电池充电方法、装置和设备

摘要

本发明公开了一种电池充电方法、装置和设备。该充电方法包括：设定充电电流值In，确定与In对应的充电截止电压值Vn；电池循环中电池内阻增长率达到内阻增长率阈值且小于内阻增长率阈的最大值时，根据监测的电池容量保持率和电池内阻，修正In‑1和对应的Vn‑1；在第n‑1个充电阶段，对电池以In‑1进行充电，电池充电电压达到Vn‑1且n‑1小于设定的充电阶段总数时，进入第n个充电阶段，电池充电电压达到Vn‑1且n‑1等于设定的充电阶段总数时，停止充电；电池内阻的增长率大于等于内阻增长率阈值的最大值时，停止电池的充放电循环。根据本发明实施例提供的电池充电方法，可以防止电池过充，提高电池使用寿命。

权利要求

1.一种电池充电方法，其特征在于，所述电池充电方法包括：

设定电池充电过程的第n个充电阶段的充电电流值In，其中，In小于In-1，所述n为大于1的整数；

根据In-1和监测的电池内阻DCR值，确定在电池充电过程的第n-1个充电阶段与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；

在电池充放电循环过程中，在指定时刻监测所述DCR，所述DCR的增长率达到预设的内阻增长率阈值且所述DCR的增长率小于所述内阻增长率阈值的最大值时，根据电池容量保持率SOH的监测值和In-1，计算In-1的修正值，并根据所述In-1的修正值和所述DCR的监测值，计算Vn-1的修正值，将所述In-1的修正值作为In-1，并将所述Vn-1的修正值作为Vn-1，其中，所述内阻增长率阈值的数目为K，K为大于等于2的整数；

在第n-1个充电阶段，对所述电池以In-1进行充电，电池充电电压达到Vn-1且n-1小于设定的充电阶段总数时，进入第n个充电阶段，电池充电电压达到Vn-1且n-1等于所述充电阶段总数时，停止充电；

其中，所述根据In-1和监测的DCR值，确定在电池充电过程的第n-1个充电阶段与In-1对应的充电截止电压值Vn-1，包括：利用公式Vn-1＝Vmax-In-1×DCR0计算所述与In-1对应的充电截止电压值Vn-1，其中，DCR0为充电循环的充电过程中电池初始的内阻值，Vmax为预设的最大充电截止电压值；

所述根据SOH的监测值和In-1，计算In-1的修正值，包括：

利用公式I′n-1＝In-1×SOH计算In-1的修正值，其中，I′n-1为所述In-1的修正值；

所述根据所述In-1的修正值和所述DCR的监测值，计算Vn-1的修正值，包括：利用公式V′n-1＝Vmax-I′n-1×DCR计算Vn-1的修正值，其中，V′n-1为Vn-1的修正值，Vmax最大充电截止电压。

2.根据权利要求1所述的电池充电方法，其特征在于，所述电池充电方法还包括：所述电池内阻的增长率大于等于所述内阻增长率阈值的最大值时，停止所述电池充放电循环。

3.根据权利要求1所述的电池充电方法，其特征在于，在当前电池充电电压达到Vn-1且所述第n-1个充电阶段是最后一个充电阶段时，停止充电之后还包括：对所述电池以放电电流值Id进行放电，当前电池放电电压达到预设的放电截止电压，停止放电。

4.根据权利要求1所述的电池充电方法，其特征在于，

所述电池为锂离子蓄电单元、锂金属蓄电单元、铅酸蓄电单元、镍隔蓄电单元、镍氢蓄电单元、锂硫蓄电单元、锂空气蓄电单元或者钠离子蓄电单元。

5.权利要求1所述的电池充电方法，其特征在于，

所述电池的充电环境温度为0～60摄氏度。

6.一种电池充电装置，其特征在于，所述电池充电装置包括：

电流设定单元，用于设定电池充电过程的第n个充电阶段的充电电流值In，其中，In小于In-1，所述n为大于1的整数；

充电截止电压确定单元，用于根据In-1和监测的电池内阻DCR值，确定在电池充电过程的第n-1个充电阶段与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；

参数修正单元，用于在电池充放电循环过程中，在指定时刻监测所述DCR，所述DCR的增长率达到预设的内阻增长率阈值且所述DCR的增长率小于所述内阻增长率阈值的最大值时，根据电池容量保持率SOH的监测值和In-1，计算In-1的修正值，并根据所述In-1的修正值和所述DCR的监测值，计算Vn-1的修正值，将所述In-1的修正值作为In-1，并将所述Vn-1的修正值作为Vn-1，其中，所述内阻增长率阈值的数目为K，K为大于等于2的整数；

充电单元，用于：

在第n-1个充电阶段，对所述电池以In-1进行充电，电池充电电压达到Vn-1且n-1小于设定的充电阶段总数时，进入第n个充电阶段，电池充电电压达到Vn-1且n-1等于所述充电阶段总数时，停止充电；其中，所述充电截止电压确定单元，具体用于利用公式Vn-1＝Vmax-In-1×DCR0计算所述与In-1对应的充电截止电压值Vn-1，其中，DCR0为充电循环的充电过程中电池初始的内阻值，Vmax为预设的最大充电截止电压值；

所述参数修正单元包括充电电流修正子单元，所述充电电流修正子单元用于利用公式I′n-1＝In-1×SOH计算In-1的修正值，其中，I′n-1为所述In-1的修正值；

所述参数修正单元包括充电截止电压修正子单元，所述充电截止电压修正子单元用于利用公式V′n-1＝Vmax-I′n-1×DCR计算Vn-1的修正值，其中，V′n-1为Vn-1的修正值，Vmax最大充电截止电压。

