JP6686166B2 - 電池ヘルス状態を検出する装置及び方法 - Google Patents

Description

この出願は、電池ヘルス状態を検出する技術に主に関し、詳細には、ある期間内に負荷に電力を供給しない電池について電池性能の劣化度合いを推定する装置及び方法に関する。

電気エネルギー貯蔵装置として、電池は多くの分野で重要な適用を有する。固定のエネルギー貯蔵の適用分野では、スタンバイ電源が、データセンタデバイス、光伝送デバイス、又は基地局などの通信デバイスに通常設置される。スタンバイ電源は、単一の電池であり得、あるいは並列又は直列に接続された複数の電池を含む電池グループであり得る。通常、スタンバイ電源の電池がある期間内に負荷に電力を供給しない場合、電池性能において自然劣化が不可避的に発生する。ゆえに、スタンバイ電源が十分な電気量を通信デバイスに供給できることを確保するために、ユーザは、スタンバイ電源の電池のヘルス状態（SOH）に対して比較的高い要件を課す。

いくつかの既存の適用分野では、電池内部抵抗が電池容量に関連するが、電池内部抵抗の増加は必ずしも電池容量の損失を引き起こさない。比較的に、大抵の適用分野において、電池保持容量が、電池SOHを測定するためのパラメータ指標として通常使用され、電池容量情報を正確に表すことができる。

通信デバイスにおけるスタンバイ電源の電池について、電池保持容量パラメータは、負荷電圧及び負荷電流を検出することにより取得されることができない。ゆえに、従来技術では、電池保持容量パラメータは、電池が完全に充電又は完全に放電される方法を使用することによるテストを用いて通常取得される。しかしながら、電池は、完全に充電又は完全に放電される前、取り外される必要がある。すなわち、電池は、電池の通信デバイスから取り外される必要がある。通信デバイスのアクティブ電源が電力を供給することを停止した場合、スタンバイ電源の電池がちょうど取り外され、放電又は充電状態にあるとき、スタンバイ電源は通信デバイスの正常動作を確保することができず、これはサービスに大きく影響する。

この出願は、ある期間内に負荷に電力を供給しない電池について電池ヘルス状態を検出し、電池性能の劣化度合いを正確に監視するための、電池ヘルス状態を検出する装置及び方法並びに基地局を提供する。

第１の態様によれば、この出願は、電池ヘルス状態を検出する装置を提供し、該装置は、CPUモジュール及びサンプリング回路を含む。CPUモジュールは、検出されたユニットを決定し、制御情報をサンプリング回路に送信するように構成される。検出されたユニットは、少なくとも１つの電池を含み、少なくとも１つの電池は、少なくとも１つの電池が検出される前、ある期間内に負荷に電力を供給しない。サンプリング回路は、CPUモジュールから制御情報を受信し、検出されたユニットの開回路電圧及び温度を収集し、取得された開回路電圧値及び温度値をCPUモジュールに出力するように構成される。CPUモジュールは、サンプリング回路から受信された開回路電圧値に従う計算を実行して、検出されたユニットの電池充電状態値を取得し、電池充電状態値及び温度値に従う計算を実行して、検出されたユニットの損失容量を取得し、検出されたユニットの損失容量の、元の容量に対する比率に従う計算を実行して、検出されたユニットの電池ヘルス状態値を取得するようにさらに構成される。

第２の態様によれば、この出願は、電池ヘルス状態を検出する装置を提供し、該装置は、CPUモジュール及びサンプリング回路を含む。CPUモジュールは、検出されたユニットを決定し、制御情報をサンプリング回路に送信するように構成される。検出されたユニットは、少なくとも１つの電池を含み、少なくとも１つの電池は、少なくとも１つの電池が検出される前、ある期間内に負荷に電力を供給しない。サンプリング回路は、CPUモジュールから制御情報を受信し、検出されたユニットの開回路電圧及び温度を収集し、取得された開回路電圧値及び温度値をCPUモジュールに出力するように構成される。CPUモジュールは、サンプリング回路から受信された開回路電圧値に従う計算を実行して、検出されたユニットの電池充電状態値を取得し、電池充電状態値及び温度値に従う計算を実行して、検出されたユニットの損失容量を取得し、予め記憶された負荷電力値及び負荷端電圧値と検出されたユニットの損失容量とに従う計算を実行して、検出されたユニットの保持容量を取得し、検出されたユニットの保持容量の、元の容量に対する比率に従う計算を実行して、検出されたユニットの電池ヘルス状態値を取得するようにさらに構成される。

第１の態様又は第２の態様を参照し、可能な実現方式において、CPUモジュールは、以下の式を使用することにより検出されたユニットの電池充電状態値を計算する：
OCV=a₁(SOC)ⁿ+a₂(SOC)^n-1+...+a_n(SOC)+b

式において、OCVは開回路電圧を表し、SOCは電池充電状態を表し、n、a₁、a₂、a_n、及びbは予め設定された定数であり、nは正の整数である。

第１の態様、第２の態様、又は可能な実現方式を参照し、可能な実現方式において、CPUモジュールは、以下の式を使用することにより検出されたユニットの保持容量を計算する：

式において、Q_rは、検出されたユニットの保持容量を表し、Q_nomは、検出されたユニットの元の容量を表し、Q_thは、検出されたユニットの損失容量を表し、Wは負荷電力を表し、Uは負荷端電圧を表し、I_thは定数であり、pはポイカート係数である。この実現方式において、負荷電力及び負荷端電圧に対する通信デバイスの要件が考慮され、検出されたユニットの保持容量が、検出されたユニットの損失容量が取得された後にさらに計算され、それにより、最終的に取得される電池ヘルス状態値はより正確である。

