CN109216792A - 一种ups电池组及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种UPS电池组及其运行方法，所述电池组中具有控制器和计时器，所述控制器、计时器由所述电池组提供电能；当电池组处于非运行期间时，所述计时器开始运行，并且在预定时间段内，控制器启动电池组进行充放电循环一次；本发明的电池组，能够防止电池组在长期存储时期电池的老化，并且能够及时发现电池组中单体电池的异常情况，从而保证电池组在长期存储后的稳定运行。

Description

一种UPS电池组及其运行方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种UPS电池组及其运行方法。
背景技术
能源与环境是当今世界的两大主题，石油资源日益缺乏，环境污染日益严重，发展新能源刻不容缓。锂离子电池内部积蓄了巨大的能量，一旦锂离子电池内部存在微小短路等潜在安全隐患，锂离子电池极易发生爆炸、起火等事故。若不采取恰当的措施，一只电池发生事故时，会波及临近其他电池，引起火势蔓延，连锁爆炸反应，续而引发更大的事故。近年来，随着锂离子电池应用的日益广泛，锂离子电池在运输、储存等环节发生安全事故的实例屡见不鲜，甚至一只电池问题引起整个仓库起火爆炸，危及生命安全。UPS系统一般由多个锂离子电池经过并联或串联组成，因此对其安全性能以及稳定性的要求更加的高。
发明内容
本发明提供了一种UPS电池组及其运行方法，所述电池组中具有控制器、计时器，所述控制器、计时器由所述电池组提供电能；当电池组处于非运行期间时，所述计时器开始运行，并且在预定时间段内，控制器启动电池组进行充放电循环一次；本发明的电池组，能够防止电池组在长期存储时期电池的老化，并且能够及时发现电池组中单体电池的异常情况，从而保证电池组在长期存储后的稳定运行。
具体的方案如下：
一种UPS电池组，所述电池组中具有控制器和计时器，所述控制器、计时器由所述电池组提供电能；当电池组处于非工作期间时，所述计时器开始运行，并且在预定时间内，所述控制器启动电池组进行充放电循环一次。
一种运行UPS电池组的方法，其中所述电池组中具有控制器和计时器，所述控制器、计时器由所述电池组提供电能；所述方法包括当电池组处于非工作期间时，运行所述计时器，并且在预定时间段内，所述控制器启动电池组进行充放电循环一次。
进一步的，所述预定时间为0.5-3个月。
进一步的，当所述计时器记录电池组处于非工作时间达到预定时间时，发送启动信号至控制器，由控制器启动电池组进行充放电循环一次。
进一步的，其中所述充放电循环的过程中包括检测单体电池的运行状态的步骤。
进一步的，所述检测单体电池运行状态的步骤包括检测电池是否适合继续工作，并根据检测结果发出更换电池信号的步骤。
进一步的，所述充放电循环的过程包括以下步骤：
1)、通过监控电池组中每个电池的工作运行参数，从而发现所述参数异常的电池并将其隔离出电池组；
2)、对所述参数异常的电池实施激活程序，，将待激活电池加热至45-55℃，激活程序包括如下步骤：
a)、将待激活电池放电至放电截至电压；
b)、采用正/负脉冲电流进行激活，所述正/负脉冲电流电流各自独立的为0.1-0.5C，脉冲时间各自为1-10s，所述激活的时间为1-3h；
c)、将电池以2-5C充电1-5min，然后以0.1-0.2C充电0.1-2h，交替充电至充电截至电压；
d)、采用正/负脉冲电流进行激活，所述正/负脉冲电流电流各自独立的为0.1-0.5C，脉冲时间各自独立的为1-10s，所述激活的时间为1-3h；
3)、检测实施激活程序的电池是否适合继续工作；
4)、若适合继续工作，将其接回电池组；若不适合继续工作，发出替换信号，替换该电池。
本发明具有如下有益效果：
1、定期运行电池组，从而防止电池组中的单体电池由于存储时间过长而劣化，并且通过及时发现状态异常的电池，并将其隔离出电池组，避免其状态进一步恶化，提高电池组的安全性能。
2、通过在放电截至电压和充电截至电压，对正、负极活性物质进行脉冲电流激活，从而激活已经固化在活性物质中的锂离子的嵌入或脱嵌的活性，恢复电池容量。通过高低倍率电流交替充电，从而充分激活电池材料的活性，同时避免浓差极化导致的电极极化，以及防止电池温度过高。
3、通过在高温的环境下对电池进行激活，从而使沉积在电极表面的电解质盐重新溶解回到电解液中，提高电解液的导电性能。
4、通过激活后的检测步骤判断电池的激活成果，并进行接回或替换操作，提高电池组的使用寿命。
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。
实施例1
