CN110994724A - 一种电池组使用寿命延长方法和系统以及太阳能灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源灯具技术领域，具体涉及一种电池组使用寿命延长方法和系统以及太阳能灯，其中方法包括将电池组分为第一电池组和第二电池组两部分，充电时，首先判断当前环境温度是否满足电池组正常充电范围，若是则对第二电池组充电，若否则对第一电池组进行充电，这样即使当前环境温度不满足电池组的充电范围，也仅仅只会对第一电池组有所损伤，使得第一电池组衰减，而不会影响第二电池组，因此，由第一电池组和第二电池组组成的电池组整体的使用寿命将会延长。放电时，也以第一电池组为主，首先放电，再控制第二电池组放电，同时第一电池组和第二电池组放电时都会剩余一定的电量，避免放电彻底影响下次充电。

Description

一种电池组使用寿命延长方法和系统以及太阳能灯

技术领域

本发明涉及新能源灯具技术领域，具体涉及一种电池组使用寿命延长方法和系统以及太阳能灯。

背景技术

随着锂电池技术的发展，现有市场上越来越多的设备开始使用锂电池作为储能电池，锂电池具有体积小、重量轻和寿命长的特点，但是锂电池也有其弊端，那就是其对使用环境的温度有一定要求，如果在过高温度或者过低温度下充电都会使得锂电池遭受不同程度的损害，使得电池衰减很快，例如在温度高于45摄氏度的环境的对锂电池进行充电，实验表明，大约30-50次循环后锂电池的寿命将终结，即锂电池的容量低于其初始容量的80％，同样在温度过低的环境中对锂电池进行充电也会使其遭受损害，影响其使用寿命。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是在高温或者低温环境中使用锂电池会使得其受到损害，缩短其使用寿命。

一种电池组使用寿命延长方法，将所述电池组划分为第一电池组和第二电池组，所述第一电池组和第二电池组分别设置有独立的充电和放电回路，所述方法还包括充电控制策略和放电控制策略：

所述充电控制策略包括：

获取所述第一电池组或第二电池组所在环境的当前温度值；

判断所述当前温度值是否处于预设的第一温度范围内，若是则执行第一充电策略，若否则执行第二充电策略：

所述第一充电策略包括：判断所述第二电池组的当前电量是否为充满状态，若否则对所述第二电池组进行充电，若是则执行所述第二充电策略；

所述第二充电策略包括：判断所述第一电池组的当前电量是否为充满状态，若是则停止充电过程，若否则对所述第一电池组进行充电；

所述放电控制策略包括：

判断所述第一电池组的当前电量是否少于第一预设电量，若否则控制所述第一电池组进行放电，若是则执行第一放电策略；

所述第一放电策略包括：判断所述第二电池组的当前电量是否少于所述第一预设电量，若否则控制所述第二电池组进行放电，若是则停止放电过程。

进一步的，所述第二充电策略还包括：

当判断出所述第一电池组的当前电量为未充满状态时，进一步判断所述当前温度值是否大于第二预设值或者小于第三预设值，若否则对所述第一电池组进行充电，若是则停止充电过程。

进一步的，所述放电控制策略还包括：

在判断所述第一电池组的当前电量是否少于第一预设电量之前，先判断所述第二电池组是否在预定天数内都未进行放电，若是则优先控制所述第二电池组进行放电。

其中，所述第一温度范围为0-45℃，所述第一预设电量为当前电池组电量的百分之五。

其中，所述第二预设值为55℃，所述第三预设值为-10℃。

一种电池组使用寿命延长系统，将所述电池组划分成的第一电池组和第二电池组，所述系统包括分别设置在所述第一电池组和第二电池组上的独立的充电和放电回路，所述系统还包括充电控制单元和放电控制单元：

