CN106532153A - 一种智能家居用锂离子电池的监控检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能家居用锂离子电池监控检测系统，发明人发现，电池的安全失控基本上都是电池内部短路所造成的，而在失控之前，电池由于活性物质脱落，支晶或其他恶化，会存在微小的内部短路放电情况，即使电池处于静置状态，这种放电也依然存在，而电池的微放电会产生热量，因此，发明人发现通过检测电池在设定条件下的静置温降能够用来衡量电池内部微放电的程度，从而判断电池的状态，继而得到本发明，通过将待测试电池的状态调整为规定状态，将电池所处环境调整为规范测试环境，从而能够排除环境参数如环境温度的影响，准确测量电池的静置温降，从而准确判断电池的内部状态，在电池出现安全失控之前将其替换为其他正常电池，提高了系统的安全性，并且降低了系统的成本。

Description

一种智能家居用锂离子电池的监控检测系统
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种智能家居用锂离子电池的监控系统。
背景技术
智能家居(英文：smart home,home automation)已经成为目前人们生活的必须品，在人类生活中越来越广泛的应用，而智能家居的电池一般需要长期安装在智能家居中，因此，当电池出现安全问题，如起火或爆炸时，对智能家居的损害不容忽视，而现有技术中一般是通过监控电池温度来确定电池是否处于安全状态，但是，当电池安全失控时，由于电池从失控到爆炸起火的时间非常短，因此，即使系统检测出电池失控，也没有足够的时间避免，或者需要安装较为复杂的安全装置来防止电池对系统造成的损失，而这种结构也增加了系统的成本。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的用于智能家居系统锂离子电池的监控检测系统，能够在电池安全失控钱。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种智能家居用锂离子电池监控检测系统，发明人发现，电池的安全失控基本上都是电池内部短路所造成的，而在失控之前，电池由于活性物质脱落，支晶或其他恶化，会存在微小的内部短路放电情况，即使电池处于静置状态，这种放电也依然存在，而电池的微放电会产生热量，因此，发明人发现通过检测电池在设定条件下的静置温降能够用来衡量电池内部微放电的程度，从而判断电池的状态，继而得到本发明，通过将待测试电池的状态调整为规定状态，将电池所处环境调整为规范测试环境，从而能够排除环境参数如环境温度的影响，准确测量电池的静置温降，从而准确判断电池的内部状态，在电池出现安全失控之前将其替换为其他正常电池，提高了系统的安全性，并且降低了系统的成本。
具体的方案如下：
一种智能家居用锂离子电池的监控系统，所述系统包括温度检测器，计时器，控温模块，电池充放电模块，显示模块和控制模块，所述温度检测器检测电池温度，并将检测值发送至控制模块；所述计时器检测电池运行时间，并将检测值发送至控制模块，电池充放电模块接收控制模块的指令对电池进行充电或放电，控温模块接收控制模块的指令调节电池所在空间的温度，控制模块接收温度检测器和计时器的信息，并且根据信息进行运算并判断是否需要检测电池情况，并根据检测结果得出电池是否适合继续工作的结果，并且将结果发送至显示模块；其特征在于，当所述温度检测器检测电池温度超过第一预定值时和/或所述计时器检测电池运行时间超过第二预定值时，控制模块启动电池检测模式，对电池情况进行检测，检测步骤包括，通过电池充放电模块将电池充电或放电至电池电压达到第三预定值，并通过控温模块调节电池所在空间温度并保持为C0，待电池表面温度为C0时，将电池继续充电至电池电压达到第四预定值，所述第四预定值高于第三预定值，并检测此时电池壳体表面温度C1，所述C0低于所述C1，将电池静置预定时间T，再次测量电池表面温度C2，当（C1-C2）/（C平均*T）<K时，控制模块则判断电池需要更换，并将信息发送至显示模块；其中所述K为电池恶化参数，该参数基于正常电池经过所述检测步骤后的运算值得到, 所述C平均为（C1-C0）与(C2-C0)的算数平均值或几何平均值。
进一步的，其中第一预定值为45-55摄氏度。
进一步的，其中第二预定值为10-20天。
进一步的，其中第三预定值为3.2-3.8V。
进一步的，其中第四预定值为3.6-4.2V。
进一步的，所述K=I*a，通过将表面温度为C0的正常电池在环境温度为C0，电池电压为第三预定值条件下，将其充电至第四预定值，并测量电池的表面温度C1‘，静置预定时间T，测量正常电池表面温度C2’，计算（C1’-C2’）/（C’平均*T）=I，所述a为调整系数，a=0.6-0.9, 所述C’平均为（C1’-C0）与(C2’-C0)的算数平均值或几何平均值。
进一步的，所述T为5-30min
本发明具有如下有益效果：
（1）通过测量电池在静置状态温度下降来准确衡量电池的状况，能够在电池出现安全失控之前准确发现恶化电池，提高系统安全性；