第１の態様、第２の態様、又は前述の複数の可能な実現方式を参照し、可能な実現方式において、サンプリング回路は、複数の異なる検出時点で検出されたユニットの温度を収集し、異なる検出時点で取得された温度値をCPUモジュールに出力するように具体的に構成される。CPUモジュールは、電池充電状態値と、異なる検出時点で取得された温度値とに従う計算を実行して、検出されたユニットの損失容量を取得するように具体的に構成される。具体的に、CPUモジュールは、以下の２つの式を使用することにより、電池充電状態値と、異なる検出時点で取得された温度値とに対応する第１のパラメータと、異なる検出時点で取得された温度値に対応する第２のパラメータとを計算する：
k=x₁*T+x₂*T²+y₁*SOC+y₂*SOC²+c*T*SOC+d 及び
α=x₀*exp(λ/T)

式において、kは第１のパラメータを表し、Tは検出されたユニットの温度を表し、SOCは電池充電状態を表し、x₁、x₂、y₁、y₂、c、及びdは予め設定された定数であり、αは第２のパラメータを表し、Tは検出されたユニットの電源の温度を表し、exp(λ/T)は、自然数eが(λ/T)乗される指数関数を表し、eの値は2.718282であり、x₀及びλは予め設定された定数である。この実現方式において、電池の温度が時間で変動する場合が考慮され、温度に対応するパラメータが、複数回サンプリング回路により収集された温度に従い計算され、それにより、最終的に取得される電池ヘルス状態値はより正確である。

CPUモジュールが第１のパラメータ及び第２のパラメータを取得した後、前述の可能な実現方式を参照し、可能な実現方式において、CPUモジュールは、異なる検出時点で取得された温度についての第１のパラメータ及び第２のパラメータに従う微分演算を実行して、各検出時点で取得された温度に対応する検出されたユニットの損失容量を取得する：

微分表現において、dQ_lossは、現在の検出時点と前の検出時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量を表し、kは第１のパラメータを表し、αは第２のパラメータを表し、Q_loss(t)は、検出時点tに対応する検出されたユニットの損失容量を表し、Q_nomは、検出されたユニットの元の容量を表す。この実現方式において、検出されたユニットが負荷に電力を供給しないこと、及び検出されたユニットが実際に小電流の形式で徐々に放電されることを考慮し、毎回のサンプリングで取得される温度に対応する電池損失容量が、微分及び再帰方式の計算を用いて取得され、それにより、最終的に取得される電池ヘルス状態値はより正確である。

前述の複数の可能な実現方式を参照し、可能な実現方式において、サンプリング回路が、第１の時点における検出されたユニットの第１の温度と、第２の時点における検出されたユニットの第２の温度とを収集し、第１の温度値及び第２の温度値をCPUモジュールに出力した場合、第１の温度値を取得した後、CPUモジュールは、以下の式を使用することにより、第１の温度に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータに従い、第１の温度に対応する検出されたユニットの損失容量を計算する：

式において、t₀は電池出荷時点を表し、t_mは現在の検出時点を表し、(t_m-t₀)は、現在の検出時点と電池出荷時点との間の日数を表し、Q_lossは、現在の検出時点と電池出荷時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量を表し、Q_nomは、検出されたユニットの元の容量を表し、kは第１のパラメータを表し、αは第２のパラメータを表す。

前述の可能な実現方式を参照し、可能な実現方式において、第１の温度値及び第２の温度値を取得した後、CPUモジュールは、以下の式を使用することにより、かつ第１の温度に対応する検出されたユニットの損失容量と第２の温度に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータとに従い、第２の温度に対応する検出されたユニットの損失容量を計算する：

式において、t_nは前の検出時点を表し、t_mは現在の検出時点を表し、(t_m-t_n)は、現在の検出時点と前の検出時点との間の日数を表し、ΔQ_lossは、現在の検出時点と前の検出時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量を表し、Q_{loss_n}は、時点t_nで収集された温度に対応する検出されたユニットの損失容量を表し、kは第１のパラメータを表し、αは第２のパラメータを表す。

第１の態様、第２の態様、又は前述の複数の可能な実現方式を参照し、可能な実現方式において、CPUモジュールは、１つの検出時点でのみ検出されたユニットの温度を収集し、以下の式を使用することにより検出されたユニットの損失容量を計算する：
Q_loss=exp(S+L/T)*(t_m-t₀)+M

式において、t₀は電池出荷時点を表し、t_mは現在の検出時点を表し、(t_m-t₀)は、現在の検出時点と電池出荷時点との間の日数を表し、Q_lossは、現在の検出時点と電池出荷時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量を表し、exp(S+L/T)は、自然数eが(S+L/T)乗される指数関数を表し、eの値は2.718282であり、S、L、及びMはすべて定数であり、Tは検出されたユニットの温度を表す。

第３の態様によれば、この出願は基地局を提供し、該基地局は、中央コントローラと、アクティブ電源と、スタンバイ電源と、負荷とを含む。中央コントローラは、負荷により必要とされる電圧及び電流を出力するようにアクティブ電源又はスタンバイ電源を制御する。アクティブ電源及びスタンバイ電源は、負荷のために電圧及び電流を提供することができる。スタンバイ電源は、少なくとも１つの電池を含む。当該基地局は、第１の態様、又は第２の態様、又は前述の複数の可能な実現方式に記載の電池ヘルス状態を検出する装置をさらに含む。検出装置は、スタンバイ電源内の電池のヘルス状態を検出し、スタンバイ電源に基づき検出されたユニットを決定する。

第４の態様によれば、この出願は、電池ヘルス状態を検出する方法を提供する。該方法は、通信デバイスにおける電池管理ユニットにより実行される。通信デバイスは、基地局であり得、電池ヘルス状態を検出する方法は、基地局における電池管理ユニットにより実行され得る。電池管理ユニットは、検出されたユニットを決定し、検出されたユニットは、少なくとも１つの電池を含み、少なくとも１つの電池は、少なくとも１つの電池が検出される前、ある期間内に通信デバイスにおける負荷に電力を供給しない。電池管理ユニットは、検出されたユニットの開回路電圧及び温度を収集し、収集を用いて取得された開回路電圧値に従う計算を実行して、検出されたユニットの電池充電状態値を取得し、以下の方式のうち１つで少なくとも１つの電池のヘルス状態を検出する。１つの方式において、電池管理ユニットは、電池充電状態値及び温度値に従う計算を実行して、検出されたユニットの損失容量を取得し、検出されたユニットの損失容量の、元の容量に対する比率に従う計算を実行して、検出されたユニットの電池ヘルス状態値を取得する。別法として、別の方式において、電池管理ユニットは、電池充電状態値及び温度値に従う計算を実行して、検出されたユニットの損失容量を取得し、予め記憶された負荷電力値及び負荷端電圧値と検出されたユニットの損失容量とに従う計算を実行して、検出されたユニットの保持容量を取得し、検出されたユニットの保持容量の、元の容量に対する比率に従う計算を実行して、検出されたユニットの電池ヘルス状態値を取得する。

