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1、(10)申请公布号 CN 102820678 A (43)申请公布日 2012.12.12 C N 1 0 2 8 2 0 6 7 8 A *CN102820678A* (21)申请号 201110151048.9 (22)申请日 2011.06.07 H02J 7/00(2006.01) (71)申请人华北电网有限公司张家口供电公司 地址 075001 河北省张家口市桥东区五一路 131号 申请人深圳市泰昂能源科技股份有限公司 (72)发明人刘平 金林 张雁忠 贾广明 张忠民 刑静原 张广辉 王洪 林雄武 周超 (74)专利代理机构深圳市顺天达专利商标代理 有限公司 44217 代理人郭伟刚。
2、 易皎鹤 (54) 发明名称 一种新型的磷酸铁锂电池充电管理方法 (57) 摘要 本发明涉及一种新型的磷酸铁锂电池充电管 理方法，所述磷酸铁锂电池的额定电压和电池容 量分别为Un和C，根据所述磷酸铁锂电池的充电 曲线对其进行动态充电，所述充电曲线具有第一 换流时间点T1、第二换流时间点T2、第三换流时 间点T3和第四换流时间点T4；实现磷酸铁锂电池 的浅充浅放，避免出现高倍率充放的情况，从而维 持磷酸铁锂电池的物理特性和化学特性，使得磷 酸铁锂电池输入输出功率大、工作温度范围宽、无 记忆效应、长达2000次以上的超长寿命绿色环保 以及浮充特性出众等特点能够运用于变电站的后 备电源领域，满足变电。
3、站日益智能化、自动化的要 求。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 1/1页 2 1.一种新型的磷酸铁锂电池充电管理方法，所述磷酸铁锂电池的额定电压和电池容量 分别为Un和C，其特征在于，根据所述磷酸铁锂电池的充电曲线对其进行动态充电，所述充 电曲线具有第一换流时间点T1、第二换流时间点T2、第三换流时间点T3和第四换流时间点 T4；其中， 在0到T1时间段内，以恒定的充电电流和充电电压，对所述磷酸铁锂电池进行充电； 在T1到T2时间段内，在对所述磷酸铁锂电池。
4、的充电过程中，逐步降低所述充电电流； 在T2到T3时间段内，在对所述磷酸铁锂电池的充电过程中，逐步提高所述充电电压， 并保持充电电流恒定； 在T3到T4时间段内，在对所述磷酸铁锂电池的充电过程中，逐步降低所述充电电流， 并保持充电电压恒定。 2.如权利要求1所述的新型的磷酸铁锂电池充电管理方法，其特征在于，在0到T1时 间段内，以0.1C的充电电流和1.1Un的充电电压，对所述磷酸铁锂电池进行充电。 3.如权利要求1所述的新型的磷酸铁锂电池充电管理方法，其特征在于，在T1到T2时 间段内，将所述充电电流逐步降低到0.02C。 4.如权利要求1所述的新型的磷酸铁锂电池充电管理方法，其特征在于，在。
5、T2到T3时 间段内，将所述充电电压逐步提高到1.15Un，并保持充电电流恒定为0.02C。 5.如权利要求1所述的新型的磷酸铁锂电池充电管理方法，其特征在于，在T3到T4时 间段内，逐步降低所述充电电流到0，并保持充电电压为1.15Un。 6.如权利要求1所述的新型的磷酸铁锂电池充电管理方法，其特征在于，还包括在T4 时间后，对所述磷酸铁锂电池进行浮充充电。 7.如权利要求6所述的新型的磷酸铁锂电池充电管理方法，其特征在于，在所述浮充 过程中，维持充电电流为0，并将充电电压逐步降低到1.1Un后，维持充电电压为1.1Un。 权 利 要 求 书CN 102820678 A 1/4页 3 一种新。
