一种充电控制方法、控制电路及充电柜

技术领域

本发明实施例涉及电池充电技术，尤其涉及一种充电控制方法、控制电路及充电柜。

背景技术

随着电动自行车的普及，三轮/两轮电动车用充电柜也随之迅猛发展。

目前的充电柜采用固定电压充电加固定电流充电的方式进行充电，且电池充满后不断开电源。

目前的充电柜的这种固定电压加固定电流充电的充电策略会导致部分电池组在实际应用中出现无法充满电的情况。再加上未考虑温度这一关键因素对充电过程的影响，因此与各种不同电池的兼容性较差，且无法做到快速安全的充电。

发明内容

本发明提供一种充电控制方法、控制电路及充电柜，用以提高电池兼容性，提升充电速度和充电安全性。

第一方面，本发明实施例提供了一种充电控制方法，其中包括：

获取电池所处环境温度；

根据电池所处环境温度确定当前充电电流，以确定的当前充电电流向电池恒压充电；

判断电池是否达到充电完成临界状态，若是则逐次降低充电电流向电池恒流充电。

进一步地，充电完成临界状态包括：电池的单体电压大于第一电压阈值和/或电池的电池荷电量大于第一荷电量。

进一步地，若电池达到充电完成临界状态，逐次降低充电电流向电池恒流充电，包括：

若电池达到充电完成临界状态，每当电池的单体电压大于第二电压阈值，将当前充电电流降低预设电流值，以降低后的充电电流向电池恒流充电，直至充电电流小于第一电流阈值。

进一步地，逐次降低的预设电流值为等比数列。

进一步地，在根据电池所处环境温度确定当前充电电流，以确定的当前充电电流向电池恒压充电之前还包括：

判断电池是否处于欠压状态，若是则以预设电压值以及预设电流值向电池充电预设时长；否则执行根据电池所处环境温度确定当前充电电流，以确定的当前充电电流向电池恒压充电的操作。

进一步地，在若电池达到充电完成临界状态，逐次降低充电电流向电池恒流充电，之后还包括：

判断电池的单体电压是否大于第三电压阈值，若是确定电池充电完成。

第二方面，本发明实施例提供了一种充电控制电路，其特征在于，采用上述任一种的充电控制方法，包括：温度传感器、充电器和控制模块；

温度传感器以及充电器均与控制模块电连接；温度传感器用于获取电池所处环境温度；控制器用于根据电池所处环境温度确定当前充电电流，以确定的当前充电电流控制充电器向电池恒压充电，并在电池达到充电完成临界状态时，逐次降低充电电流向电池恒流充电。

进一步地，充电控制电路还包括交流接触器，交流接触器分别与控制模块以及充电器电连接。

进一步地，充电控制电路还包括第一采样点和第二采样点；第一采样点位于交流接触器与充电器的连接处，第二采样点位于充电器的输出端；

控制模块还用于根据第一采样点的电流信号以及第二采样点的电流信号检测第一采样点电流和第二采样点电流；根据第一采样点的电压信号以及第二采样点的电压信号检测第一采样点电压和第二采样点电压。

第三方面，本发明实施例提供了一种充电柜，其特征在于，包括漏电保护器、至少一个上述任一种的充电控制电路；各充电控制电路均通过漏电保护器与供电装置连接。

本发明实施例获取到的电池所处环境温度，确定电池充电电流。并判断电池是否达到充电完成临界状态，若是则逐次降低充电电流向电池恒流充电。通过引入电池所处环境温度以及对电池充电完成临界状态的判断，使得充电过程能够针对更完善的电池充电状态信息进行调整，因此对电池的兼容性更好，充电更为安全快速。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种充电控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种充电控制电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种充电控制电路的另一结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种充电柜的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种充电柜的另一结构示意图；

附图标记：

10-温度传感器，20-控制模块，30-充电器，40-交流接触器，50-漏电保护器，60-主控板，70-第一采样点，80-第二采样点，90-电池

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供了一种充电控制方法，图1为本发明实施例提供的一种充电控制方法的流程图，参见图1，其中包括：

S10：获取电池所处环境温度；

其中，电池所处环境温度可以是从仓内温度传感器10获得的。

S20：根据电池所处环境温度确定当前充电电流，以确定的当前充电电流向电池恒压充电；

其中，还可以设置停止充电或发出报警的温度范围，当温度处于停止充电的温度范围时，停止向电池充电；当温度处于发出报警的温度范围时，发出报警指令。

电池恒压充电时的电池充电电压可以根据实际需要确定。当前充电电流可以是由预设的环境温度与充电电流的对应关系确定，环境温度与充电电流的对应关系可以根据实际需要设置，例如可以是如下关系：