（2）通过温度控制模块，准确控制测试电池周围空间温度，避免了环境温度对测试结果准确性的影响。
（3）通过将待测试电池调整为规定电压，规定温度的初始化流程，保证测试的一致性以及结果的准确性。
（4）通过设置电池恶化参数，从而根据系统具体操作条件，以及具体电池类型的实际情况，从而得到更为准确的结果。
具体实施方式
本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。
构造智能家居用锂离子电池的监控系统，所述系统包括温度检测器，计时器，控温模块，电池充放电模块，显示模块和控制模块，所述温度检测器检测电池温度，并将检测值发送至控制模块；所述计时器检测电池运行时间，并将检测值发送至控制模块，电池充放电模块接收控制模块的指令对电池进行充电或放电，控温模块接收控制模块的指令调节电池所在空间的温度，控制模块接收温度检测器和计时器的信息，并且根据信息进行运算并判断是否需要检测电池情况，并根据检测结果得出电池是否适合继续工作的结果，并且将结果发送至显示模块；其特征在于，当所述温度检测器检测电池温度超过第一预定值时和/或所述计时器检测电池运行时间超过第二预定值时，控制模块启动电池检测模式，对电池情况进行检测，检测步骤包括，通过电池充放电模块将电池充电或放电至电池电压达到第三预定值，并通过控温模块调节电池所在空间温度并保持为C0，待电池表面温度为C0时，将电池继续充电至电池电压达到第四预定值，所述第四预定值高于第三预定值，并检测此时电池壳体表面温度C1，所述C0低于所述C1，将电池静置预定时间T，再次测量电池表面温度C2，当（C1-C2）/（C平均*T）<K时，控制模块则判断电池需要更换，并将信息发送至显示模块,所述C平均为（C1-C0）与(C2-C0)的算数平均值或几何平均值。所述K=I*a，通过将表面温度为C0的正常电池在环境温度为C0，电池电压为第三预定值条件下，将其充电至第四预定值，并测量电池的表面温度C1‘，静置预定时间T，测量正常电池表面温度C2’，计算（C1‘-C2’）/（C’平均*T）=I，所述a为调整系数, C’平均为（C1’-C0）与(C2’-C0)的算数平均值或几何平均值。
实施例1
第一预定值为45摄氏度，其中第二预定值为10天，其中第三预定值为3.2V，其中第四预定值为3.6V，a=0.6，所述T为5min。
实施例2
第一预定值为55摄氏度，其中第二预定值为20天，其中第三预定值为3.8V，其中第四预定值为4.2V，a=0.9，所述T为30min。
实验结果，实施例1和2均能够准确检测出性能恶化电池，并在其安全失控前发出更换指令。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种智能家居用锂离子电池的监控系统，所述系统包括温度检测器，计时器，控温模块，电池充放电模块，显示模块和控制模块，所述温度检测器检测电池温度，并将检测值发送至控制模块；所述计时器检测电池运行时间，并将检测值发送至控制模块，电池充放电模块接收控制模块的指令对电池进行充电或放电，控温模块接收控制模块的指令调节电池所在空间的温度，控制模块接收温度检测器和计时器的信息，并且根据信息进行运算并判断是否需要检测电池情况，并根据检测结果得出电池是否适合继续工作的结果，并且将结果发送至显示模块；其特征在于，当所述温度检测器检测电池温度超过第一预定值时和/或所述计时器检测电池运行时间超过第二预定值时，控制模块启动电池检测模式，对电池情况进行检测，检测步骤包括，通过电池充放电模块将电池充电或放电至电池电压达到第三预定值，并通过控温模块调节电池所在空间温度并保持为C0，待电池表面温度为C0时，将电池继续充电至电池电压达到第四预定值，所述第四预定值高于第三预定值，并检测此时电池壳体表面温度C1，所述C0低于所述C1，将电池静置预定时间T，再次测量电池表面温度C2，所诉C0低于所述C2，当（C1-C2）/（C平均*T）<K时，控制模块则判断电池需要更换，并将信息发送至显示模块；其中所述K为电池恶化参数，该参数基于正常电池经过所述检测步骤后的运算值得到；所述C平均为（C1-C0）与(C2-C0)的算数平均值或几何平均值。
2.根据权利要求1所述的系统，其中第一预定值为45-55摄氏度。
3.根据权利要求1所述的系统，其中第二预定值为10-20天。
4.根据权利要求1所述的系统，其中第三预定值为3.2-3.8V。
5.根据权利要求1所述的系统，其中第四预定值为3.6-4.2V。
6.根据权利要求1所述的系统，所述K=I*a，通过将表面温度为C0的正常电池在环境温度为C0，电池电压为第三预定值条件下，将其充电至第四预定值，并测量电池的表面温度C1’，静置预定时间T，测量正常电池表面温度C2’，计算（C1’-C2’）/（C’ 平均*T）=I，所述a为调整系数，a=0.6-0.9, 所述C’平均为（C1’-C0）与(C2’-C0)的算数平均值或几何平均值。
7.根据权利要求1所诉的系统，所述T为5-30min。
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