所述充电控制单元包括：

温度获取模块，用于获取所述第一电池组或第二电池组所在环境的当前温度值；

第一判断模块，用于判断所述当前温度值是否处于预设的第一温度范围内，若是则启动第一充电模块，若否则启动第二充电模块：

所述第一充电模块用于判断所述第二电池组的当前电量是否为充满状态，若否则对所述第二电池组进行充电，若是则启动所述第二充电模块；

所述第二充电模块用于判断所述第一电池组的当前电量是否为充满状态，若是则停止充电过程，若否则对所述第一电池组进行充电；

所述放电控制单元包括：

第二判断模块，用于判断所述第一电池组的当前电量是否少于第一预设电量，若否则控制所述第一电池组进行放电，若是则启动第一放电模块；

所述第一放电模块用于判断所述第二电池组的当前电量是否少于所述第一预设电量，若否则控制所述第二电池组进行放电，若是则停止放电过程。

进一步的，还包括第三充电模块；

所述第三充电模块用于在所述第二充电模块判断出所述第一电池组的当前电量为未充满状态时，进一步判断所述当前温度值是否大于第二预设值或者小于第三预设值，若否则对所述第一电池组进行充电，若是则停止充电过程。

进一步的，所述放电控制单元还包括第二放电模块：

所述第二放电模块用于在第一放电模块判断所述第一电池组的当前电量是否少于第一预设电量之前，先判断所述第二电池组是否在预定天数内都未进行放电，若是则优先控制所述第二电池组进行放电。

其中，所述第一温度范围为0-45℃，所述第一预设电量为当前电池组电量的百分之五。

一种太阳能灯，所述太阳能灯还包括如上所述的电池组使用寿命延长系统。

依据上述实施例的电池组使用寿命延长方法和系统，其将电池组分为第一电池组和第二电池组，且第一电池组和第二电池组分别设置有独立的充电和放电回路。该方法还包括充电控制策略和放电控制策略，其中，充电控制策略包括首先获取第一电池组或第二电池组所在环境的当前温度值；判断当前温度值是否处于预设的第一温度范围内，若是则执行第一充电策略，若否则执行第二充电策略。该第一充电策略包括，判断第二电池组的当前电量是否为充满状态，若否则对第二电池组进行充电，若是则执行第二充电策略。其中，第二充电策略包括，判断第一电池组的当前电量是否为充满状态，若是则停止充电过程，若否则对第一电池组进行充电。这样在高温或者低温时只对第一电池组进行充电，仅仅会使得第一电池组有所衰减，第二电池组一直都是在合适的充电温度时充电，不会损害第二电池组，这样由第一电池组和第二电池组组成的完整的电池组的使用寿命即可延长。其中，放电控制策略包括，先判断第一电池组的当前电量是否少于第一预设电量，若否则控制所述第一电池组进行放电，若是则执行第一放电策略；该第一放电策略包括，判断第二电池组的当前电量是否少于第一预设电量，若否则控制第二电池组进行放电，若是则停止放电过程。这样放电时首先以第一电池组优先放电，且放电时第一电池组和第二电池组的电量都至少保留百分之五，从而保证第一电池组和第二电池组下次可以顺利充电，以此保证整个电池组的使用寿命。

附图说明

图1为本申请实施例的充电控制策略流程图；

图2为本申请实施例的放电控制策略流程图；

图3为本申请实施例的电池组使用寿命延长系统结构示意图；

图4为本申请实施例的电池组使用寿命延长系统的具体结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。

在本发明实施例中，将电池组分为第一电池组和第二电池组两部分，且第一电池组和第二电池组分别设置有独立的充电和放电回路，使用时，第一电池组作为主电池组，第二电池组作为次电池组，充电时，首先判断当前环境温度是否满足电池组正常充电范围，若满足则对第二电池组充电，若不满足则对第一电池组进行充电，这样即使当前环境温度不满足电池组的充电范围，也仅仅只会对第一电池组有所损伤，使得第一电池组衰减，而不会影响第二电池组，因此，由第一电池组和第二电池组组成的电池组整体的使用寿命将会延长。放电时，也以第一电池组为主，首先放电，再控制第二电池组放电，同时第一电池组和第二电池组放电时都会剩余一定的电量，避免放电彻底影响下次充电。通过本实施例的方法可以延长整体电池组的使用寿命。

本实施例中主电池组更多的在恶劣环境下使用，次电池组包为后备。即便主电池组出现损坏，次电池组可以顶替继续使用。因此在同等使用条件下，相当于电池寿命实现翻倍延长；在同等数量应用中，成本得以大为降低，供应商可选择余地大大扩大，产品竞争优势非常明显。

实施例一：

本实施例提供一种电池组使用寿命延长方法，首先将电池组划分为第一电池组和第二电池组，第一电池组和第二电池组分别设置有独立的充电和放电回路，通过独立的充电和放电回路控制第一电池组和第二电池组进行充电和放电，具体的，该方法包括充电控制策略和放电控制策略，即充电控制方法和放电控制方法，分别用于控制第一电池组和第二电池组进行充电和放电，以延长其使用寿命。

