一种用于充电监测的锂离子电池线性充电管理方法及系统与流程

本发明涉及锂电池充电管理，尤其涉及一种用于充电监测的锂离子电池线性充电管理方法及系统。

背景技术：

1、锂电池充电管理技术，是指针对锂离子电池进行有效充电控制和保护的一系列技术方法和策略，它的主要目标是最大限度地提高锂电池的充电效率和寿命，同时确保充电过程的安全性。

2、现有的锂电池充电管理技术通常都是对锂电池的温度进行监测，在温度接近锂电池所能承受的最大温度时才降低或关闭充电电流，缺少对此现象的预防，且电池温度接近最大温度时对锂电池的损伤较大，严重影响了锂电池的使用寿命，且用户是否使用锂电池设备也会对电池温度产生影响，现有的锂电池充电管理技术没有针对锂电池设备在充电过程中进行使用的充电优化，导致电池温度升高并影响锂电池的使用寿命，比如在公开号为cn110364776a的中国专利中，公开了一种锂电池智能充电管理方法及其装置，该方案是通过分析锂电池的充电参数对锂电池的健康状况进行评估，从而对锂电池的充电过程进行管理，此方法没有结合用户是否使用锂电池设备进行分析，若用户频繁使用锂电池设备，充电参数也会随之频繁变化，进而导致对充电电流的控制也在频繁变化，对锂电池的损伤较大，不利于锂电池的长久使用，现有的锂电池充电管理技术还存在对锂电池充电过程中的变量因素考虑不足，导致锂电池的使用寿命大幅下降的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种用于充电监测的锂离子电池线性充电管理方法及系统，能够记录锂电池在充电过程中用户每次唤醒锂电池设备时的唤醒时长，再对唤醒时长进行分析，得到唤醒分隔参考值，再获取锂电池的常态最大温度，再通过设置实验组对充电电流与常态最大温度之间的关系，得到充电温度增幅函数，最后基于充电温度增幅函数和唤醒分隔参考值分析锂电池的最佳充电电流，以解决现有的锂电池充电管理技术还存在对锂电池充电过程中的变量因素考虑不足，导致锂电池的使用寿命大幅下降的问题。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种用于充电监测的锂离子电池线性充电管理系统，包括电池参数获取模块、使用习惯分析模块、充电过程监控模块以及充电完成保护模块；所述电池参数获取模块、使用习惯分析模块以及充电完成保护模块分别与充电过程监控模块数据连接；

3、所述电池参数获取模块用于检测锂电池的充电状态以及额定信息；

4、所述使用习惯分析模块用于在充电过程中，记录用户唤醒锂电池设备的时间，根据唤醒时间分析用户的使用习惯；

5、所述充电过程监控模块用于在充电过程中，检测用户是否使用锂电池设备，同时对锂电池的温度进行监测，结合锂电池的充电状态以及额定信息、用户是否使用以及使用习惯计算充电电流的最佳充电电流，将充电电流调控到最佳充电电流以减小对锂电池的损耗并最大化充电速率；

6、所述充电完成保护模块用于充电完成后检测用户是否使用锂电池设备，在使用或未使用的情况下提供不同的充电保护电流。

7、进一步地，所述充电状态包括电池电量以及电池温度；所述额定信息为充电的额定速率。

8、进一步地，所述使用习惯分析模块包括使用习惯记录单元以及使用习惯分析单元，所述使用习惯记录单元用于记录用户唤醒锂电池设备的唤醒时间和唤醒时长；所述使用习惯分析单元用于对唤醒时间以及唤醒时长进行分析，得到用户的使用习惯。

9、进一步地，记录用户唤醒锂电池设备的唤醒时长为在充电过程中，当用户唤醒锂电池设备时开始计时，在用户关闭锂电池设备时停止计时，将记录的时间标记为唤醒时长。

10、进一步地，使用习惯分析单元配置有使用习惯分析策略，使用习惯分析策略包括：

11、对记录的每一次的唤醒时间以及唤醒时长进行统计；

12、按照递增的顺序对唤醒时长进行排序，得到时长递增排序；

13、以时长递增排序为x轴，唤醒时长为y轴建立直角坐标系，命名为时长递增坐标系，将时长递增排序以及唤醒时长录入时长递增坐标系；

14、将时长递增坐标系中的坐标点命名为时长坐标点，获取唤醒时长中的最大值以及最小值，分别标记为唤醒最大时长以及唤醒最小时长；

15、在y轴上以唤醒最小时长为端点，以x轴正方向为方向，平行于x轴绘制射线，命名为分隔线，将分隔线的端点命名为分隔端点；

16、对时长递增坐标系以及分隔线进行进一步分析，得到唤醒分隔参考值。

17、进一步地，对时长递增坐标系以及分隔线进行进一步分析包括：

18、将分隔端点在y轴上对应的值命名为分隔值，将分隔线沿着y轴正方向竖直移动，计算分隔值减去唤醒最小时长的值，将计算结果标记为短时唤醒跨度；计算唤醒最大时长减去分隔值的值，将计算结果标记为长时唤醒跨度；

