CN105572427A - 一种主动式调节电池电压之开路电压的装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主动式调节电池电压之开路电压的装置，包括：充放电调节机构、电压源、电池、用于测量电池电流变化的电流计、用于测量电池电压变化方向并判断过电压或者降电压状态的电压计、模拟数字信号转换器、用于计算得出开路电压所在区间并且给出对冲电流值的逻辑控制器和数字模拟信号转换器。通过上述方式，本发明提供的主动式调节电池电压之开路电压的装置，使电池在去除负载之后的短时间内恢复到开路电压，方便对电池的测量和使用。提高测量精度，缩短测量时间。

Description

一种主动式调节电池电压之开路电压的装置与方法
技术领域
本发明涉及一种电压调节装置，特别是涉及主动式调节电池电压之开路电压的装置。
背景技术
电池受到内部阻抗的影响，在有电流负载的情况下会产生过电压（充电中）或降电压（放电中）。在这种情况下，无法通过测量电压确定电池的充电状态。即使去除电流负载之后，根据温度和电池本身的性能差异，必须等待1至2小时，测量电压才会恢复到开路电压。长时间的等待时间在电池的实际应用中往往无法实现。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是如何提供一种使电池在去除负载之后的短时间内恢复到开路电压，方便对电池的测量和使用。提高测量精度，缩短测量时间的电压调节装置和方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种主动式调节电池电压之开路电压的装置，包括：充放电调节机构、电压源、电池、用于测量电池电流变化的电流计、用于测量电池电压变化方向并判断过电压或者降电压状态的电压计、模拟数字信号转换器、用于计算得出开路电压所在区间并且给出对冲电流值的逻辑控制器和数字模拟信号转换器；
所述模拟数字信号转换器与逻辑控制器、电压计、电流计之间电性连接，将电压计的测量值通过模拟数字信号转换器被转换为数码信号后发送至逻辑控制器；
所述电压源与电池、电流计之间串联连接，所述电压源与数字模拟信号转换器、逻辑控制器之间电性连接，逻辑控制器的对冲电流值通过数码模拟转换器转换为模拟信号对冲电流值发送至充放电调节机构，充放电调节机构发出的模拟信号对冲电流用于改变电池电压的原始变化速率。
在一个较佳实施例中，所述电压计的测量值包括电压变化速率和温度。
本发明采用的另外一个技术方案是，提供一种主动式调节电池电压至开路电压的方法，包括所述的主动式调节电池电压之开路电压的装置，且包括以下操作步骤，（1）通过电压计测量此时电池电压变化方向，并判断电池是否处于过电压或者降电压状态，并存储电压计的测量值。
（2）将电压计的测量值通过模拟数字信号转换器被转换为数码信号后发送至逻辑控制器，逻辑控制器根据收到的电压测量值计算得出开路电压所在区间并且给出对冲电流值。
（3）所述的对冲电流值通过数码模拟转换器转换为模拟信号对冲电流值发送至充放电调节机构。
（4）充放电调节机构发出的对冲电流值对冲电流改变电池电压的原始变化速率。
在一个较佳实施例中，在步骤（4）中，当电池电压达到开路电压区间在电压变化方向的边界值时，去除模拟信号对冲电流并重复上述过程直至对冲电流小于C/100，电池达到平衡状态并显示开路电压。
本发明的有益效果是：使电池在去除负载之后的短时间内恢复到开路电压，方便对电池的测量和使用。提高测量精度，缩短测量时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明主动式调节电池电压之开路电压的装置一具体实施例的结构示意图；
图2是本发明主动式调节电池电压之开路电压的装置一具体实施例的电压调节示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，在本发明的一个具体实施例中提供一种主动式调节电池电压之开路电压的装置，所述的主动式调节电池电压之开路电压的装置包括：充放电调节机构、电压源、电池、用于测量电池电流变化的电流计、用于测量电池电压变化方向并判断过电压或者降电压状态的电压计、模拟数字信号转换器、用于计算得出开路电压所在区间并且给出对冲电流值的逻辑控制器和数字模拟信号转换器。
所述模拟数字信号转换器与逻辑控制器、电压计、电流计之间电性连接，将电压计的测量值通过模拟数字信号转换器被转换为数码信号后发送至逻辑控制器；