其中，如图1，充电控制策略包括以下步骤：

步骤101：获取第一电池组或第二电池组所在环境的当前温度值，本实施例中在电池仓里设有温度传感器，用于获取电池仓内的温度值，第一电池组和第二电池组设置在电池仓内。

步骤102：判断当前温度值是否处于预设的第一温度范围内，若是则执行步骤103，若否则执行步骤104；本实施例中第一温度范围设置为0-45摄氏度，此温度范围为锂电池组正常的工作范围，电池组充电和放电时不会有所损坏，因此不是导致电池组衰减。

步骤103：判断第二电池组的当前电量是否为充满状态；若否则执行步骤1031，对第二电池组进行充电，若是则执行步骤104；若判断当前温度值在合适的锂电池组充电温度范围内，则优先对第二电池组进行充电，这样能保证第二电池组不会受到损伤，也不会衰减，使得由第一电池组和第二电池组组成的整体电池组的使用寿命得到延长。

步骤104：判断第一电池组的当前电量是否为充满状态，若是则执行步骤1052，即停止整个充电过程，若否则执行步骤105；若获取第一电池组的电量后，判断出第一电池组的电量为充满状态，则无须对第一电池组进行充电，整个停电过程结束。若第一电池组为未充满状态，则可以直接给第一电池组进行充电，因为当前环境温度在锂电池的适合充电和放电温度范围，对第一电池组进行充电也不会损害第一电池组。

步骤105：判断当前温度值是否大于第二预设值或者小于第三预设值，若否则执行步骤1051，若是，则执行步骤1052。

步骤1051：对第一电池组进行充电，若是则停止充电过程。其中，若环境温度不满足预设的第一温度范围，即0-45℃时，进一步判断出第一电池组的当前电量为未充满状态时，为了保证第一电池组的充电安全，防止当前环境温度过高或者过低，引起安全问题，本实施例还需要进一步判断当前环境温度是否大于第二预设值，本实施例中该第二温度值设置为55℃，若温度高于55℃时充电可以引起锂电池组爆炸等。或者判断当前温度是否低于第三预设值，本实施例中该第三预设值设置为-10℃，即当电池仓温度低于零下10摄氏度时，则也停止充电过程。

其中，步骤1052：停止整个充电过程。

采用本实施例的充电策略，在高温或者低温时只对第一电池组进行充电，仅仅会使得第一电池组有所衰减，第二电池组一直都是在合适的充电温度时充电，不会损害第二电池组，这样由第一电池组和第二电池组组成的完整的电池组的使用寿命即可延长。

其中，如图2，放电控制策略包括：

步骤201：判断第二电池组是否在预定天数内都未进行放电，若是则执行步骤202，若否则执行步骤203；

其中步骤202：优先控制第二电池组进行放电，本实施例中的预定天数设置为60天，为了避免第二电池组长期不充电和放电，出现故障，因此如果检测到第二电池组60天都未放电时，则优先控制第二电池组放电。

其中步骤203：判断第一电池组的当前电量是否少于第一预设电量，若否则执行步骤204，若是则执行步骤205。其中，本实施例中第一预设电量为当前电池组电量的百分之五，即判断出第一电池组的当前电量不少于其总电量的5％时，则优先控制第一电池组放电。

步骤205:判断第二电池组的当前电量是否少于第一预设电量，若否则执行步骤2051，若是则执行步骤2052。

其中步骤2051：控制第二电池组进行放电；

步骤2052：停止整个放电过程。

通过本实施例的放电控制方法，优先控制第一电池组放电，再控制第二电池组放电，同时第一电池组和第二电池组放电时都会剩余5％的电量，避免放电彻底从而影响下次充电，通过本实施例的充电和放电控制方法可以延长整体电池组的使用寿命。

进一步的，为确保不同电池的线阻，其板内铜泊内阻、接插件内阻的不同，可以设定一个内阻变量，作为电池组容量修正值。

另外，为确保负载不会因分为两组电池组的容量不同而出现明显区别，采用交替放电方式，即：第一电池组先放电，在临界点变换PWM时先检测次电池容量并对比，高于自身则第二电池组接力并维持放电功率不变，若低，则变化PWM；以此类推。

