充电方法及装置与流程

文档序号:12371245阅读:260来源:国知局
充电方法及装置与流程

本公开涉及计算机技术领域,特别涉及一种充电方法及装置。



背景技术:

目前,终端中的电池的充电阶段至少包括恒压充电阶段。恒压充电阶段是指在电池的电压值达到恒压阈值时,保持该恒压阈值不变为该电池充电,直至该电池的电量达到满电量时停止。通常,恒压充电阶段的充电时长占该电池的总充电时长的30%~40%,其中,电池的总充电时长是指电池的电量由0持续增长到满电量的充电时长。



技术实现要素:

为解决相关技术中的问题,本公开提供了一种充电方法及装置。

根据本公开实施例的第一方面,提供一种充电方法,该方法包括:

确定电池当前的电压值是否等于恒压阈值;

在电压值等于恒压阈值时,利用第一恒流充电矩形波为电池充电,每个周期的第一恒流充电矩形波由电流为零的第一阶段和电流为第一恒流充电矩形波的恒流幅值的第二阶段构成,且第一阶段在第二阶段之前,电池的电压值在第一阶段内减小,电池的电压值在第二阶段内增大;

当电压值再次等于恒压阈值时,保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止。

可选的,该方法还包括:

当电压值再次等于恒压阈值时,利用第一系数缩小第一恒流充电矩形波的恒流幅值,得到第二恒流充电矩形波;

比较第二恒流充电矩形波的恒流幅值与恒流阈值;

在第二恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值时,将第二恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤;

在第二恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值时,触发执行保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止的步骤。

可选的,该方法还包括:

当电压值再次等于恒压阈值时,利用第二系数缩小第一恒流充电矩形波的占空比值,得到第三恒流充电矩形波,占空比值为每个周期的第一恒流充电矩形波的第二阶段的持续时长占周期的第一恒流充电矩形波的总持续时长的比值;

比较第三恒流充电矩形波的占空比值与占空比阈值;

在第三恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,将第三恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤;

在第三恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,触发执行保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止的步骤。

可选的,该方法还包括:

当电压值再次等于恒压阈值时,利用第一系数缩小第一恒流充电矩形波的恒流幅值,并利用第二系数缩小第一恒流充电矩形波的占空比值,得到第四恒流充电矩形波,占空比值为每个周期的第一恒流充电矩形波的第二阶段的持续时长占周期的第一恒流充电矩形波的总持续时长的比值;

比较第四恒流充电矩形波的恒流幅值与恒流阈值,并比较第四恒流充电矩形波的占空比值与占空比阈值;

在第四恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,将第四恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤;

在第四恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,触发执行保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止的步骤。

可选的,该方法还包括:

在第四恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,保持第四恒流充电矩形波的恒流幅值不变,并将第四恒流充电矩形波的占空比值调整至占空比阈值,得到第五恒流充电矩形波,将第五恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤;

在第四恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,将第四恒流充电矩形波的恒流幅值调整至恒流阈值,并保持第四恒流充电矩形波的占空比值不变,得到第六恒流充电矩形波,将第六恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤。

可选的,不同的第一恒流充电矩形波的周期的时长相同。

可选的,该方法还包括:

确定电池当前的电压值是否大于等于设定电压值;

当电池当前的电压值大于等于设定电压值时,利用恒定的设定电流为电池充电,触发执行确定电池当前的电压值是否等于恒压阈值的步骤。

根据本公开实施例的第二方面,提供一种充电装置,该装置包括:

第一确定模块,被配置为确定电池当前的电压值是否等于恒压阈值;

矩形波充电模块,被配置为在第一确定模块确定出电压值等于恒压阈值时,利用第一恒流充电矩形波为电池充电,每个周期的第一恒流充电矩形波由电流为零的第一阶段和电流为第一恒流充电矩形波的恒流幅值的第二阶段构成,且第一阶段在第二阶段之前,电池的电压值在第一阶段内减小,电池的电压值在第二阶段内增大;

恒压充电模块,被配置为当电压值再次等于恒压阈值时,保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止。

可选的,该装置还包括:

第一调整模块,被配置为当电压值再次等于恒压阈值时,利用第一系数缩小第一恒流充电矩形波的恒流幅值,得到第二恒流充电矩形波;

第一比较模块,被配置为比较第一调整模块得到的第二恒流充电矩形波的恒流幅值与恒流阈值;

第一触发模块,被配置为在第一比较模块的比较结果为第二恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值时,将第二恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发矩形波充电模块执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤;

第二触发模块,被配置为在第一比较模块的比较结果为第二恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值时,触发恒压充电模块执行保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止的步骤。

可选的,该装置还包括:

第二调整模块,被配置为当电压值再次等于恒压阈值时,利用第二系数缩小第一恒流充电矩形波的占空比值,得到第三恒流充电矩形波,占空比值为每个周期的第一恒流充电矩形波的第二阶段的持续时长占周期的第一恒流充电矩形波的总持续时长的比值;

第二比较模块,被配置为比较第二调整模块得到的第三恒流充电矩形波的占空比值与占空比阈值;

第三触发模块,被配置为在第二比较模块的比较结果为第三恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,将第三恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发矩形波充电模块执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤;

第四触发模块,被配置为在第二比较模块的比较结果为第三恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,触发恒压充电模块执行保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止的步骤。

可选的,该装置还包括:

第三调整模块,被配置为当电压值再次等于恒压阈值时,利用第一系数缩小第一恒流充电矩形波的恒流幅值,并利用第二系数缩小第一恒流充电矩形波的占空比值,得到第四恒流充电矩形波,占空比值为每个周期的第一恒流充电矩形波的第二阶段的持续时长占周期的第一恒流充电矩形波的总持续时长的比值;

第三比较模块,被被配置为比较第三调整模块得到的第四恒流充电矩形波的恒流幅值与恒流阈值,并比较第四恒流充电矩形波的占空比值与占空比阈值;

第五触发模块,被配置为在第三比较模块的比较结果为第四恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,将第四恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发矩形波充电模块执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤;

第六触发模块,被配置为在第三比较模块的比较结果为第四恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,触发恒压充电模块执行保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止的步骤。

可选的,该装置还包括:

第七触发模块,被配置为在第三比较模块的比较结果为第四恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,保持第四恒流充电矩形波的恒流幅值不变,并将第四恒流充电矩形波的占空比值调整至占空比阈值,得到第五恒流充电矩形波,将第五恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发矩形波充电模块执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤;

第八触发模块,被配置为在第三比较模块的比较结果为第四恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,将第四恒流充电矩形波的恒流幅值调整至恒流阈值,并保持第四恒流充电矩形波的占空比值不变,得到第六恒流充电矩形波,将第六恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发矩形波充电模块执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤。

可选的,不同的第一恒流充电矩形波的周期的时长相同。

可选的,该装置还包括:

第二确定模块,被配置为确定电池当前的电压值是否大于等于设定电压值;

恒流充电模块,被配置为当第二确定模块确定出电池当前的电压值大于等于设定电压值时,利用恒定的设定电流为电池充电,触发第一确定模块执行确定电池当前的电压值是否等于恒压阈值的步骤。

根据本公开实施例的第三方面,提供一种充电装置,该装置包括:

处理器;

用于存储处理器可执行指令的存储器;

其中,处理器被配置为:

确定电池当前的电压值是否等于恒压阈值;

在电压值等于恒压阈值时,利用第一恒流充电矩形波为电池充电,每个周期的第一恒流充电矩形波由电流为零的第一阶段和电流为第一恒流充电矩形波的恒流幅值的第二阶段构成,且第一阶段在第二阶段之前,电池的电压值在第一阶段内减小,电池的电压值在第二阶段内增大;

当电压值再次等于恒压阈值时,保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:

通过在电池的电压值等于恒压阈值时,利用第一恒流充电矩形波为电池充电,其中,每个周期的第一恒流充电矩形波使得电池的电压值先逐渐减小再逐渐增大,当该第一恒流充电矩形波使得电池的电压值再次等于恒压阈值时,保持恒压阈值不变为该电池充电,由于充电器利用第一恒流充电矩形波为电池充电的速度比以恒定的电压值为电池充电的速度快,因此,解决了电池的电压值在等于恒压阈值时,直接利用恒定的电压值为电池充电导致该电池的充电速度缓慢的问题,达到了提高电池的充电速度的效果。

另外,由于以较大的恒定的电流对电池进行充电时,电池的充点电芯可能会发生欧姆极化现象,且随着电池的电量增多,该欧姆极化现象发生的速度越快,因此,通过随着电池的电量逐渐增大,控制第一恒流充电矩形波的恒流幅值逐渐减小,解决了随着电池容量的增大,该电池的充电电芯的欧姆极化现象严重导致该电池的使用寿命缩短的问题,达到了在提高了电池的充电速度的前提下,不影响电池的使用寿命的效果。

另外,由于以持续时长较长的恒定的电流对电池进行充电时,电池的充点电芯可能会发生浓度极化现象或电化学极化现象,且随着电池的电量增多,该浓度极化现象或电化学极化现象发生的速度越快,因此,随着电池的电量逐渐增大,控制第一恒流充电矩形波的占空比逐渐减小,解决了随着电池容量的增大,该电池的充电电芯的浓度极化或电化学极化现象严重导致该电池的使用寿命缩短的问题,在提高了电池的充电速度的前提下,保证了电池的使用寿命。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本公开说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种充电方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的第一种充电方法的流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的第一恒流充电矩形波和第二恒流充电矩形波的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的充电过程的电流值和电压值的变化示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的第二种充电方法的流程图。

