CN206790140U - 电池放电控制系统及智能电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电池放电控制系统及智能电池。包括:温度传感单元和控制单元,所述控制单元和所述温度传感单元电性连接;所述控制单元与所述电池的放电回路连接;在电池进行自放电时,检测所述电池的温度;根据所述电池的温度,调整所述电池进行自放电时的放电速度。本实用新型能够避免电池在自放电时温度过高,同时具有较高的自放电效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域,尤其涉及一种电池放电控制系统及智能电池。
背景技术
随着科技的不断发展,各种移动设备的应用越来越多,而为移动设备提供动力源的电池的性能也越来越重要。
目前,由于锂电池具有记忆效应小、能量比较高等优点,因而广泛用作了移动设备的动力源电池。而锂电池在长期存放时,可能会在满电存放时发生鼓包等现象,从而造成安全隐患。因而,一般需要给电池增加自放电电路或者自放电装置,使电池在长期存放时的电量减少到60%左右。自放电电路可以通过给电池加载放电负载,以消耗电池的电量,并使电池最终达到想要的电量。
然而,为达到放电效果,电池在进行自放电时应满足一定的自放电速度,这样会产生大量热量;此外多个电池在堆叠时,由于散热不佳,也可能会积聚较多的热量,这样会提高电池存放时的温度,产生安全问题。
发明内容
本发明提供一种电池放电控制系统及智能电池,能够避免电池在自放电时温度过高,同时具有较高的自放电效率。
第一方面,本发明提供一种电池放电控制方法,包括:
在电池进行自放电时,检测电池的温度;
根据电池的温度,调整电池进行自放电时的放电速度。
第二方面,本发明提供一种电池放电控制系统,包括温度传感单元和控制单元,控制单元和温度传感单元电性连接;温度传感单元用于检测电池在进行自放电时的温度;控制单元与电池的放电回路连接,用于根据温度传感单元所检测到的电池的温度调整电池在自放电时的放电速度。
可选的,电池的放电回路包括电池和与串联在电池的正极和电池的负极之间的放电负载。
可选的,控制单元包括电流控制电路,电流控制电路的输入端与温度传感单元连接,电流控制电路的输出端和电池的放电回路连接,以根据流经温度传感单元的电流控制放电负载中流过的电流。
可选的,电流控制电路包括三极管,三极管的基极和温度传感单元连接,三极管的集电极与放电负载的第一端串联,放电负载的第二端和电池的正极连接,电池的负极与三极管的发射极连接。
可选的,温度传感单元包括热敏电阻,热敏电阻与电池具有热传导,且热敏电阻与三极管的基极连接。
可选的,热敏电阻为正温度系数热敏电阻PTC。
可选的,温度传感单元包括温度传感模块和与温度传感模块电连接的脉冲宽度调制PWM模块,温度传感模块用于检测电池的温度,PWM模块的输出端与三极管的基极连接,PWM模块用于发出占空比随电池的温度而变化的电流信号。
可选的,电流控制电路包括MOS管,MOS管的栅极和温度传感单元连接,MOS管的漏极和放电负载的第一端连接,放电负载的第二端和电池的正极连接,电池的负极和MOS管的源极连接。
可选的,温度传感单元包括热敏电阻,热敏电阻与电池具有热传导,且热敏电阻与MOS管的栅极连接。
可选的,热敏电阻为正温度系数热敏电阻PTC。
可选的,温度传感单元包括温度传感模块和与温度传感模块电连接的脉冲宽度调制PWM模块,温度传感模块用于检测电池的温度,PWM模块的输出端与MOS管的栅极连接,PWM模块用于发出占空比随电池的温度而变化的电压信号。
第三方面,本发明提供一种智能电池,包括用于存储电能的一个或多个储能单元和如上所述的电池放电控制系统,其中,电池放电控制系统与储能单元电连接,用于控制储能单元的放电速度。
