电池充电方法、装置及系统与流程

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池充电方法、装置及系统。

背景技术：

二次电池，又称为蓄电池或充电电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。一次充电与一次放电称为一次循环，随着电池技术的不断突破以及电池材料的改进，使得电池的循环寿命不断增加，从200次上升至600次、甚至1500次。

现有技术中，利用恒定电流的充电方法对电池进行充电，这种充电方式中，随着循环次数的增加，电池的内阻随之增大，电池的极化现象也在逐渐增强，使得电池的正极和负极会积累一定的副产物，这些副产物会导致电解液的快速氧化分解，从而会造成电池性能的衰减，影响电池的使用寿命。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种电池充电方法、装置系统，提高了电池的寿命。

本发明实施例提供一种电池充电方法,包括：

在对电池进行第N次放电过程中，采集电池的状态数据，N为大于或者等于1的整数；

根据所述状态数据，确定第N+1次为所述电池充电时的充电倍率；

在对电池进行第N+1次充电时，使用所述充电倍率为所述电池进行充电。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述状态数据为所述电池的直流阻抗或者直流阻抗增长率。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据所述状态数据，确定第N+1次为所述电池充电时的充电倍率,包括：

若所述状态数据大于第一阈值，降低第N+1次为所述电池充电时的充电倍率；

在对电池进行第N+1次充电时，使用所述充电倍率为所述电池进行充电，包括:

在对电池进行第N+1次充电时，使用降低后的充电倍率为所述电池充电。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，若所述直流阻抗增长率大于第一阈值，降低第N+1次为所述电池充电时的充电倍率，包括：

按照充电倍率的调整间隔降低第N+1次为所述电池充电时的充电倍率；或者，

根据预设的状态数据与充电倍率的对应关系，获取所述状态数据对应的充电倍率，该充电倍率小于第N次为所述电池充电时的充电倍率。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：

当所述状态数据大于第二阈值时，停止为所述电池进行充电；

所述第二阈值大于所述第一阈值。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：

当所述状态数据超过第三阈值时，输出告警信号；

所述第三阈值大于或者等于所述第二阈值。

本发明实施例还提供一种电池充电装置，包括：

采集模块，在对电池进行第N次放电过程中，采集电池的状态数据，N为大于或者等于1的整数；

调整模块，用于根据所述状态数据，确定第N+1次为所述电池充电时的充电倍率；

充电模块，用于在对电池进行第N+1次充电时，使用所述充电倍率为所述电池进行充电。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述状态数据为所述电池的直流阻抗或者直流电阻增长率。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述调整模块，具体用于：

若所述状态数据大于第一阈值，降低第N+1次为所述电池充电时的充电倍率；

所述充电模块，具体用于：

在对电池进行第N+1次充电时，使用降低后的充电倍率为所述电池充电。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述调整模块，具体用于：

按照充电倍率的调整间隔降低第N+1次为所述电池充电时的充电倍率；或者，

根据预设的状态数据与充电倍率的对应关系，获取所述状态数据对应的充电倍率，该充电倍率小于第N次为所述电池充电时的充电倍率。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述装置还包括：

停止模块，用于当所述状态数据大于第二阈值时，停止为所述电池进行充电；

所述第二阈值大于所述第一阈值。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述装置还包括：

告警模块，用于当所述状态数据超过第三阈值时，输出告警信号；

所述第三阈值大于或者等于所述第二阈值。

本发明实施例还提供一种电池充电系统，包括：电池，以及上述任一中所述的电池充电装置。

本发明实施例提供的电池充电方法、装置及系统，可以根据电池每一次放电时的状态，来调整下一次为电池充电时的充电倍率，使用调整后的充电倍率为电池充电会延长充电时间，进而可以减轻电池的极化现象，提高电池的循环性能，进而延长电池的寿命，解决了采用现有技术中的利用恒定电流的充电方法对电池进行充电的方式，容易降低电池的循环性能，从而降低电池寿命的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电池充电方法实施例一的流程图；

