一种基于耐高温锂离子电池的快速充电方法技术

本发明专利技术公开了一种基于耐高温锂离子电池快速充电方法，所述耐高温锂离子电池的非水锂离子电池电解液含有添加剂，所述添加剂为一类带有羟基（‑OH）基团、羧基（‑COOH）基团或醛基（‑CHO）基团的有机或无机化合物中的一种或一种以上的混合物。所述添加剂在非水锂电池电解液中的比例为1‑100ppm。所述添加剂可以抑制电解液中有机溶剂组分的挥发，从而保证电池在高温情况下的使用性能和安全性能。本发明专利技术主要是基于上述耐高温锂离子电池，配合电池管理系统使电动汽车可以在高温状态下实现大电流快速安全的进行充电，提高整体充电速度，降低客户充电等待时间，提高客户满意度。

A Fast Charging Method Based on High Temperature Lithium Ion Battery

【技术实现步骤摘要】
一种基于耐高温锂离子电池的快速充电方法
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种基于耐高温锂离子电池快速充电方法。
技术介绍
最近几年，基于环保压力和能源问题，各国都在积极推广新能源汽车，在新能源汽车当中，纯电动汽车发展的速度越来越快，市场占有率也越来越多。随着纯电动汽车的增多，电动汽车的优势越来越明显的同时，其缺点也逐渐显现，尤其是充电速度慢，等待时间长的问题，逐渐成为阻碍电动汽车快速普及的最大拦路石。为应对这一问题，各大汽车厂商和电池厂商相继推出了各种快充技术。基于目前锂电池的技术发展现状，快充技术始终绕不开电池发热的问题，在目前的锂电池技术体系下，为了保证使用的安全，会对锂电池在充放电使用过程中设置一个温度保护值，当温度达到温度保护值时，首先启动降功率机制，使充放电的电流降低，如温度继续升高，达到最高保护值时则切断电路，停止锂电池的继续充放电工作。由于锂电池系统及其电路存在电阻，在大电流快速充电时，不可避免的会伴随着热量的产生，电阻一定的情况下，热量的产生与电流的平方成正比。例如：电流由1变为2，产生的热量将增加4倍，而降功率的温度保护值一般设置在45度至50，这就造成了在夏天时，由于外界环境温度较高，再加上大电流充电产生的热量导致的电池快速升温，温度很快就可以达到温度保护值从而降低充电功率，快充功能只能持续很短的一段时间，或是在夏天时根本无法启动快充，快充功能基本等于失效，在用户看来快充不快带来的充电等待时间将大幅度增加，进一步造成客户的抱怨及满意度下降，给电动汽车的快速普及增加了障碍。目前的锂电池之所以在高温下不能进行充放电，主要是因为现在的锂电池基本都是使用的液态有机电解液，这种物质的特性是在标准大气压下，温度达到70℃时开始挥发和产生副反应，电池内部组分产生气化，使电池电解液不能充分有效地反应，改变正负极间电解液成分，使电解液内阻增加及各方面性能减弱，从而使电池寿命快速衰减，严重甚至可能导致锂枝晶的析出使电池内部发生短路造成安全问题。同时产生的气体超过一定量后会对电池的性能产生影响，最明显的是软包电池会产生胀气，方形铝壳和圆柱形电池会导致泄压阀打开，影响电池的正常使用。如果温度继续升高，则会产生热失控，带来起火、爆炸等严重后果。为了避免发生类似的热失控风险，目前普遍采用的是设置一个高温保护温度，超过该温度值时，电池的充放电功能将受到限制，就是常说的限功率。为了安全，目前常规锂电池的最高允许的充电温度一般不超过60℃，当温度达到60℃时，将会切断继电器，使电池停止继续充放电。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于耐高温锂离子电池快速充电方法，本专利技术主要是基于耐高温锂离子电池，配合电池管理系统使电动汽车可以在高温状态下实现大电流快速安全的进行充电，提高整体充电速度，降低客户充电等待时间，提高客户满意度。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种基于耐高温锂离子电池快速充电方法，包括以下步骤：S1，根据电池的特性，设定电池的充电截止电压阈值、温度阈值和充电电流阈值；所述充电截止电压阈值包括第一充电截止电压A1、第二充电截止电压A2、第三充电截止电压A3、第四充电截止电压A4；所述温度阈值包括第一温度T1、第二温度T2、第三温度T3；所述充电电流阈值包括第一充电电流D1、第二充电电流D2、第三充电电流D3、第四充电电流D4、第五充电电流D5和第六充电电流D6；S2，获取电池的实时电压A和实时温度T；S3，将实时电压A与第一充电截止电压A1、第二充电截止电压A2、第三充电截止电压A3、第四充电截止电压A4分别作比较；若实时电压A大于或等