可选的,储能单元为电芯。
本发明的电池放电控制系统及智能电池,电池放电控制方法具体包括在电池进行自放电时,检测电池的温度;然后根据电池的温度,调整电池进行自放电时的放电速度。这样可以根据电池的温度对电池在自放电时的放电速度进行调整,避免电池在自放电时因温度过高而造成安全隐患,且能使电池自放电时效率较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种电池放电控制方法的流程示意图;
图2是本发明实施例二提供的一种电池放电控制系统的结构示意图;
图3是本发明实施例二提供的电池放电控制系统中温度传感单元的一种结构示意图;
图4是本发明实施例三提供的另一种电池放电控制系统的结构示意图;
图5是本发明实施例四提供的一种智能电池的结构示意图。
附图标记说明:
1—温度传感单元;2—控制单元;3—电池;4—放电负载;11—温度传感模块;12—PWM模块;21—三极管;22—MOS管;100—电池放电控制系统;101—储能单元;200—智能电池;b—基极;c—集电极;e—发射极;D—漏极;G—栅极;S—源极。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例一提供的一种电池放电控制方法的流程示意图。如图1所示,本实施例提供的电池放电控制方法具体可以包括如下步骤:
S11、在电池进行自放电时,检测电池的温度。
具体的,进行自放电的电池通常为锂电池等,且主要应用于无人机或者地面无人车等能量密度要求较高的移动设备上。由于锂电池等的自身特性,电池可能在需要长期存放,或者其它条件下需要进行自放电,以将自身的电量。在电池进行自放电时,一般通过在电池上加载放电负载,以通过放电负载来消耗电池的电能。由于在自放电过程中,电池在电能消耗的同时,会产生放热现象,如果因为电池堆叠等情况造成电池散热不良,则可能会在电池内部造成热量积聚产生危险。所以在自放电过程中,需要对电池的实时温度进行检测。其中,可以采用各类接触式或者非接触式的温度传感器实现电池的温度检测,例如采用贴设在电池电芯表面的热敏电阻等进行检测。
S12、根据电池的温度,调整电池进行自放电时的放电速度。
获得电池的实时温度后,即可根据电池的实时温度,对电池进行自放电时的放电速度进行调整。具体的,当电池放电速度较快时,则因为功耗的原因,电池的发热较大,此时,电池的温度也会较高。因而,可以根据电池的实时温度对电池在自放电时的放电速度进行调整。如果电池的温度过高,则降低电池自放电时的放电速度,以减少电池在自放电时所发出的热量,从而让电池所积聚的热量通过散热手段而及时散去,从而使电池的温度降低;而如果电池的温度较低,则可以提高电池自放电时的放电速度,以提高电池的自放电效率,节省自放电时间。
具体的,电池在自放电时,通常需要维持在一个恒定的温度范围内,使其既能够避免因温度过高而产生的安全隐患,又可以保证一定的自放电时间。例如,在根据电池温度对电池在自放电时的放电速度进行调整时,可以包括如下具体步骤:
根据电池的温度与预设温度之间的大小关系,调整电池的放电速度。
由于电池在自放电过程中,当放电速度一定时,自身的发热和散热速度通常会达到一个平衡,这样,电池在放电时的温度通常也会保持在一定的均衡值或者均衡范围内,而当电池的温度小于或者大于该均衡温度时,可以通过调整电池的放电速度,以将其调节并维持在均衡的温度附近。具体的,可以通过预设一个温度,并通过调整电池的放电速度,以使电池的温度稳定在预设温度附近,从而保证电池具有合适的性能和安全性。
一般的,预设温度为电池的安全工作温度。电池工作在此预设温度下时,不会因为温度过高或者过低而产生安全隐患或者严重影响其性能。