图6是根据一示例性实施例示出的第一恒流充电矩形波和第三恒流充电矩形波的示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的充电过程的电流值和电压值的变化示意图。

图8是根据一示例性实施例示出的第三种充电方法的流程图。

图9是根据一示例性实施例示出的第一恒流充电矩形波和第四恒流充电矩形波的示意图。

图10是根据一示例性实施例示出的充电过程的电流值和电压值的变化示意图。

图11是根据一示例性实施例示出的一种充电装置的框图。

图12是根据一示例性实施例示出的一种充电装置的框图。

图13是根据一示例性实施例示出的一种用于充电的装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种充电方法的流程图,该充电方法应用于充电器中,该充电器至少包括充电电路,如图1所示,该充电方法包括以下步骤。

在步骤101中,确定电池当前的电压值是否等于恒压阈值。

在步骤102中,在电压值等于恒压阈值时,利用第一恒流充电矩形波为电池充电。

其中,每个周期的第一恒流充电矩形波由电流为零的第一阶段和电流为第一恒流充电矩形波的恒流幅值的第二阶段构成,且第一阶段在第二阶段之前,电池的电压值在第一阶段内减小,电池的电压值在第二阶段内增大。

在步骤103中,当电压值再次等于恒压阈值时,保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止。

综上所述,本公开提供的充电方法,通过在电池的电压值等于恒压阈值时,利用第一恒流充电矩形波为电池充电,其中,每个周期的第一恒流充电矩形波使得电池的电压值先逐渐减小再逐渐增大,当该第一恒流充电矩形波使得电池的电压值再次等于恒压阈值时,保持恒压阈值不变为该电池充电,由于充电器利用第一恒流充电矩形波为电池充电的速度比以恒定的电压值为电池充电的速度快,因此,解决了电池的电压值在等于恒压阈值时,直接利用恒定的电压值为电池充电导致该电池的充电速度缓慢的问题,达到了提高电池的充电速度的效果。

在第一种实现方式中,充电器通过调整第一恒流充电矩形波的恒流幅值来对抗电池的充电电芯的欧姆极化现象,请参考图2示出的第一种充电方法的流程图,该充电方法应用于充电器中,如图2所示,该充电方法包括如下步骤。

在步骤201中,确定电池当前的电压值是否大于等于设定电压值。

充电器开始为电池充电时,首先会确定该电池当前的电压值。若电池的电压值低于数值较小的预设阈值,比如:2.1V(伏),此时,电池的电量通常较低,充电器会利用恒定的预充电电流为电池充电,使得电池的电压值逐渐上升。其中,预充电电流通常较小,比如:100mA(毫安),本实施例不对预设阈值和与充电电流的大小作限定。

充电器利用预充电电流为电池充电后,充电器还需要确定该电池的电压值是否大于等于设定电压值。在电池的电压值大于等于设定电压值时,充电器执行步骤202;在电池的电压值小于设定电压值时,充电器使用预充电电流继续为电池充电,直到充电器检测出该电池的电压值大于等于设定电压值时执行步骤202。

其中,充电器确定电池当前的电压值是否大于等于设定电压值的实现方式可以包括但不限于:在第一种实现方式中,充电器每隔预设时长获取电池当前的电压值,并将该电压值与设定电压值进行比较;在第二种实现方式中,充电器设置用于监控电池当前的电压值的监控进程,在电池的电压值大于等于设定电压值时,该监控进程自动将电池的电压值大于等于设定电压值的事件通知给充电器。

在步骤202中,当电池当前的电压值大于等于设定电压值时,利用恒定的设定电流为电池充电。

充电器在利用恒定的设定电流为电池充电时,该电池的电压值继续上升。

在步骤203中,确定电池当前的电压值是否等于恒压阈值。

其中,恒压阈值是电池的最大充电电压值。充电器在利用恒定的设定电流为电池充电时,确定电池当前的电压值是否等于恒压阈值。当电池当前的电压值等于恒压阈值时,充电器执行步骤204;当电池当前的电压值小于恒压阈值时,充电器利用恒定的设定电流为电池充电,直到该电池的电压值等于恒压阈值时执行步骤204。

其中,充电器确定电池当前的电压值是否等于恒压阈值的实现方式可以包括但不限于:在第一种实现方式中,充电器每隔预设时长获取电池当前的电压值,并将该电压值与恒压阈值进行比较;在第二种实现方式中,充电器设置用于监控电池当前的电压值的监控进程,在电池的电压值等于恒压阈值时,该监控进程自动将电池的电压值等于恒压阈值的事件通知给充电器电压值。

