專利名稱：一種新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池充電控制方法，更具體地說，涉及一種新型的磷酸鐵鋰電池充電
管理方法。
背景技術(shù)：
目前變電站的站用直流電源系統(tǒng)主要采用的是鉛酸電池，盡管鉛酸電池技術(shù)得到不斷改進(jìn)，但仍然存在壽命短，維護(hù)工作量大，工作電流范圍小，對溫度變化敏感。隨著無人值守變電站的推廣以及變電站系統(tǒng)自動化水平的提高，對電池的性能和安全可靠提出了更高要求，鉛酸電池因為自身性能弱點對變電站直流系統(tǒng)造成的隱患逐步增加磷酸鐵鋰電池是近幾年新發(fā)展起來的新型二次電源，其主要優(yōu)點在于輸入輸出功 率大、工作溫度范圍寬、無記憶效應(yīng)、長達(dá)2000次以上的超長壽命綠色環(huán)保以及浮充特性出眾等特點，廣泛應(yīng)用于電動汽車和儲能電站領(lǐng)域，但因為其高倍率充放電時，實際比容量低，所以盡管磷酸鐵鋰電池有上述多項優(yōu)點，但應(yīng)用在后備電源領(lǐng)域，特別是變電站的站用后備電源領(lǐng)域時，優(yōu)勢卻不明顯，不能有效地進(jìn)行磷酸鐵鋰電池的淺充淺放，容易出現(xiàn)高倍率充放的情況，從而不能有效地維持磷酸鐵鋰電池的物理特性和化學(xué)特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)不能有效地進(jìn)行磷酸鐵鋰電池的淺充淺放，容易出現(xiàn)高倍率充放的情況，從而不能有效地維持磷酸鐵鋰電池的物理特性和化學(xué)特性等缺陷，提供一種新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法，所述磷酸鐵鋰電池的額定電壓和電池容量分別為Un和C，根據(jù)所述磷酸鐵鋰電池的充電曲線對其進(jìn)行動態(tài)充電，所述充電曲線具有第一換流時間點Tl、第二換流時間點T2、第三換流時間點T3和第四換流時間點T4 ;其中，在O到Tl時間段內(nèi)，以恒定的充電電流和充電電壓，對所述磷酸鐵鋰電池進(jìn)行充電；在TI到T2時間段內(nèi)，在對所述磷酸鐵鋰電池的充電過程中，逐步降低所述充電電流；在T2到T3時間段內(nèi)，在對所述磷酸鐵鋰電池的充電過程中，逐步提高所述充電電壓，并保持充電電流恒定；在T3到T4時間段內(nèi)，在對所述磷酸鐵鋰電池的充電過程中，逐步降低所述充電電流，并保持充電電壓恒定。在本發(fā)明所述的新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法中，在O到Tl時間段內(nèi)，以O(shè). IC的充電電流和I. IUn的充電電壓，對所述磷酸鐵鋰電池進(jìn)行充電。在本發(fā)明所述的新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法中，在Tl到T2時間段內(nèi)，將所述充電電流逐步降低到O. 02C。
在本發(fā)明所述的新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法中，在T2到T3時間段內(nèi)，將所述充電電壓逐步提高到I. 15Un，并保持充電電流恒定為O. 02C。在本發(fā)明所述的新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法中，在T3到T4時間段內(nèi)，逐步降低所述充電電流到0，并保持充電電壓為I. 15Un。在本發(fā)明所述的新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法中，還包括在T4時間后，對所述磷酸鐵鋰電池進(jìn)行浮充充電。在本發(fā)明所述的新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法中，在所述浮充過程中，維持充電電流為0，并將充電電壓逐步降低到I. IUn后，維持充電電壓為I. lUn。