为了便于调整,预设温度通常为一个范围值。例如,预设温度为35℃至60℃。在该预设温度范围内,电池可以保证正常进行工作。
具体的,在根据电池的温度与预设温度之间大小关系进行电池放电速度的调整时,具体包括当电池的温度大于或等于预设温度时,降低放电速度;或者当电池的温度小于预设温度时,提高放电速度。
其中,当进行调整时,如果电池的温度低于预设温度,则可以通过提高电池放电速度加大电池发出的热量,从而使电池升温;而如果电池的温度高于预设温度,则可降低电池放电速度,减少电池热量,以使电池降温。
具体的,可以通过多种方式对电池在自放电过程中的放电速度进行调整。例如,可以通过电池所输出的电流、电压及功率,使电池消耗电量的速度提高或降低。图2是本发明实施例一提供的另一种电池放电控制方法的流程示意图。如图2所示,作为一种可选的实施方式,对电池在自放电过程中的温度进行检测后,在根据电池的温度调整电池在自放电过程中的放电速度时,具体可包括如下步骤:改变放电负载上所通过的放电电流的大小或者放电电流的通电时间,其中,放电负载和电池电连接并共同构成回路。
具体的,放电负载和电池电连接,从而构成了用于进行电池自放电的放电回路,电池可以通过加载在放电负载两端的电压和电流对自身的电量进行消耗。而放电负载一般为电阻型负载,所以只需要改变放电负载上所通过的放电电流,即可对放电负载上的功耗进行调整,从而改变电池消耗电量的速度。具体的,当放电负载的阻值等参数一定的情况下,放电负载的功耗和放电电流的大小以及单位周期内通电时间有关。当放电电流越大,或者放电电流的通电时间越长,则放电负载所消耗的电量越多,使得电池具有较快的放电速度;而当放电电流越小,或者放电电流不能持续接通,而是保持间歇性接通时,则放电负载所消耗的电量较小,此时,电池放电速度较慢。
其中,在改变放电负载上所通过的放电电流的大小或者放电电流的通电时间,以调整电池放电速度的步骤中,当改变放电电流的通电时间时,具体可以包括如下方法:通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,简称PWM)改变放电电流的时间。脉冲宽度调制可以通过调整信号的脉冲间隔参数,例如占空比等,从而影响开关电路的通断状态,并改变放电负载上电流的导通时间,使得放电负载上只能在开关电路接通时才能有放电电流流过,并进行电池电量的消耗,而开关电路断开时,放电负载也和电池断开,无法放电。具体的,通过脉冲宽度调制方式改变放电电流时间时,通常在每一个周期内,具有一个或多个脉冲波信号,开关电路在脉冲波信号通过时才会接通,而无脉冲波信号通过时会断开,这样,通过改变单个周期内脉冲波信号的个数和脉冲波信号的持续时间,即可控制放电电流的等效大小,调整电池放点速度。
而当通过控制放电电流的大小来控制电池的放电时间时,具体可以包括如下步骤:
通过调整放大电路中输入电流的大小,改变作为放大电路中输出电流的放电电流的大小,其中,放大电路的输入端为控制端,放电负载和电池所构成的回路位于放大电路的输出端。
具体的,放大电路一般包括有输入端和输出端,且输入端和输出端之间的电流或者电压一般具有确定的放大比例。因此,可以通过调整放大电路输入端或者输出端的电压或电流,以改变另一端的电压或者电流的大小。其中,由于放大电路输入端的电流一般小于输出端电流,所以可以利用放大电路的输入端作为控制端进行控制,并在控制端输入较小的电流,以控制位于放大电路的输出端的,由放电负载和电池所构成的回路中的较大的放电电流。这样,当控制端的电流可以根据电池的温度而改变时,放电电流的大小也可随之改变,并影响电池的放电速度。