所述电压源与电池、电流计之间串联连接，所述电压源与数字模拟信号转换器、逻辑控制器之间电性连接，逻辑控制器的对冲电流值通过数码模拟转换器转换为模拟信号对冲电流值发送至充放电调节机构，充放电调节机构发出的模拟信号对冲电流用于改变电池电压的原始变化速率。所述电压计的测量值包括电压变化速率和温度。
本发明还提供一种主动式调节电池电压至开路电压的方法，包括所述的主动式调节电池电压之开路电压的装置，且包括以下操作步骤。
（1）通过电压计测量此时电池电压变化方向，并判断电池是否处于过电压或者降电压状态，并存储电压计的测量值。
（2）将电压计的测量值通过模拟数字信号转换器被转换为数码信号后发送至逻辑控制器，逻辑控制器根据收到的电压测量值计算得出开路电压所在区间并且给出对冲电流值。
（3）所述的对冲电流值通过数码模拟转换器转换为模拟信号对冲电流值发送至充放电调节机构。
（4）充放电调节机构发出的对冲电流值对冲电流改变电池电压的原始变化速率。在步骤（4）中，当电池电压达到开路电压区间在电压变化方向的边界值时，去除模拟信号对冲电流并重复上述过程直至对冲电流小于C/100，电池达到平衡状态并显示开路电压。
在一个具体实施例中，主动式调节电池电压之开路电压的装置组成部分为：充放电调节机构/电压源，电流计，电压计，逻辑控制器，模拟数字信号转换器，数字模拟信号转换器。
工作原理：在电池去除负载之后可连接到本装置，通过电压计测量此时电池电压变化方向，便可以判断是否处于过电压或者降电压状态。这些测量值通过模拟数码信号转换器被转换为数码信号后发送至逻辑控制器。根据电压变化速率和温度，逻辑控制器计算得出开路电压所在区间并且给出对冲电流值。这一数值通过数码模拟转换器转换为模拟信号发送至充放电调节机构。充放电调节机构发出的对冲电流改变电池电压的原始变化速率。当电池电压达到开路电压区间在电压变化方向的边界值时，去除对冲电流并重复上述过程直至对冲电流小于C/100。此时电池达到平衡状态并显示开路电压。
因此，本发明具有以下优点：
（1）使电池在去除负载之后的短时间内恢复到开路电压，方便对电池的测量和使用。提高测量精度，缩短测量时间；
（2）通过主动调节缩短电池恢复到平衡状态的时间，可大大缩短对电池充电状态的测量并且成倍的提高测量的准确性；
（3）在电池频繁充放电之后，帮助准确判断实际充电状态可使电池单体间的均衡更加高效，提高电池的安全性能和电动汽车的行驶里程；
（4）在电池长期使用之后，可通过准确判断单体的充电状态测量电池容量等关键参数，调整电池的使用区间，延缓电池的老化。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种主动式调节电池电压之开路电压的装置，其特征在于，包括：充放电调节机构、电压源、电池、用于测量电池电流变化的电流计、用于测量电池电压变化方向并判断过电压或者降电压状态的电压计、模拟数字信号转换器、用于计算得出开路电压所在区间并且给出对冲电流值的逻辑控制器和数字模拟信号转换器；
所述模拟数字信号转换器与逻辑控制器、电压计、电流计之间电性连接，将电压计的测量值通过模拟数字信号转换器被转换为数码信号后发送至逻辑控制器；
所述电压源与电池、电流计之间串联连接，所述电压源与数字模拟信号转换器、逻辑控制器之间电性连接，逻辑控制器的对冲电流值通过数码模拟转换器转换为模拟信号对冲电流值发送至充放电调节机构，充放电调节机构发出的模拟信号对冲电流用于改变电池电压的原始变化速率。
2.根据权利要求1所述的主动式调节电池电压之开路电压的装置，其特征在于，所述电压计的测量值包括电压变化速率和温度。
3.一种主动式调节电池电压至开路电压的方法，包括权利要求1-2中任意一项所述的主动式调节电池电压之开路电压的装置，其特征在于，还包括以下操作步骤：
（1）通过电压计测量此时电池电压变化方向，并判断电池是否处于过电压或者降电压状态，并存储电压计的测量值；
（2）将电压计的测量值通过模拟数字信号转换器被转换为数码信号后发送至逻辑控制器，逻辑控制器根据收到的电压测量值计算得出开路电压所在区间并且给出对冲电流值；
（3）所述的对冲电流值通过数码模拟转换器转换为模拟信号对冲电流值发送至充放电调节机构；
（4）充放电调节机构发出的对冲电流值对冲电流改变电池电压的原始变化速率。
4.根据权利要求3所述的主动式调节电池电压至开路电压的方法，其特征在于，在步骤（4）中，当电池电压达到开路电压区间在电压变化方向的边界值时，去除模拟信号对冲电流并重复上述过程直至对冲电流小于C/100，电池达到平衡状态并显示开路电压。
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