6、型的磷酸铁锂电池充电管理方法 技术领域 0001 本发明涉及电池充电控制方法，更具体地说，涉及一种新型的磷酸铁锂电池充电 管理方法。 背景技术 0002 目前变电站的站用直流电源系统主要采用的是铅酸电池，尽管铅酸电池技术得到 不断改进，但仍然存在寿命短，维护工作量大，工作电流范围小，对温度变化敏感。随着无人 值守变电站的推广以及变电站系统自动化水平的提高，对电池的性能和安全可靠提出了更 高要求，铅酸电池因为自身性能弱点对变电站直流系统造成的隐患逐步增加 0003 磷酸铁锂电池是近几年新发展起来的新型二次电源，其主要优点在于输入输出功 率大、工作温度范围宽、无记忆效应、长达2000次以上的超长寿。
7、命绿色环保以及浮充特性 出众等特点，广泛应用于电动汽车和储能电站领域，但因为其高倍率充放电时，实际比容量 低，所以尽管磷酸铁锂电池有上述多项优点，但应用在后备电源领域，特别是变电站的站用 后备电源领域时，优势却不明显，不能有效地进行磷酸铁锂电池的浅充浅放，容易出现高倍 率充放的情况，从而不能有效地维持磷酸铁锂电池的物理特性和化学特性。 发明内容 0004 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术不能有效地进行磷酸铁锂电池的浅 充浅放，容易出现高倍率充放的情况，从而不能有效地维持磷酸铁锂电池的物理特性和化 学特性等缺陷，提供一种新型的磷酸铁锂电池充电管理方法。 0005 本发明解决其技术问题所采。
8、用的技术方案是：构造一种新型的磷酸铁锂电池充电 管理方法，所述磷酸铁锂电池的额定电压和电池容量分别为Un和C，根据所述磷酸铁锂电 池的充电曲线对其进行动态充电，所述充电曲线具有第一换流时间点T1、第二换流时间点 T2、第三换流时间点T3和第四换流时间点T4；其中， 0006 在0到T1时间段内，以恒定的充电电流和充电电压，对所述磷酸铁锂电池进行充 电； 0007 在T1到T2时间段内，在对所述磷酸铁锂电池的充电过程中，逐步降低所述充电电 流； 0008 在T2到T3时间段内，在对所述磷酸铁锂电池的充电过程中，逐步提高所述充电电 压，并保持充电电流恒定； 0009 在T3到T4时间段内，在对所述。
9、磷酸铁锂电池的充电过程中，逐步降低所述充电电 流，并保持充电电压恒定。 0010 在本发明所述的新型的磷酸铁锂电池充电管理方法中，在0到T1时间段内，以 0.1C的充电电流和1.1Un的充电电压，对所述磷酸铁锂电池进行充电。 0011 在本发明所述的新型的磷酸铁锂电池充电管理方法中，在T1到T2时间段内，将所 述充电电流逐步降低到0.02C。 说 明 书CN 102820678 A 2/4页 4 0012 在本发明所述的新型的磷酸铁锂电池充电管理方法中，在T2到T3时间段内，将所 述充电电压逐步提高到1.15Un，并保持充电电流恒定为0.02C。 0013 在本发明所述的新型的磷酸铁锂电池充电。
10、管理方法中，在T3到T4时间段内，逐步 降低所述充电电流到0，并保持充电电压为1.15Un。 0014 在本发明所述的新型的磷酸铁锂电池充电管理方法中，还包括在T4时间后，对所 述磷酸铁锂电池进行浮充充电。 0015 在本发明所述的新型的磷酸铁锂电池充电管理方法中，在所述浮充过程中，维持 充电电流为0，并将充电电压逐步降低到1.1Un后，维持充电电压为1.1Un。 0016 实施本发明的新型的磷酸铁锂电池充电管理方法，具有以下有益效果：实现磷酸 铁锂电池的浅充浅放，避免出现高倍率充放的情况，从而维持磷酸铁锂电池的物理特性和 化学特性，使得磷酸铁锂电池输入输出功率大、工作温度范围宽、无记忆效应、。