其中，需要说明的是，在其他实施例中，整个电池组也可以分为多组，例如三组、四组等，可以选择一组作为主电池组，其余几组为负电池组，其中主电池组的充电和放电控制方法和本实施例的第一电池组相同，其余几组负电池组的充电和放电控制方法和本实施例的第二电池组相同，这样也能提高整个电池组的使用寿命。

实施例二

一种电池组使用寿命延长系统，系统包括由所述电池组划分成的第一电池组和第二电池组，以及分别设置在所述第一电池组和第二电池组上的独立的充电和放电回路，基于该独立的充电和放电回路可以单独控制第一电池组和第二电池组进行充电和放电。

进一步的，如图3，本实施例的系统还包括充电控制单元31和放电控制单元32，分别用于对第一电池组和第二电池组进行充电和放电管理。

其中，如图4，充电控制单元31包括温度获取模块311、第一判断模块312、第一充电模块313、第二充电模块314和第三充电模块315。

温度获取模块311，用于获取第一电池组或第二电池组所在环境的当前温度值；本实施例中在电池仓里设有温度传感器，用于获取电池仓内的温度值代表当前第一电池组和第二电池组工作环境的温度，第一电池组和第二电池组设置在电池仓内。

第一判断模块312，用于判断当前温度值是否处于预设的第一温度范围内，若是则启动第一充电模块313，若否则启动第二充电模块314：本实施例的第一温度范围为0-45℃。

第一充电模块313用于判断第二电池组的当前电量是否为充满状态，若否则对第二电池组进行充电，若是则启动所述第二充电模块314；

第二充电模块314用于判断第一电池组的当前电量是否为充满状态，若是则停止充电过程，若否则对第一电池组进行充电；

本实施例的充电控制单元31还包括第三充电模块315；第三充电模块315用于在第二充电模块314判断出第一电池组的当前电量为未充满状态时，进一步判断当前温度值是否大于第二预设值或者小于第三预设值，若否则对第一电池组进行充电，若是则停止充电过程。

本实施例的充电控制单元，在高温或者低温时只对第一电池组进行充电，仅仅会使得第一电池组有所衰减，第二电池组一直都是在合适的充电温度时充电，不会损害第二电池组，这样由第一电池组和第二电池组组成的完整的电池组的使用寿命即可延长。

其中，本实施例的放电控制单元32包括第二判断模块321、第一放电模块322和第二放电模块323。

其中，第二判断模块321用于判断第一电池组的当前电量是否少于第一预设电量，若否则控制所述第一电池组进行放电，若是则启动第一放电模块322；本实施例的第一预设电量为当前电池组电量的百分之五。

其中，第一放电模块322用于判断第二电池组的当前电量是否少于所述第一预设电量，若否则控制所述第二电池组进行放电，若是则停止放电过程。

其中，第二放电模块323用于在第一放电模块322判断第一电池组的当前电量是否少于第一预设电量之前，先判断第二电池组是否在预定天数内都未进行放电，若是则优先控制第二电池组进行放电。

通过本实施例的放电控制系统，优先控制第一电池组放电，再控制第二电池组放电，同时第一电池组和第二电池组放电时都会剩余5％的电量，避免放电彻底从而影响下次充电，通过本实施例的充电和放电控制方法可以延长整体电池组的使用寿命。

实施例三

本实施例提供一种太阳能灯，将该太阳能灯电池组划分成的第一电池组和第二电池组，在第一电池组和第二电池组上分别设置有独立的充电和放电回路，该太阳能灯还设置有如实施例二提供的电池组使用寿命延长系统，在高温或者低温时只对第一电池组进行充电，仅仅会使得第一电池组有所衰减，第二电池组一直都是在合适的充电温度时充电，不会损害第二电池组，这样由第一电池组和第二电池组组成的完整的电池组的使用寿命即可延长。另外放电时，优先控制第一电池组放电，再控制第二电池组放电，同时第一电池组和第二电池组放电时都会剩余5％的电量，避免放电彻底从而影响下次充电，通过本实施例的充电和放电控制方法可以延长整体电池组的使用寿命。