19、将y等于唤醒最小时长至y等于分隔值的区域命名为短时唤醒区域；将y等于分隔值至y等于唤醒最大时长的区域命名为长时唤醒区域；

20、统计短时唤醒区域内的时长坐标点的数量，命名为短时数；统计长时唤醒区域内的时长坐标点的数量，命名为长时数；

21、计算短时数除短时唤醒跨度，将计算结果命名为短时密度；计算长时数除长时唤醒跨度，将计算结果命名为长时密度；

22、将短时密度与长时密度相加，计算得到密度参数，持续移动分隔线，直至分隔值等于唤醒最大时长时停止移动，计算所有的密度参数；

23、查找密度参数的最大值，标记为最大密度，将最大密度对应的分隔值标记为唤醒分隔参考值。

24、进一步地，所述充电过程监控模块包括电池常态分析单元以及电池充电分析单元，所述电池常态分析单元用于分析电池在充电过程中的电池常态；所述电池充电分析单元用于对电池的充电过程进行分析，根据分析结果对电池的充电电流进行调控。

25、进一步地，分析电池在充电过程中的电池常态为以额定速率向锂电池充电，记录电池电量达到100%且充电过程中锂电池设备未被唤醒时的电池温度的最大值，标记为常态最大温度。

26、进一步地，电池充电分析单元配置有电池充电分析策略，电池充电分析策略包括：

27、监测用户是否在使用锂电池设备，若正在使用，则输出设备运行信号；若未使用，则输出设备关闭信号；

28、若输出设备运行信号，则实时获取本次锂电池设备的唤醒时长，标记为运行时长；

29、将运行时长与唤醒分隔参考值进行比对，若运行时长小于或等于唤醒分隔参考值，则输出短时使用信号；若运行时长大于唤醒分隔参考值，则输出长时使用信号；

30、若输出长时使用信号，则获取当前的电池温度，将电池温度减去常态最大温度，将计算结果标记为使用温度；若使用温度小于或等于零，则输出使用温度正常信号；若使用温度大于零，则输出使用温度过高信号；

31、若输出使用温度过高信号，则计算常态最大温度减去使用温度，将计算结果标记为理想温度，将理想温度代入充电温度增幅函数计算得到最佳充电电流；

32、所述充电温度增幅函数由充电温度分析策略得到。

33、进一步地，充电温度分析策略包括：

34、设置实验组对充电电流与电池温度之间的关系进行分析，将实验组使用的充电电流命名为实验电流；

35、以恒定的实验电流对锂电池进行充电，每次充电记录一次常态最大温度；

36、所述实验电流以第一充电电流为起始，依次增大充电电流，每次增大的值为电流梯度，直至增大到额定速率为止；每一个实验电流对应一个实验组；

37、每个实验组进行第一实验次数的实验，得到实验结果，所述实验结果包括实验电流以及常态最大温度；

38、以实验电流为横轴，常态最大温度为纵轴建立直角坐标系，命名为充电温度坐标系，将实验结果录入充电温度坐标系；

39、对充电温度坐标系进行线性回归，得到充电温度增幅函数。

40、进一步地，充电完成保护模块配置有充电完成保护策略，充电完成保护策略包括：

41、当电池电量为100%时，将充电电流切换为充电保护电流；

42、监测用户是否使用锂电池设备，若用户正在使用锂电池设备，则将充电保护电流设置为第一充电电流；若用户未使用锂电池设备，则将充电保护电流设置为常规保护电流。

43、第二方面，本发明提供一种用于充电监测的锂离子电池线性充电管理方法，包括如下步骤：

44、步骤s1，检测锂电池的充电状态以及额定信息；

45、步骤s2，充电过程中，记录用户唤醒锂电池设备的时间，根据唤醒时间分析用户的使用习惯；

46、步骤s3，在充电过程中，检测用户是否使用锂电池设备，同时对锂电池的温度进行监测，结合用户是否使用以及使用习惯计算充电电流的最佳充电电流，将充电电流调控到最佳充电电流以减小对锂电池的损耗并最大化充电速率；

47、步骤s4，充电完成后检测用户是否使用锂电池设备，在使用或未使用的情况下提供不同的充电保护电流。

48、本发明的有益效果：本发明通过记录锂电池在充电过程中用户每次唤醒锂电池设备时的唤醒时长，再对唤醒时长进行分隔，找出唤醒分隔参考值，优势在于，用户短时间唤醒锂电池设备和长时间唤醒锂电池设备的唤醒时长具有明显区别，通常跨度较大，因此找到一个最佳的分隔点对其进行分隔即可确认用户是长时间唤醒锂电池设备还是短时间唤醒锂电池设备，提高了锂电池充电管理的合理性；

49、本发明通过获取锂电池充电过程中的常态最大温度，再对充电电流以及常态最大温度进行实验，得到充电温度增幅函数，优势在于，充电温度增幅函数反映了充电电流以及常态最大温度之间的动态关系，能够为后续管理提供有效的调控依据，提高了锂电池充电管理的可靠性；

50、本发明通过结合唤醒分隔参考值和充电温度增幅函数对锂电池充电过程进行分析，计算最佳充电电流并对锂电池的充电电流进行调控，优势在于，对唤醒分隔参考值分析可以得到用户是否长时间使用锂电池设备，若是则需要适当降低充电电流以确保锂电池的电池温度处于常态最大温度内，而降低至多少则需要根据充电温度增幅函数计算得到，提高了锂电池充电管理的合理性以及锂电池的使用寿命。

51、本发明附加方面的优点将在下面的具体实施方式的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。