作为其中一种可选的实施方式,当放大电路为三极管放大电路时,通过调整放大电路中输入电流的大小,改变作为放大电路中输出电流的放电电流的大小的步骤,具体可以为通过调整基极电流的大小,改变作为集电极电流的放电电流的大小。
其中,三极管包括有基极、集电极和发射极,当基极上有电流流过时,三极管的集电极上的电流大小会与基极上的电流大小成一预定的比例。因而如果三极管的基极上的电流大小改变,则会使三极管集电极上的电流大小按照预定的比例发生改变。因而,如果基极电流大小可随电池的温度而产生变化,即可改变作为集电极电流的放电电流的大小,从而放电负载的功耗得以改变,电池的放电速度也随之改变。具体的,可以通过将热敏电阻等温度传感元件接入三极管的基极,在三极管放大电路输入端电压一定时,如果热敏电阻的阻值随电池的温度升高而变化,则相应的基极电流也会产生变化,并控制三极管放大电路输出端的电流产生改变。
此外,作为另一种可选的实施方式,当放大电路为MOS管放大电路时,通过调整放大电路中输入电流的大小,改变作为放大电路中输出电流的放电电流的大小的步骤,具体可以是通过调整MOS管的栅极电压的大小,改变MOS管漏极上的放电电流的大小。
具体的,MOS管,也就是金属氧化物场效应晶体管(metal oxide semiconductor)可以把输入电压的变化转化为输出电流的变化,从而达到放大电流以及控制电路通断的效果,而输入电压和输出电流之间通常会呈现出一定的增益,即通过较小的输入电压的变化而产生较大的输出电流变化,从而达到放大的效果。其中,MOS管的栅极一般作为输入端,可以接入输入电压,而相应的在漏极上可以产生输出电流,当输入电压产生变化时,漏极上的输出电流的大小随之变化,并可用于控制电池的放电速度。其具体的控制方式和前述利用三极管放大电路进行控制类似,此处不再赘述。
此外,调整电池进行自放电时的放电速度,具体还可以包括如下方式:通过调节放电负载的放电参数,调整放电速度。由于放电负载可以有多种结构和组成,因而可以通过设置具有参数可调节的放电负载,并通过调节放电负载的放电参数来调整放电速度。
可选的,放电负载的放电参数可以包括如下至少一种:放电时间、放电频率、放电电路的构成、放电电阻的大小。其中,放电时间为放电负载两端和电池接通,以加载放电电压或者有放电电流通过的时间,因而可以根据电池的温度而改变放电负载的放电时间,从而调节电池的放电速度;放电负载为电容和电感等可具有放电频率的负载时,也可以根据电池的温度变化,通过调节放电负载的放电频率,以调整电池的放电速度;或者也可以设置组成器件可变的放电电路,并在不同温度条件下,通过改变放电电路的构成而调整电池放电速度;而放电负载也可以为电阻型负载,且放电负载的阻值可以随着所检测到电池温度的变化而由控制单元等进行调节,并改变电池放电速度。
本实施例中,电池放电控制方法具体包括在电池进行自放电时,检测电池的温度;然后根据电池的温度,调整电池进行自放电时的放电速度。这样可以根据电池的温度对电池在自放电时的放电速度进行调整,避免电池在自放电时因温度过高而造成安全隐患,且能使电池自放电时效率较高。
图2是本发明实施例二提供的一种电池放电控制系统的结构示意图。本实施例中的电池放电控制系统,可以应用前述实施例一中所述的电池放电控制方法,以在电池进行自放电时,根据电池的温度控制电池的放电速度。如图2所示,本实施例的电池放电控制系统具体包括温度传感单元1和控制单元2,其中,控制单元2和温度传感单元1电性连接;温度传感单元1用于检测电池3在进行自放电时,电池3的温度;控制单元2与电池3的放电回路连接,用于根据温度传感单元1所检测到的电池3的温度调整电池在自放电时的放电速度。