需要说明的是，本实施例仅是以太阳能为例对本申请的电池组使用寿命延长方法和系统进行说明，并不代表本实施例的方法和系统只能应用于太阳能灯领域，本实施例的方法和系统可以应用于任何使用锂电池组的场景中，例如电动汽车、风力发电、太阳能发电等领域，此处不再一一枚举。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种电池组使用寿命延长方法，其特征在于，将所述电池组划分为第一电池组和第二电池组，所述第一电池组和第二电池组分别设置有独立的充电和放电回路，所述方法还包括充电控制策略和放电控制策略：

所述充电控制策略包括：

获取所述第一电池组或第二电池组所在环境的当前温度值；

判断所述当前温度值是否处于预设的第一温度范围内，若是则执行第一充电策略，若否则执行第二充电策略：

所述第一充电策略包括：判断所述第二电池组的当前电量是否为充满状态，若否则对所述第二电池组进行充电，若是则执行所述第二充电策略；

所述第二充电策略包括：判断所述第一电池组的当前电量是否为充满状态，若是则停止充电过程，若否则对所述第一电池组进行充电；

所述放电控制策略包括：

判断所述第一电池组的当前电量是否少于第一预设电量，若否则控制所述第一电池组进行放电，若是则执行第一放电策略；

所述第一放电策略包括：判断所述第二电池组的当前电量是否少于所述第一预设电量，若否则控制所述第二电池组进行放电，若是则停止放电过程。

2.如权利要求1所述的电池组使用寿命延长方法，其特征在于，所述第二充电策略还包括：

当判断出所述第一电池组的当前电量为未充满状态时，进一步判断所述当前温度值是否大于第二预设值或者小于第三预设值，若否则对所述第一电池组进行充电，若是则停止充电过程。

3.如权利要求1所述的电池组使用寿命延长方法，其特征在于，所述放电控制策略还包括：

在判断所述第一电池组的当前电量是否少于第一预设电量之前，先判断所述第二电池组是否在预定天数内都未进行放电，若是则优先控制所述第二电池组进行放电。

4.如权利要求1所述的电池组使用寿命延长方法，其特征在于，所述第一温度范围为0-45℃，所述第一预设电量为当前电池组电量的百分之五。

5.如权利要求2所述的电池组使用寿命延长方法，其特征在于，所述第二预设值为55℃，所述第三预设值为-10℃。

6.一种电池组使用寿命延长系统，其特征在于，将所述电池组划分成的第一电池组和第二电池组，所述系统包括分别设置在所述第一电池组和第二电池组上的独立的充电和放电回路，所述系统还包括充电控制单元和放电控制单元：

所述充电控制单元包括：

温度获取模块，用于获取所述第一电池组或第二电池组所在环境的当前温度值；

第一判断模块，用于判断所述当前温度值是否处于预设的第一温度范围内，若是则启动第一充电模块，若否则启动第二充电模块：

所述第一充电模块用于判断所述第二电池组的当前电量是否为充满状态，若否则对所述第二电池组进行充电，若是则启动所述第二充电模块；

所述第二充电模块用于判断所述第一电池组的当前电量是否为充满状态，若是则停止充电过程，若否则对所述第一电池组进行充电；

所述放电控制单元包括：

第二判断模块，用于判断所述第一电池组的当前电量是否少于第一预设电量，若否则控制所述第一电池组进行放电，若是则启动第一放电模块；

所述第一放电模块用于判断所述第二电池组的当前电量是否少于所述第一预设电量，若否则控制所述第二电池组进行放电，若是则停止放电过程。

7.如权利要求6所述的电池组使用寿命延长系统，其特征在于，还包括第三充电模块；

所述第三充电模块用于在所述第二充电模块判断出所述第一电池组的当前电量为未充满状态时，进一步判断所述当前温度值是否大于第二预设值或者小于第三预设值，若否则对所述第一电池组进行充电，若是则停止充电过程。

8.如权利要求6所述的电池组使用寿命延长系统，其特征在于，所述放电控制单元还包括第二放电模块：

所述第二放电模块用于在第一放电模块判断所述第一电池组的当前电量是否少于第一预设电量之前，先判断所述第二电池组是否在预定天数内都未进行放电，若是则优先控制所述第二电池组进行放电。

9.如权利要求6所述的电池组使用寿命延长系统，其特征在于，所述第一温度范围为0-45℃，所述第一预设电量为当前电池组电量的百分之五。

10.一种太阳能灯，其特征在于，所述太阳能灯还包括如权利要求6-9任一项所述的电池组使用寿命延长系统。

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