脈波調制充電方法及脈波調制充電裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種脈波調制充電方法和脈波調制充電裝置，用以對二次電池裝置充電。該方法以一充放電周期提供電流脈波，對二次電池裝置反復地以一充電電流脈波寬度進行充電，并以一放電電流脈波寬度進行放電。此外，該方法還進一步設定一或多個電壓門檻值。當二次電池裝置的端電壓大于電壓門檻值，則逐漸縮小充電電流脈波寬度，而改善對二次電池裝置充電效率。本發明專利技術進一步提出一種脈波調制充電裝置，依據前述的步驟對二次電池裝置充電。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術是有關于二次電池的充電，特別是一種脈波調制充電方法及一種脈波調制充電裝置，可快速地將電池容量充電至接近飽和。
技術介紹
針對二次電池的充電需求，已知技術中的充電方式是采取連續且固定的電流輸出，以對二次電池充電。然而，持續地以固定的電流對二次電池進行充電，容易致使電池的電極發生極化現象，形成對充電電流的阻抗，而降低充電效率。針對上述問題，許多解決方案被提出，例如美國專利US5，726，551號專利案及美國專利US4746852是將連續且固定的電流輸出，改為脈波電流輸出，以減輕電極發生極 化的現象。臺灣1285451號專利技術專利及M367511號新型專利則進一步在脈波電流中，加入放電脈波，以干擾電極周遭的離子結晶，而加強消除電極極化現象的效果。除了電極極化現象會影響到充電效率之外，電池本身的電池容量也會改變對充電電流的阻抗。特別是電池容量越接近飽和時，電池對充電電流的阻抗也越大。電池容量超過一定程度時，充電電流速率將大幅降低，使得充電效率突然銳減。因此，若要將電池容量充電至接近飽和，往往需要耗費極長時間，才能完成充電作業。一般若要執行快速充電，則無法將電池容量充電至接近飽和，而必須犧牲部分的電池容量。
技術實現思路
鑒于已知技術的電池充電方式中，因為電池電極極化現象，導致對電池充電效率不佳，且不易將電池容量充電至接近飽和，本專利技術提出一種脈波調制充電方法及一種脈波調制充電裝置，可提升充電效率，且可以盡可能地將電池的電量充電至接近飽和的狀態。本專利技術提出一種脈波調制充電方法，用以對二次電池裝置充電。該方法系以一充放電周期提供電流脈波，對二次電池裝置反復地進行充電及放電。于每一個充放電周期中，先以一充電電流脈波寬度，對二次電池裝置進行充電，接著以一放電電流脈波寬度，對二次電池進行放電。其中充電電流脈波寬度恒大于放電電流脈波寬度。此外該方法還包含設定一第一電壓門濫值，當二次電池裝置的端電壓大于第一電壓門濫值，縮小充電電流脈波寬度以調整該充放電周期的工作周期(Duty Cycle)，再對二次電池裝置反復地進行充電及放電。本專利技術進一步提出一種脈波調制充電裝置，用以對二次電池裝置充電。脈波調制充電裝置包含一脈波電流輸出模塊及一控制模塊。脈波電流輸出模塊依據一充放電周期提供一電流脈波至二次電池裝置。其中，脈波電流輸出模塊于每一充放電周期中，以一充電電流脈波寬度對二次電池裝置進行充電，且以一放電電流脈波寬度對二次電池進行放電。前述的充電電流脈波寬度恒大于放電電流脈波寬度。控制模塊設有一第一電壓門檻值，用以持續監測該該二次電池裝置的端電壓。當端電壓大于第一電壓門濫值，控制模塊控制脈波電流輸出模塊縮小充電電流脈波寬度，以調整充放電周期的工作周期，而對二次電池裝置反復地進行充電及放電。本專利技術的脈波調制充電方法及脈波調制充電裝置透過對二次電池裝置反復充電及放電，降低消除二次電池裝置的電極在充電電流脈波寬度中產生的電極極化現象，提升充電效率。而本專利技術又進一步隨著充電狀況調整充電電流脈波寬度及放電電流脈波寬度，使二次電池裝置處于較佳的充電電流接受狀態，更進一步提升充電效率，減少將二次電池裝置的電池容量充電至接近飽和所需要的時間。