CN102073016A - 电池实际容量、剩余容量、备电时间及健康状况检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池实际容量检测方法，包括以下步骤：A1.在电池放电过程中测量放电电量，且当电池电压降至设定阈值时记录此次放电电量；A2.取电池衰减比的初始值为100％，从作记录的第二次放电起，放电后将电池衰减比乘以本次放电电量与上次放电电量的比值，修正电池衰减比；A3.将电池标称容量乘以最新修正的电池衰减比，得到电池实际容量。本发明还公开了基于上述电池实际容量检测方法的电池剩余容量检测方法、电池剩余备电时间检测方法以及电池健康状况检测方法。根据本发明的方法能十分准确地获知电池的使用状况和健康状态。
Description
技术领域
本发明涉及电池的检测，特别是涉及一种电池实际容量检测方法、电池剩余容量检测方法、电池剩余备电时间检测方法以及电池健康状况检测方法。
背景技术
一直以来，通讯电源系统中电池容量的准确测定是用户迫切需要的功能，主流的通讯电源供应商基本都采用以下方法检测电池剩余容量：
-均充结束时，将电池实际容量修正为电池标称容量；
-在此基础上，通过电池(充电或放电)电流累计计算电池剩余容量；
-电池充电时，通过充电效率进行修正；
-电池放电时，通过预定义的放电曲线进行修正。
电池标称容量是指电池制造商所声称的电池容量。
电池实际容量是指当电池被充满时，能够放出的实际电量。电池实际容量反应电池当前的健康状态，与电池寿命有一定的对应关系。
当电池被充满时，电池剩余容量等于电池实际容量。随着电池放电，电池剩余容量不断减小。
均充，用于均衡电池组中单体电池的容量，一般电压较高，也可用于快速恢复电池容量。
此外，浮充用于使电池组保持满容量的状态，一般电压较低，可使电池自放电导致的容量损失得到补充，也可用于恢复电池容量。
可以看出，传统的检测方法是建立在“均充之后的电池实际容量等于电池标称容量”这样一个假设的基础上，但实际上电池实际容量(对应电池的健康状态)随着电池的使用在不断地下降，而且下降的程度又很难量化，所以传统的方法并不能反映电池的健康状态。
发明内容
本发明的主要目的是针对现有技术的不足，提供一种电池实际容量检测方法，能准确测得随着电池的使用不断下降的电池实际容量。
本发明的另一目的是提供一种电池剩余容量的检测方法，能准确测得电池当前的剩余容量。
本发明的另一目的是提供一种电池健康状况检测方法，能通过电池实际容量反映出电池的健康状态。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电池实际容量检测方法，包括以下步骤：
A1.在电池放电过程中测量放电电量，且当电池电压降至设定阈值时记录此次放电电量；
A2.取电池衰减比的初始值为100％，从电池作记录的第二次放电起，放电后将电池衰减比乘以本次放电电量与上次放电电量的比值，修正电池衰减比；
A3.将电池标称容量乘以最新修正的电池衰减比，得到电池实际容量。
优选地，所述步骤A1中，一次放电电量通过以下方式计算：所述电池放电时，以10秒为周期计算相应期间内放电电流值与周期时间的乘积，累加各周期的计算结果，直至电池电压降至设定阈值。
一种电池剩余容量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
B1.根据前述的电池实际容量检测方法检测电池实际容量；
B2.检测电池下次放电电量；
B3.将电池实际容量减去电池下次放电电量得到该次放电后电池的剩余容量。
一种电池剩余备电时间检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
C1.根据前述的电池剩余容量检测方法检测电池剩余容量；
C2.结合负载的耗电情况计算电池剩余备电时间。
一种电池健康状况检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
D1.根据前述的电池实际容量检测方法检测电池实际容量；
D2.判断电池实际容量是否低于设定容量，如果低于，确定电池为非健康状况。
优选地，还包括以下步骤：
D3.确定电池为非健康状况时进行告警。
所述设定容量为电池寿命极限容量，所述非健康状况为电池寿命即将终结的状况，所述告警为表示电池寿命即将终结的告警。
