技术领域
[0001] 本
发明属于充电技术领域，具体涉及一种安全的充电管理方法。同时，本发明还公开了一种安全的充电管理系统
背景技术
[0002] 由于锂
电池因其出色的
能量密度，被广泛应用于各种便携设备上。尤其是智能手机、智能穿戴等消费
电子设备的功能不断增加、性能要求不断提高的以及目前锂电池容量很难有大的提升的情况下采用快充技术缩短充电时间及提高充电效率的方法提升使用体验，但是锂电池本身存在安全隐患，例如高低温、过放、过充、过流、存储环境等都会造成电池的鼓胀、爆炸、起火等事故，本
专利基于目前快充大
电流方案的
基础上实现的一种进一步提高充电速度和使用寿命及安全的方案。
[0003] 目前市面上的快充技术无论是高通还是OPPO等等最终方式都是通过提高电池端的充电电流，分为预充、恒流、恒压三个阶段，恒流转恒压的过渡点由于电池内阻的存在，导致虚压很大，实际电池
电压离满电电压还差很多，导致恒压阶段需要耗费很久；另外随着使用的时间变长，电池循环次数达到一定次数，电池内
阻变大电池容量减少，如果还是采用当初容量的1C电流充电和恒压电压去控制充电的话就会造成使用寿命急剧下降以及
短路起火等安全问题。本专利提供了一种可实时检测电池电压及电池电量的方法动态调整恒压充电电压以及恒流充电充电电流的方式达到高效且安全的目的。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种安全的充电管理方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种安全的充电管理方法，包括如下具体操作步骤：
[0006] S1：充电前检测，充电器插入时检测适配器和电池的状态是否正常，正常则进入下一步，如果检测到适配器和电池不良的则不进入充电；
[0007] S2:充电模式选择，根据检测到的电池
温度、电池电压两个条件判定要进入以下三个阶段中的哪个阶段：1.5V～3.0V Pre-C(预充电)模式、3.0V～4.4V CC(恒流)模式、4.4V CV(恒压)模式；
[0008] S3:预充电模式，预充电模式按照常规要求设置充电电流，充电实时检测如果达到恒流充电条件进入CC模式；
[0009] S4:恒流模式，CC模式的充电电流按照当前测试的电池总容量设置Icc不大于nQe，充电实时检测如果达到恒压充电条件进入CV模式；
[0010] S5:恒压模式，恒压调整百分比D，设原始恒压电压值为V0，具体
算法如下：首先测试电池的充放电模式，CV模式的充电电压按照电池记录的循环次数和容量动态调整恒压电压值Vd以及动态参数包括温度T、内阻r、电压V、容量Q、百分比D一一对应，然后形成手机支持的定义格式导入到手机中，手机运行过程中通过读取温度、电压值以及其他
软件参数得到初始容量百分比 D0，后续然后通过电量计计算的电量得到实时电量对应的百分比D；由于使用过程中电池老化导致容量有所衰减，从而从电池参数表中读取目前容量对应的电池电压值设定为当前CV模式的控制电池恒压值。
[0011] 优选的，步骤S4中nQe为：n为规格书可支持最大放电倍率，Qe为实时检测到的电池总容量，老化使用一段时间后电池容量较当初容量会有一定衰减，如果还是以原始容量Q0的n倍率去充电的话，那么目前的充电倍率就是 u＝n*Q0/Qe，此时u>n,即超过电池所能支持的最大充电电流倍率n，这样对电池寿命和安全都是严重不利的。
[0012] 优选的，步骤S5中当前CV模式的控制电池恒压值(Vc)也可以通过一般经验值设置：
[0013] <150cycle，Vc＝V0＝4.4V；
[0014] 150～300cycle，Vc＝4.35V；
[0015] 300～500cycle，Vc＝4.30V；
[0016] >500cycle，Vc＝4.25V,其他电压电芯的电池可以按照此规律以此类推。
[0017] 同时，本发明还公开了一种安全的充电管理系统，包括：
[0018] 检测模
块，用于对适配器和电池的状态进行检测，并将检测到的结果反馈至充电执行模块；
[0019] 充电执行模块，用于对检测模块的检测结果进行分析，并根据电池的状态，向适配器下达充电模式指令：
[0020] 若检测到适配器和电池不良的，则不进入充电；
[0021] 若检测到适配器和电池良好的，且
[0022] 当电池电压处于1.5V～3.0V时，进入预充电模式；
[0023] 当电池电压处于3.0V～4.4V时，进入恒流模式；
[0024] 当电池电压处于4.4V时，进入恒压模式模式。
[0025] 本发明的技术效果和优点：
[0026] 1、通过实时检测更新电池状态，从而实时动态调整充电过程中CC模式电流值和CV模式中的恒压值，而不是按照目前的设置一个固定值的控制方式，从而达到更安全的使用效果；
[0027] 2、根据电池的内阻不同适当提高恒压值和CV模式中step调整恒压值，以递减控制方式，缩短CV模式时间从而达到更高效的充电缩短整个充电时间的效果。
附图说明
[0028] 图1为本发明一种安全的充电管理方法的流程示意图；
[0029] 图2为本发明一种安全的充电管理系统的结构示意图；
[0030] 图3为本发明方案与现有方案的测试结果对比图。
具体实施方式
[0031] 下面将结合本发明
实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032] 如图1所示，一种安全的充电管理方法，包括如下具体操作步骤：