图2为本发明实施例提供的电池充电方法实施例二的流程图；

图3为本发明实施例提供的电池充电方法实施例三的流程图；

图4为本发明实施例提供的电池充电方法实施例四的流程图；

图5为本发明实施例提供的电池充电装置的实施例一的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的电池充电装置的实施例三的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的电池充电装置的实施例四的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的电池充电系统的实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

图1为本发明实施例提供的电池充电方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的电池充电方法，具体可以包括如下步骤：

101、在对电池进行第N次放电过程中，采集电池的状态数据，N为大于或者等于1的整数。

本发明实施例中，由于电芯自身材料的不同、制备工艺的不同，都影响到电池的初始性能。随着对电池多次进行充电、放电，电池内的副反应产物会逐渐积累。因此，在电池的初始性能难以改变的情况下，通过调整充电倍率的方式来缓解电芯的极化，从而提高电池的循环性能。

在本发明实施例中，采用恒流充电的方式对电池进行充电，需要说明的是，电池的一次循环包括一次充电与一次放电。例如，第10次循环包括，第10次充电与第10次放电。又例如，第100次循环包括：第100次充电与第100次放电。

充电过程指的是采用恒流充电的方式对电池进行充电，放电过程指的是电池在使用过程中的放电。因此，在本发明实施例中，通过采集电池在第N次放电过程中的状态数据，确定电池在第N次放电时电池的状态，进而可以确定是否需要调整第N+1次为电池进行充电时的充电倍率。

例如，N为5，则采集电池在第N次放电过程中的状态数据为采集电池在第5次放电过程中的状态数据，第N+1次为电池充电时的充电倍率为第6次为电池充电时的充电倍率。

具体地，在一个具体的实现过程中，状态数据可以为电池的DCIR(Direct current internal resistance,直流阻抗)增长率。例如，直流阻抗增长率可以是在第1次和第N次放电过程中，50％DOD(Deep of discharge,放电深度)状态下直流阻抗的变化，第N次50％DOD状态下的直流阻抗为Dn，第1次50％DOD状态下的直流阻抗为D1，则直流阻抗增长率为(Dn-D1)/D1。

此外，状态数据还可以是电池的直流阻抗等。

102、根据状态数据，确定第N+1次为电池充电时的充电倍率。

采集到电池在第N次的状态数据后，在一个具体的实现过程中，可以通过比对状态数据与第一阈值的关系，结合第一阈值与充电倍率的对应关系，来确定第N+1次为电池充电时的充电倍率。其中，第一阈值与充电倍率的对应关系可以是根据不同的电池型号预先设定的。

例如，电池在第30次充电时使用1C倍率为电池进行充电，电池在30次放电时，采集到电池在30％DOD状态下的直流阻抗增长率为5％，按照状态数据与充电倍率的对应关系中，在30％DOD状态下的直流阻抗增长率5％时，降低0.1C充电倍率，则第31次为电池进行充电时，使用0.9C的充电倍率为电池进行充电。

采集到电池在第N次的状态数据后，在一个具体的实现过程中，可以根据调整间隔，来降低第N+1次为电池充电时的充电倍率。其中，调整间隔可以是根据不同的电池型号预先设定的。

例如，电池在第30次充电时使用2C倍率为电池进行充电，电池在30次放电时，采集到电池在80％DOD状态下的直流阻抗增长率为5％，第一阈值为2％，调整间隔为0.1C,则第31次为电池进行充电时，使用1.9C的充电倍率为电池进行充电。

需要说明的是，在本发明实施例中，第N+1次为电池充电时的充电倍率，既可以调整，也可以不调整，其根据在对电池进行第N次放电过程中，采集到的电池的状态数据来确定。

103、在对电池进行第N+1次充电时，使用充电倍率为电池进行充电。

在第N次电池放电过程中，均会采集电池的状态数据，来确定下一次为电池进行充电时的充电倍率，以确定是否需要对电池的充电倍率进行调整。因此，当确定了需要调整充电倍率时，在N+1次为电池进行充电时，使用调整后的充电倍率为电池进行充电。当确定了不需要调整充电倍率时，在N+1次为电池进行充电时，仍然使用第N次的充电倍率为电池进行充电。