第４の態様を参照し、電池管理ユニットは、電池ヘルス状態を検出する装置であり得る。前述の複数の可能な実現方式における計算式を参照し、電池管理ユニットは、以下の方法ステップ：異なる式を使用することにより、検出されたユニットの電池充電状態値と、検出されたユニットの損失容量と、検出されたユニットの保持容量とをそれぞれ計算するステップを実行する。異なる実際の場合に、電池管理ユニットにより検出されたユニットの損失容量を取得するための方法ステップは異なる。１つの方法ステップが以下のとおりである：電池管理ユニットが、複数の異なる検出時点で検出されたユニットの温度を収集し、電池充電状態値と異なる検出時点で取得された温度値とに従う計算を実行して、検出されたユニットの損失容量を取得する。具体的に、電池管理ユニットは、異なる式を使用することにより、電池充電状態値と異なる検出時点で取得された温度値とに対応する第１のパラメータと、異なる検出時点で取得された温度値に対応する第２のパラメータとをそれぞれ計算し、第１のパラメータ及び第２のパラメータに従う微分演算を実行して、各検出時点で取得された温度に対応する検出されたユニットの損失容量を取得する。別法として、別の方法ステップが以下のとおりである：電池管理ユニットが、１つの検出時点でのみ検出されたユニットの温度を収集し、式を使用することにより検出されたユニットの損失容量を計算する。

第５の態様によれば、この出願は、プログラム命令を含むコンピュータ読取可能記憶媒体を提供する。プログラム命令は、電池管理ユニットに、第４の態様又は第４の態様の前述の複数の可能な実現方式に記載の方法ステップを実行させる。

前述の内容に基づき、この出願において、ある期間内に負荷に電力を供給しない電池について、電池の開回路電圧及び温度が、通信デバイスから電池を取り外させることなく収集される。電池損失容量が、電池の開回路電圧値及び温度値と、計算を用いて取得された電池充電状態値とを使用することにより決定される。こうして、電池ヘルス状態が正確に検出され、サービスへの影響が回避される。

以下の図面及び詳細な説明が研究された後、別のシステム、方法、特徴、及び利点が当業者に明らかになる。この別のシステム、方法、特徴、及び利点は該説明に含まれ、本発明のスコープ内に入り、別記の特許請求の範囲により保護されることが要求される。

本発明の実施例による基地局の概略構造図である。 本発明の実施例による電池ヘルス状態を検出する装置の概略構造図である。 本発明の実施例による電池ヘルス状態を検出する方法の概略フローチャートである。 本発明の別の実施例による電池ヘルス状態を検出する方法の概略フローチャートである。 すべての図面において、同じ参照シンボル又は記述は、同様だが必ずしも同じでないコンポーネントを表す。この明細書で説明される実施例の例は、容易に様々な方式で修正され、あるいは別の形式で置換される。ゆえに、特定の実施例が、添付図面内で例を使用することによりすでに例示されており、この明細書で詳細に説明される。しかしながら、この明細書で説明される実施例の例は、開示される特定の形式を限定するようには意図されない。代わりに、本発明は、別記の特許請求の範囲のスコープ内に入るすべての修正、均等物、及び置換をカバーする。

この出願を理解するのに役立つように、この明細書を通してのいくつかの技術的用語を以下で解説し、説明する。

電池SOHは、電池ヘルス状態（state of health）を表し、電池が経時変化した（aged）後に完全に充電された電池の容量の、出荷時の電池の元の容量に対する比率である。

電池保持容量（retention capacity）は、電池が経時変化した後に完全に充電された電池の容量である。

電池経時変化は、電池がある期間内に負荷に電力を供給しない場合に電池性能が劣化することを示す。

開回路電圧（OCV）は、開回路状態における電池の端電圧である。

電池SOC（state of charge）は、電池充電状態を表し、電池の残存容量の、完全充電状態における電池の容量に対する比率である。

この明細書における実施例は様々な技術的解決策を提供し、それにより、ある期間内に負荷に電力を供給しない電池について、電池ヘルス状態が検出されることができる。

この出願の目的、技術的解決策、及び利点をより理解可能にするために、詳細な説明を以下で提供する。詳細な説明は、ブロック図、フローチャート、及び／又は例を使用することにより、デバイス及び／又はプロセスの様々な実施例を提供する。これらブロック図、フローチャート、及び／又は例は、１つ以上の機能及び／又は動作を含む。ゆえに、当業者は、ブロック図、フローチャート、及び／又は例における各機能及び／又は動作が、多くのハードウェア、ソフトウェア、及びファームウェア、及び／又はこれらの任意の組み合わせを使用することにより、独立して及び／又は共同して実行され得ることを理解し得る。

一般に、通信デバイスは、中央コントローラ、アクティブ電源、スタンバイ電源、電池ヘルス状態を検出する装置、及び負荷を含む。中央コントローラは、負荷の必要に従い対応する電圧及び電流を出力するようにアクティブ電源又はスタンバイ電源を制御し、スタンバイ電源を充電するようにアクティブ電源を制御するように構成される。アクティブ電源及びスタンバイ電源は、通信デバイス内の負荷のために信頼できる電圧及び電流を提供するように構成され、サービスが中断されないことを確保する。通信デバイスの使用の必要に従い、アクティブ電源は、１つの電力供給ユニット（Power Supply Unit、PSU）、又は並列に接続された複数のPSUを含むことができる。PSUは、外部の交流を、負荷による使用のための直流に変換するように構成される。別法として、アクティブ電源は、１つのソーラー供給ユニット（Solar Supply Unit、SSU）、又は並列に接続された複数のSSUを含んでもよい。SSUは、光起電性パネルからの直流を、負荷による使用のための直流に変換するように構成される。光起電性パネルからの直流の電圧は比較的大きく、通常、100Vよりもより大きい。基地局などの通信デバイス内の負荷は、電圧が48Vである直流を通常使用する。別法として、アクティブ電源は、並列に接続されたPSU及びSSUを含んでもよい。