在步骤204中,在电压值等于恒压阈值时,利用第一恒流充电矩形波为电池充电。

其中,第一恒流充电矩形波可以是充电器中的微处理器生成的PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)波形。

当充电器的电压值等于恒压阈值时,该充电器利用数值为恒压阈值的电压值为电池充电,则该电池的充电电流会逐渐减小。由于充电器利用恒定的电压值为电池充电的充电速度比充电器利用恒定的电流为电池充电的充电速度慢,因此,充电器利用数值为恒压阈值的电压值为电池充电的时间较长会影响该电池的充电速度。

在本实施例中,电池的电压值等于恒压阈值时,充电器并不立即利用数值为恒压阈值的电压值为电池充电,而是先利用第一恒流充电矩形波为电池充电,其中,每个周期的第一恒流充电矩形波由电流为零的第一阶段和电流为第一恒流充电矩形波的恒流幅值的第二阶段构成,且第一阶段在第二阶段之前,电池的电压值在第一阶段内减小,电池的电压值在第二阶段内增大,这样,充电器利用阶段性的恒定的电流为该电池进行充电,加快了电池的充电速度。

在步骤205中,当电压值再次等于恒压阈值时,利用第一系数缩小第一恒流充电矩形波的恒流幅值,得到第二恒流充电矩形波。

由于电池的电量越大,充电器利用较大的恒定的充电电流为电池充电导致的该电池的充电电芯发生欧姆极化现象的速度越快,因此,随着电池的电量逐渐增大,充电器需要通过减小第一恒流充电矩形波的恒流幅值来防止该电池的充电电芯发生欧姆极化现象。

其中,第一系数可以为大于0且小于1的任意数值,比如:0.4,此时,充电器在利用第一系数缩小第一恒流充电矩形波的恒流幅值时,将第一恒流充电矩形波的恒流幅值乘以该第一系数,得到第二恒流充电矩形波,恒流幅值是指第一恒流充电方波的电流的最大值。

第一系数还可以为任意小于该第一恒流充电矩形波的恒流幅值的正数,比如:100mA,此时,充电器在利用第一系数缩小第一恒流充电矩形波的恒流幅值时,将第一恒流充电矩形波的恒流幅值减去该第一系数,得到第二恒流充电矩形波。

请参考图3,其示出了第一恒流充电矩形波和第二恒流充电矩形波的示意图,第一恒流充电矩形波31的恒流幅值为1000mA,充电器将该恒流幅值减去第一系数100mA,得到恒流幅值为900mA的第二恒流充电矩形波32。

在步骤206中,比较第二恒流充电矩形波的恒流幅值与恒流阈值。

恒流阈值是用户设置的数值较小的电流值,比如:100mA,当第二恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值时,充电器执行步骤207;当第二恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值时,说明电池的电量已趋近于满电量,充电器执行步骤208。

在步骤207中,在第二恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值时,将第二恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,再次执行步骤204。

此时,第一恒流充电矩形波的恒流幅值比上一次电压值达到恒压阈值时的第一恒流充电矩形波的恒流幅值小。

可选的,不同的第一恒流充电矩形波的周期的持续时长相同,其中,不同的第一恒流充电矩形波是指恒流幅值不同的至少两组第一恒流充电矩形波。比如:恒流幅值为1000mA的第一恒流充电矩形波的周期的持续时长,与恒流幅值为900mA的第一恒流充电矩形波的周期的持续时长相同。

在步骤208中,在第二恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值时,保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止。

请参考图4,其示出了在充电器从开始为电池充电至结束为电池充电的过程中,电池的充电电流值和充电电压值的变化示意图,充电器开始为电池充电时,该电池的电压值为1.9V,小于预设阈值2.1V,充电器利用100mA的预充电电流为该电池充电,此时,该电池的电压值逐渐上升。当电池的电压值上升至设定电压值2.8V时,充电器利用1000mA的设定电流为该电池充电,此时,该电池的电压值继续上升。当电池的电压值上升至恒压阈值4.4V时,利用恒流幅值为900mA的第一恒流充电矩形波为该电池充电,此时,该电池的电压值在第一恒流充电矩形波的每个周期内先减小后增大。在经过了至少一个周期的第一恒流充电矩形波后,当该电池的电压值再次上升至4.4V时,将第一恒流充电矩形波的恒流幅值乘以第一系数0.9,得到恒流幅值为810mA的第二恒流充电矩形波,810mA大于恒流阈值100mA,将该第二恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,继续为该电池充电,循环上述步骤,直至第二恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值时停止,此时,充电器利用数值为恒压阈值4.4V的电压为电池充电,该电池的充电电流逐渐减小。当充电电流减小到电流阈值100mA时,充电器停止为该电池充电。

