[發明專利]電池充電方法

無效

• 申請號: 200610061715.3
• 申請日: 2006-07-17
• 公開（公告）號: CN101110519A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 毛煥宇;劉燦華;劉付勇;闕建新;何正龍;朱姜;萬華平
• 申請（專利權）人: 深圳市比克電池有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 深圳創友專利商標代理有限公司
• 代理人: 彭家恩

技術領域

本發明涉及一種電池充電方法，尤其是鋰離子電池的充電方法。特別適用于對多個無保護電路的鋰離子電池的充電。

背景技術

目前，對電池的充電中通常使用先恒電流再恒電壓的方式進行充電，首先利用定電流進行充電至給定的上限電壓，然后保持在該電壓。尤其是鋰離子電池，在電池生產制造過程中，沒有任何保護電路的鋰離子電池經化成后還需要進行批量充電。如圖1所示是傳統充電裝置恒流控制電路圖，恒流充電時，充電回路一個場效應管T₁以及反饋采樣電壓U₂來實現電池的恒流充電，由圖1可以看出，開關電源6.3V——場效應管——充電電池構成一個充電回路，其中T₁為控制充電的場效應管，U₁為電池兩端電壓。對于場效應管而言，當V_GS大于管的導通閥值時管導通；且V_GS一定時，無論V_ds為何值，流過場效應管的電流I_D不變(如圖2所示)，當V_GS增大后，I_D也增大，此時采樣電壓U₂增大，反饋到控制恒流電路，使得V_GS下降，導致充電電流I_D也下降。充電回路就是通過采樣電壓U₂的反饋來調節V_GS的大小，從而控制I_D的恒流，實現恒流充電。當恒流充電達到預定電壓4.2V(一般地預定電壓設定為4.2V)后，然后在以恒定電壓4.2V對電池進行恒壓充電，當充電電流小于預定電流值時，結束充電。圖2是傳統先恒電流再恒電壓的充電方式曲線圖。對于上述充電方案，每個電池均需要獨立的恒流控制模塊、恒壓控制模塊，充電裝置成本高。相應地，充電裝置自身能耗高、發熱量大、電能利用率低。進一步地，為了及時散熱，還專門為恒電流充電控制電路配備散熱風扇，因此大大增加了檢測柜能耗。

以型號為9083A的傳統充電裝置為例，該充電裝置共有336個電池充電位，經實驗得出結論：同時對336個電池進行充電時，在整個充電過程所用的電能，大致由電池吸收能耗、充電電路能耗及柜中的散熱能耗等三個部分消耗掉，而且三者各占三分之一左右。這樣，充電裝置的電能利用率就很低，只有33％左右。從該充電裝置的能耗曲線圖圖3可知：恒流充電過程中能耗占絕大部分。而且恒流充電過程中電能利用率低，因此需要改善這種充電方式。

發明內容

本發明目的是提供一種充電方式簡單、成本低、高效節能的電池充電方法。

實現本發明目的的技術方案：

一種對電池的充電方法，包括如下步驟：

步驟一，以某一初始設定充電電壓(U_min)對電池進行充電；

步驟二，隨著時間的推移不斷增大充電電壓(U₀)，對電池進行變電流充電；

步驟三，當充電電壓(U₀)升高至設定電壓(U_max)后，維持該設定電壓進行恒壓充電。

進一步地，步驟二所述隨著時間的推移不斷增大充電電壓是指按U₀＝Kt+U_min的線性關系增大充電電壓，其中：U₀為充電電壓，K為電壓變動系數，t為充電時間，U_min為初始充電電壓。

進一步地，步驟二所述隨著時間的推移不斷增大充電電壓是指采用斷續升高充電電壓的變電流充電方式。所述斷續升高充電電壓是指：每隔一設定的時間段電壓升高一次，然后維持該電壓一設定的時間段再次升高電壓。

進一步地，包括控制恒壓充電時間的步驟，使其當進行恒壓充電的時間達到預定值時，停止對全部電池充電。

進一步地，包括檢測電池充電電流的步驟，當每個電池的充電電流達到一個表示電池完全充電的預定的小電流值時，通過一個檢測電路示警或/和切斷充電電流，用以結束對該電池的充電。

采用上述技術方案，本發明有益的技術效果在于：1、通過采用控制電壓的方式進行充電，打破了常規的恒流恒壓充電方式的傳統觀念。2、本領域的普通技術人員能夠理解，由于恒流充電的實現電路要比控制電壓的實現電路復雜得多，恒流充電裝置的能耗遠遠大于電池吸收的能量(參見圖3)，因此，采用控制電壓的實現電路，一是節約了充電裝置的成本，二是大大降低了充電裝置的電路能耗。同時，因控制電壓的電路能耗小，不需要散熱風扇，又進一步降低了能耗。