１つ以上のスタンバイ電源があり得る。スタンバイ電源は、１つの電池、又は直列／並列に接続された複数の電池を含んでよい。スタンバイ電源は、通常、通信デバイス内の負荷に電力を供給しない。電池ヘルス状態を検出する装置は、電池管理ユニット（BMU）と呼ばれることがあり、あるいは電池管理システム（battery manage system、BMS）と呼ばれることがある。電池ヘルス状態を検出する装置は、異なる適用分野で異なる名前を有する。BMS及びBMUは単に例であり、この出願を限定するようには意図されない。電池ヘルス状態を検出する装置は、スタンバイ電源内の電池性能の劣化度合いを検出するように構成される。任意選択で、電池ヘルス状態を検出する装置の数量が、スタンバイ電源内の電池の数量に関連する。比較的大きい数量の電池がある場合、電池ヘルス状態を検出する特定数量の装置が構成される。スタンバイ電源内の電池のタイプは具体的に限定されず、電池のタイプは、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、Ni-Cd電池、NiMH電池、NiZn電池などを含み得る。

異なる通信デバイスに従い、負荷は複数の形式で提示される。例えば、負荷は、データセンタデバイスの高速コンピューティングプロセッサ、基地局のベースバンド無線周波数処理ユニット、又は光ファイバ通信デバイスの主制御ボードであり得る。この出願における負荷は具体的に限定されない。

例えば、通信デバイスは基地局である。図１は、本発明の実施例による基地局100の概略構造図である。図１を参照し、基地局100は、中央コントローラ101、アクティブ電源、スタンバイ電源、２つのBMU104、及び負荷105を含む。中央コントローラ101は、（図１において太い実線で示される）電力バスを使用することにより、アクティブ電源、スタンバイ電源、BMU104、及び負荷105の各々に接続される。アクティブ電源は、並列に接続された２つのPSU102と２つのSSU103とを含む。スタンバイ電源は、直列に接続された複数の電池を含む。中央コントローラ101は、（図１において細い実線で示される）通信バスを使用することにより、アクティブ電源、スタンバイ電源、BMU104、及び負荷105の各々に接続され、負荷105のために信頼できる電圧及び電流を提供するようにPSU102及びSSU103を制御し、スタンバイ電源を充電するようにPSU102及びSSU103を制御し、通信サービスを実行するように負荷105を制御する。PSU102及びSSU103が電力を供給することを停止したとき、スタンバイ電源が負荷105のために信頼できる電圧及び電流を提供し、通信サービスが中断されないことを確保する。この実施例において、PSUの数量、SSUの数量、及び電池の数量は単に例であり、この出願を限定するようには意図されない。

図２は、本発明の実施例による電池ヘルス状態を検出する装置の概略構造図である。電池ヘルス状態を検出する装置はBMUと呼ばれ得る。図１を参照し、図２はBMU104の内部構成構造をさらに示す。図２を参照し、BMU104は、CPUモジュール201及びサンプリング回路202を含む。装置は、電源モジュール203、通信モジュール204、制御回路205、メモリ206、及びディスプレイ207をさらに含むことができる。

図２に示されるように、CPUモジュール201、サンプリング回路202、通信モジュール204、制御回路205、メモリ206、及びディスプレイ207は、（図２において細い実線で示される）データバスを使用することにより互いに接続される。CPUモジュール201は、検出されたユニットを決定し、制御情報をサンプリング回路202に送信するように構成される。検出されたユニットは、負荷に電力を供給しない１つ以上の電池を含む。例えば、スタンバイ電源が単一の電池である場合、単一の電池が検出されたユニットとして使用されてよい。例えば、スタンバイ電源が、並列に接続された複数の電池を含む電池グループである場合、電池グループが検出されたユニットとして使用されてよい。例えば、スタンバイ電源が、直列に接続された複数の電池を含む電池グループである場合、電池グループが検出されたユニットとして使用されてよく、あるいは、電池グループ内の１つの電池が検出されたユニットとして使用されてよく、あるいは、電池グループ内の直列に接続された複数の隣接した電池を含む電池グループが検出されたユニットとして使用される。スタンバイ電源の実際の構成に従い、サービス要件を参照し、検出されたユニットは、予め設定されたルールを使用することにより自動的に設定されてよい。別法として、検出されたユニットは、経験に従い当業者により設定されてもよい。

サンプリング回路202は、CPUモジュール201から制御情報を受信し、検出されたユニットの開回路電圧を収集し、収集された電圧値をCPUモジュール201に出力する。次に、CPUモジュール201は、CPUモジュール201に構築された（図に示されていない）記憶サブユニットに電圧値を記憶し、あるいは、CPUモジュール201はメモリ206に電圧値を記憶する。電池の開回路電圧は、開回路状態における電池の端電圧である。対応して収集される開回路電圧は、検出されたユニットで変動する。例えば、検出されたユニットが１つの電池である場合、開回路状態における電池の両端での電圧が開回路電圧である。例えば、検出されたユニットが、並列に又は直列に接続された複数の電池を含む電池グループである場合、開回路状態における電池グループの両端での電圧が開回路電圧である。サンプリング回路202は、CPUモジュール201から制御情報を受信し、検出されたユニットの温度を収集し、収集された温度値をCPUモジュール201に出力するようにさらに構成される。次に、CPUモジュール201は温度値を記憶し、あるいは、CPUモジュール201は温度値をメモリ206に記憶する。サンプリング回路は、スタンバイ電源の現在の電気量状態情報を収集し、電気量状態情報をCPUモジュール201に出力するようにさらに構成される。