11、长达2000次 以上的超长寿命绿色环保以及浮充特性出众等特点能够运用于变电站的后备电源领域，满 足变电站日益智能化、自动化的要求。 附图说明 0017 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中： 0018 图1是本发明新型的磷酸铁锂电池充电管理方法第一实施例的流程图； 0019 图2是本发明新型的磷酸铁锂电池充电管理方法第二实施例的流程图； 0020 图3是本发明磷酸铁锂电池的充电曲线的示意图； 0021 图4是具有特定的额定电压和电池容量的磷酸铁锂电池的充电曲线的示意图。 具体实施方式 0022 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。
12、一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。 0023 如图1所示在本发明的新型的磷酸铁锂电池充电管理方法的第一实施例和第二 实施例中，其主要是根据磷酸铁锂电池的充电曲线对其进行动态充电控制，即如图3所示 以充电曲线的第一换流时间点T1、第二换流时间点T2、第三换流时间点T3和第四换流时间 点T4，也就是以磷酸铁锂电池的充电曲线的四个拐点为界限进行充电变换的控制，从而根 据不同的磷酸铁锂电池的特性进行个性化充电，实现磷酸铁锂电池的浅充浅放，避免出现 高倍率充放的情况，从而维持磷酸铁锂电池的物理特性和化学特性，使得磷酸铁锂电池输 入输出功率大、工作温度。
13、范围宽、无记忆效应、长达2000次以上的超长寿命绿色环保以及 浮充特性出众等特点能够运用于变电站的后备电源领域，满足变电站日益智能化、自动化 的要求。 0024 如图1所示的第一实施例中，对于一特定的磷酸铁锂电池，其额定电压和电池容 量分别为Un和C，具体的充电控制流程为： 0025 S11：在0到T1时间段内，即从刚开始充电到充电曲线的第一拐点之间的范围内， 以恒定的充电电流和充电电压，为对所述磷酸铁锂电池进行充电。此处对于充电电流和充 电电压的大小，可根据额定电压和电池容量分别为Un和C，进行选取，一般的，此阶段的充 说 明 书CN 102820678 A 3/4页 5 电电流可0.05C。
14、0.2C的大小，优选的，充电电流为0.1C。 0026 S12：在T1到T2时间段内，即在充电曲线的第一拐点和第二拐点之间，将进行不同 前一阶段的充电控制，在该阶段对磷酸铁锂电池的充电过程中，逐步降低充电电流，由于在 该T1和T2之间的时间间隔较短，因此，在该阶段充电电流的下降将较快，同时充电装置中 的充电变换器将控制充电电压随着电池电压的上升而继续上升，以确保有足够的压差给磷 酸铁锂电池充电；在此过程中，对于充电电流的下降曲线的斜率将根据达到T2时间点时的 充电电流的大小和T1与T2之间的时间间隔确定。例如，可将到达T2时间点时，充电电流 下降到0.01C0.03C，优选的充电电流下降到0.。
15、02C。 0027 S13：在T2到T3时间段内，即在充电曲线的第二拐点和第三拐点之间，将进行另一 充电控制，在该阶段的充电过程中，将维持充电电流在一较小的充电值，例如充电电流可为 0.01C0.03C，优选的，充电电流为0.02C。此时，充电装置中的充电变换器将控制充电电 压逐步上升，例如，当到达T3时间点时，充电电压将达到1.1Un1.2Un，优选的，当到达T3 时间点时，充电电压将达到1.15Un。 0028 S14：在T3到T4时间段内，即在充电曲线的第三拐点和第四拐点之间，又将变换充 电控制，此阶段将逐步降低充电电流，即可将充电电流从0.02C降低到0，并保持充电电压 恒定，优选的，。
16、保持充电电压恒定为1.15Un。 0029 如图2所示的第二实施例中，对于一特定的磷酸铁锂电池，其额定电压和电池容 量分别为Un和C，具体的充电控制流程为： 0030 S21：在0到T1时间段内，即从刚开始充电到充电曲线的第一拐点之间的范围内， 以恒定的充电电流和充电电压，为对所述磷酸铁锂电池进行充电。此处对于充电电流和充 电电压的大小，可根据额定电压和电池容量分别为Un和C，进行选取，一般的，此阶段的充 电电流可0.05C0.2C的大小，优选的，充电电流为0.1C。 0031 S22：在T1到T2时间段内，即在充电曲线的第一拐点和第二拐点之间，将进行不同 前一阶段的充电控制，在该阶段对磷酸铁。