實施本發(fā)明的新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法，具有以下有益效果實現(xiàn)磷酸鐵鋰電池的淺充淺放，避免出現(xiàn)高倍率充放的情況，從而維持磷酸鐵鋰電池的物理特性和化學(xué)特性，使得磷酸鐵鋰電池輸入輸出功率大、工作溫度范圍寬、無記憶效應(yīng)、長達(dá)2000次以上的超長壽命綠色環(huán)保以及浮充特性出眾等特點能夠運用于變電站的后備電源領(lǐng)域，滿 足變電站日益智能化、自動化的要求。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖I是本發(fā)明新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法第一實施例的流程圖；圖2是本發(fā)明新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法第二實施例的流程圖；圖3是本發(fā)明磷酸鐵鋰電池的充電曲線的示意圖；圖4是具有特定的額定電壓和電池容量的磷酸鐵鋰電池的充電曲線的示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖I所示在本發(fā)明的新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法的第一實施例和第二實施例中，其主要是根據(jù)磷酸鐵鋰電池的充電曲線對其進(jìn)行動態(tài)充電控制，即如圖3所示以充電曲線的第一換流時間點Tl、第二換流時間點T2、第三換流時間點T3和第四換流時間點T4，也就是以磷酸鐵鋰電池的充電曲線的四個拐點為界限進(jìn)行充電變換的控制，從而根據(jù)不同的磷酸鐵鋰電池的特性進(jìn)行個性化充電，實現(xiàn)磷酸鐵鋰電池的淺充淺放，避免出現(xiàn)高倍率充放的情況，從而維持磷酸鐵鋰電池的物理特性和化學(xué)特性，使得磷酸鐵鋰電池輸入輸出功率大、工作溫度范圍寬、無記憶效應(yīng)、長達(dá)2000次以上的超長壽命綠色環(huán)保以及浮充特性出眾等特點能夠運用于變電站的后備電源領(lǐng)域，滿足變電站日益智能化、自動化的要求。如圖I所示的第一實施例中，對于一特定的磷酸鐵鋰電池，其額定電壓和電池容量分別為Un和C，具體的充電控制流程為Sll :在O到Tl時間段內(nèi)，即從剛開始充電到充電曲線的第一拐點之間的范圍內(nèi)，以恒定的充電電流和充電電壓，為對所述磷酸鐵鋰電池進(jìn)行充電。此處對于充電電流和充電電壓的大小，可根據(jù)額定電壓和電池容量分別為Un和C，進(jìn)行選取，一般的，此階段的充電電流可O. 05C O. 2C的大小，優(yōu)選的，充電電流為O. 1C。S12:在Tl到T2時間段內(nèi)，即在充電曲線的第一拐點和第二拐點之間，將進(jìn)行不同前一階段的充電控制，在該階段對磷酸鐵鋰電池的充電過程中，逐步降低充電電流，由于在該Tl和T2之間的時間間隔較短，因此，在該階段充電電流的下降將較快，同時充電裝置中的充電變換器將控制充電電壓隨著電池電壓的上升而繼續(xù)上升，以確保有足夠的壓差給磷酸鐵鋰電池充電；在此過程中，對于充電電流的下降曲線的斜率將根據(jù)達(dá)到T2時間點時的充電電流的大小和Tl與T2之間的時間間隔確定。例如，可將到達(dá)T2時間點時，充電電流下降到O. OlC O. 03C，優(yōu)選的充電電流下降到O. 02C。S13 :在T2到T3時間段內(nèi)，即在充電曲線的第二拐點和第三拐點之間，將進(jìn)行另一充電控制，在該階段的充電過程中，將維持充電電流在一較小的充電值，例如充電電流可為