[0033] S1：充电前检测，充电器插入时检测适配器和电池的状态是否正常，正常则进入下一步，如果检测到适配器和电池不良的则不进入充电；
[0034] S2:充电模式选择，根据检测到的电池温度、电池电压两个条件判定要进入以下三个阶段中的哪个阶段：1.5V～3.0V Pre-C(预充电)模式、3.0V～4.4V CC(恒流)模式、4.4V CV(恒压)模式；
[0035] S3:预充电模式，预充电模式按照常规要求设置充电电流，充电实时检测如果达到恒流充电条件进入CC模式；
[0036] S4:恒流模式，CC模式的充电电流按照当前测试的电池总容量设置Icc不大于nQe，n为规格书可支持最大放电倍率，Qe为实时检测到的电池总容量，老化使用一段时间后电池容量较当初容量会有一定衰减，如果还是以原始容量Q0的n倍率去充电的话，那么目前的充电倍率就是u＝n*Q0/Qe，此时u>n, 即超过电池所能支持的最大充电电流倍率n，这样对电池寿命和安全都是严重不利的，充电实时检测如果达到恒压充电条件进入CV模式；
[0037] S5:恒压模式，恒压调整百分比D，设原始恒压电压值为V0，具体算法如下：首先测试电池的充放电模式，CV模式的充电电压按照电池记录的循环次数和容量动态调整恒压电压值Vd以及动态参数包括温度T、内阻r、电压V、容量Q、百分比D一一对应，然后形成手机支持的定义格式导入到手机中，手机运行过程中通过读取温度、电压值以及其他软件参数得到初始容量百分比 D0，后续然后通过电量计计算的电量得到实时电量对应的百分比D；由于使用过程中电池老化导致容量有所衰减，从而从电池参数表中读取目前容量对应的电池电压值设定为当前CV模式的控制电池恒压值，也可以通过一般经验值设置：
[0038] <150cycle，Vc＝V0＝4.4V；
[0039] 150～300cycle，Vc＝4.35V；
[0040] 300～500cycle，Vc＝4.30V；
[0041] >500cycle，Vc＝4.25V,其他电压电芯的电池可以按照此规律以此类推。
[0042] 当前手机普遍Vc值的设置一般按照电池规格书中规定的某个值固定后不变，这样做法是比较稳妥的一种设计，因为电池由于内阻的存在，实际到达恒压电压点时的电芯电压还远远未达到电池的Vc值，快充情况下这个虚值更大，导致CV阶段充电往往要耗费很长时间，这里提供的方案是可以稍微提高 (具体值需要通过实际不断尝试调试中通过测量电芯电压值去选择一个在标称电压范围内较合适的值，例如一般可提高20mv～50mv)进入CV模式的这个 Vc值Vcv,并且可根据充电过程中电流不断减小的同时在实时减小这(充电过程中不断检测电芯的开路电压，调整充电标称电压，例如电芯电压上升5mv，标称电压就降低5mv，保证最终充满电压在电池标称电压范围内)个Vcv值，相应的提高结束充电的电流值Icv，为了最终充满电时电芯电压还在正常范围内(此值在电池规格书中有注明，例如一个标称4.4V电池，范围为 4.4+/-0.05V)，这种技术要求电池内阻值r越小越好(一般r小于100mΩ都是可以满足的，对于快冲电池一般要求小于50mΩ)，ADC位数越高可支持调整的step越精确越好(ADC有效位数最好大于10bit)。这个方案得到的效果较普通方案(这里普通方案是指市面上的MTK的PE方案、高通QC方案、OPPO 的VOOC方案)的充电时间减少20min左右，可以说是相当可观。
[0043] 如图2所示，一种安全的充电管理系统，包括：
[0044] 检测模块，用于对适配器和电池的状态进行检测，并将检测到的结果反馈至充电执行模块；
[0045] 充电执行模块，用于对检测模块的检测结果进行分析，并根据电池的状态，向适配器下达充电模式指令：
[0046] 若检测到适配器和电池不良的，则不进入充电；
[0047] 若检测到适配器和电池良好的，且
[0048] 当电池电压处于1.5V～3.0V时，进入预充电模式；
[0049] 当电池电压处于3.0V～4.4V时，进入恒流模式；
[0050] 当电池电压处于4.4V时，进入恒压模式模式。
[0051] 本发明技术方案与以往技术的差别在于动态恒压点控制，在安全范围内 (这里指的是只要电池的开路电压不超过规格书要求的电压范围内即通常所说的4.4V/4.35V这个电压都是在安全范围内)以超过电池规格书的恒压电压值实现恒压点的控制及恒压充电阶段的充电方案，从而缩短恒流以及恒压充电阶段时间实现缩短整个充电周期达到更快速安全充电的目的；另外增加了对电池容量进行实时检测的算法(电池容量实时算法通过每隔100cycle对电池的一次完全充放电周期在目前电量计技术下可以实现)，根据老化后容量减少的情况实时调整恒流充电电流以及恒压充电电压，达到更合理安全使用的目的。由于电池老化使用一段时间后容量较当初容量会有一定衰减，如果还是以原始容量Q0的n倍率去充电的话，那么目前的充电倍率就是u＝n*Q0/Qe，此时u>n,即超过电池所能支持的最大充电电流倍率n，另外CV模式的恒压值 Vc也是存在同样情况，随着电池的老化，电池的最终的恒压值也会不断下降，如果还是按照原始的比较高的恒压值对造成电池过充情况，所以动态调整电池的恒压值是非常好的有点，以上两种技术对电池的使用寿命和安全有非常大的提升。
[0052] 此外动态调整恒压值的有利之处在于延长了CC模式的时间Tcc同时缩短了CV模式的时间Tcv，大家都知道CV模式往往需要很长时间，本发明中的技术可以整体提高电池的充电效率，大大缩短充电时间
[0053] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