7.根据权利要求6所述的电池充电装置，其特征在于，

所述充电装置还用于在所述电池内阻的增长率大于等于所述内阻增长率阈值的最大值时，停止所述电池充放电循环。

8.一种电池充电设备，其特征在于，所述电池充电设备包括：

存储器，用于储存可执行程序代码；

处理器，用于读取所述存储器中存储的可执行程序代码以执行权利要求1至5中任一项所述的电池充电方法。

说明书

电池充电方法、装置和设备

技术领域

[0001] 本发明属于电池技术领域，尤其涉及电池充电方法、装置和设备。

背景技术

[0002] 近年来，洁净环保的新能源汽车备受市场的瞩目和欢迎，其中动力电池成为新能源汽车的心脏，随着用户体验和市场竞争的升级，电池如何高效、安全且长寿命的充电成为了消费者重点关注的问题之一。

[0003] 动力锂离子电池在循环过程中，直流内阻会呈现出逐渐增大的趋势，而现有的充电桩的电池充电技术中，对经过不同次数充电循环的电池，均采用相同的充电流程，即在充电电池在达到人为设定的截止电压时停止充电，这样会造成电池的过充和充电效率的降低，缩短了电池的使用寿命。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供一种电池充电方法、装置和设备，可以提高电池充电效率，防止电池过充，提高了电池的使用寿命。

[0005] 根据本发明实施例的一方面，提供一种电池充电方法，包括：

[0006] 设定电池充电过程的第n个充电阶段的充电电流值In，其中，In小于In-1，n为大于1的整数；

[0007] 根据In-1和监测的电池内阻DCR值，确定在电池充电过程的第n-1个充电阶段与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；

[0008] 在电池充放电循环过程中，在指定时刻监测该电池内阻，该电池内阻的增长率达到预设的内阻增长率阈值且电池内阻的增长率小于内阻增长率阈值的最大值时，根据电池容量保持率SOH的监测值和In-1，计算In-1的修正值，并根据In-1的修正值和DCR的监测值，计算Vn-1的修正值，将In-1的修正值作为In-1，并将Vn-1的修正值作为Vn-1，其中，内阻增长率阈值的数目为K，K为大于等于2的整数；

[0009] 在第n-1个充电阶段，对电池以In-1进行充电，电池充电电压达到Vn-1且n-1小于设定的充电阶段总数时，进入第n个充电阶段，电池充电电压达到Vn-1且n-1等于充电阶段总数时，停止充电。

[0010] 根据本发明实施例的另一方面，提供一种电池充电装置，包括：

[0011] 电流设定单元，用于设定电池充电过程的第n个充电阶段的充电电流值In，其中，In小于In-1，n为大于1的整数；

[0012] 充电截止电压确定单元，用于根据In-1和监测的电池内阻值，确定在电池充电过程的第n-1个充电阶段与In-1对应的充电截止电压值Vn-1；

[0013] 参数修正单元，用于在电池充放电循环过程中，电池内阻的增长率达到预设的内阻增长率阈值且电池内阻的增长率小于内阻增长率阈值的最大值时，根据电池容量保持率SOH的监测值和In-1，计算In-1的修正值，并根据In-1的修正值和DCR的监测值，计算Vn-1的修正值，将In-1的修正值作为In-1，并将Vn-1的修正值作为Vn-1，其中，内阻增长率阈值的数目为K，K为大于等于2的整数；

[0014] 充电单元，用于在第n-1个充电阶段，对电池以In-1进行充电，电池充电电压达到Vn-1且n-1小于等于充电阶段总数时，进入第n个充电阶段，电池充电电压达到Vn-1且n-1等于充电阶段总数时，停止充电。

[0015] 根据本发明实施例的再一方面，提供一种电池充电设备，包括：

[0016] 存储器，用于储存可执行程序代码；

[0017] 处理器，用于读取存储器中存储的可执行程序代码以执行上述各方面的电池充电方法。

[0018] 根据本发明实施例中的电池充电方法、装置和设备，为电池充电过程设置多个充电阶段，且每个充电阶段对应的充电电流值随着充电过程中充电阶段的顺序递减；在电池充电过程中，基于增长的电池内阻和监测的电池容量保持率，对电池充电过程中的充电电流和与该充电电流对应的充电截止电压进行修正；采集充电过程的电压数据，当电池充电电压达到该充电阶段的充电截止电压值时，进入下一个充电阶段，电池内阻的增长率大于等于内阻增长率阈值的最大值时，停止电池充放电循环，在电池充放电循环中提升了电池充电充电效率，避免出现过充风险，从而优化电芯的使用寿命。

附图说明

[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0020] 图1是示出根据本发明一实施例的电池充电方法的流程图；

[0021] 图2是示出根据本发明另一实施例的电池充电方法的流程图；

[0022] 图3a是示出根据本发明示例性实施例的第1个充放电循环中的电池充电曲线示意图；

[0023] 图3b是示出根据本发明示例性实施例的第n个充放电循环中的电池充电曲线示意图；

[0024] 图4是示出根据本发明示例性实施例的电池充放电循环中的电池内阻变化曲线示意图；

[0025] 图5是示出根据本发明又一实施例的电池充电方法中初始充电电流值下的充电曲线示意图；

[0026] 图6是示出根据本发明再一实施例的电池充电方法中电池充电循环过程中电池内阻变化曲线示意图；

[0027] 图7是示出根据本发明还一实施例的电池充电方法中具体实施例和对比实施例的循环寿命曲线的对比示意图；

[0028] 图8是示出根据本发明一实施例的电池充电装置的结构示意图；

[0029] 图9是示出了图8中参数修正单元的具体结构示意图；

[0030] 图10是示出能够实现根据本发明实施例的电池充电方法和装置的计算设备的示例性硬件架构的结构图。

具体实施方式

[0031] 下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

[0032] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0033] 在实际应用场景中，在电池循环过程中，也就是在电池的充放电循环过程中，电池内阻表现出不断增大的趋势，电池循环寿命也可能会面临衰减。电池循环寿命的衰减，可以理解为电池当前的实际可用容量相对于出厂时的标称容量，不断下降的一种变化趋势。