于第四充电截止电压A4，则进行步骤S8；S4，当实时电压A大于或等于第三充电截止电压A3且小于第四充电截止电压A4：若实时温度T大于第三温度T3，则进行步骤S8；若实时温度T大于第二温度T2且小于第三温度T3，则进行步骤S9；若实时温度T大于第一温度T1且小于第二温度T2，则进行步骤S9；若实时温度T小于第一温度T1，则进行步骤S10；S5，当实时电压A大于或等于第二充电截止电压A2且小于第三充电截止电压A3：若实时温度T大于第三温度T3，则进行步骤S8；若实时温度T大于第二温度T2且小于第三温度T3，则进行步骤S9；若实时温度T大于第一温度T1且小于第二温度T2，则进行步骤S11；若实时温度T小于第一温度T1，则进行步骤S12；S6，当实时电压A大于或等于第一充电截止电压A1且小于第二充电截止电压A2：若实时温度T大于第三温度T3，则进行步骤S8；若实时温度T大于第二温度T2且小于第三温度T3，则进行步骤S11；若实时温度T大于第一温度T1且小于第二温度T2，则进行步骤S12；若实时温度T小于第一温度T1，则进行步骤S13；S7，当实时电压A小于第一充电截止电压A1：若实时温度T大于第三温度T3，则进行步骤S8；若实时温度T大于第二温度T2且小于第三温度T3，则进行步骤S12；若实时温度T大于第一温度T1且小于第二温度T2，则进行步骤S13；若实时温度T小于第一温度T1，则进行步骤S14；S8，BMS管理系统停止电动汽车的充电；S9，当充电时，BMS管理系统以第六充电电流D6为电池充电；S10，当充电时，BMS管理系统以第五充电电流D5为电池充电；S11，当充电时，BMS管理系统以第四充电电流D4为电池充电；S12，当充电时，BMS管理系统以第三充电电流D3为电池充电；S13，当充电时，BMS管理系统以第二充电电流D2为电池充电；S14，当充电时，BMS管理系统以第一充电电流D1为电池充电。2.根据权利要求1所述的锂离子电池的低温充放电方法，其特征在于：所述第一充电截止电压A1为3.5V；第二充电截止电压A2为4.0V；第三充电截止电压A3为4.1V，第四充电截止电压A4为4.2V；第一充电电流D1为2C；第二充电电流D2为1.5C；第三充电电流D3为1C；第四充电电流D4为0.6C；第五充电电流D5为0.5C；第六充电电流D6为0.3C；第一温度C1为80°C；第二温度C2为85°C；第三温度C3为90°C。所述基于锂离子电池的低温充放电方法，其中锂离子电池包括正极、负极、隔膜以及非水锂离子电池电解液，所述非水锂离子电池电解液的组分包括电解质盐、非水有机溶剂和可提高锂电池高温循环寿命的添加剂，所述添加剂为一类带有羟基（-OH）基团、羧基（-COOH）基团或醛基（-CHO）基团的有机或无机化合物中的一种或一种以上的混合物，所述添加剂在非水锂电池电解液中的比例为1-100ppm。所述添加剂在非水锂电池电解液中的比例为10-100ppm。所述非水有机溶剂为碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、γ-羟基丁酸内酯（GBL）、乙酸甲酯（MA）、乙酸乙酯（EA）、乙酸丙酯（EP）、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯或丙酸丁酯中的一种或一种以上的混合物。所述电解质盐为LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiBOB、LiDFOB、LiFAP、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2C4F9)2、LiC(S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于耐高温锂离子电池的快速充电方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，根据电池的特性，设定电池的充电截止电压阈值、温度阈值和充电电流阈值；所述充电截止电压阈值包括第一充电截止电压A1、第二充电截止电压A2、第三充电截止电压A3、第四充电截止电压A4；所述温度阈值包括第一温度T1、第二温度T2、第三温度T3；所述充电电流阈值包括第一充电电流D1、第二充电电流D2、第三充电电流D3、第四充电电流D4、第五充电电流D5和第六充电电流D6；S2，获取电池的实时电压A和实时温度T；S3，将实时电压A与第一充电截止电压A1、第二充电截止电压A2、第三充电截止电压A3、第四充电截止电压A4分别作比较；若实时电压A大于或等于第四充电截止电压A4，则进行步骤S8；S4，当实时电压A大于或