具体的,电池3在进行自放电时,通常需要和放电负载等电学器件电连接,以构成一个用于放电的放电回路,电池3可以通过加载在放电回路中的电压和电流对自身的电量进行消耗。由于电池3在自放电时,可能会由于放电速度过快而产生热量积聚等现象,使得电池3具有较高的温升。如果电池3的温度过高,则可能会引起电池泄漏或者其它安全隐患。为了对电池3的温度进行实时检测,电池放电控制系统中可以包括温度传感单元1。温度传感单元1可以为各类接触式或者非接触式的温度传感器,例如是热敏电阻、温差电偶等热敏感元件,或者红外温度传感探头等可探测热辐射及温度的传感器件。为了保持温度检测的准确性,温度传感器通常需要靠近电池3设置,或者和电池3的电芯相接触,以得到电池的实际温度。
获得电池3的温度后,控制单元2可以根据电池3的温度判断是否需要对电池3的放电速度进行调整,以确保安全性,并达到预设的放电性能。一般的,由于电池3放电速度较快时,会引起电池3的温度升高,而电池3放电速度较慢时,则电池3可以通过正常散热而保持适宜的温度,因此,当温度传感单元1检测到电池3的温度较高时,可以通过减慢电池3的放电速度,以降低电池3的温度;而检测到电池3的温度较低时,可以提高电池放电速度,来保证电池3的放电效率。
具体的,利用放电回路进行电池3的自放电时,电池3的放电回路一般包括电池3和与串联在电池3的正极和电池3的负极之间的放电负载4。由于放电负载4一般为电阻型负载,所以一般只需要改变放电负载4上所通过的放电电流,即可对放电负载4上的功耗进行调整,从而调整电池3在自放电时的放电速度。此外,也可以通过对放电负载4所消耗的功率进行控制,以调整电池3的放电速度,此处不加以限制。
其中,当通过改变放电负载4上通过的放电电流来调整电池3的放电速度时,控制单元2具体可以包括电流控制电路,电流控制电路的输入端与温度传感单元1连接,电流控制电路的输出端和电池3的放电回路连接,以根据流经温度传感单元1的电流控制放电负载4中流过的电流。
而作为一种可选的实施方式,电流控制电路可包括三极管21,三极管21的基极b和温度传感单元1连接,三极管21的集电极c与放电负载4的第一端串联,放电负载4的第二端和电池3的正极连接,电池3的负极与三极管21的发射极e连接。由于三极管21的基极b和集电极c之间的电流大小具有确定的放大比率,因而其中一端的电流的大小产生变化时,就会迫使另一端的电流大小产生相应的变化。此时,即可通过三极管21的基极b和集电极c之间的这种确定的比率关系,在温度传感单元1中的电流与电池3的放电电路中放电电流之间建立起对应的联系,从而使得温度传感单元1中电流在电池3温度变化的影响下产生改变时,也会同时影响到放电电路中放电电流的大小。
由于温度传感单元1在进行温度检测时,其产生的检测电流一般较小,因此可通过将温度传感单元1接入三极管21的基极b,而放电负载4连接在三极管21的集电极c的连接方式,使得可以通过温度传感单元1的较小的电流改变,实现对放电回路中较大的放电电流的大小控制。
此时,温度传感单元1可以为多种不同类型。例如,作为其中一种较为简单的实现结构,温度传感单元1可包括热敏电阻,热敏电阻与电池3具有热传导,且热敏电阻与三极管21的基极b连接。由于热敏电阻在受热时,其自身阻值会产生改变,所以会影响到接入三极管21基极b的电流大小,并通过三极管21的基极b和集电极c之间的确定的电流比例关系控制位于集电极c一侧的放电电路中放电电流的大小。