附圖說明為讓本專利技術的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本專利技術的具體實施方式作詳細說明，其中圖I為本專利技術第一實施例中，脈波調制充電裝置的電路方塊圖。 圖2為本專利技術脈波調制充電方法的流程圖。圖3、圖4、圖5及圖6為本專利技術第一實施例中，充放電周期的示意圖。圖7為本專利技術第一實施例中，充電電流的示意圖。圖8、圖9及圖10為本專利技術第二實施例中，充放電周期的示意圖。主要元件符號說明100脈波調制充電裝置110脈波電流輸出模塊120控制模塊900二次電池裝置Vs電力源V端電壓T/T’ /T” 充放電周期Τ1/ΤΓ /Tl”充電電流脈波寬度T2放電電流脈波寬度T3/T3’零電流寬度T3”附加零電流寬度Vl第一門檻電壓值V2第二門檻電壓值V3第三門檻電壓值Il充電電流12放電電流I”電流門檻速率具體實施例方式請參閱圖I及圖2所示，其為本專利技術第一實施例所披露的一種脈波調制充電裝置100及一種脈波調制充電方法，用以對二次電池裝置900充電。脈波調制充電裝置100包含一脈波電流輸出模塊110及一控制模塊120。參閱圖I及圖2所示，脈波電流輸出模塊110由一電力源Vs取得電力，并依據一充放電周期T提供電流脈波至該二次電池裝置900。前述的電力源Vs通常為家用插座提供的110V-220V的交流電，但不排除來自另一大容量的電池或整流器所提供的直流電。控制模塊120用以控制脈波電流輸出模塊110的輸出，并持續監測二次電池裝置900的端電壓V。如圖I及圖2所示，執行脈波調制充電方法時，是先將二次電池裝置900連接于脈波電流輸出模塊110。接著于控制模塊120中設定充放電周期T，使充放電周期T至少具備一充電電流脈波寬度Tl及一充電電流脈波寬度T2，如步驟110所示。前述的充電電流脈波寬度Tl恒大于放電電流脈波寬度T2。此外，控制模塊120中更設定一第一門檻電壓值VI、一第二門檻電壓值V2及一第三門檻電壓值V3，用以與二次電池裝置900的端電壓V進行比較；其中，第三電壓門檻值V3大于第二電壓門檻值V2，且第二電壓門檻值V2大于第一電壓門檻值VI。如圖3所示，控制模塊120以充放電周期T控制脈波電流輸出模塊110，使得脈波 電流輸出裝置110依據充放電周期T提供電流脈波，而反復地對二次電池裝置900充電及放電。如圖I、圖2及圖3所示，于每一個充放電周期T中，執行該方法的控制模塊120以控制脈波電流輸出模塊110執行下列步驟。脈波電流輸出模塊110于每一充放電周期T中，以充電電流脈波寬度Tl及充電電流II，對二次電池裝置900進行充電，如步驟121所示。接著，脈波電流輸出模塊110在充電電流脈波寬度Tl結束之后，脈波電流輸出模塊110再以放電電流脈波寬度T2及放電電流12，對二次電池裝置900進行放電，如步驟122所示。為了使二次電池裝置900于充電完成后的電池容量可以盡可能地接近二次電池裝置900的額定飽和電池容量，并進一步改善二次電池裝置900的電流接受狀態，本專利技術第一實施例中，控制模塊120進一步執行下列步驟，依據設定于控制模塊120的第一門檻電壓值VI、第二電壓門檻值V2及第三電壓門檻值V3調整充放電周期T。如圖I、圖2及圖3所示，在每一充放電周期T之后，接著，控制模塊120持續比較二次電池裝置900的端電壓V是否大于該第一電壓門檻值VI，如步驟130所示。于步驟130中，若二次電池裝置900的端電壓V不大于該第一電壓門檻值VI，則控制模塊120回歸至步驟121及步驟122，繼續以充放電周期T控制脈波電流輸出模塊110對該二次電池裝置900進行充電及放電作業。