综上所述,本公开提供的充电方法,通过在电池的电压值等于恒压阈值时,利用第一恒流充电矩形波为电池充电,其中,每个周期的第一恒流充电矩形波使得电池的电压值先逐渐减小再逐渐增大,当该第一恒流充电矩形波使得电池的电压值再次等于恒压阈值时,保持恒压阈值不变为该电池充电,由于充电器利用第一恒流充电矩形波为电池充电的速度比以恒定的电压值为电池充电的速度快,因此,解决了电池的电压值在等于恒压阈值时,直接利用恒定的电压值为电池充电导致该电池的充电速度缓慢的问题,达到了提高电池的充电速度的效果。

另外,由于以较大的恒定的电流对电池进行充电时,电池的充点电芯可能会发生欧姆极化现象,且随着电池的电量增多,该欧姆极化现象发生的速度越快,因此,通过随着电池的电量逐渐增大,控制第一恒流充电矩形波的恒流幅值逐渐减小,解决了随着电池容量的增大,该电池的充电电芯的欧姆极化现象严重导致该电池的使用寿命缩短的问题,达到了在提高了电池的充电速度的前提下,不影响电池的使用寿命的效果。

在第二种实现方式中,作为步骤205-208的可替换步骤,充电器可以通过调整第一恒流充电矩形波的占空比值来对抗电池的充点电芯的浓度极化现象和电化学极化现象,其中,占空比值为每个周期的第一恒流充电矩形波的第二阶段的持续时长占该周期的第一恒流充电矩形波的总持续时长的比值。请参考图5示出的第二种充电方法的流程图,在步骤204之后,该方法包括:

在步骤209中,当电压值再次等于恒压阈值时,利用第二系数缩小第一恒流充电矩形波的占空比值,得到第三恒流充电矩形波。

由于以持续时长较长的恒定的电流对电池进行充电时,电池的充点电芯可能会发生浓度极化现象或电化学极化现象,且随着电池的电量增多,该浓度极化现象或电化学极化现象发生的速度越快,因此,通过随着电池的电量逐渐增大,控制第一恒流充电矩形波的占空比逐渐减小,解决了随着电池容量的增大,该电池的充电电芯的浓度极化或电化学极化现象严重导致该电池的使用寿命缩短的问题,在提高了电池的充电速度的前提下,保证了电池的使用寿命。

其中,第二系数为大于0且小于1的任意数值,比如:0.4。充电器在利用第二系数缩小第一恒流充电矩形波的占空比值时,可以将第一恒流充电矩形波的占空比值乘以该第二系数,得到第二恒流充电矩形波,也可以将第一恒流充电矩形波的占空比值减去该第二系数,得到第二恒流充电矩形波。

可选的,第三恒流充电矩形波的每个周期的持续时长与第一恒流充电矩形波的每个周期的持续时长相等。

请参考图6,其示出了第一恒流充电矩形波和第三恒流充电矩形波的示意图,在第一恒流充电矩形波的周期61中,第二阶段62的持续时长为7s,周期61的持续时长为10s,则该第一恒流充电矩形波的占空比值为7/10=0.7;充电器将该第一恒流充电矩形波的占空比值乘以第二系数0.9后,得到第三恒流充电矩形波的占空比值为0.63,当该第三恒流充电矩形波的周期63的持续时长为10s时,该周期63的第二阶段64的持续时长为0.63。

在步骤210中,比较第三恒流充电矩形波的占空比值与占空比阈值。

当第三恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,充电器执行步骤211;当第三恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,充电器执行步骤212。

在步骤211中,在第三恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,将第三恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,再次执行步骤204。

此时,第一恒流充电矩形波的占空比值比上一次电压值达到恒压阈值时的第一恒流充电矩形波的占空比值小。

可选的,不同的第一恒流充电矩形波的周期的持续时长相同,其中,不同的第一恒流充电矩形波是指占空比不同的至少两组第一恒流充电矩形波。比如:占空比为0.7的第一恒流充电矩形波的周期的持续时长,与占空比为0.63的第一恒流充电矩形波的周期的持续时长相同。

在步骤212中,在第三恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止。

请参考图7,其示出了充电器从开始为电池充电至结束为电池充电的过程中,电池的充电电流值和充电电压值的变化示意图,充电器开始为电池充电时,该电池的电压值为1.9V,小于预设阈值2.1V,充电器利用预充电电流为该电池充电,此时,该电池的电压值逐渐上升。当电池的电压值上升至设定电压值2.8V时,充电器利用1000mA的设定电流为该电池充电,此时,该电池的电压值继续上升。当电池的电压值上升至恒压阈值4.4V时,利用占空比值为0.7的第一恒流充电矩形波为该电池充电,此时,该电池的电压值在第一恒流充电矩形波的每个周期内先减小后增大。在经过了至少一个周期的第一恒流充电矩形波后,当该电池的电压值再次上升至4.4V时,将第一恒流充电矩形波的占空比值乘以第二系数0.9,得到占空比值为0.63的第三恒流充电矩形波,0.63大于占空比阈值0.5,将该第三恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,继续为该电池充电,循环上述步骤,直至第二恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时停止,此时,充电器利用数值为恒压阈值4.4V的电压值为电池充电,该电池的充电电流逐渐减小。当充电电流减小到电流阈值100mA时,充电器停止为该电池充电。