为了使电池3的温度升高时,降低电池3的放电速度,而电池3的温度降低时,保持电池3具有较快的放电速度,应使温度传感单元1的电流大小随电池3的温度的升高与降低而呈反向变化。具体的,当温度传感单元1包括热敏电阻时,热敏电阻为正温度系数(Positive Temperature Coefficient,简称PTC)热敏电阻。PTC热敏电阻的阻值可在温度升高时随之变大,而温度降低时变小。这样,当电流放大电路输入端的电压一定时,根据电阻和电流的反比关系,会由于PTC热敏电阻的阻值的上升而使得三极管21的基极b上的电流反向减小,并导致放电回路中的放电电流减小,此时电池3的放电速度得以减慢。而当电池3的温度降低时,PTC热敏电阻的阻值随之减小,此时,三极管21基极b上和集电极c上的电流均增大,使电池3的放电速度加快,从而保证电池3在自放电时的放电效率。
图3是本发明实施例二提供的电池放电控制系统中温度传感单元的一种结构示意图。如图2和图3所示,作为温度传感单元1的另一种形式,温度传感单元1可包括温度传感模块11和与温度传感模块11电连接,用以进行脉冲宽度调制的PWM模块12。其中,温度传感模块11用于检测电池的温度,而PWM模块12的输出端与三极管21的基极b连接,PWM模块12用于发出占空比随电池的温度而变化的电流信号。
由于PWM模块12发出的电流信号并不是连续的电流,而是以脉冲波的形式存在,因此可以通过控制相同周期内脉冲波的个数或者脉冲波的持续时间,即控制脉冲波的占空比,以输出等效的大小不一的电流。具体的,当PWM模块12发出脉冲波时,可以调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置,来实现晶体管或MOS管导通时间的改变,即使通过的电流大小相同,但由于导通时间的长短发生变化,因而等效的电流大小也会随之产生变化。
此时,当温度传感模块11所检测到的电池温度不同时,PWM模块12即可由此输出占空比不同的脉冲波而控制电路通断时间变化,而等效的输出大小不同的电流信号。如果电流信号中占空比较大,则说明相同周期内脉冲波个数较多,此等效的电流较大,而电流信号中占空比较小时,则说明相同周期内脉冲波的个数较小,因而等效的电流较小。由此,即可通过PWM模块12的调制,输出大小不同的等效电流,并经过电流放大电路中三极管21的同步放大作用后,用于控制电池3的自放电速度。
由于温度传感单元1和控制单元2可以根据电池3温度的改变情况,通过改变放电负载4上所通过的放电电流的大小或者放电电流的通电时间,从而调整电池3的放电速度,因而可以根据电池3的温度而控制电池3在自放电时的快慢程度,避免电池3因放电速度过快而造成温度过高,产生安全隐患,同时可以尽可能地保证电池3具有较高的自放电速度和自放电效率。
本实施例中,电池放电控制系统具体包括温度传感单元和控制单元,其中,控制单元和温度传感单元电性连接;温度传感单元用于检测电池的温度;控制单元与电池的放电回路连接,用于根据温度传感单元所检测到的电池的温度调整电池在自放电时的放电速度。这样可以根据电池的温度对电池在自放电时的放电速度进行调整,避免电池在自放电时因温度过高而造成安全隐患,且能使电池自放电时效率较高。
此外,用于控制电池在自放电时放电速度的电流控制电路,还可以为其它不同的结构和形式。图4是本发明实施例三提供的另一种电池放电控制系统的结构示意图。如图4所示,本实施例中电池放电控制系统的整体结构均与实施例二中的电池放电控制系统类似,不同之处在于,本实施例的电池放电控制系统中,电流控制电路包括MOS管22,MOS管22的栅极G和温度传感单元1连接,MOS管22的漏极D和放电负载4的第一端连接,放电负载4的第二端和电池3的正极连接,电池3的负极和MOS管22的源极S连接。
具体的,MOS管22的栅极G和漏极D之间同样存在确定的放大比率,因而可以通过栅极G和漏极D之间这种确定的比率关系,在温度传感单元1中的电压或电流与放电电路中的放电电流之间建立起对应的联系。MOS管和三极管的不同之处在于,MOS管在工作时几乎不需要电流驱动,而只要电压发生变化就能控制漏极、源极的电流变化。因此,电流控制电路的输入端并不需要保证有电流通过,而只要温度传感单元1能够为栅极G提供电压,即可根据电压的改变而控制放电电路中的放电电流大小,因而实现了通过电压来对放电电流的大小进行控制。