[0034] 在本发明实施例中，可以通过电池容量保持率(State Of Health，SOH)衡量电池的电池循环寿命。电池容量保持率SOH，可以定义为电池从充满状态以预定的放电电流值Id进行放电，直到放电电压达到放电截止电压的过程中，电池所放出的容量与该电池的标称容量的比值。

[0035] 考虑到电池内阻和电池循环寿命对可充电动力电池的充电性能的影响，根据本发明实施例的电池充电方法、装置和设备，可以对电池充放电循环过程中的电池容量保持率SOH和电池内阻增长率进行监测，并根据监测到的电池容量保持率SOH和电池内阻增长率精确地调整充电过程中的充电电流和充电截止电压。

[0036] 为了更好的理解本发明，下面将结合附图，详细描述根据本发明实施例的电池充电方法、装置和设备，应注意，这些实施例并不是用来限制本发明公开的范围。

[0037] 下面结合图1和图2，介绍根据本发明实施例的电池充电方法的流程图。图1是示出根据本发明实施例的电池充电方法的流程图。图2是示出根据本发明另一实施例的电池充电方法的流程图。

[0038] 如图1所示，本发明实施例中的电池充电方法100包括以下步骤：

[0039] 步骤S110，设定电池充电过程的第n个充电阶段的充电电流值In，其中，In小于In-1，n为大于1的整数。

[0040] 在一些实施例中，由于充电电流值In小于In-1，整个充电过程的第一个充电阶段对应的充电电流值大于充电过程中其他充电阶段对应的充电电流值。

[0041] 作为一个示例，在该步骤中，可以通过电池能够承受的最大充电电流值来设定的整个充电过程的第一个充电阶段对应的充电电流值。例如，设定I1小于或等于电池的够承受的最大充电电流值。

[0042] 步骤S120，根据In-1和监测的电池内阻DCR值，确定在电池充电过程的第n-1个充电阶段与In-1对应的充电截止电压值Vn-1。

[0043] 在一些实施例中，在电池充放电循环的初始阶段，根据In-1和监测的DCR的初始值，确定与In-1对应的充电截止电压值Vn-1，具体可以包括：

[0044] 利用下面的公式计算当前充电阶段的充电电流值In-1对应的Vn-1：

[0045] Vn-1＝Vmax-In-1×DCR0   (1)

[0046] 在上述公式(1)中，DCR0为充电循环的充电过程中电池初始的内阻值，Vmax为预设的最大充电截止电压值。

[0047] 在一些实施例中，最大充电截止电压Vmax也可以称为理论充电截止电压值。作为一个示例，电池单体的Vmax例如可以设定为4.25V。

[0048] 在一些实施例中，计算得到的Vn-1小于计算得到的Vn。也就是说，第n-1个充电阶段的充电截止电压Vn-1小于第n个充电阶段的充电截止电压Vn。

[0049] 在一些实施例中，计算得到的充电截止电压Vn小于该最大充电截止电压Vmax。

[0050] 在一些示例中，当上述电池充电方法中设定的每个充电阶段的充电电流In和充电截止电压Vn与Vmax具有上述公式(3)所描述的函数关系时，能够更好的避免在每个充电阶段对电池造成过充的情况。

[0051] 需要说明的是，本发明实施例中的电池可以为正极和负极均能脱出且接收载能粒子的电池，比如锂离子电池等，在此并不限定。从规模而言，本发明实施例中描述的电池可以为电芯单体，也可以是电池模组或电池包，在此不做限定。

[0052] 作为一个示例，本发明实施例中的电池可以是锂离子蓄电单元、锂金属蓄电单元、铅酸蓄电单元、镍隔蓄电单元、镍氢蓄电单元、锂硫蓄电单元、锂空气蓄电单元或者钠离子蓄电单元。

[0053] 步骤S130，在电池充放电循环过程中，在指定时刻监测电池DCR，电池内阻的增长率达到预设的内阻增长率阈值且电池内阻的增长率小于内阻增长率阈值的最大值时，根据电池容量保持率SOH的监测值和In-1，计算In-1的修正值，并根据In-1的修正值和DCR的监测值，计算Vn-1的修正值，将In-1的修正值作为In-1，并将Vn-1的修正值作为Vn-1，其中，内阻增长率阈值的数目为K，K为大于等于2的整数。

[0054] 在一些实施例中，可以实时监测电池充电过程中的电池DCR值，也可以在电池充电过程中的指定时刻监测电池DCR值。

[0055] 在本发明实施例中，电池充放电循环开始之前，可以预先设定一组DCR增长阈值，例如{a％，b％，c％，…，n％}，其中，DCR增长率阈值的最大值为n％，并且设定的DCR增长率阈值的数量至少为2。

[0056] 在一些实施例中，步骤S130中的根据电池容量保持率SOH的监测值和In-1计算In-1的修正值，具体可以包括：

[0057] 利用下面的公式计算当前充电阶段的充电电流In-1的修正值：

[0058] I′n-1＝In-1×SOH   (2)

[0059] 在上述公式(2)中，I′n-1为充电电流In-1的修正值，SOH为电池内阻的增长率达到预设的内阻增长率阈值时电池容量保持率的监测值。

[0060] 在一些实施例中，步骤S130中，根据In-1的修正值和DCR的监测值，计算Vn-1的修正值。具体地，利用下面的公式计算Vn-1的修正值：

[0061] V′n-1＝Vmax-I′n-1×DCR   (3)

[0062] 在上述公式(3)中，Vmax为预设的最大充电截止电压值，I′n-1为当前充电阶段的充电电流的修正值，V′n-1为当前充电阶段的充电截止电压修正值，DCR为电池内阻的增长率达到预设的内阻增长率阈值时电池内阻值的监测值。

