与该零电流宽度的总和为定值，当充电电流脉波宽度减少时，该零电流宽度则相对应的增加。6.如权利要求4所述的脉波调制充电方法，其特征在于，每一个该充放电周期为不定值，随该充电电流脉波宽度被调整而变化，且该放电电流脉波宽度及该零电流宽度分别为定值。7.如权利要求I所述的脉波调制充电方法，其特征在于，该充电电流脉波宽度不小于O. 6个充放电周期，且不大于O. 8个充放电周期。8.如权利要求I所述的脉波调制充电方法，其特征在于，该放电电流脉波宽度不大于O. 3个充放电周期，且大于O。9.如权利要求4所述的脉波调制充电方法，其特征在于，该零电流宽度不大于O.4个充放电周期，且大于O。10.如权利要求9所述的脉波调制充电方法，其特征在于，该零电流宽度为O.I个该充放电周期。11.如权利要求I所述的脉波调制充电方法，其特征在于，于每一该充电电流脉波宽度中对该二次电池装置进行充电的电流，是随时间下降。12.如权利要求11所述的脉波调制充电方法，其特征在于，还包含设定一电流门槛速率，当对该二次电池装置进行充电的电流速率小于或等于该电流门槛速率时，停止对该二次电池装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕春亿，
申请(专利权)人：神基科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：