本发明实施例提供的电池充电方法，通过在对电池进行第N次放电过程中，采集电池的状态数据，根据该状态数据来确定电池的状态，进而确定第N+1次为电池充电时的充电倍率，在第N+1次对电池进行充电时，使用调整后的充电倍率对电池进行充电，因此，本发明提供的技术方案，可以根据电池每一次放电时的状态，来调整下一次为电池充电时的充电倍率，使用调整后的充电倍率为电池充电会延长充电时间，进而可以减轻电池的极化现象，提高电池的循环性能，进而延长电池的寿命，解决了采用现有技术中的利用恒定电流的充电方法对电池进行充电的方式，容易降低电池的循环性能，从而降低电池寿命的问题。

实施例二

图2为本发明实施例提供的电池充电方法实施例二的流程图，如图2所示，本实施例的电池充电方法，具体可以包括如下步骤：

201、在对电池进行第N次放电过程中，采集电池的状态数据，N为大于或者等于1的整数。

202、判断状态数据是否大于第一阈值，若是，执行步骤203，若否，执行步骤204。

在本发明实施例中，由于电池的直流阻抗增长率会受到使用环境的影响，例如，电池所在环境的温度、电池放电深度等，因此，电池在每次放电过程中，都需要对电池的直流阻抗增长率与第一阈值进行比较。具体地，分为两种情况，一种是，直流阻抗增长率大于第一阈值，另一种是，直流阻抗增长率小于或者等于第一阈值。

203、降低第N+1次为电池充电时的充电倍率，执行步骤205。

当直流阻抗增长率大于第一阈值时，说明电池有加速极化现象的情况，需要降低下一次为电池充电时的充电倍率。例如，电池在第100次放电时，电池的直流阻抗增长率大于第一阈值，则第101为电池进行充电时，需要降低充电倍率。

在一个具体的实现过程中，降低第N+1次为电池充电时的充电倍率的方式可以至少有两种。

其中一种方式为，按照充电倍率阈值降低第N+1次为电池充电时的充电倍率，具体地，充电倍率阈值可以根据不同型号的电池进行设定。例如，设定充电倍率阈值为0.05C，第200次为电池充电时，使用0.9C倍率，则第200次电池放电过程中，采集到的直流阻抗增长率大于第一阈值，则第201次为电池进行充电时使用0.85C的倍率。

另一种方式为，根据状态数据与充电倍率的对应关系，降低第N+1次为电池充电时的充电倍率。具体地，状态数据与充电倍率的对应关系可以根据不同型号的电池进行设定。例如，设定第一阈值为3％，直流阻抗增长率为5％时对应的充电倍率为0.8C，直流阻抗增长率为10％时对应的充电倍率为0.6C，第300次为电池充电时，使用0.9C倍率，则第300次电池放电过程中，采集到的直流阻抗增长率为5％，大于第一阈值，则第301次为电池进行充电时使用0.8C的倍率，如果第300次电池放电过程中，采集到的直流阻抗增长率为11％，则第301次为电池进行充电时使用0.6C的倍率。

204、第N+1次电池的充电倍率与第N次的电池的充电倍率相同，执行步骤206。

当直流阻抗增长率小于或者等于第一阈值时，说明电池正常，不需要降低电池充电时的充电倍率，即第N+1次电池的充电倍率与第N次的电池的充电倍率相同。例如，电池在第100次放电时，电池的直流阻抗增长率小于第一阈值，则第101为电池进行充电时，使用第100次为电池进行充电时的充电倍率。

