[发明专利]一种电池充电电路及充电方法

说明书

本发明公开了一种电池充电电路及充电方法，其中电路包括充电功率电路、充电控制单元、电池管理系统；所述电池管理系统用于采集电池的端电压数据并通过通信接口与充电控制单元连接，所述充电控制单元根据电池端电压信息来发出控制信号至充电功率电路，所述充电功率电路根据控制信号输出多种充电模式为电池充电。本发明的优点在于：采用实时监控端电压的方式来控制充电机输出不同的充电模式，使得充电过程分别经历小电流充电、脉冲充电以及恒压充电阶段，这种根据端电压不同采用不同充电模式的充电方法，可以在快速充电过程中更好的保护电池以提高使用寿命。

技术领域

本发明涉及电池充电领域，特别涉及一种充电电路及充电方法。

背景技术

锂电池由于能量密度大、重量轻、无记忆效应、绿色环保等优势而在各个领域得到了广泛应用；尤其是在电动汽车、风光储能等国家重点扶持的新能源领域，锂电因其自身的技术优势和产业链成熟，已成为当仁不让的首选。

充电技术是锂电应用的关键技术，科学合理的充电方法可以加快充电速度，提高充电效率，减轻电池损伤以及延长电池使用寿命。在充电过程中，如果充电电流过大，电池内部会发生析气反应，温度迅速升高，加快电池老化；同时电池表面会出现膨胀变形，严重时甚至导致爆炸。而如果充电电流过小，电池充电速度将会很慢，充电效率过低。因此在充电技术的设计上应同时兼顾安全与效率这两方面因素。

目前主流的锂电池充电方法为恒流恒压充电法，即将整个充电过程分为恒流充电和恒压充电两个阶段，在电池接通充电机后采用某一恒定电流对电池进行充电，此时电池端电压将持续升高，当达到上限电压(锂离子电池一般为4.2V左右)时，恒流充电结束，此时电池已经充进约80％的电量。第二阶段充电机以恒定电压对电池进行充电，充电电流将逐渐减小，当其下降到0.1C～0.05C时，认为电池充满，充电结束。这种充电方法的优点是充电机结构简单，控制方便；不足之处是没有消除电池的极化现象，充电速度较慢，不适合快速充电。

目前常用的快速充电方法为脉冲充电法，即先用一定的脉冲大电流对电池进行充电，接着让电池停充一定时间，然后对电池进行瞬间大电流放电，然后再停充一段时间，如此循环直至充满。脉冲充电的间歇期能够使电池大电流充电过程中产生的氧气和氢气重新化合掉，从而大大减少了充电过程的析气量；而放电脉冲能极大的消除充电过程中的极化现象，使电池能够吸收更多的电量，从而提高了充电效率。这种充电方式的缺点是由于充电电流很大，会造成电池温度的快速上升；同时大电流导致电池内部反应过于激烈，不利于电池寿命的维护。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种充电电路及充电方法，通过对现有技术的充电方式进行改进以满足充电过程对于安全、效率的要求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电池充电电路，包括充电功率电路、充电控制单元、电池管理系统，所述电池管理系统用于采集电池的端电压数据并通过通信接口与充电控制单元连接，所述充电控制单元根据电池端电压信息来发出控制信号至充电功率电路，所述充电功率电路根据控制信号输出多种充电模式为电池充电。

所述充电功率电路根据充电控制单元的控制信号为电池充电，包括三种模式：小电流充电、脉冲充电、恒压充电。

充电控制单元根据预设电压阈值来控制充电采用的模式。

所述充电控制单元分别连接温度传感器、电压传感器、电流传感器，所述温度传感器、电压传感器、电流传感器分别用于采集充电功率电路的温度、电压、电流信号。

所述充电控制单元与显示模块连接。

所述充电功率电路包括初级整流电路、DC/DC变换电路、输出整流电路；所述DC/DC变换电路包括桥式逆变器、LLCC滤波电路。

一种电池充电电路的充电方法，包括如下步骤，

电池数据采集步骤：通过电池管理系统实时采集电池的端电压数据；