[0063] 在一些实施例中，上述公式(3)中的DCR为电池内阻的增长率达到预设的内阻增长率阈值时电池内阻值的实时监测值。

[0064] 在本发明实施例中，在计算得到充电电流的修正值I′n-1对应的充电截止电压的修正值V′n-1后，可以对当前第n-1个充电阶段的充电电流和对应的充电电压进行修正。

[0065] 具体地，将I′n-1作为当前充电阶段的充电电流值In-1，以及将V′n-1作为与In-1对应的当前充电阶段的充电截止电压Vn-1。

[0066] 步骤S140，在第n-1个充电阶段，对电池以In-1进行充电，电池充电电压达到Vn-1且n-1小于设定的充电阶段总数时，进入第n个充电阶段，电池充电电压达到Vn-1且n-1等于该充电阶段总数时，停止充电。

[0067] 在一些实施例中，如果n-1小于充电阶段总数，表示第n-1个充电阶段不是最后一个充电阶段，如果n-1等于充电阶段总数，表示第n-1个充电阶段是最后一个充电阶段。

[0068] 在该步骤中，在第n-1个充电阶段，对电池以In-1进行充电，电池充电电压小于Vn-1时，继续对电池以In-1进行充电。

[0069] 在一些实施例中，在最后一个充电阶段，电池充电电压达到与该最后一个充电阶段的充电电流对应的充电截止电压后，可以继续对电池进行充电，直到电池充电电压达到Vmax时，停止充电。

[0070] 在一些实施例中，如图2所示，步骤S140中停止充电之后还包括：

[0071] 步骤S141，对电池以放电电流值Id进行放电，当前电池放电电压达到预设的最小放电截止电压或电池内阻的增长率达到内阻增长率阈值的最大值时，停止放电。

[0072] 在本发明实施例中，根据当前充电阶段的电流对电池进行充电，直到最后一个充电阶段电池充电电压达到该充电阶段的充电截止电压后，结束充电，再以预定的放电电流值对电池进行放电，直到电池放电电压达到预设的最小放电截止电压时停止放电，形成一次电池的充放电循环。

[0073] 在本发明实施例中，电池充放电循环需要满足电池内阻的增长率小于预设的内阻增长率阈值的最大值的条件。

[0074] 继续参考图2，在一些实施例中，电池充电方法200还包括：

[0075] 步骤S150，电池内阻的增长率大于等于内阻增长率阈值的最大值时，停止电池充放电循环。

[0076] 作为一个示例，监测到电池内阻的增长率大于等于预设的内阻增长率阈值的最大值时，停止对电池的使用，即停止对电池充电和停止对电池放电。

[0077] 在一些实施例中，当第n-1个充电阶段进入第n个充电阶段或停止充电，可以控制In-1以预定速率减小。

[0078] 也就是说，在第n-1个充电阶段进入第n个充电阶段或停止充电时，充电电流不会瞬间减小，而是可以以预设的电流下降速率减小到设定的目标值。

[0079] 作为一个示例，第n-1个充电阶段的电流值80A，第n个充电阶段的电流值为60A，在第n-1个充电阶段进入第n个充电阶段时，可以控制电流每秒10A的速率从80A减小到60A。

[0080] 在一些实施例中，可以控制充电电流以预设的电流下降速率或电流上升速率进行电流的修正。

[0081] 作为一个示例，充电电流的修正值I′n-1小于In-1时，控制In-1以一定的速率，例如以预设的电流下降速率减小到I′n-1。

[0082] 作为一个示例，充电电流的修正值I′n-1大于In-1时，控制In-1以一定的速率，例如以预设的电流上升速率增大到I′n-1。

[0083] 在一些实施例中，可以将上述第n-1个充电阶段进入第n个充电阶段或停止充电时的电流下降速率作为第一电流速率，将上述对当前充电阶段的充电电流进行修正时的电流下降速率作为第二电流速率，将上述对当前充电阶段的充电电流进行修正时的电流上升速率作为第三电流速率。

[0084] 上述第一电流速率、第二电流速率和第三电流速率可以根据实际需要进行设定，第一电流速率和第二电流速率可以相等也可以不相等，第一电流速率和第三电流速率可以相等也可以不相等，第二电流速率和第三电流速率可以相等也可以不相等。

[0085] 在一些实施例中，该电池充电方法还可以包括电池的充电环境温度为0～60摄氏度。例如，可以保持电池在0℃、25℃、30℃或60℃的环境中进行充电。

[0086] 下面结合图3a、图3b和图4描述根据本发明示例性实施例的电池充放电循环的电池充电曲线，以及电池充放电循环过程中的电池内阻的变化曲线。

[0087] 图3a是示出根据本发明示例性实施例的第1个充放电循环的电池充电曲线示意图。如图3a所示，第1个充放电循环的充电过程中：

[0088] 在第1个充电阶段，以充电电流I01对电池进行充电，充电截止电压达到V01时，进入第2个充电阶段；在第2个充电阶段，以充电电流I02对电池进行充电，充电截止电压达到V02时，进入第3个充电阶段；在第3个充电阶段，以充电电流I03对电池进行充电，充电截止电压达到V01时，进入第4个充电阶段；……；直到第i个充电阶段，以充电电流I0i对电池进行充电，充电截止电压达到V0i时，停止充电。

[0089] 图3b是示出根据本发明示例性实施例的第n个充放电循环中的电池充电曲线示意图。如图3b所示，在第n个充放电循环的充电过程中：

[0090] 在第1个充电阶段，以充电电流In1对电池进行充电，充电截止电压达到Vn1时，进入第2个充电阶段；在第2个充电阶段，以充电电流In2对电池进行充电，充电截止电压达到Vn2时，进入第3个充电阶段；在第3个充电阶段，以充电电流In3对电池进行充电，充电截止电压达到Vn1时，进入第4个充电阶段；……；直到第i个充电阶段，以充电电流Ini对电池进行充电，充电截止电压达到Vni时，停止充电。