当电池组处于非工作期间时，运行计时器，当所述计时器记录电池组处于非工作时间达到0.5个月时，发送启动信号至控制器，由控制器启动电池组进行充放电循环一次；所述充放电循环的过程中包括如下检测步骤：
1)、检测电池组中每个电池的电压，当检测到单体电池的电压低于电池组中的电池平均值的90％时，将所述单体电池隔离出电池组；
2)、对所述单体电池实施激活程序，将待激活电池加热至45℃；
a)、将待激活电池放电至放电截至电压2.7V；
b)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.1C，脉冲时间为10s，所述负脉冲电流电流为0.1C，脉冲时间为10s，正负脉冲电流之间间隔5s，所述激活的时间为3h；
c)、将所述电池以2C充电5min，然后以0.1C充电2h，如此交替充电至充电截至电压4.2V；
d)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.1C，脉冲时间为10s，所述负脉冲电流电流为0.1C，脉冲时间为10s，正负脉冲电流之间间隔5s，所述激活的时间为3h；
3)、检测电池的容量，将检测的电池容量与预定值比较，若低于预定值，判断不适合继续工作，否则判断其适合继续工作；所述预定值为电池组中电池的平均容量的90％；
4)、若适合继续工作，将其接回电池组；若不适合继续工作，发出替换信号，替换该电池。
实施例2
当电池组处于非工作期间时，运行计时器，当所述计时器记录电池组处于非工作时间达到3个月时，发送启动信号至控制器，由控制器启动电池组进行充放电循环一次所述充放电循环的过程中包括如下检测步骤：
1)、检测电池组中每个电池的电压，当检测到单体电池的电压低于电池组中的电池平均值的85％时，将所述单体电池隔离出电池组；
2)、对所述单体电池实施激活程序，将待激活电池加热至55℃；
a)、将待激活电池放电至放电截至电压2.7V；
b)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为1s，所述负脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为1s，正负脉冲电流之间间隔10s，所述激活的时间为1h；
c)、将所述电池以5C充电1min，然后以0.2C充电0.1h，如此交替充电至充电截至电压4.2V；
d)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为1s，所述负脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为1s，正负脉冲电流之间间隔10s，所述激活的时间为1h；
3)、检测电池的容量，将检测的电池容量与预定值比较，若低于预定值，判断不适合继续工作，否则判断其适合继续工作；所述预定值为电池组中电池的平均容量的85％；
4)、若适合继续工作，将其接回电池组；若不适合继续工作，发出替换信号，替换该电池。
实施例3
当电池组处于非工作期间时，运行计时器，当所述计时器记录电池组处于非工作时间达到1个月时，发送启动信号至控制器，由控制器启动电池组进行充放电循环一次所述充放电循环的过程中包括如下检测步骤：
1)、检测电池组中每个电池的电压，当检测到单体电池的电压低于电池组中的电池平均值的80％时，将所述单体电池隔离出电池组；
2)、对所述单体电池实施激活程序，将待激活电池加热至50℃；
a)、将待激活电池放电至放电截至电压2.7V；
b)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.3C，脉冲时间为5s，所述负脉冲电流电流为0.4C，脉冲时间为5s，正负脉冲电流之间间隔5s，所述激活的时间为2h；
c)、将所述电池以3C充电4min，然后以0.1C充电1h，交替充电至充电截至电压4.2V；
d)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.3C，脉冲时间为5s，所述负脉冲电流电流为0.4C，脉冲时间为5s，正负脉冲电流之间间隔5s，所述激活的时间为2h；
3)、检测电池的容量，将检测的电池容量与预定值比较，若低于预定值，判断不适合继续工作，否则判断其适合继续工作；所述预定值为电池组中电池的平均容量的80％；
4)、若适合继续工作，将其接回电池组；若不适合继续工作，发出替换信号，替换该电池。
实施例4
当电池组处于非工作期间时，运行计时器，当所述计时器记录电池组处于非工作时间达到2个月时，发送启动信号至控制器，由控制器启动电池组进行充放电循环一次所述充放电循环的过程中包括如下检测步骤：