在第三种实现方式中,作为步骤205-208的可替换步骤,充电器可以通过同时缩小第一恒流充电矩形波的恒流幅值和占空比值来对抗电池的充点电芯的欧姆极化现象、浓度极化现象和电化学极化现象。请参考图8示出的第三种充电方法的流程图,在步骤204之后,该方法包括:

在步骤213中,当电压值再次等于恒压阈值时,利用第一系数缩小第一恒流充电矩形波的恒流幅值,并利用第二系数缩小第一恒流充电矩形波的占空比值,得到第四恒流充电矩形波。

其中,有关第一系数的描述详见图2所述的实施例,有关第二系数的描述详见图5所述的实施例,在此不作赘述。

可选的,第四恒流充电矩形波的每个周期的持续时长与第一恒流充电矩形波的每个周期的持续时长相等。

请参考图9,其示出了第一恒流充电矩形波和第四恒流充电矩形波的示意图,第一恒流充电矩形波的恒流幅值为1000mA,且在第一恒流充电矩形波的周期91中,第二阶段92的持续时长为7s,周期91的持续时长为10s,则该第一恒流充电矩形波的占空比值为7/10=0.7;充电器将该第一恒流充电矩形波的恒流幅值减去100mA,占空比值乘以第二系数0.9后,得到第四恒流充电矩形波的恒流幅值为900mA,占空比值为0.63,当该第四恒流充电矩形波的周期93的持续时长为10s时,该周期93的第二阶段94的持续时长为0.63。

在步骤214中,比较第四恒流充电矩形波的恒流幅值与恒流阈值,并比较第四恒流充电矩形波的占空比值与占空比阈值。

第四恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,充电器执行步骤215;当第四恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,充电器执行步骤216;当第四恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,充电器执行步骤217;当第四恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,充电器执行步骤218。

在步骤215中,在第四恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,将第四恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,再次执行步骤204。

可选的,不同的第一恒流充电矩形波的周期的持续时长相同,其中,不同的第一恒流充电矩形波是指恒流幅值不同,或者,占空比不同,或者,恒流幅值和占空比都不同的至少两组第一恒流充电矩形波。

在步骤216中,在第四恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,保持第四恒流充电矩形波的恒流幅值不变,并将第四恒流充电矩形波的占空比值调整至占空比阈值,得到第五恒流充电矩形波,将第五恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,再次执行步骤204。

在步骤217中,在第四恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,将第四恒流充电矩形波的恒流幅值调整至恒流阈值,并保持第四恒流充电矩形波的占空比值不变,得到第六恒流充电矩形波,将第六恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,再次执行步骤204。

在步骤218中,在第四恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止。

请参考图10,其示出了充电器从开始为电池充电至结束为电池充电的过程中,电池的充电电流值和充电电压值的变化示意图,充电器开始为电池充电时,该电池的电压值为1.9V,小于预设阈值2.1V,充电器利用预充电电流为该电池充电,此时,该电池的电压值逐渐上升。当电池的电压值上升至设定电压值2.8V时,充电器利用1000mA的设定电流为该电池充电,此时,该电池的电压值继续上升。当电池的电压值上升至恒压阈值4.4V时,利用恒流幅值为1000mA、占空比值为0.7的第一恒流充电矩形波为该电池充电,此时,该电池的电压值在第一恒流充电矩形波的每个周期内先减小后增大。在经过了至少一个周期的第一恒流充电矩形波后,当该电池的电压值再次上升至4.4V时,将第一恒流充电矩形波的恒流幅值减去100mA,占空比值乘以第二系数0.9,得到恒流幅值为900mA、占空比值为0.63的第四恒流充电矩形波,其中,900mA大于恒流阈值,且0.63大于占空比阈值0.5,将该第四恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,继续为该电池充电,循环上述步骤,直至第二恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值,且占空比值小于占空比阈值时停止,此时,充电器利用数值为恒压阈值4.4V的电压值为电池充电,该电池的充电电流逐渐减小。当充电电流减小到电流阈值100mA时,充电器停止为该电池充电。

图11是根据一示例性实施例示出的一种充电装置的框图,该充电装置应用于充电器中,如图11所示,该充电装置包括:第一确定模块1110、矩形波充电模块1120和恒压充电模块1130。