17、锂电池的充电过程中，逐步降低充电电流，由于在 该T1和T2之间的时间间隔较短，因此，在该阶段充电电流的下降将较快，同时充电装置中 的充电变换器将控制充电电压随着电池电压的上升而继续上升，以确保有足够的压差给磷 酸铁锂电池充电；在此过程中，对于充电电流的下降曲线的斜率将根据达到T2时间点时的 充电电流的大小和T1与T2之间的时间间隔确定。例如，可将到达T2时间点时，充电电流 下降到0.01C0.03C，优选的充电电流下降到0.02C。 0032 S23：在T2到T3时间段内，即在充电曲线的第二拐点和第三拐点之间，将进行另一 充电控制，在该阶段的充电过程中，将维持充电电流在一较小的充电值，例如充电。
18、电流可为 0.01C0.03C，优选的，充电电流为0.02C。此时，充电装置中的充电变换器将控制充电电 压逐步上升，例如，当到达T3时间点时，充电电压将达到1.1Un1.2Un，优选的，当到达T3 时间点时，充电电压将达到1.15Un。 0033 S24：在T3到T4时间段内，即在充电曲线的第三拐点和第四拐点之间，又将变换充 电控制，此阶段将逐步降低充电电流，即可将充电电流从0.02C降低到0，并保持充电电压 恒定，优选的，保持充电电压恒定为1.15Un。 0034 S25：在T4时间点后，将对磷酸铁锂电池转入浮充充电阶段，此时，可将充电电流 保持恒定为0，充电电压降从1.15Un逐步降低到1。
19、.1Un，当达到1.1Un后将保持充电电压 说 明 书CN 102820678 A 4/4页 6 恒定。如果该磷酸铁锂电池一直未放电，充T4时间点开始计时，180天后将重新开始步骤 S21S24的充电控制。如果磷酸铁锂电池有放电，一旦放电结束，将重新开始步骤S21 S24的充电控制。 0035 如图4所示，对于额定电压Un为110V，电池容量为300AH的硫酸铁锂电池，其具体 的充电控制流程为： 0036 在09h时间段内，以30A的充电电流进行恒流充电，此时，充电电压从额定110V 开始缓慢上升，以维持恒定充电电流。 0037 在9h10h时间段内，进行升压充电。此阶段充电电流迅速减小，充电。
20、变换器将 控制充电电压，随着电池电压的上升而继续上升，以确保有足够的压差给电池充电，当电池 电流达到6A左右的时候，完成本阶段充电。 0038 在10h10.8h时间段内，进行小电流恒流充电，电池维持在6A的充电电流。充 电变换器将控制充电电压逐步上升，当充电电压达到127V左右，此阶段充电结束。 0039 在10.8h11.2h时间段内，此阶段为恒压充电，充电变换器将控制充电电压在 127V左右，电池充电电流从6A迅速下降到0。 0040 11.2h以后将进行浮充充电，此阶段电池充电电流恒定为0，充电变换器将控制充 电电压逐步下降，当充电电压下降至120V左右，维持恒定的浮充电压。 0041 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书CN 102820678 A 1/4页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102820678 A 2/4页 8 图2 说 明 书 附 图CN 102820678 A 3/4页 9 图3 说 明 书 附 图CN 102820678 A 4/4页 10 图4 说 明 书 附 图CN 102820678 A 10 。