于步驟130中，若二次電池裝置900的端電壓V大于該第一電壓門檻值VI，則控制模塊120進一步判別二次電池裝置900的端電壓V是否大于第二門檻電壓值V2，如步驟140所示。如圖I、圖2及圖4所示，于步驟140中，若二次電池裝置900的端電壓V不大于第二門檻電壓值V2(且大于第一門檻電壓值VI)，控制模塊120控制脈波電流輸出模塊110縮小充電電流脈波寬度Tl’，以調整充放本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種脈波調制充電方法，用以對二次電池裝置充電，所述方法包含以下步驟：以一充放電周期提供電流脈波，對該二次電池裝置反復地進行充電及放電，并于每一個充放電周期執行下列步驟：以一充電電流脈波寬度，對該二次電池裝置進行充電；及以一放電電流脈波寬度，對該二次電池進行放電，其中該充電電流脈波寬度恒大于該放電電流脈波寬度；及設定一第一電壓門檻值，當該二次電池裝置的端電壓大于該第一電壓門檻值，縮小該充電電流脈波寬度以調整該充放電周期的工作周期，對該二次電池裝置反復地進行充電及放電。

【技術特征摘要】
1.一種脈波調制充電方法，用以對二次電池裝置充電，所述方法包含以下步驟 以一充放電周期提供電流脈波，對該二次電池裝置反復地進行充電及放電，并于每一個充放電周期執行下列步驟以一充電電流脈波寬度，對該二次電池裝置進行充電；及以一放電電流脈波寬度，對該二次電池進行放電，其中該充電電流脈波寬度恒大于該放電電流脈波寬度 '及 設定一第一電壓門檻值，當該二次電池裝置的端電壓大于該第一電壓門檻值，縮小該充電電流脈波寬度以調整該充放電周期的工作周期，對該二次電池裝置反復地進行充電及放電。2.如權利要求I所述的脈波調制充電方法，其特征在于，還包含 設定一第二電壓門濫值，大于該第一電壓門濫值；及 于該二次電池裝置的端電壓大于該第二電壓門檻值之后，再度縮小該充電電流脈波寬度以調整該充放電周期的工作周期。3.如權利要求2所述的脈波調制充電方法，其特征在于，還包含 設定一第三電壓門檻值，大于該第二電壓門檻值 '及 當該二次電池裝置的端電壓大于或等于該第三電壓門檻值，停止對該二次電池裝置充電或放電。4.如權利要求I所述的脈波調制充電方法，其特征在于，每一個該充放電周期還包含一零電流寬度，介于該充電電流脈波寬度及該放電電流脈波寬度之間，用以暫停對該二次電池裝置進行充電及放電。5.如權利要求4所述的脈波調制充電方法，其特征在于，每一個該充放電周期為定值，且該充電電流脈波寬度與該零電流寬度的總和為定值，當充電電流脈波寬度減少時，該零電流寬度則相對應的增加。6.如權利要求4所述的脈波調制充電方法，其特征在于，每一個該充放電周期為不定值，隨該充電電流脈波寬度被調整而變化，且該放電電流脈波寬度及該零電流寬度分別為定值。7.如權利要求I所述的脈波調制充電方法，其特征在于，該充電電流脈波寬度不小于O. 6個充放電周期，且不大于O. 8個充放電周期。8.如權利要求I所述的脈波調制充電方法，其特征在于，該放電電流脈波寬度不大于O. 3個充放電周期，且大于O。9.如權利要求4所述的脈波調制充電方法，其特征在于，該零電流寬度不大于O.4個充放電周期，且大于O。10.如權利要求9所述的脈波調制充電方法，其特征在于，該零電流寬度為O.I個該充放電周期。11.如權利要求I所述的脈波調制充電方法，其特征在于，于每一該充電電流脈波寬度中對該二次電池裝置進行充電的電流，是隨時間下降。12.如權利要求11所述的脈波調制充電方法，其特征在于，還包含設定一電流門檻速率，當對該二次電池裝置進行充電的電流速率小于或等于該電流門檻速率時，停止對該二次電池裝置...

【專利技術屬性】
技術研發人員：呂春億，
申請(專利權)人：神基科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：