205、在对电池进行第N+1次充电时，使用降低后的充电倍率为电池充电。

206、在对电池进行第N+1次充电时，使用第N次的充电倍率为电池充电。

本发明实施例提供的电池充电方法，通过在对电池进行第N次放电过程中，采集电池的直流阻抗增长率，根据直流阻抗增长率来确定电池的状态，进而确定第N+1次为电池充电时的充电倍率，在第N+1次对电池进行充电时，使用调整后的充电倍率对电池进行充电，因此，本发明提供的技术方案，可以根据电池每一次放电时的状态，来调整下一次为电池充电时的充电倍率，使用调整后的充电倍率为电池充电会延长充电时间，进而可以减轻电池的极化现象，提高电池的循环性能，进而延长电池的寿命，解决了采用现有技术中的利用恒定电流的充电方法对电池进行充电的方式，容易降低电池的循环性能，从而降低电池寿命的问题。

实施例三

图3为本发明实施例提供的电池充电方法实施例三的流程图，如图3所示，本实施例的电池充电方法，具体可以包括如下步骤：

301、在对电池进行第N次放电过程中，采集电池的状态数据，N为大于或者等于1的整数。

在本发明实施例中，电池的状态数据可以是直流阻抗或者直流阻抗增长率。

302、当状态数据大于第二阈值时，停止为电池进行充电。

由于电池在极化现象严重的情况下，继续使用较大的充电倍率为电池进行充电时，电池容易燃烧或者爆炸。因此，为了保障电池的安全性，在本发明实施例中设定第二阈值，第二阈值可以理解为电池达到了寿命的极限，需要及时更换电池。因此，在本发明实施例中，第二阈值大于第一阈值。

当电池的直流阻抗增长率大于第二阈值时，说明电池达到了寿命的极限，则需要停止为电池进行充电。

例如，当电池在终端内时，采集到的电池的直流阻抗增长率大于第二阈值，则终端连接充电器后，无法对电池进行充电，则用户可以知道该电池的寿命以达到极限，可以进行更换电池。

又例如，当电池在电动汽车内时，采集到的电池的直流阻抗增长率大于第二阈值，则电动汽车连接充电枪后，无法对电池进行充电，则用户可以知道该电池的寿命以达到极限，可以进行更换电池。

需要说明的是，本发明实施例中的电池充电方法，可以单独执行，也可以结合实施例一或实施例二来执行。

本发明实施例提供的电池充电方法，通过在对电池进行第N次放电过程中，采集电池的直流阻抗增长率，根据直流阻抗增长率来确定电池的状态，进而确定第N+1次是否可以为电池进行充电，因此，本发明提供的技术方案，可以根据电池每一次放电时的状态，来决定下一次是否可以为电池充电，保障了电池的安全性。

实施例四

图4为本发明实施例提供的电池充电方法实施例四的流程图，如图4所示，本实施例的电池充电方法，具体可以包括如下步骤：

401、在对电池进行第N次放电过程中，采集电池的状态数据，N为大于或者等于1的整数。

在本发明实施例中，电池的状态数据可以是直流阻抗或者直流阻抗增长率。

402、当状态数据大于第三阈值时，输出告警信号。

由于电池在极化现象严重的情况下，继续使用较大的充电倍率为电池进行充电时，电池容易燃烧或者爆炸，当电池具有燃烧或者爆炸的情况下，会对电池周围的事物以及用户造成一定的危害。因此，在本发明实施例中，可以通过输出告警信号的方式来提示，该电池现在具有一定的危险性。

在一个具体的实现过程中，告警信号可以是文字信息、声音信号或者语音信号等。

在一个具体的实现过程中，发出告警信号的主体可以是电池所在的主体发出的。例如，终端内的电池具有危险性时，可以由终端发出告警信号。又例如，电动汽车内的电池具有危险性时，可以由电动汽车发出告警信号。