[0091] 图4示出了根据本发明示例性实施例的电池充放电循环中的电池内阻变化曲线示意图。

[0092] 在图4中，电池在充放电循环前DCR0＝1.00mohm，电池充放电循环次数达到约900次时，电池内阻从1.00mohm增长至1.02mohm，电池持续充放电循环次数达到约1900次时，电池内阻增长至1.04mohm，电池持续充放电循环次数达到约3000次时，电池内阻增长至1.06mohm，电池持续充放电循环次数达到约4000次时，电池内阻增长至约1.07mohm。由此可见，电池内阻值随电池充放电循环次数的增加而继续保持增长趋势。

[0093] 在本发明实施例中，充电电流值和对应的充电截止电压作为充电过程中的重要参数，在充放电循环的初始阶段进行设定，并在之后的充放电循环中根据内阻增长率和电池容量保持率进行修正。

[0094] 当监测的电池内阻的增长率达到预设的内阻增长率阈值时，电池可能正处于充电过程中，也可能正处于放电过程。电池充放电循环过程中，只要监测到电池内阻的增长率达到预设的内阻增长率阈值时，就可以对当前充放电循环的充电过程中的充电电流值和对应的充电截止电压两个参数进行修正。

[0095] 为了更好的理解本发明，下面通过示例性实施例描述根据本发明一个示例性实施例的电池充电方法。

[0096] 在一些实施例中，设定充放电循环过程中的一组递增的电池内阻DCR增长率阈值{a％，b％，c％}；设定一组对应于充电过程的每个充电阶段的依次减小的充电电流值{I1，I2，I3，……，Ii}；基于每个充电阶段的充电电流值和监测到的电池内阻的初始值DCR0，利用上述公式(1)依次计算得到与每个充电阶段的充电电流值对应的充电截止电压值{V1，V2，V3，……，Vi}，其中，i为大于1的整数。

[0097] 下面描述该示例性实施例中一个电池充放电循环过程。

[0098] 在充放电循环开始的电池充电过程的第1个充电阶段，对电池以当前充电阶段的充电电流值I1进行充电，直到电池充电电压达到与I1对应的当前充电阶段的充电截止电压V1时，进入第2个充电阶段；在第2个充电阶段，对电池以当前充电阶段的充电电流值I2进行充电，直到电池充电电压达到与I2对应的当前充电阶段的充电截止电压V2时，进入第3个充电阶段；……；在第n-1个充电阶段，对电池以当前充电阶段的充电电流值In-1进行充电，直到电池充电电压达到与In-1对应的当前充电阶段的充电截止电压Vn-1时，如果n-1小于设定的充电阶段总数，进入第n个充电阶段，如果n-1等于设定的充电阶段总数，停止充电。

[0099] 再对电池进行放电，放电电流为Id，直到电池放电电压达到预设的放电截止电压是，停止放电。

[0100] 在电池充放电循环的过程中，对电池充电电压、电池放电电压、电池内阻、电池内阻的增长率和电池容量保持率SOH进行监测。

[0101] 在电池某一次充放电循环的充电过程中，如果监测到电池内阻的增长率达到预设的内阻增长率阈值，并且该电池内阻的增长率的监测值小于预设的内阻增长率阈值的最大值时，可以基于电池容量保持率SOH的监测值和DCR的监测值，对当前充电阶段的充电电流和对应的充电截止电压进行修正。

[0102] 作为一个示例，电池内阻的增长率的监测值达到内阻增长率阈值a％时，可以对充电电流值{I1，I2，I3，……，Ii}和与每个充电阶段的充电电流值对应的充电截止电压值{V1，V2，V3，……，Vi}进行修正。

[0103] 具体地，根据电池容量保持率SOH的监测值和预设的每个充电阶段的充电电流值{I1，I2，I3，……，Ii}，利用上述公式(2)分别对每个充电阶段的充电电流进行修正，得到一组修正的充电电流值{I′1，I′2，I′3，……，I′i}。

[0104] 具体地，根据修正的充电电流{I′1，I′2，I′3，……，I′i}和DCR的监测值，利用上述公式(3)分别对设定的每个充电阶段的充电截止电压进行修正，得到一组与{I′1，I′2，I′3，……，I′i}对应的修正的充电截止电压值{V′1，V′2，V′3，……，V′i}。

[0105] 对充电电流值和以及对应的充电截止电压值分别进行修正后，充电过程中每个充电阶段的充电电流值{I1，I2，I3，……，Ii}的取值被修正为计算得到的充电电流值的修正值，对应的充电截止电压值{V1，V2，V3，……，Vi}的取值被修正为计算得到的充电截止电压值的修正值。

[0106] 使用修正后的充电电流值{I1，I2，I3，……，Ii}对电池进行充电，如果电池正处于充电过程的第2个充电阶段，使用修正后的充电电流值I2对电池进行充电。

[0107] 当电池内阻的增长率的监测值未达到b％，且电池充电电压小于经修正的V2，继续对电池以经修正的充电电流I2进行充电。

[0108] 当电池内阻的增长率的监测值未达到b％，且电池充电电压达到经修正的V2且第2个充电阶段不是最后一个充电阶段时，进入电池该次充放电循环的充电过程的第3个充电阶段。

[0109] 在后续的电池充放电循环的过程中，继续监测电池充电电压、电池放电电压、电池内阻、电池内阻的增长率和电池容量保持率SOH。

[0110] 如果在又一次充放电循环中，监测到电池内阻的增长率达到内阻增长率阈值的第二个增长点b％，根据上述对每个充电阶段的充电电流和对应的充电电压进行修正的方法，得到又一次修正后的每个阶段的充电电流值{I1，I2，I3，……，Ii}和对应的充电截止电压{V1，V2，V3，……，Vi}。