同样的,用于检测电池温度的温度传感单元1也可以具有多种不同的结构及形式。例如,温度传感单元1可以包括热敏电阻,热敏电阻与电池3具有热传导,且热敏电阻与MOS管22的栅极G连接。热敏电阻的具体结构和工作原理均和前述实施例二中的类似,此处不再赘述。
进一步的,当温度传感单元1包括热敏电阻时,热敏电阻可以为正温度系数(Positive Temperature Coefficient,简称PTC)热敏电阻。PTC热敏电阻的阻值可在温度升高时随之变大,而温度降低时变小。这样,可以通过设置分压电阻,使得PTC热敏电阻的阻值变大时,在MOS管22栅极G上的电压反向减小,并导致放电回路中的放电电流减小,此时电池3的放电速度得以减慢。而当电池3的温度降低时,PTC热敏电阻的阻值随之减小,此时,通过分压电阻等手段,可以让MOS管22栅极G上的电压反向增大,且位于MOS管22漏极D一端的放电回路中的电流增大,使电池3的放电速度加快,从而保证电池3在自放电时的放电效率。
而相应的,当电流放大电路中包括有MOS管22时,温度传感单元1也可以为其它形式和结构。例如,温度传感单元1的结构可以和图4中的类似,即包括温度传感模块11和与温度传感模块11电连接的脉冲宽度调制PWM模块12,温度传感模块11用于检测电池3的温度,PWM模块12的输出端与MOS管22的栅极G连接,PWM模块12用于发出占空比随电池3的温度而变化的电压信号。其中,通过PWM模块12可通过控制脉冲波的占空比而控制MOS管22栅极G一侧的电压大小,并经过电流放大电路的同步放大作用后,调整放电电路中的电流大小,从而改变电池3的放电速度。其中,PWM模块12的工作方式以及电压大小的控制原理和前述实施例二中的类似,此处不再赘述。
本实施例中,电池放电控制系统具体包括温度传感单元和控制单元,其中,控制单元和温度传感单元电性连接;温度传感单元用于检测电池的温度;控制单元与电池的放电回路连接,用于根据温度传感单元所检测到的电池的温度调整电池在自放电时的放电速度;且电流控制电路包括MOS管,MOS管的栅极和温度传感单元连接,MOS管的漏极和放电负载的第一端连接,放电负载的第二端和电池的正极连接,电池的负极和MOS管的源极连接。这样能够通过通断电压实现对放电电流大小的控制,从而根据电池的温度对电池在自放电时的放电速度进行调整,避免电池在自放电时因温度过高而造成安全隐患,且能使电池放电时效率较高。
图5是本发明实施例四提供的一种智能电池的结构示意图。如图5所示,本实施例的智能电池200包括用于存储电能的一个或多个储能单元101和电池放电控制系统100,电池放电控制系统100与储能单元101电连接,用于控制储能单元101的放电速度。其中,电池放电控制系统100可以执行实施例一中的电池放电控制方法,从而根据智能电池200中储能单元101的温度而控制储能单元101的放电速度。电池放电控制系统100的具体结构、组成、功能和工作原理均已在前述实施例二和三中进行了详细说明,此处不再赘述。
具体的,智能电池200中具有一个或多个储能单元101,储能单元101通常可以为电芯,或者其它可以用于存储电能的结构。当储能单元101为多个时,多个储能单元可以通过堆叠的方式组装并连接在一起。而电池放电控制系统100可以检测储能单元101的温度,并根据检测到的温度控制储能单元101的放电速度,避免储能单元101的温度过高或过低,从而有效防止智能电池200因储能单元101的热量积聚过多而产生安全隐患。