该第一确定模块1110,被配置为确定电池当前的电压值是否等于恒压阈值;

该矩形波充电模块1120,被配置为在第一确定模块1110确定出电压值等于恒压阈值时,利用第一恒流充电矩形波为电池充电,每个周期的第一恒流充电矩形波由电流为零的第一阶段和电流为第一恒流充电矩形波的恒流幅值的第二阶段构成,且第一阶段在第二阶段之前,电池的电压值在第一阶段内减小,电池的电压值在第二阶段内增大;

该恒压充电模块1130,被配置为当电压值再次等于恒压阈值时,保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止。

综上所述,本公开提供的充电装置,通过在电池的电压值等于恒压阈值时,利用第一恒流充电矩形波为电池充电,其中,每个周期的第一恒流充电矩形波使得电池的电压值先逐渐减小再逐渐增大,当该第一恒流充电矩形波使得电池的电压值再次等于恒压阈值时,保持恒压阈值不变为该电池充电,由于充电器利用第一恒流充电矩形波为电池充电的速度比以恒定的电压值为电池充电的速度快,因此,解决了电池的电压值在等于恒压阈值时,直接利用恒定的电压值为电池充电导致该电池的充电速度缓慢的问题,达到了提高电池的充电速度的效果。

图12是根据一示例性实施例示出的一种充电装置的框图,该充电装置应用于充电器中,如图12所示,该充电装置包括:第一确定模块1210、矩形波充电模块1220和恒压充电模块1230。

该第一确定模块1210,被配置为确定电池当前的电压值是否等于恒压阈值;

该矩形波充电模块1220,被配置为在第一确定模块1210确定出电压值等于恒压阈值时,利用第一恒流充电矩形波为电池充电,每个周期的第一恒流充电矩形波由电流为零的第一阶段和电流为第一恒流充电矩形波的恒流幅值的第二阶段构成,且第一阶段在第二阶段之前,电池的电压值在第一阶段内减小,电池的电压值在第二阶段内增大;

该恒压充电模块1230,被配置为当电压值再次等于恒压阈值时,保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止。

可选的,该装置还包括:第一调整模块1240、第一比较模块1250、第一触发模块1260和第二触发模块1270。

该第一调整模块1240,被配置为当电压值再次等于恒压阈值时,利用第一系数缩小第一恒流充电矩形波的恒流幅值,得到第二恒流充电矩形波;

该第一比较模块1250,被配置为比较第一调整模块1240得到的第二恒流充电矩形波的恒流幅值与恒流阈值;

该第一触发模块1260,被配置为在第一比较模块1250的比较结果为第二恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值时,将第二恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发矩形波充电模块1220执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤;

该第二触发模块1270,被配置为在第一比较模块1250的比较结果为第二恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值时,触发恒压充电模块1230执行保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止的步骤。

可选的,该装置还包括:第二调整模块1280、第二比较模块1290、第三触发模块1291、第四触发模块1292。

该第二调整模块1280,被配置为当电压值再次等于恒压阈值时,利用第二系数缩小第一恒流充电矩形波的占空比值,得到第三恒流充电矩形波,占空比值为每个周期的第一恒流充电矩形波的第二阶段的持续时长占周期的第一恒流充电矩形波的总持续时长的比值;

该第二比较模块1290,被配置为比较第二调整模块1280得到的第三恒流充电矩形波的占空比值与占空比阈值;

该第三触发模块1291,被配置为在第二比较模块1290的比较结果为第三恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,将第三恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发矩形波充电模块1220执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤;

该第四触发模块1292,被配置为在第二比较模块1290的比较结果为第三恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,触发恒压充电模块1230执行保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止的步骤。

可选的,该装置还包括:第三调整模块1293、第三比较模块1294、第五触发模块1295、第六触发模块1296。

该第三调整模块1293,被配置为当电压值再次等于恒压阈值时,利用第一系数缩小第一恒流充电矩形波的恒流幅值,并利用第二系数缩小第一恒流充电矩形波的占空比值,得到第四恒流充电矩形波,占空比值为每个周期的第一恒流充电矩形波的第二阶段的持续时长占周期的第一恒流充电矩形波的总持续时长的比值;

该第三比较模块1294,被被配置为比较第三调整模块1293得到的第四恒流充电矩形波的恒流幅值与恒流阈值,并比较第四恒流充电矩形波的占空比值与占空比阈值;

该第五触发模块1295,被配置为在第三比较模块1293的比较结果为第四恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,将第四恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发矩形波充电模块1220执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤;

该第六触发模块1296,被配置为在第三比较模块1293的比较结果为第四恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,触发恒压充电模块1230执行保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止的步骤。