[0111] 电池处于该次充放电循环的第n-1个充电阶段时，使用修正后的该充电阶段的充电电流值In-1对电池进行充电。

[0112] 当电池内阻的增长率的监测值小于内阻增长率阈值的最大值c％，且电池充电电压小于经修正的Vn-1，继续对电池以经修正的充电电流In-1进行充电。

[0113] 当电池内阻的增长率的监测值小于内阻增长率阈值的最大值c％，电池充电电压达到经修正的Vn-1且第n-1个充电阶段不是最后一个充电阶段时，进入第n个充电阶段，当前电池充电电压达到经修正的Vn-1且第n-1个充电阶段是最后一个充电阶段时，停止充电。

[0114] 再对电池以放电电流值Id进行放电，当前电池放电电压达到预设的放电截止电压时，停止放电。

[0115] 重复上述充放电循环，监控充电电压、放电电压、监控内阻增长率和电池容量保持率，如果监测到电池内阻的增长率大于等于内阻增长率阈值的最大值c％时，停止充放电循环。

[0116] 在本发明实施例中，通过监测的电池内阻的增长率和电池容量保持率，不断修正当前充电阶段的充电电流值和充电截止电压值，不仅能够准确控制充电截止电压，还能够有效提高电池的充电效率，提高电池的循环寿命。

[0117] 下面结合具体实施例和对比实施例，详细描述本发明实施例中的电池充电方法，以及上述电池充电方法对于现有的电池充电方法的改进。

[0118] 具体实施例：

[0119] 在选定的电池充放电循环开始之前，设定电池充放电循环过程中的DCR增长阈值分别为10％，20％，30％，40％和50％，监测得到电池内阻的初始值DCR0＝1.00mohm，并且该电池的最大充电截止电压为4.250V。

[0120] 设定一组电芯的充电过程中的初始充电电流值{80.0A，60.0A，40.0A，20.0A，10.0A}，通过上述公式(1)计算得到与每个阶段的充电电流值对应的充电截止电压{4.170V，4.190V，4.210V，4.230V，4.240V}。

[0121] 图5示出了根据本发明又一实施例的电池充电方法中初始充电电流值下的充电曲线示意图。

[0122] 如图5所示，该电池充放电循环的初始阶段，以设定的初始充电电流值对电池进行充电。

[0123] 具体地，在第1个充电阶段，以充电电流80.0A对电池进行充电，充电截止电压达到4.170V时，进入第2个充电阶段；在第2个充电阶段，以充电电流60.0A对电池进行充电，充电截止电压达到4.190V时，进入第3个充电阶段；在第3个充电阶段，以充电电流40.0A对电池进行充电，充电截止电压达到4.210V时，进入第4个充电阶段；在第4个充电阶段，以充电电流20.0A对电池进行充电，充电截止电压达到4.230V时；在第5个充电阶段，以充电电流
10.0A对电池进行充电，充电截止电压达到4.240V时，停止充电。

[0124] 在一些实施例中，图5所示的充电过程结束后，再以预设的放电电流值例如40A的电流对电芯进行放电，截止电压为2.8V，即当电池放电电压达到2.8V时，停止放电，形成一次充放电循环。

[0125] 实时监控后续电池充放电循环过程中的容量保持率和内阻增长率，当内阻增长率达到10％时，电池容量保持率的监测值为101％，利用容量保持率的监测值和上述公式(2)，得到修正后的充电电流为80.8A，60.6A，40.4A，20.2A和10.1A，并利用修正后的充电电流，使用上述公式(3)计算此时的充电上限电压分别为4.161V，4.183V，4.206V，4.228V和4.239V。

[0126] 在后续的充放电循环中，以内阻增长率达到10％时修正的充电电流值对电池进行充电。

[0127] 具体地，在第1个充电阶段，以充电电流80.8A对电池进行充电，充电截止电压达到4.161V时，进入第2个充电阶段；在第2个充电阶段，以充电电流60.6A对电池进行充电，充电截止电压达到4.183V时，进入第3个充电阶段；在第3个充电阶段，以充电电流40.4A对电池进行充电，充电截止电压达到4.206V时，进入第4个充电阶段；在第4个充电阶段，以充电电流20.2A对电池进行充电，充电截止电压达到4.228V时；在第5个充电阶段，以充电电流
10.1A对电池进行充电，充电截止电压达到4.239V时，停止充电。

[0128] 接着，以预设的放电电流值例如40A的电流对电芯进行放电，截止电压为2.8V，即当电池放电电压达到2.8V时，停止放电。

[0129] 实时监控循环过程中的容量保持率和内阻增长率，当内阻增长率达到20％时，电池容量保持率的监测值为99％，利用容量保持率的监测值和上述公式(2)，得到修正后的充电电流为79.2A，59.4A，39.6A，19.8A和9.9A，并利用修正后的充电电流，使用上述公式(3)计算此时的充电上限电压分别为4.154V，4.178V，4.202V，4.226V和4.238V。

[0130] 在后续的充放电循环中，以内阻增长率达到20％时修正后的充电电流值对电池进行充电。

[0131] 具体地，在第1个充电阶段，以充电电流79.2A对电池进行充电，充电截止电压达到4.154V时，进入第2个充电阶段；在第2个充电阶段，以充电电流59.4A对电池进行充电，充电截止电压达到4.178V时，进入第3个充电阶段；在第3个充电阶段，以充电电流39.6A对电池进行充电，充电截止电压达到4.202V时，进入第4个充电阶段；在第4个充电阶段，以充电电流19.8A对电池进行充电，充电截止电压达到4.226V时；在第5个充电阶段，以充电电流9.9A对电池进行充电，充电截止电压达到4.238V时，停止充电。