本发明有益的技术效果是：
本发明引入了电池衰减比，取电池衰减比的初始值为100％，电池放电过程中测放电电量，当电池电压降至设定阈值时记录为一次放电电量，从电池作记录的第二次放电起，放电后将电池衰减比乘以本次放电电量与上次放电电量的比值，修正电池衰减比，将电池标称容量乘以最新修正的电池衰减比，从而能准确得到随着电池的使用不断下降的电池实际容量，即，通过电池衰减比进行修正后，电池实际容量更符合电池的真实情况。
本发明以电池实际容量(而不是电池标称容量)为参照计算电池剩余容量，能有效地改善传统方案假定电池实际容量为电池标称容量来检测电池剩余容量的不足，得到比传统方法更接近真实情况的电池剩余容量，大大提高了电池剩余容量计算的准确性。
本发明使用前述电池剩余容量检测方法检测出电池剩余容量，然后结合当前负载情况进行计算电池剩余备电时间，由于电池剩余容量更符真实情况，故能更准确地计算出电池剩余备电时间。
本发明依据前述电池实际容量方法测得的电池实际容量符合电池的真实情况，故进而能更准确、更真实地反映电池的实际健康状态。
附图说明
图1为根据本发明的电池实际容量检测方法的基本流程图；
图2为根据本发明的电池剩余容量检测方法的基本流程图；
图3为根据本发明的电池剩余备电时间检测方法的基本流程图；
图4为根据本发明的电池健康状况检测方法一种实施例的基本流程图；
图5为根据本发明的电池健康状况检测方法一种实施例的具体流程图。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
具体实施方式
在电池的多次放电过程中，通过记录并对比每次放电放到某个设定的电压时所放出的电量，可以反映电池的衰减程度。本文中将所记录的电池本次放电电量与上一次放电电量的百分比值称为电池衰减比。
请参考图1，本发明的电池实际容量检测方法包括以下步骤：
步骤A1.电池放电过程中对放电电量进行测量，且当电池电压降至设定阈值时记录一次放电电量；
步骤A2.取电池衰减比的初始值为100％，从电池作记录的第二次放电起，放电后将电池衰减比乘以本次放电电量与上次放电电量的比值，修正电池衰减比；
步骤A3.将电池标称容量乘以最新修正的电池衰减比，得到电池实际容量。
应指出，本文中所称的第二次放电是指对放电电量进行了记录的第二次放电。例如电池实际上有第1、2、3、4四次放电，其中第1、3次作记录，那么该第3次放电即所述作记录的第二次放电。
在优选的实施例中，步骤A1中一次放电电量通过以下方式计算：放电时，以10秒为周期计算相应期间内放电电流值与周期时间的乘积，累加各周期的计算结果，直至电池电压降至设定阈值。该设定阈值例如为47V。
请参考图2，本发明的电池剩余容量检测方法包括以下步骤：
步骤B1.根据前述的电池实际容量检测方法检测电池实际容量；
步骤B2.检测电池下次放电电量；
步骤B3.将电池实际容量减去电池下次放电电量得到该次放电后电池剩余容量。
请参考图3，本发明的电池剩余备电时间检测方法包括以下步骤：
步骤C1.根据前述的电池剩余容量检测方法检测电池剩余容量；
步骤C2.结合负载的耗电情况计算电池剩余备电时间。
请参考图4，根据本发明的电池健康状况检测方法包括以下步骤：
步骤D1.根据前述的电池实际容量检测方法检测电池实际容量；
步骤D2.判断电池实际容量是否低于设定容量，如果低于，确定电池为非健康状况。
在优选的实施例中，还包括以下步骤：
步骤D3.确定电池为非健康状况时进行告警。
更优选地，该设定容量为电池寿命极限容量，该非健康状况为电池寿命即将终结的状况，该告警为表示电池寿命即将终结的告警。
图5展示了根据本发明的电池健康状况检测方法一种实施例的具体流程。
步骤S1，将电池衰减比的初始值定为100％，取每次放电的放电电量计算周期为10s，在首次放电前，电池实际容量等于电池标称容量；
步骤S2，接下来，判断电池是否放电；
步骤S3，如果是在放电，则以10s为周期计算各周期内的放电电量，并累计求和以更新当次放电电量；各次放电电量可以采用下式进行累加更新：
本次放电电量(安培·时)＝本次放电电量(安培·时)+电池电流x10/3600(安培·时)；
步骤S4，放电过程中检测电池电压是否降至设定阈值如47V；
步骤S5，当电压降到设定阈值时记录本次放电电量，判断是否为第一次放电；