CPUモジュール201は、サンプリング回路202により収集された情報、例えば、電池開回路電圧値、電池電流値、電池レベル値、又は電池温度値を受信するようにさらに構成される。CPUモジュール201は、メモリ206に記憶された様々なタイプの情報を読み出し、予め構成されたアルゴリズムルールに従い対応する計算及び処理を実行するようにさらに構成される。

電源モジュール203は、（図２において太い実線で示される）電力バスを使用することにより、CPUモジュール201、サンプリング回路202、通信モジュール204、制御回路205、メモリ206、及びディスプレイ207に接続される。電源モジュール203は、DC/DC変換を完成させ、すなわち、負荷により必要とされる直流電圧を、BMU104により必要とされる直流電圧に変換するように構成される。例えば、BMU104が基地局100に設置される。負荷105のために基地局100の電源により提供される電圧が48vであり、BMU104のコンポーネントは異なる電圧を必要とする。例えば、CPUモジュール201により必要とされる電圧は3.3vであり、サンプリング回路202により必要とされる電圧は5vであり、通信モジュールにより必要とされる電圧は3.3vであり、制御回路205により必要とされる電圧は12vであり、メモリ206により必要とされる電圧は3.3vであり、ディスプレイ207により必要とされる電圧は3.3Vである。この場合、電源モジュール203は、48Vの入力電圧を、コンポーネントにより必要とされる電源電圧に変換し、電圧を出力する。

通信モジュール204は、中央コントローラ101とBMU104との間で交換される情報を受信又は送信するように構成される。スタンバイ電源の電池電気量が比較的低いとき、CPUモジュール201は、スタンバイ電源の電気量状態情報を通信モジュール204に送信する。通信モジュール204は、電気量状態情報を中央コントローラ101に報告する。次に、中央コントローラ101は、スタンバイ電源を充電するための制御情報を通信モジュール204に送信し、通信モジュール204は、制御情報をCPUモジュール201に転送する。制御回路205は、スタンバイ電源の電力スイッチに接続される。CPUモジュール201は、制御情報に従い、スタンバイ電源の電力スイッチをオンに切り替えるように制御回路205をトリガし、アクティブ電源とスタンバイ電源との間の電力線ループを閉じ、それにより、スタンバイ電源内の電池は、アクティブ電源により提供される電気量補充を取得することができる。

メモリ206は、記録でき、データが削除できる周知の半導体コンポーネント、例えば、RAM、ROM、EEPROM、又はハードディスクなどの大容量記憶媒体であり得る。

ディスプレイ207は、CPUモジュール201により取得されたスタンバイ電源内の電池の電気量状態情報、電池ヘルス状態情報などを出力するように構成される。ディスプレイ207は、情報を視覚的に表示する任意の装置を使用してよい。例えば、ディスプレイ装置は、LCDディスプレイ又はLEDディスプレイであり得る。

スタンバイ電源内の検出されたユニットの電池SOHを正確に取得するために、検出されたユニットの充電状態情報が取得された後、複数のファクタがさらに考慮される必要がある。本発明の実施例において、検出されたユニットの電源の温度が時間で変動するため、電池SOH値を計算するとき、電池ヘルス状態を検出する装置（これはBMUと呼ばれ得る）は、異なる時点で取得された温度と電池充電状態との間の関係を考慮し、異なる時点で取得された温度と電池損失容量との間の関係を考慮する必要がある。図３に示されるように、図３は、本発明の実施例による電池ヘルス状態を検出する方法の概略フローチャートである。図１で説明された基地局100及び図２で説明されたBMU104を参照し、BMU104が如何にして計算を用いて電池SOH値を取得するかを以下で具体的に説明する。

S301において、CPUモジュール201が、検出されたユニットを決定し、サンプリング回路202に、開回路電圧を収集するための制御情報を送信する。S302において、サンプリング回路202が、CPUモジュール201から制御情報を受信し、検出されたユニットの開回路電圧を収集し、検出されたユニットの開回路電圧値をCPUモジュール201に出力する。S303において、CPUモジュール201は、検出されたユニットの開回路電圧値に従う計算を用いて電池SOC値を取得する。

CPUモジュール201が電池SOCを取得する複数の実現方式がある。例えば、電池SOC値は、式を使用することにより計算される。開回路電圧と電池SOCとの間の対応関係は、以下の式１を使用することにより表され得る：
OCV=a₁(SOC)ⁿ+a₂(SOC)^n-1+...+a_n(SOC)+b

式１において、OCVは開回路電圧を表し、SOCは電池充電状態を表し、n、a₁、a₂、a_n、及びbは定数である。これらの定数は、サービス要件に従い設定されてよく、あるいは経験に従い当業者により設定されてよく、nは正の整数である。設定方式は当業者により周知の従来技術に属するため、詳細はここでさらに説明されない。指定された定数が、CPUモジュール201の記憶サブユニットに予め記憶されてよく、あるいはメモリ206に予め記憶されてよい。

式１を参照し、例えば、nの値が7である場合、開回路電圧と電池充電状態との間の対応関係の表現は以下のとおりであり得る：
OCV=-89.6*(SOC)⁷+320*(SOC)⁶-447.7*(SOC)⁵+307.7*(SOC)⁴-105.2*(SOC)³+15.3*(SOC)²+0.3444*(SOC)+3.31

別の例として、スタンバイ電源の電池が通信デバイスに設置される前、当業者が、複数回の実験及びテストを実行することにより、開回路電圧と電池SOCとの間の対応関係に関する情報を取得し、次いで、対応関係に関する情報をメモリ206に予め記憶し、あるいは対応関係に関する情報をCPUモジュール201の記憶サブユニットに予め記憶する。実験及びテスト手段は当業者により周知の従来技術に属するため、詳細はここでさらに説明されない。CPUモジュール201は、検出されたユニットの開回路電圧値を受信し、開回路電圧と電池SOCとの間の対応関係に関する予め記憶された情報を読み出すことにより電池SOC値を取得する。