[0132] 接着，以预设的放电电流值例如40A的电流对电芯进行放电，截止电压为2.8V，即当电池放电电压达到2.8V时，停止放电。

[0133] 实时监控循环过程中的容量保持率和内阻增长率，当内阻增长率达到30％时，电池容量保持率的监测值为97％，利用容量保持率的监测值和上述公式(2)，得到修正后的充电电流为77.6A，58.2A，38.8A，19.4A和9.7，并利用修正后的充电电流，使用上述公式(3)计算此时的充电上限电压分别为4.149V，4.174V，4.199V，4.224V和4.237V。

[0134] 在后续的充放电循环中，以内阻增长率达到30％时修正后的充电电流值对电池进行充电。

[0135] 具体地，在第1个充电阶段，以充电电流77.6A对电池进行充电，充电截止电压达到4.149V时，进入第2个充电阶段；在第2个充电阶段，以充电电流58.2A对电池进行充电，充电截止电压达到4.174V时，进入第3个充电阶段；在第3个充电阶段，以充电电流38.8A对电池进行充电，充电截止电压达到4.199V时，进入第4个充电阶段；在第4个充电阶段，以充电电流19.4A对电池进行充电，充电截止电压达到4.224V时；在第5个充电阶段，以充电电流9.7A对电池进行充电，充电截止电压达到4.237V时，停止充电。

[0136] 接着，以预设的放电电流值例如40A的电流对电芯进行放电，截止电压为2.8V，即当电池放电电压达到2.8V时，停止放电。

[0137] 实时监控循环过程中的容量保持率和内阻增长率，当内阻增长率达到40％时，电池容量保持率的监测值为96％，利用容量保持率的监测值和上述公式(2)，得到修正后的充电电流为76.8A，57.6A，38.4A，19.2A和9.6A，并利用修正后的充电电流，使用上述公式(3)计算此时的充电上限电压分别为4.142V，4.169V，4.196V，4.223V和4.237V。

[0138] 在后续的充放电循环中，以内阻增长率达到40％时修正后的充电电流值对电池进行充电。

[0139] 具体地，在第1个充电阶段，以充电电流76.8A对电池进行充电，充电截止电压达到4.142V时，进入第2个充电阶段；在第2个充电阶段，以充电电流57.6A对电池进行充电，充电截止电压达到，4.169V时，进入第3个充电阶段；在第3个充电阶段，以充电电流38.4A对电池进行充电，充电截止电压达到4.196V时，进入第4个充电阶段；在第4个充电阶段，以充电电流19.2A对电池进行充电，充电截止电压达到4.223V时；在第5个充电阶段，以充电电流9.6A对电池进行充电，充电截止电压达到4.237V时，停止充电。

[0140] 接着，以预设的放电电流值例如40A的电流对电芯进行放电，截止电压为2.8V，即当电池放电电压达到2.8V时，停止放电。

[0141] 实时监控循环过程中的容量保持率和内阻增长率，当内阻增长率达到50％时，停止电池的充放电循环过程。

[0142] 对比实施例：

[0143] 选定与上述具体实施例相同体系相同状态的电池，在该电池充放电循环开始之前，监测得到电池内阻的初始值DCR0＝1.01mohm，并且该电池的最大充电截止电压为4.250V。

[0144] 设定一组电芯的充电过程中的初始充电电流值{80.0A，60.0A，40.0A，20.0A，10.0A}，通过上述公式(1)计算得到与每个阶段的充电电流值对应的充电截止电压{4.169V，4.189V，4.210V，4.230V，4.240V}。

[0145] 在后续的充放电循环中，充电过程的第1个充电阶段，以充电电流80.0A对电池进行充电，充电截止电压达到4.169V时，进入第2个充电阶段；在第2个充电阶段，以充电电流60.0A对电池进行充电，充电截止电压达到4.189V时，进入第3个充电阶段；在第3个充电阶段，以充电电流40.0A对电池进行充电，充电截止电压达到4.210V时，进入第4个充电阶段；
在第4个充电阶段，以充电电流20.0A对电池进行充电，充电截止电压达到4.230V时；在第5个充电阶段，以充电电流10.0A对电池进行充电，充电截止电压达到4.240V时，停止充电。

[0146] 接着，以预设的放电电流值例如40A的电流对电芯进行放电，截止电压为2.8V，即当电池放电电压达到2.8V时，停止放电。

[0147] 实时监控循环过程中的容量保持率SOH，当检测到SOH＝80％时，停止电池的充放电循环过程。

[0148] 下面结合图6和图7描述上述具体实施例与对比实施例中的电池充电方法。

[0149] 图6是根据本发明再一实施例的电池充电方法中电池充电循环过程中电池内阻变化曲线示意图。

[0150] 在图6中，电池在充放电循环前DCR0＝1.00mohm，电池充放电循环次数达到约300次时，电池内阻从1.00mohm增长至1.1mohm，内阻增长率达到10％；电池持续充放电循环次数达到约700次时，电池内阻增长至1.2mohm，内阻增长率达到20％；电池持续充放电循环次数达到约1000次时，电池内阻增长至1.3mohm，内阻增长率达到30％，并且，电池内阻值随电池充放电循环次数的增加而继续保持增长趋势，直到电池持续充放电循环次数达到约2000次时，电池内阻增长至约1.5mohm，内阻增长率达到50％；根据上述具体实施例中的电池充电方法，内阻增长率达到预设的内阻增长率阈值的最大值例如50％时，停止电池的充放电循环过程。

[0151] 图7示出了根据本发明还一实施例的电池充电方法中具体实施例和对比实施例的电池容量保持率随电池充放电循环次数变化的循环寿命曲线的对比示意图。

[0152] 如图7所示，具体实施例中的电池充电方法，与对比实施例的电池充电方法相比较，经过同样次数的充放电循环，具体实施例中的电池容量保持率高于对比实施例中的容量保持率。并且，在充放电循环的初始阶段，具体实施例和对比实施例的电池的电池容量保持率均为100％，经过2000次充放电循环后，具体实施例中的电池容量保持率约为95％，对比实施例中的电池容量保持率已经下降为80％，具体实施例中的电池在多次充放电循环后，具有较好的健康状态。