步骤S6，如果不是第一次放电，则按照电池衰减比＝电池衰减比×本次放电电量/上次放电电量，修正电池衰减比；
步骤S7、9，将本次放电电量记入上次放电电量供下次计算时使用；
步骤S8，根据电池实际容量＝电池标称容量×电池衰减比，计算出电池实际容量；
步骤S10，判断电池实际容量是否低于电池寿命告警限值；
步骤S11，当判断为是时，产生表示电池寿命即将终结的告警。
由于依据上述方法测得的电池实际容量符合电池的真实情况，故能更准确、真实地反映电池的实际健康状态。
以上具体的实施例中，用于实现电池实际容量的检测步骤同样可以用于本发明的电池实际容量检测方法、电池剩余容量检测方法以及电池剩余备电时间检测方法的各种实施例中。
本申请人已在某监控模块上采用了本发明的方法，试验了使用电池衰减比修正电池实际容量，以电池实际容量(而不是电池标称容量)为参照计算剩余容量，以及使用剩余容量(和当前负载)计算电池备电时间，试验结果证明本发明能有效改进传统方案的不足。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种电池实际容量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1.在电池放电过程中测量电池放电电量，且当电池电压降至设定阈值时记录此次放电电量；
A2.取电池衰减比的初始值为100％，从电池作记录的第二次放电起，放电后将电池衰减比乘以本次放电电量与上次放电电量的比值，修正电池衰减比；
A3.将电池标称容量乘以最新修正的电池衰减比，得到电池实际容量。
2.如权利要求1所述的电池实际容量检测方法，其特征在于，所述步骤A1中，一次放电电量通过以下方式计算：所述电池放电时，以10秒为周期计算相应期间内放电电流值与周期时间的乘积，累加各周期的计算结果，直至电池电压降至设定阈值。
3.一种电池剩余容量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
B1.根据权利要求1所述的电池实际容量检测方法检测电池实际容量；
B2.检测电池下次放电电量；
B3.将电池实际容量减去电池下次放电电量得到该次放电后电池的剩余容量。
4.一种电池剩余备电时间检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
C1.根据权利要求3所述的电池剩余容量检测方法检测电池剩余容量；
C2.结合负载的耗电情况计算电池剩余备电时间。
5.一种电池健康状况检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
D1.根据权利要求1所述的电池实际容量检测方法检测电池实际容量；
D2.判断电池实际容量是否低于设定容量，如果低于，确定电池为非健康状况。
6.如权利要求5所述的电池健康状况检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
D3.确定电池为非健康状况时进行告警。
7.如权利要求6所述的电池健康状况检测方法，其特征在于，所述设定容量为电池寿命极限容量，所述非健康状况为电池寿命即将终结的状况，所述告警为表示电池寿命即将终结的告警。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 1510, Kansas Avenue, lureen, Ohio, USA Patentee after: Walteff energy systems company Address before: The United States of Ohio city F Lorain Street No. 1122 Patentee before: Emerson Network Power Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201117 Address after: Columbo Road, Ohio, Dearborn 1050 Patentee after: Dimension Corp. Address before: 1510 Kansas Avenue, Loren, Ohio, USA Patentee before: Emerson Energy Systems, AB |