S304において、CPUモジュール201が、温度を収集するための制御情報をサンプリング回路202に送信する。サンプリング回路202は、CPUモジュール201から制御情報を受信し、異なる検出時点で検出されたユニットの温度を収集し、CPUモジュール201に、異なる検出時点で取得された検出されたユニットの温度値を出力する。S305において、CPUモジュール201が、電池SOC値と異なる検出時点で取得された温度値とに従う計算を用いて、検出されたユニットの損失容量を取得する。

具体的に、サンプリング回路202は、第１の時点（例えば、2015-07-01 9:00）で検出されたユニットの電源の温度を収集し、次いで、検出されたユニットの第１の温度値をCPUモジュール201に出力する。例えば、電源が単一の電池である場合、単一の電池の温度が収集された温度である。例えば、電源が、並列に又は直列に接続された複数の電池を含む電池グループである場合、電池グループの温度が収集された温度である。

CPUモジュール201は、第１の時点で取得された検出されたユニットの電源の第１の温度値を受信し、第１の温度値と電池SOC値とに従い、第１の温度値に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータを取得する。CPUモジュール201が第１のパラメータ及び第２のパラメータを取得する複数の実現方式がある。例えば、第１のパラメータ及び第２のパラメータは、式を使用することにより計算される。具体的に：１）第１のパラメータと、検出されたユニットの温度及び電池SOCの双方との間の対応関係が、以下の式２を使用することにより表され得る：
k=x₁*T+x₂*T²+y₁*SOC+y₂*SOC²+c*T*SOC+d

式２において、kは第１のパラメータを表し、Tは検出されたユニットの電源の温度を表し、SOCは電池充電状態を表し、x₁、x₂、y₁、y₂、c、及びdは定数である。これらの定数は、サービス要件に従い設定されてよく、あるいは経験に従い当業者により設定されてよい。設定方式は当業者により周知の従来技術に属するため、詳細はここでさらに説明されない。指定された定数が、CPUモジュール201の記憶サブユニットに予め記憶されてよく、あるいはメモリ206に予め記憶されてよい。

式２を参照し、例えば、kと温度及び電池充電状態の双方との間の対応関係の表現は以下のとおりであり得る：
k=-0.0015*T+0.0000025*T²+0.027*SOC-0.03*SOC²+0.000045*T*SOC+0.21

２）第２のパラメータと検出されたユニットの温度との間の対応関係は、以下の式３を使用することにより表され得る：
α=x₀*exp(λ/T)

式３において、αは第２のパラメータを表し、Tは検出されたユニットの電源の温度を表し、exp(λ/T)は、自然数eが底である、すなわち、eが(λ/T)乗される指数関数を表し、eの値は2.718282であり、x₀及びλは定数である。これらの定数は、サービス要件に従い設定されてよく、あるいは経験に従い当業者により設定されてよい。設定方式は当業者により周知の従来技術に属するため、詳細はここでさらに説明されない。指定された定数が、CPUモジュール201の記憶サブユニットに予め記憶されてよく、あるいはメモリ206に予め記憶されてよい。

式３を参照し、例えば、αとTとの間の対応関係の表現は以下のとおりであり得る：
α=0.000326*exp(3583/T)

別の例として、スタンバイ電源の電池が通信デバイスに設置される前、当業者が、複数回の実験及びテストを実行することにより、第１のパラメータと検出されたユニットの温度及び電池SOCの双方との間の対応関係に関する情報と、第２のパラメータと検出されたユニットの温度との間の対応関係に関する情報とを取得し、次いで、２つの対応関係に関する２つの情報をメモリ206に、又はCPUモジュール201の記憶サブユニットに予め記憶する。実験及びテスト手段は当業者により周知の従来技術に属するため、詳細はここでさらに説明されない。CPUモジュール201は、第１の温度値を受信し、第１のパラメータと検出されたユニットの温度及び電池SOCの双方との間の対応関係に関する予め記憶された情報を読み出すことにより、第１の温度値に対応する第１のパラメータを取得し、第２のパラメータと検出されたユニットの温度との間の対応関係に関する予め記憶された情報を読み出すことにより、第１の温度値に対応する第２のパラメータを取得する。

CPUモジュール201は、第１の温度値に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータに従い、第１の温度値に対応する検出されたユニットの損失容量を取得する。CPUモジュール201が検出されたユニットの損失容量を取得する複数の実現方式がある。例えば、検出されたユニットの損失容量は、式を使用することにより計算される。具体的に、検出されたユニットの損失容量と、第１のパラメータ及び第２のパラメータの双方との間の対応関係は、以下の式４を使用することにより表され得る：

式４において、t₀は電池出荷時点を表し、t_mは現在の検出時点を表し、(t_m-t₀)は、現在の検出時点と電池出荷時点との間の日数を表し、Q_lossは、現在の検出時点と電池出荷時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量を表し、Q_nomは、検出されたユニットの元の容量を表し、kは第１のパラメータを表し、αは第２のパラメータを表す。本発明のこの実施例を参照し、例えば、電池出荷時点は2015-06-01 9:00であり、第１の時点は現在の検出時点t_mとして使用される。例えば、t_mは2015-07-01 9:00である。

検出されたユニットの電源の温度が時間で変動するため、k及びαは対応して変化する。この場合、CPUモジュール201は、第１の温度に対応する検出されたユニットの損失容量に基づく微分方式の計算を用いて、次の検出時点で収集される温度に対応する検出されたユニットの損失容量を取得する必要がある。対応する微分表現が以下のとおりである：