O.OlC O. 03C，優(yōu)選的，充電電流為O. 02C。此時，充電裝置中的充電變換器將控制充電電壓逐步上升，例如，當(dāng)?shù)竭_(dá)T3時間點時，充電電壓將達(dá)到I. IUn I. 2Un，優(yōu)選的，當(dāng)?shù)竭_(dá)T3 時間點時，充電電壓將達(dá)到I. 15Un。S14:在T3到T4時間段內(nèi)，即在充電曲線的第三拐點和第四拐點之間，又將變換充電控制，此階段將逐步降低充電電流，即可將充電電流從O. 02C降低到0，并保持充電電壓恒定，優(yōu)選的，保持充電電壓恒定為I. 15Un。如圖2所示的第二實施例中，對于一特定的磷酸鐵鋰電池，其額定電壓和電池容量分別為Un和C，具體的充電控制流程為S21 :在O到Tl時間段內(nèi)，即從剛開始充電到充電曲線的第一拐點之間的范圍內(nèi)，以恒定的充電電流和充電電壓，為對所述磷酸鐵鋰電池進(jìn)行充電。此處對于充電電流和充電電壓的大小，可根據(jù)額定電壓和電池容量分別為Un和C，進(jìn)行選取，一般的，此階段的充電電流可O. 05C O. 2C的大小，優(yōu)選的，充電電流為O. 1C。S22:在Tl到T2時間段內(nèi)，即在充電曲線的第一拐點和第二拐點之間，將進(jìn)行不同前一階段的充電控制，在該階段對磷酸鐵鋰電池的充電過程中，逐步降低充電電流，由于在該Tl和T2之間的時間間隔較短，因此，在該階段充電電流的下降將較快，同時充電裝置中的充電變換器將控制充電電壓隨著電池電壓的上升而繼續(xù)上升，以確保有足夠的壓差給磷酸鐵鋰電池充電；在此過程中，對于充電電流的下降曲線的斜率將根據(jù)達(dá)到T2時間點時的充電電流的大小和Tl與T2之間的時間間隔確定。例如，可將到達(dá)T2時間點時，充電電流下降到O. OlC O. 03C，優(yōu)選的充電電流下降到O. 02C。S23 :在T2到T3時間段內(nèi)，即在充電曲線的第二拐點和第三拐點之間，將進(jìn)行另一充電控制，在該階段的充電過程中，將維持充電電流在一較小的充電值，例如充電電流可為
O.OlC O. 03C，優(yōu)選的，充電電流為O. 02C。此時，充電裝置中的充電變換器將控制充電電壓逐步上升，例如，當(dāng)?shù)竭_(dá)T3時間點時，充電電壓將達(dá)到I. IUn I. 2Un，優(yōu)選的，當(dāng)?shù)竭_(dá)T3時間點時，充電電壓將達(dá)到I. 15Un。S24 :在T3到T4時間段內(nèi)，即在充電曲線的第三拐點和第四拐點之間，又將變換充電控制，此階段將逐步降低充電電流，即可將充電電流從O. 02C降低到0，并保持充電電壓恒定，優(yōu)選的，保持充電電壓恒定為I. 15Un。S25 :在T4時間點后，將對磷酸鐵鋰電池轉(zhuǎn)入浮充充電階段，此時，可將充電電流保持恒定為0，充電電壓降從I. 15Un逐步降低到I. IUn,當(dāng)達(dá)到I. IUn后將保持充電電壓恒定。如果該磷酸鐵鋰電池一直未放電，充T4時間點開始計時，180天后將重新開始步驟S21 S24的充電控制。如果磷酸鐵鋰電池有放電,一旦放電結(jié)束,將重新開始步驟S21 S24的充電控制。如圖4所示，對于額定電壓Un為110V，電池容量為300AH的硫酸鐵鋰電池，其具體的充電控制流程為在O 9h時間段內(nèi)，以30A的充電電流進(jìn)行恒流充電，此時，充電電壓從額定IIOV開始緩慢上升，以維持恒定充電電流。在9h IOh時間段內(nèi)，進(jìn)行升壓充電。此階段充電電流迅速減小，充電變換器將控制充電電壓，隨著電池電壓的上升而繼續(xù)上升，以確保有足夠的壓差給電池充電，當(dāng)電池電流達(dá)到6A左右的時候，完成本階段充電。在IOh 10. 8h時間段內(nèi)，進(jìn)行小電流恒流充電，電池維持在6A的充電電流。充電變換器將控制充電電壓逐步上升，當(dāng)充電電壓達(dá)到127V左右，此階段充電結(jié)束。 在10. 8h 11. 2h時間段內(nèi)，此階段為恒壓充電，充電變換器將控制充電電壓在127V左右，電池充電電流從6A迅速下降到O。11. 