1)、检测电池组中每个电池的温度，当检测到单体电池的温度高于电池组中的电池平均值的110％时，将所述单体电池隔离出电池组；
2)、对所述单体电池实施激活程序，将待激活电池的温度调整至45℃；
a)、将待激活电池放电至放电截至电压2.7V；
b)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为10s，所述负脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为10s，正负脉冲电流之间间隔5s，所述激活的时间为2h；
c)、将所述电池以5C充电5min，然后以0.2C充电1h，交替充电至充电截至电压4.2V；
d)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为10s，所述负脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为10s，正负脉冲电流之间间隔5s，所述激活的时间为2h；
3)、将电池以3C的电流放电至截至电压2.7V，检测电池的温度，将检测的电池温度与预定值比较，若高于预定值，判断不适合继续工作，否则判断其适合继续工作；所述预定值为正常电池以3C的电流从4.2V放电至2.7V的温度值的110％；
4)、若适合继续工作，将其接回电池组；若不适合继续工作，发出替换信号，替换该电池。
实施例5
当电池组处于非工作期间时，运行计时器，当所述计时器记录电池组处于非工作时间达到1个月时，发送启动信号至控制器，由控制器启动电池组进行充放电循环一次所述充放电循环的过程中包括如下检测步骤：
1)、检测电池组中每个电池的温度，当检测到单体电池的温度高于电池组中的电池平均值的115％时，将所述单体电池隔离出电池组；
2)、对所述单体电池实施激活程序，将待激活电池的温度调整至45℃；
a)、将待激活电池放电至放电截至电压2.7V；
b)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.2C，脉冲时间为8s，所述负脉冲电流电流为0.2C，脉冲时间为8s，正负脉冲电流之间间隔4s，所述激活的时间为2h；
c)、将所述电池以3C充电10min，然后以0.1C充电1h，交替充电至充电截至电压4.2V；
d)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.2C，脉冲时间为8s，所述负脉冲电流电流为0.2C，脉冲时间为8s，正负脉冲电流之间间隔4s，所述激活的时间为2h；
3)、将电池以3C的电流放电至截至电压2.7V，检测电池的温度，将检测的电池温度与预定值比较，若高于预定值，判断不适合继续工作，否则判断其适合继续工作；所述预定值为正常电池以3C的电流从4.2V放电至2.7V的温度值的115％；
4)、若适合继续工作，将其接回电池组；若不适合继续工作，发出替换信号，替换该电池。
比较例1
UPS电池组，不对电池组采取任何定期激活和检测措施。
测试与结果
电池组存储性能测试，选取配组后100个电池，25个电池串联成一组，4组电池并联得到电池组；选取6组电池组，分别采用实施例1-5和比较例1的方法，将电池组在35℃下存储12个月后运行电池组，本发明的电池组的存储性能更稳定，劣化电池的个数更少。
表1
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。

Claims (6)

1.一种UPS电池组，所述电池组中具有控制器和计时器，所述控制器、计时器由所述电池组提供电能；当电池组处于非工作期间时，所述计时器开始运行，并且在预定时间内，所述控制器启动电池组进行充放电循环一次。
2.一种运行UPS电池组的方法，其中所述电池组中具有控制器和计时器，所述控制器、计时器由所述电池组提供电能；所述方法包括当电池组处于非工作期间时，运行所述计时器，并且在预定时间段内，所述控制器启动电池组进行充放电循环一次。
3.如权利要求2所述的方法，所述预定时间为0.5-3个月。
4.如权利要求2所述的方法，当所述计时器记录电池组处于非工作时间达到预定时间时，发送启动信号至控制器，由控制器启动电池组进行充放电循环一次。
5.如权利要求2所述的方法，其中所述充放电循环的过程中包括检测单体电池的运行状态的步骤。
6.如权利要求5所述的方法，所述检测单体电池运行状态的步骤包括检测电池是否适合继续工作，并根据检测结果发出更换电池信号的步骤。
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