[0153] 综上所述，与对比实施例的电池充电方法相比，具体实施例的电池充电方法可以提高电池的使用寿命，减缓电池老化。

[0154] 根据本发明实施例的电池充电方法，采用分阶段的充电方式，并且为电池循环过程设置多个内阻增长率阈值，充电过程中，电池内阻的增长率达到预设的内阻增长率阈值时，根据监测的电池容量保持率和检测的电池内阻对当前充电阶段的充电电流和对应的当前充电阶段的充电截止电压进行修正，从而更加精确地控制每个充电阶段的充电电流值和对应的充电截止电压，防止电池过充，达到对电池精准控制和安全充电的目的。

[0155] 下面结合附图，详细描述根据本发明实施例的电池充电装置和设备。图8是根据本发明实施例的电池充电装置的结构示意图。

[0156] 图8是示出了根据本发明一些示例性实施例的电池充电装置的结构示意图。如图8所示，电池充电装置800可以包括：

[0157] 电流设定单元810，用于设定电池充电过程的第n个充电阶段的充电电流值In，其中，In小于In-1，n为大于1的整数。

[0158] 充电截止电压确定单元820，用于根据In-1和监测的电池内阻DCR值，确定在电池充电过程的第n-1个充电阶段与In-1对应的充电截止电压值Vn-1°

[0159] 参数修正单元830，用于在电池充放电循环过程中，在指定时刻监测电池内阻，电池内阻的增长率达到预设的内阻增长率阈值且电池内阻的增长率小于内阻增长率阈值的最大值时，根据电池容量保持率SOH的监测值和In-1，计算In-1的修正值，并根据所述In-1的修正值和DCR的监测值，计算Vn-1的修正值，将In-1的修正值作为In-1，并将Vn-1的修正值作为Vn-1，其中，内阻增长率阈值的数目为K，K为大于等于2的整数。

[0160] 充电单元840，用于在第n-1个充电阶段，对电池以In-1进行充电，电池充电电压达到Vn-1且n-1小于设定的充电阶段总数时，进入第n个充电阶段，电池充电电压达到Vn-1且n-1等于该设定的充电阶段总数时，停止充电。

[0161] 根据本发明实施例提供的电池充电装置800，可以为电池循环过程设置多个内阻增长率阈值，充电过程中，电池内阻的增长率达到预设的内阻增长率阈值时，根据监测的电池容量保持率和检测的电池内阻对当前充电阶段的充电电流和对应的当前充电阶段的充电截止电压进行修正，从而更加精确地控制每个充电阶段的充电电流值和对应的充电截止电压，提高充电安全以及电池的使用寿命。

[0162] 在一些实施例中，充电截止电压确定单元820具体可以用于：

[0163] 利用上述公式(1)计算当前充电阶段的充电电流值In-1对应的Vn-1。

[0164] 图9示出了图8中参数修正单元的具体结构示意图。如图9所示，在一些实施例中，参数修正单元830可以包括充电电流修正子单元831和充电截止电压修正子单元832。

[0165] 具体地，充电电流修正子单元831可以用于利用上述公式(2)计算In-1的修正值，其中，I′n-1为In-1的修正值。

[0166] 具体地，充电截止电压修正子单元832可以用于利用上述公式(3)计算Vn-1的修正值，其中，V′n-1为Vn-1的修正值，Vmax最大充电截止电压。

[0167] 在一些实施例中，充电单元840还用于在第n-1个充电阶段进入第n个充电阶段或停止充电，控制In-1以预定速率减小。

[0168] 在一些实施例中，电池充电装置800还用于在电池内阻的增长率大于等于内阻增长率阈值的最大值时，停止电池的充放电循环。

[0169] 根据本发明实施例的电池充电装置的其他细节与以上结合图1至图7描述的根据本发明实施例的方法类似，在此不再赘述。

[0170] 结合图1至图9描述的电池充电方法和电池充电装置的至少一部分可以由计算设备实现。图10示出了本发明实施例的计算设备的示意性结构框图。如图10所示，计算设备1000可以包括输入设备1001、输入接口1002、中央处理器1003、存储器1004、输出接口1005、以及输出设备1006。其中，输入接口1002、中央处理器1003、存储器1004、以及输出接口1005通过总线1010相互连接，输入设备1001和输出设备1006分别通过输入接口1002和输出接口
1005与总线1010连接，进而与计算设备1000的其他组件连接。具体地，输入设备1001接收来自外部(例如，设定的电池充电过程的每个充电阶段的充电电流值和或充电截止电压)的输入信息，并通过输入接口1002将输入信息传送到中央处理器1003；中央处理器1003基于存储器1004中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器1004中，然后通过输出接口1005将输出信息传送到输出设备
1006；输出设备1006将输出信息输出到计算设备1000的外部供用户使用。

[0171] 也就是说，图10所示的计算设备1000可以被实现为电池充电设备，该电池充电设备包括：处理器1003和存储器1004。该存储器1004用于储存有可执行程序代码；处理器1003用于读取存储器中存储的可执行程序代码以执行上述实施例的电池充电方法，并可以执行电池充电方法中的步骤S110-S150。

[0172] 这里，处理器可以与电池管理系统以及安装在动力电池上的电压传感器通信，从而基于来自电池管理系统和/或电压传感器的相关信息执行计算机可执行指令，从而实现结合图1至图9描述的电池充电方法和电池充电装置。

[0173] 通过本发明实施例的电池充电设备，可以精确地控制每个充电阶段的充电截止电压，优化电芯的使用寿命和充电安全。

[0174] 需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

[0175] 以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

[0176] 还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

[0177] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块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。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。