微分表現において、dQ_lossは、現在の検出時点と前の検出時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量を表し、kは第１のパラメータを表し、αは第２のパラメータを表す。微分処理が時間に基づいて実行されるため、k及びαは、現在の時点に別個に対応している。Q_loss(t)は、時点tに対応する検出されたユニットの損失容量を表し、Q_nomは、検出されたユニットの元の容量を表す。計算方法において、複数回の温度サンプリングが実行され、毎回のサンプリングにおいて取得される温度に対応する検出されたユニットの損失容量が、各サンプリング時点に基づく再帰方式の計算を用いて取得される。例えば、サンプリング回路202が、２つの時点で検出されたユニットの電源の温度T₁及びT₂を収集した場合、T₁に対応する検出されたユニットの損失容量を取得した後、CPUモジュール201は、さらに、２つの時点間の時間差に基づく計算を用いて、T₂に対応する検出されたユニットの損失容量を取得する必要がある。別の例として、サンプリング回路202が３つの時点で検出されたユニットの電源の温度T₁、T₂、及びT₃を収集した場合、T₁に対応する検出されたユニットの損失容量を取得した後、CPUモジュール201は、最初、最初の２つの時点間の時間差(T₂-T₁)に基づく計算を用いて、T₂に対応する検出されたユニットの損失容量を取得し、次いで、最後の２つの時点間の時間差(T₃-T₂)に基づく計算を用いて、T₃に対応する検出されたユニットの損失容量を取得する。温度サンプリング回数は前述の例において限定されない。類推により、他の場合が同様である。詳細はここでさらに説明されない。

サンプリング回路202が２つの時点で検出されたユニットの電源の温度を収集する例を使用することにより、さらなる説明が与えられる。前述の説明に基づき、サンプリング回路202は、収集を用いて検出されたユニットの第１の温度を取得する。次に、サンプリング回路202は、第２の時点で検出されたユニットの第２の温度を収集し、次いで、第１の温度値及び第２の温度値をCPUモジュール201に出力する。第２の時点と第１の時点との間の差は、通常0.5日より大きくない。例えば、第２の時点が2015-07-01 15:00であり、第１の時点が2015-07-01 9:00である場合、2015-07-01 15:00と2015-07-01 9:00との間の差は、0.25日である。CPUモジュール201は、第２の温度値を受信し、第２の温度値及び電池SOC値に従い、第２の温度に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータを取得する。前述の説明を参照し、CPUモジュール201は、式２及び式３を使用することにより、第２の温度に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータを取得することができ、あるいは、予め記憶された対応関係情報を読み出すことにより、第２の温度に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータを取得することができる。詳細な計算プロセスはここで説明されない。

CPUモジュール201は、第１の温度に対応する検出されたユニットの損失容量と第２の温度に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータとに従う、式５を使用することによる計算を用いて、第２の温度に対応する検出されたユニットの損失容量を取得する。式５は以下のとおりである：

式５において、t_nは前の検出時点を表し、t_mは現在の検出時点を表し、(t_m-t_n)は、現在の検出時点と前の検出時点との間の日数を表し、通常、(t_m-t_n)≦0.5であり、ΔQ_lossは、現在の検出時点と前の検出時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量を表し、Q_{loss_n}は、時点t_nで収集された温度に対応する検出されたユニットの損失容量を表し、kは第１のパラメータを表し、αは第２のパラメータを表す。本発明のこの実施例を参照し、第１の時点はt_nとして使用され（例えば、2015-07-01 9:00）、第２の時点はt_mとして使用され（例えば、2015-07-01 15:00）、第２の時点と第１の時点との間の日数は(t_m-t_n)として使用され（例えば、2015-07-01 15:00と2015-07-01 9:00との間の差は0.25日である）、第２の時点と第１の時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量がΔQ_lossとして使用され、第１の温度に対応する検出されたユニットの損失容量はQ_{loss_n}として使用される。

CPUモジュール201は、式６を使用することにより、第１の温度に対応する検出されたユニットの損失容量と、第２の温度に対応する検出されたユニットの損失容量とに従い、現在の検出時点と電池出荷時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量を計算する。式６が以下のとおりである：
Q_th=Q_loss+ΔQ_loss

式６において、Q_thは、現在の検出時点と電池出荷時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量を表し、Q_lossは、第１の検出時点と電池出荷時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量を表し、ΔQ_lossは、現在の検出時点と前の検出時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量を表す。本発明のこの実施例を参照し、第２の時点は現在の検出時点として使用され、第１の時点は第１の検出時点として使用され、第２の時点と第１の時点との間の差は、現在の検出時点と前の検出時点との間の差として使用される。サンプリング回路202が、少なくともN（N≧3であり、Nは正の整数である）個の時点で検出されたユニットの電源の温度を収集した場合、CPUモジュール201は、再帰方式で累算された(N-1)個のΔQ_lossに従う計算を用いてQ_thを取得する点に留意すべきである。

S306において、CPUモジュール201が、検出されたユニットの損失容量の、検出されたユニットの元の容量に対する比率に従う計算を用いて、電池SOH値を取得する。

通常、検出されたユニットの元の容量は、電池に記された容量であり得、あるいは、出荷時の電池の、測定を用いて決定される元の容量であり得る。CPUモジュール201は、式７を使用することによる計算を用いて、検出されたユニットの電池SOH値を取得する。式７は以下のとおりである：

式７において、SOH_thは、検出されたユニットの電池ヘルス状態を表し、Q_nomは、検出されたユニットの元の容量を表し、Q_thは、現在の検出時点と電池出荷時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量を表す。

本発明のこの実施例において、ある期間内に負荷に電力を供給しない電池について、電池SOHが、通信デバイスから電池を取り外させることなく検出されることができる。電池SOHを取得するプロセスにおいて、サンプリング回路が複数回温度を収集する手段が使用され、これは、電池の温度が時間で変動するというファクタの考慮を表す。さらに、計算の間、検出されたユニットが負荷に電力を供給しないこと、及び検出されたユニットが実際に小電流の形式で徐々に放電されることを考慮し、毎回のサンプリングにおいて取得された温度に対応する電池損失容量が、微分及び再帰方式の計算を用いて取得され、それにより、Q_thが取得される。Q_thの値は、電流I_thを使用することにより検出されたユニットを完全に充電又は完全に放電することにより取得される容量に相当し、

であり、Cは、１時間以内の検出されたユニットの放電レートに対応する電流であり、Cの値は、１時間以内の検出されたユニットの放電容量値に等しい。明らかに、本発明のこの実施例において、電池性能の劣化度合いが正確に監視されることができ、電池SOHが検出される間、サービスへの影響が回避されることができる。