当环境温度处于0℃—10℃之间，使用71.4V电压和2A电流向电池充电。

当环境温度处于10℃—35℃之间，使用71.4V电压和8A电流向电池充电。

当环境温度处于35℃—45℃之间，使用71.4V电压和2A电流向电池充电。

当温度高于45℃或低于0℃时，停止向电池充电。

环境温度与充电电流的对应关系还可以是：

当环境温度处于0℃—10℃之间，使用71.4V电压和2A电流向电池充电。

当环境温度处于10℃—35℃之间，使用71.4V电压和8A电流向电池充电。

当环境温度处于35℃—45℃之间，使用71.4V电压和4A电流向电池充电。

当温度高于45℃时，发出报警指令且停止向电池充电。

当温度低于0℃时，停止向电池充电。

以上方案仅为示例，不作为对本发明实施例的限定。

S30：判断电池是否达到充电完成临界状态，若是则逐次降低充电电流向电池恒流充电。

其中，充电完成临界状态是电池接近充电完成的状态，其达成条件可以是根据实际需要确定的，本发明实施例不对充电完成临界状态的达成条件进行限定，并且将在下文中通过举例以进一步说明。

可选的，充电完成临界状态包括：电池的单体电压大于第一电压阈值和/或电池的电池荷电量大于第一荷电量。

其中，电池达到充电完成临界状态的条件可以包括电池的单体电压大于第一电压阈值，或者包括电池的电池荷电量大于第一荷电量，或者包括电池的单体电压大于第一电压阈值并且电池的电池荷电量大于第一荷电量。第一电压阈值和第一荷电量可以根据实际需要进行设定。

可选的，若电池达到充电完成临界状态，逐次降低充电电流向电池恒流充电，包括：

若电池达到充电完成临界状态，每当电池的单体电压大于第二电压阈值，将当前充电电流降低预设电流值，以降低后的充电电流向电池恒流充电，直至充电电流小于第一电流阈值。

其中，电池的单体电压可以是通过与电池的电池管理系统通讯获取的。每次降低的预设电流值可以是预设的固定电流值，也可以是按照预设的降低电流次数与降低电流幅度的对应关系确定的，还可以是按预设的计算方式确定的。第二电压阈值和第一电流阈值可以根据实际需要进行设置。例如当被充电的电池为铁锂电池时，第二电压阈值可以是3.5V；当被充电的电池为锰锂电池时，第二电压阈值可以是4.1V。

示例性的，逐次降低充电电流向电池恒流充电可以包括：

对电池进行充电的过程中，检测电池的单体电压。当电池的单体电压达到第二电压阈值时，将当前电流值8A降低到4A，继续给电池充电；

当电池的单体电压再次达到第二电压阈值时，将当前电流值4A降低到2A，继续给电池充电；

直到当前电流值小于1A时，保持当前电流值不变。

可选的，逐次降低的预设电流值为等比数列。

其中，逐次降低的预设电流值可以是由当前电流值乘以预设数值得到的。例如可以是：降低的预设电流值＝当前电流值*0.5。因此每次降低的预设电流值间可以是等比数列。

在另一些实施例中，在根据电池所处环境温度确定当前充电电流，以确定的当前充电电流向电池恒压充电之前还包括：

判断电池是否处于欠压状态，若是则以预设电压值以及预设电流值向电池充电预设时长；否则执行根据电池所处环境温度确定当前充电电流，以确定的当前充电电流向电池恒压充电的操作。

其中，预设电压值和预设电流值以及预设时长可以是根据实际需求来确定的。电池处于欠压状态时，以预设电压值以及预设电流值向电池充电预设时长的过程可以如下例所示：向电池以恒压71.4V恒流2A充电30秒。电池是否处于欠压状态可以是根据电池总电压或者电池单体电压是否低于预设电压值来确定的，当电池总电压或者电池单体电压低于预设电压值时，则判定电池处于欠压状态。以预设电压值以及预设电流值向电池充电预设时长之后，再次判断电池是否处于欠压状态，若否，则继续执行上述任一充电方法。

可选的，当与电池的电池管理系统通讯失败，则判定电池处于欠压状态。

在另一些实施例中，在若电池达到充电完成临界状态，逐次降低充电电流向电池恒流充电，之后还包括：

判断电池的单体电压是否大于第三电压阈值，若是确定电池充电完成。

其中，第三电压阈值可以是根据实际需要进行确定的。例如，当被充电的电池为磷酸铁锂电池时，第三电压阈值可以是3.65V；当被充电的电池为三元/锰酸锂电池时，第三电压阈值可以是4.25V。