2h以后將進(jìn)行浮充充電，此階段電池充電電流恒定為0，充電變換器將控制充電電壓逐步下降，當(dāng)充電電壓下降至120V左右，維持恒定的浮充電壓。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法,所述磷酸鐵鋰電池的額定電壓和電池容量分別為Un和C，其特征在于，根據(jù)所述磷酸鐵鋰電池的充電曲線對其進(jìn)行動態(tài)充電，所述充電曲線具有第一換流時間點Tl、第二換流時間點T2、第三換流時間點T3和第四換流時間點T4 ;其中， 在O到Tl時間段內(nèi)，以恒定的充電電流和充電電壓，對所述磷酸鐵鋰電池進(jìn)行充電； 在Tl到T2時間段內(nèi)，在對所述磷酸鐵鋰電池的充電過程中，逐步降低所述充電電流； 在T2到T3時間段內(nèi)，在對所述磷酸鐵鋰電池的充電過程中，逐步提高所述充電電壓，并保持充電電流恒定； 在T3到T4時間段內(nèi)，在對所述磷酸鐵鋰電池的充電過程中，逐步降低所述充電電流，并保持充電電壓恒定。
2.如權(quán)利要求I所述的新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法，其特征在于，在O到Tl時間段內(nèi)，以O(shè). IC的充電電流和I. IUn的充電電壓，對所述磷酸鐵鋰電池進(jìn)行充電。
3.如權(quán)利要求I所述的新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法，其特征在于，在Tl到T2時間段內(nèi)，將所述充電電流逐步降低到O. 02C。
4.如權(quán)利要求I所述的新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法，其特征在于，在T2到T3時間段內(nèi)，將所述充電電壓逐步提高到I. 15Un，并保持充電電流恒定為O. 02C。
5.如權(quán)利要求I所述的新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法，其特征在于，在T3到T4時間段內(nèi)，逐步降低所述充電電流到O，并保持充電電壓為I. 15Un。
6.如權(quán)利要求I所述的新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法，其特征在于，還包括在T4時間后，對所述磷酸鐵鋰電池進(jìn)行浮充充電。
7.如權(quán)利要求6所述的新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法，其特征在于，在所述浮充過程中，維持充電電流為O，并將充電電壓逐步降低到I. IUn后，維持充電電壓為I. IUn0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型的磷酸鐵鋰電池充電管理方法，所述磷酸鐵鋰電池的額定電壓和電池容量分別為Un和C，根據(jù)所述磷酸鐵鋰電池的充電曲線對其進(jìn)行動態(tài)充電，所述充電曲線具有第一換流時間點T1、第二換流時間點T2、第三換流時間點T3和第四換流時間點T4；實現(xiàn)磷酸鐵鋰電池的淺充淺放，避免出現(xiàn)高倍率充放的情況，從而維持磷酸鐵鋰電池的物理特性和化學(xué)特性，使得磷酸鐵鋰電池輸入輸出功率大、工作溫度范圍寬、無記憶效應(yīng)、長達(dá)2000次以上的超長壽命綠色環(huán)保以及浮充特性出眾等特點能夠運用于變電站的后備電源領(lǐng)域，滿足變電站日益智能化、自動化的要求。
文檔編號H02J7/00GK102820678SQ201110151048
公開日2012年12月12日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者劉平, 金林, 張雁忠, 賈廣明, 張忠民, 刑靜原, 張廣輝, 王洪, 林雄武, 周超 申請人:華北電網(wǎng)有限公司張家口供電公司, 深圳市泰昂能源科技股份有限公司