本实施例中,智能电池包括用于存储电能的一个或多个储能单元和电池放电控制系统,电池放电控制系统与储能单元电连接,用于控制储能单元的放电速度;其中,电池放电控制系统具体包括温度传感单元和控制单元,其中,控制单元和温度传感单元电性连接;温度传感单元用于检测电池的温度;控制单元与电池的放电回路连接,用于根据温度传感单元所检测到的电池的温度调整电池在自放电时的放电速度。这样可以根据智能电池中储能单元的温度对智能电池在自放电时的放电速度进行调整,避免智能电池中的储能单元在自放电时因温度过高而造成安全隐患,且能使智能电池在自放电时效率较高。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (11)
1.一种电池放电控制系统,其特征在于,包括:温度传感单元和控制单元,所述控制单元和所述温度传感单元电性连接;
所述温度传感单元用于检测电池在自放电时的温度;
所述控制单元与所述电池的放电回路连接,用于根据所述温度传感单元所检测到的所述电池的温度调整所述电池在自放电时的放电速度;
所述电池的放电回路包括电池和与串联在所述电池的正极和所述电池的负极之间的放电负载;
所述控制单元包括电流控制电路,所述电流控制电路的输入端与所述温度传感单元连接,所述电流控制电路的输出端和所述电池的放电回路连接,以根据流经所述温度传感单元的电流控制所述放电负载中流过的电流。
2.根据权利要求1所述的电池放电控制系统,其特征在于,所述电流控制电路包括三极管,所述三极管的基极和所述温度传感单元连接,所述三极管的集电极与所述放电负载的第一端串联,所述放电负载的第二端和所述电池的正极连接,所述电池的负极与所述三极管的发射极连接。
3.根据权利要求2所述的电池放电控制系统,其特征在于,所述温度传感单元包括热敏电阻,所述热敏电阻与所述电池具有热传导,且所述热敏电阻与所述三极管的基极连接。
4.根据权利要求3所述的电池放电控制系统,其特征在于,所述热敏电阻为正温度系数热敏电阻PTC。
5.根据权利要求2所述的电池放电控制系统,其特征在于,所述温度传感单元包括温度传感模块和与所述温度传感模块电连接的脉冲宽度调制PWM模块,所述温度传感模块用于检测所述电池的温度,所述PWM模块的输出端与所述三极管的基极连接,所述PWM模块用于发出占空比随所述电池的温度而变化的电流信号。
6.根据权利要求1所述的电池放电控制系统,其特征在于,所述电流控制电路包括MOS管,所述MOS管的栅极和所述温度传感单元连接,所述MOS管的漏极和所述放电负载的第一端连接,所述放电负载的第二端和所述电池的正极连接,所述电池的负极和所述MOS管的源极连接。
7.根据权利要求6所述的电池放电控制系统,其特征在于,所述温度传感单元包括热敏电阻,所述热敏电阻与所述电池具有热传导,且所述热敏电阻与所述MOS管的栅极连接。
8.根据权利要求7所述的电池放电控制系统,其特征在于,所述热敏电阻为正温度系数热敏电阻PTC。
9.根据权利要求6所述的电池放电控制系统,其特征在于,所述温度传感单元包括温度传感模块和与所述温度传感模块电连接的脉冲宽度调制PWM模块,所述温度传感模块用于检测所述电池的温度,所述PWM模块的输出端与所述MOS管的栅极连接,所述PWM模块用于发出占空比随所述电池的温度而变化的电压信号。
10.一种智能电池,其特征在于,包括用于存储电能的一个或多个储能单元和权利要求1-9任一项所述的电池放电控制系统,
其中,所述电池放电控制系统与所述储能单元电连接,用于控制所述储能单元的放电速度。
11.根据权利要求10所述的智能电池,其特征在于,所述储能单元为电芯。
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