示例性的，逐次降低充电电流向电池恒流充电，判断电池的单体电压是否大于第三电压阈值，若是确定电池充电完成。可以包括：

对电池进行充电的过程中，检测电池的单体电压。当电池的单体电压达到第二电压阈值时，将当前电流值8A降低到4A，继续给电池充电；

当电池的单体电压再次达到第二电压阈值时，将当前电流值4A降低到2A，继续给电池充电；

直到当前电流值小于1A，且电池的单体电压达到第三电压阈值时，停止给电池充电。

另一方面，本发明实施例还提供了一种充电控制电路，图2为本发明实施例提供的一种充电控制电路的结构示意图，参见图2，其中采用上述任一种的充电控制方法，包括：温度传感器10、充电器30和控制模块20；

温度传感器10以及充电器30均与控制模块20电连接；温度传感器10用于获取电池所处环境温度；控制器用于根据电池所处环境温度确定当前充电电流，以确定的当前充电电流控制充电器30向电池恒压充电，并在电池达到充电完成临界状态时，逐次降低充电电流向电池恒流充电。

其中，温度传感器10可以设置在距离电池较近的位置，例如充电柜的仓室内。

图3为本发明实施例提供的一种充电控制电路的另一结构示意图，参见图3，在另一些实施例中，充电控制电路还包括交流接触器40，交流接触器40分别与控制模块20以及充电器30电连接。

交流接触器40用于根据控制模块20的控制指令，以控制充电器30的供电。

可选的。控制模块20还用于读取交流接触器40的当前状态。

在另一些实施例中，充电控制电路还包括第一采样点和第二采样点；第一采样点位于交流接触器40与充电器30的连接处，第二采样点位于充电器30的输出端；

控制模块20还用于根据第一采样点的电流信号以及第二采样点的电流信号检测第一采样点电流和第二采样点电流；根据第一采样点的电压信号以及第二采样点的电压信号检测第一采样点电压和第二采样点电压。

其中，第二采样点电流为电池的充电电流，第二采样点电压为电池的充电电压。控制模块20可以通过检测第一采样点和第二采样点以实现实时监控充电控制电路的工作状态。控制模块20可以根据第一采样点电流和第一采样点电压对第二采样点电流和第二采样点电压进行校对，以确认第二采样点电流和第二采样点电压准确有效。例如当第一采样点电流乘以第一采样点电压大于第二采样点电流乘以第二采样点电压，且数值之差不超过预设数值时，确认第二采样点电流和第二采样点电压准确有效。上述方案增加了充电控制电路的可靠性。

另一方面，本发明实施例还提供了一种充电柜，图4为本发明实施例提供的一种充电柜的结构示意图，参见图4，其中包括漏电保护器50和上述任一种的充电控制电路；各充电控制电路均通过漏电保护器50与供电装置连接。

其中，充电柜可以具有多个仓室，每个仓室均具有上述任一种的充电控制电路。

在充电柜具有漏电保护器50的情况下，每个充电控制电路均具有交流接触器40。这样设置不仅可以使充电柜在安全性方面大大提升，还能够使充电柜空闲仓室的交流接触器40断开，停止向充电器30供电，使得充电柜更为节能。

充电柜的仓室可以具有仓门。在充电前，由仓室的充电控制电路进行状态确认，控制模块20确认仓门状态为关闭、仓室充电状态为未充电、仓温为可充电温度、仓室状态为电池在仓以及交流接触器40状态为未闭合状态均满足时，即可闭合交流接触器40，并使控制模块20与充电柜的主控板、充电器30和电池的电池管理系统通信，采集第一采样点和第二采样点的电压和电流，以获取和发送充电所需信息，如果上述通信与采集均完成，电池开始充电。仓门状态、仓温和仓室状态均可通过与控制模块20或主控板连接的传感器获取；交流接触器状态可以通过读取交流接触器状态获取；仓室充电状态可以通过第一采样点和第二采样点的电压和电流获取，也可通过与充电器30的通信获取。

参见图5，充电柜在工作状态下，充电器30连接电池90，用于向电池90充电。主控板60与每一个控制模块20连接并通讯。其中每个仓室的仓门状态传感器可以和对应仓室的控制模块20连接，也可以均和主控板60连接。每个仓室的充电状态均可以通过本仓室的充电控制电路中的第一采样点70和第二采样点80获取，其中第一采样点70可以是本仓室的充电器30的电源输入端所在支路的任意一点；第二采样点80可以是充电器30与电池90的电连接中的任意一点。

可选的，充电柜的每个仓室均设有对应的充电状态显示装置。当仓室内电池的电池荷电量大于等于预设电池荷电量时，仓室对应的充电状态显示装置示意用户仓室内的电池可供取出使用。示例性的，充电状态显示装置可以是发光装置，当对应的仓室内电池的电池荷电量小于预设电池荷电量时，发光装置发出红光；当仓室内电池的电池荷电量大于等于预设电池荷电量时，发光装置发出绿光。

可选的，充电柜还包括连接在漏电保护器50和供电装置之间的单相交流表，用于实时监控充电柜的工作状态。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。