[发明专利]充电方法和用于确定镍基电池充电结束标准的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对具有预定额定容量的电化学镍基电池充电的方法，包括电池电压的至少一个测量和电池的温度表现的一个测量，所述电池通过间歇的和可变电流的电源再充电。

背景技术

近年来，新技术使得能够开发移动电子设备的使用，诸如膝上电脑、移动电话或自治系统的使用。这些技术使得有必要提高能量存储以获得对于在能量方面要求越来越高的设备的满意的能量存储密度。当今通用的存储系统是电化学镍基电池。镍基电池技术使得能够存储能量的优化的量，因为其体积能量，大约350Wh/dm³，是目前已知最高的。

镍基电池的制造推荐以恒定电流充电，通常在充电到额定容量的160%时获得电池的最大容量。一个问题是要知道何时必须停止充电，即，使用哪个可量化的和可测量的标准来确定何时达到了最大容量。

最通常使用的方法称为负delta V方法。事实上，在NiCd电池的快速充电期间，电池两端的电压当充电达到接近电池的额定容量的100%至120%的值时达到最大值Vmax。然后，电池两端的电压又下降并且当该电压的变化高于一定的阈值时，电池被认为是充电了。

优选与NiMh类型电池相关的另一种方法在于探测电池两端的电压中的变化的不存在。实际上，对于这种类型的电池，delta V的变化是相对小的并且不容易探测。因此，在测量到电压的一个峰值之后，我们等待直到电压稳定。

在NiMh电池的情况下，也可以报告电池温度的时间变化。当该报告超过一定的阈值时，电池被认为是充电了。

所有这些方法使得通过过充电能够具有电池的最大燃料。该过充电传统上被包括在额定容量的20和60%之间，其相当于过度。通过发生涉及消耗能量并且需要被补偿的水解的寄生电化学现象而进行过充电，使得用户在使用由所述电池供电的电子设备时获得最大容量。

文献EP1990890公开了一种用于对自治系统的电池充电的方法。该方法包括温度测量并且允许当达到电压阈值时从第一充电模式到第二充电模式。充电的结束传统上通过在电池温度的快速上升而执行。

发明内容

本发明的目的是，实现一种对镍基电池充电的方法，当电池连接到间隙的和可变的电源时其提供好的自治、高的寿命和高效率。

该目的通过所附权利要求并且特别是通过如下来实现：根据测量的温度和电池中充电的容量表现，该容量表现相应于等于或高于90%的充电效率，当在电池两端测量的电压达到电压阈值时停止电池充电。

本发明还涉及这样用于确定电化学镍基电池的充电结束标准的方法。该方法包括：

-按照充电的容量绘出代表了充电效率的效率曲线，

-选择相应于在效率曲线的斜率中的中断的最大充电容量值，

-对于电池温度的给定的温度表现，按照充电的容量绘出代表了电池电压的至少一个电压曲线，

-相应于所述最大充电容量值，对于每个温度，从相应的电压曲线确定代表了充电结束标准的电压阈值。

附图说明

其他优点和特征从本发明的仅对于非限制性示例目的并且在附图中表示的特殊实施方式的以下描述中将变得清楚，附图中：

图1示出了使用按照本发明的充电方法的设备。

图2示出了代表了两个相同的自治系统的可能的驱动数量的时间曲线，该自治系统的电池按照不同方式充电。

图3是代表了取决于电池的电压和温度，其中允许充电的窗的图。

图4按照充电的容量，代表了总充电效率的曲线。

图5是按照在电池中充电的容量的多个范围，以直方图形式代表了充电效率的曲线。

图6对于多个温度，按照充电的容量，示出了在电池两端的电压的演变。

具体实施方式

镍基电池可以被集成到被称为自治系统的系统中。在图1所示的自治系统中，电池1连接到间歇的和可变电流的电源2，使得能够对电池再充电。该电源通常使用能再生的能量，诸如太阳能、风能、水力或地热能。作为例子，电池1可以通过太阳能电池板再充电。因此，一片云的通过就会降低充电电流的强度或停止对电池充电，如果阳光条件特别不好的话。

因为不可能控制充电电流，所以现有技术的用于镍基电池的充电方法是不可用的。事实上，在此不可能实现以恒定电流的快速充电。