可选的,该装置还包括:第七触发模块1297、第八触发模块1298。

该第七触发模块1297,被配置为在第三比较模块1293的比较结果为第四恒流充电矩形波的恒流幅值大于等于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值小于占空比阈值时,保持第四恒流充电矩形波的恒流幅值不变,并将第四恒流充电矩形波的占空比值调整至占空比阈值,得到第五恒流充电矩形波,将第五恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发矩形波充电模块1220执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤;

该第八触发模块1298,被配置为在第三比较模块1293的比较结果为第四恒流充电矩形波的恒流幅值小于恒流阈值,且第四恒流充电矩形波的占空比值大于等于占空比阈值时,将第四恒流充电矩形波的恒流幅值调整至恒流阈值,并保持第四恒流充电矩形波的占空比值不变,得到第六恒流充电矩形波,将第六恒流充电矩形波作为第一恒流充电矩形波,触发矩形波充电模块1220执行利用第一恒流充电矩形波为电池充电的步骤。

可选的,不同的第一恒流充电矩形波的周期的时长相同。

可选的,该装置还包括:第二确定模块1299、恒流充电模块12991。

该第二确定模块1299,被配置为确定电池当前的电压值是否大于等于设定电压值;

该恒流充电模块12991,被配置为当第二确定模块1299确定出电池当前的电压值大于等于设定电压值时,利用恒定的设定电流为电池充电,触发第一确定模块1210执行确定电池当前的电压值是否等于恒压阈值的步骤。

综上所述,本公开提供的充电装置,通过在电池的电压值等于恒压阈值时,利用第一恒流充电矩形波为电池充电,其中,每个周期的第一恒流充电矩形波使得电池的电压值先逐渐减小再逐渐增大,当该第一恒流充电矩形波使得电池的电压值再次等于恒压阈值时,保持恒压阈值不变为该电池充电,由于充电器利用第一恒流充电矩形波为电池充电的速度比以恒定的电压值为电池充电的速度快,因此,解决了电池的电压值在等于恒压阈值时,直接利用恒定的电压值为电池充电导致该电池的充电速度缓慢的问题,达到了提高电池的充电速度的效果。

另外,由于以较大的恒定的电流对电池进行充电时,电池的充点电芯可能会发生欧姆极化现象,且随着电池的电量增多,该欧姆极化现象发生的速度越快,因此,通过随着电池的电量逐渐增大,控制第一恒流充电矩形波的恒流幅值逐渐减小,解决了随着电池容量的增大,该电池的充电电芯的欧姆极化现象严重导致该电池的使用寿命缩短的问题,达到了在提高了电池的充电速度的前提下,不影响电池的使用寿命的效果。

另外,由于以持续时长较长的恒定的电流对电池进行充电时,电池的充点电芯可能会发生浓度极化现象或电化学极化现象,且随着电池的电量增多,该欧姆极化现象发生的速度越快,因此,通过随着电池的电量逐渐增大,控制第一恒流充电矩形波的占空比逐渐减小,解决了随着电池容量的增大,该电池的充电电芯的浓度极化或电化学极化现象严重导致该电池的使用寿命缩短的问题,在提高了电池的充电速度的前提下,保证了电池的使用寿命。

关于上述实施例中的装置,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。

本公开一示例性实施例提供了一种充电装置,能够实现本公开提供的充电方法,该充电装置包括:处理器、用于存储处理器可执行指令的存储器;

其中,处理器被配置为:

确定电池当前的电压值是否等于恒压阈值;

在电压值等于恒压阈值时,利用第一恒流充电矩形波为电池充电,每个周期的第一恒流充电矩形波由电流为零的第一阶段和电流为第一恒流充电矩形波的恒流幅值的第二阶段构成,且第一阶段在第二阶段之前,电池的电压值在第一阶段内减小,电池的电压值在第二阶段内增大;

当电压值再次等于恒压阈值时,保持恒压阈值不变为电池充电,直至电池的电量达到满电量时停止。

图13是根据一示例性实施例示出的一种用于充电的装置1300的框图。例如,装置1300可以是充电器或者移动充电器。

参照图13,装置1300可以包括以下一个或多个组件:处理组件1302、稳压电源1304、恒流控制电路1306、限压控制电路1308、限时控制电路1310和微控制器1312组成。

处理组件1302通常控制装置1300的整体操作,诸如控制稳压电源1304的开关,恒流控制电路1306、限压控制电路1308、限时控制电路1310的导通或关闭等,该处理组件中至少包括微控制器1312,该微控制器1312用于生成PWN波。

稳压电源1304用于提供稳定的工作电压值和充足的充电电流。

恒流控制电路1306用于提供恒定的充电电流。

限压控制电路1308用于将电池的充电电压值限制在恒压阈值之内。

限时控制电路1310用于控制电池的恒流充电的充电时长。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后,将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

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