等于第三充电截止电压A3且小于第四充电截止电压A4：若实时温度T大于第三温度T3，则进行步骤S8；若实时温度T大于第二温度T2且小于第三温度T3，则进行步骤S9；若实时温度T大于第一温度T1且小于第二温度T2，则进行步骤S9；若实时温度T小于第一温度T1，则进行步骤S10；S5，当实时电压A大于或等于第二充电截止电压A2且小于第三充电截止电压A3：若实时温度T大于第三温度T3，则进行步骤S8；若实时温度T大于第二温度T2且小于第三温度T3，则进行步骤S9；若实时温度T大于第一温度T1且小于第二温度T2，则进行步骤S11；若实时温度T小于第一温度T1，则进行步骤S12；S6，当实时电压A大于或等于第一充电截止电压A1且小于第二充电截止电压A2：若实时温度T大于第三温度T3，则进行步骤S8；若实时温度T大于第二温度T2且小于第三温度T3，则进行步骤S11；若实时温度T大于第一温度T1且小于第二温度T2，则进行步骤S12；若实时温度T小于第一温度T1，则进行步骤S13；S7，当实时电压A小于第一充电截止电压A1：若实时温度T大于第三温度T3，则进行步骤S8；若实时温度T大于第二温度T2且小于第三温度T3，则进行步骤S12；若实时温度T大于第一温度T1且小于第二温度T2，则进行步骤S13；若实时温度T小于第一温度T1，则进行步骤S14；S8，BMS管理系统停止电动汽车的充电；S9，当充电时，BMS管理系统以第六充电电流D6为电池充电；S10，当充电时，BMS管理系统以第五充电电流D5为电池充电；S11，当充电时，BMS管理系统以第四充电电流D4为电池充电；S12，当充电时，BMS管理系统以第三充电电流D3为电池充电；S13，当充电时，BMS管理系统以第二充电电流D2为电池充电；S14，当充电时，BMS管理系统以第一充电电流D1为电池充电。...

【技术特征摘要】
1.一种基于耐高温锂离子电池的快速充电方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，根据电池的特性，设定电池的充电截止电压阈值、温度阈值和充电电流阈值；所述充电截止电压阈值包括第一充电截止电压A1、第二充电截止电压A2、第三充电截止电压A3、第四充电截止电压A4；所述温度阈值包括第一温度T1、第二温度T2、第三温度T3；所述充电电流阈值包括第一充电电流D1、第二充电电流D2、第三充电电流D3、第四充电电流D4、第五充电电流D5和第六充电电流D6；S2，获取电池的实时电压A和实时温度T；S3，将实时电压A与第一充电截止电压A1、第二充电截止电压A2、第三充电截止电压A3、第四充电截止电压A4分别作比较；若实时电压A大于或等于第四充电截止电压A4，则进行步骤S8；S4，当实时电压A大于或等于第三充电截止电压A3且小于第四充电截止电压A4：若实时温度T大于第三温度T3，则进行步骤S8；若实时温度T大于第二温度T2且小于第三温度T3，则进行步骤S9；若实时温度T大于第一温度T1且小于第二温度T2，则进行步骤S9；若实时温度T小于第一温度T1，则进行步骤S10；S5，当实时电压A大于或等于第二充电截止电压A2且小于第三充电截止电压A3：若实时温度T大于第三温度T3，则进行步骤S8；若实时温度T大于第二温度T2且小于第三温度T3，则进行步骤S9；若实时温度T大于第一温度T1且小于第二温度T2，则进行步骤S11；若实时温度T小于第一温度T1，则进行步骤S12；S6，当实时电压A大于或等于第一充电截止电压A1且小于第二充电截止电压A2：若实时温度T大于第三温度T3，则进行步骤S8；若实时温度T大于第二温度T2且小于第三温度T3，则进行步骤S11；若实时温度T大于第一温度T1且小于第二温度T2，则进行步骤S12；若实时温度T小于第一温度T1，则进行步骤S13；S7，当实时电压A小于第一充电截止电压A1：若实时温度T大于第三温度T3，则进行步骤S8；若实时温度T大于第二温度T2且小于第三温度T3，则进行步骤S12；若实时温度T大于第一温度T1且小于第二温度T2，则进行步骤S13；若实时温度T小于第一温度T1，则进行步骤S14；S8，BMS管理系统停止电动汽车的充电；S9，当充电时，BMS管理系统以第六充电电流D6为电池充电；S10，当充电时，BMS管理系统以第五充电电流D5为电池充电；S11，当充电时，BMS管理系统以第四充电电流D4为电...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘青海，陈娟，韩卫东，
申请(专利权)人：河南顺之航能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41