在实施例三中，为了保障电池的安全性，可以停止为电池进行充电，在本发明实施例中，告警信号可以随着停止为电池进行充电同时进行，因此，第三阈值大于或者等于第二阈值。

需要说明的是，本发明实施例中的电池充电方法，可以单独执行，也可以结合实施例一、实施例二或实施例三来执行。

本发明实施例提供的电池充电方法，通过在对电池进行第N次放电过程中，采集电池的直流阻抗增长率，根据直流阻抗增长率来确定电池的状态，进而确定第N+1次是否发出告警信号，因此，本发明提供的技术方案，可以根据电池每一次放电时的状态，来决定是否需要发出告警信号，进一步地保障了电池的安全性。

实施例五

图5为本发明实施例提供的电池充电装置的实施例一的结构示意图，如图5所示，本发明实施例的电池充电装置可以包括：采集模块11、调整模块12和充电模块13。

采集模块11，用于在对电池进行第N次放电过程中，采集电池的状态数据，N为大于或者等于1的整数。

具体地，在一个具体的实现过程中，状态数据为电池的直流阻抗或者直流阻抗增长率。

调整模块12，用于采集模块11采集的根据状态数据，确定第N+1次为电池充电时的充电倍率；

充电模块13，用于在对电池进行第N+1次充电时，使用调整模块12确定的充电倍率为电池进行充电。

本实施例的电池充电装置，可以用于执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

实施例六

在实施例五的基础上，进一步地，调整模块12，具体用于：

若直流阻抗增长率大于第一阈值，降低第N+1次为电池充电时的充电倍率。

在一个具体的实现过程中，调整模块12，具体用于：

按照充电倍率的调整间隔降低第N+1次为所述电池充电时的充电倍率；或者，

根据预设的状态数据与充电倍率的对应关系，获取所述状态数据对应的充电倍率，该充电倍率小于第N次为所述电池充电时的充电倍率。

充电模块13，具体用于：

在对电池进行第N+1次充电时，使用降低后的充电倍率为电池充电。

本实施例的电池充电装置，可以用于执行图2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

实施例七

图6为本发明实施例提供的电池充电装置的实施例三的结构示意图，如图6所示，本发明实施例的电池充电装置，还可以包括，停止模块14。

停止模块14，用于当调整模块12确定状态数据大于第二阈值时，停止为电池进行充电；

第二阈值大于第一阈值。

本实施例的电池充电装置，可以用于执行图3所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

实施例八

图7为本发明实施例提供的电池充电装置的实施例四的结构示意图，如图7所示，本发明实施例的电池充电装置，还可以包括，报警模块15。

告警模块15，用于当调整模块12确定状态数据超过第三阈值时，输出告警信号；

第三阈值大于或者等于第二阈值。

本实施例的电池充电装置，可以用于执行图4所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

实施例九

图8为本发明实施例提供的电池充电系统的实施例的结构示意图，如图8所示，本发明实施例的电池充电系统，该电池系统包括电池、电池充电装置以及、温度传感器、电流计、电压计。

其中，电池充电装置包括，采集模块、调整模块(图中未示出)、充电模块、告警模块(图中未示出)以及停止模块(图中未示出)。

在一个具体的实现过程中，如图8所示，该电池充电系统中的电流计，用于监测电池在放电过程中的放电电流，并将监测结果传输给采集模块，该电池充电系统中的电压计，用于测量电池两端的电压，并将测量结果传输给采集模块。该电池充电系统中的温度传感器，用于测量电池的温度。采集模块用于依照实施例一或实施例二中，在对电池进行第N次放电过程中，采集电池的状态数据。充电模块，用于为电池进行充电。

需要说明的是，该电池充电系统中的电流源，用于提供可控的恒定的充电电流。

可以理解的是，如图8所示的电池充电系统中，电池、电池充电装置以及、温度传感器、电流计、电压计之间的连接方式只是一种具体的实现方式，并不用以限制本申请。

本实施例的电池充电装置，可以用于执行图5、图6或图7所示装置实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。