任意選択で、本発明の別の実施例において、スタンバイ電源内の検出されたユニットの電池SOHを正確に取得するために、検出されたユニットの充電状態情報が取得された後、検出されたユニットの電源の温度が時間で変動するというファクタだけでなく、検出されたユニットが電力を供給する負荷に起因して生じる電流変化も考慮することが必要である。図４に示されるように、図４は、本発明の別の実施例による電池ヘルス状態を検出する方法の概略フローチャートである。この実施例において、S401〜S403の具体的内容は、前述の実施例におけるS301〜S303のものと同様であり、CPUモジュール201による検出されたユニットの決定と、計算を用いて電池SOC値を取得する方法とを説明する。S404及びS405の具体的内容は、前述の実施例におけるS304及びS305のものと同様であり、CPUモジュール201が如何にして計算を用いて検出されたユニットの損失容量を取得するかを説明する。ゆえに、詳細は再度ここで説明されない。この実施例と前述の実施例との間の差は以下のとおりである。S406において、計算を用いて検出されたユニットの損失容量を取得した後、CPUモジュール201が、予め記憶された負荷電力値及び負荷端電圧値を読み出す。S407において、CPUモジュール201が、負荷電力値と負荷端電圧値と検出されたユニットの損失容量とに従う計算を用いて、検出されたユニットの保持容量を取得する。

具体的に、基地局100について、負荷105により必要とされる電力値及び端電圧値は通常、メモリ206に、又はCPUモジュール201の記憶サブユニットに予め記憶される。CPUモジュール201は、予め記憶された負荷電力値及び負荷端電圧値を読み出し、次いで、式８を使用することにより検出されたユニットの保持容量を計算する。式８は以下のとおりである：

式８において、Q_rは、現在の検出時点における検出されたユニットの保持容量を表し、Q_nomは、検出されたユニットの元の容量を表し、Q_thは、現在の検出時点と電池出荷時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量を表し、Wは負荷電力を表し、Uは負荷端電圧を表し、I_thは定数であり、pはポイカート係数（Peukert coefficient）である。定数I_thについて、

である。Cの値は、１時間以内の検出されたユニットの放電容量値に等しい。一般に、I_thは、サービス要件に従い設定されてよく、あるいは経験に従い当業者により設定されてよい。指定された定数が、CPUモジュール201の記憶サブユニットに予め記憶されてよく、あるいはメモリ206に予め記憶されてよい。pについて、当業者が、経験に従いpと電池経時変化度合いf及び電池SOCの双方との間の対応関係に関する情報を予め設定し、情報をメモリ206に、又はCPUモジュール201の記憶サブユニットに記憶する。例えば、値の場合について、以下の表１を参照し、

である。前述の実施例における説明に基づき、CPUモジュール201は、S404及びS405に従いQ_thを取得し、計算を用いてfをさらに取得することができる。さらに、CPUモジュール201は、S402及びS403に従い電池SOC値を取得し、CPUモジュール201は、f及び電池SOC値に従う対応関係に関する予め記憶された情報について検索し、pの値を決定する。

S408において、CPUモジュール201は、検出されたユニットの保持容量の、検出されたユニットの元の容量に対する比率に従う計算を用いて、電池SOH値を取得する。

CPUモジュール201は、式９を使用することによる計算を用いて、検出されたユニットの電池SOH値を取得する。式９は以下のとおりである。

式９において、SOH_rは、電池ヘルス状態を表し、Q_nomは、検出されたユニットの元の容量を表し、Q_rは、現在の検出時点における検出されたユニットの保持容量を表す。式８及び式９におけるQ_nomについて、一般に、検出されたユニットの元の容量は、電池に記された容量であり得、あるいは、出荷時の電池の、測定を用いて決定される容量であり得る。

本発明のこの実施例において、ある期間内に負荷に電力を供給しない電池について、電池SOHが、本発明のこの実施例において通信デバイスから電池を取り外させることなく検出されることができる。電池SOHを取得するプロセスにおいて、サンプリング回路が複数回温度を収集する手段が使用されるだけでなく、毎回のサンプリングにおいて取得された温度に対応する電池損失容量が微分及び再帰方式の計算を用いて取得される方法も使用される。さらに、電池が負荷に電力を供給するときの負荷の電流への影響がさらに考慮され、ポイカート係数と負荷電力及び負荷端電圧に対する通信デバイスの要件とが計算ファクタとして導入される。具体的に、

であり、I_rは、電池が負荷に電力を供給するときに存在し、かつ負荷電力に対応する電池放電電流を表す。

に従い、I_rは明らかにI_thより大きく、

であり、すなわち、I_thをI_rで除算することにより取得される値が、電池SOH値を取得する計算に導入される。明らかに、本発明のこの実施例において、電池性能の劣化度合いが正確に監視されることができ、電池SOHが検出される間、サービスへの影響が回避されることができ、経時変化した電池により負荷に電力を供給する能力が正確に推定される。

任意選択で、本発明の別の実施例において、この実施例と前述の実施例との間の差は以下のとおりである。特別な場合、すなわち、スタンバイ電源が位置する環境の温度が変わらないままであることについて、サンプリング回路202は、現在の検出時点で１回だけ検出されたユニットの電源の温度を収集する必要があり、異なる時点で温度を収集する必要がない。対応して、電池SOH値を計算するとき、CPUモジュール201は、異なる時点で取得された温度と電池損失容量との間の変動関係をファクタとしてもはや考慮しない。この実施例において、S501〜S503の具体的内容は、前述の実施例におけるS301〜S303のものと同様であり、CPUモジュール201による検出されたユニットの決定と、計算を用いて電池SOC値を取得する方法とを説明する。詳細は再度ここで説明されない。

S504において、CPUモジュール201が、温度を収集するための制御情報をサンプリング回路202に送信する。サンプリング回路202は、CPUモジュール201から制御情報を受信し、現在の検出時点で検出されたユニットの温度を収集し、検出されたユニットの１つの温度値をCPUモジュール201に出力する。S505において、CPUモジュール201が、電池SOC値及び温度値に従う計算を用いて、検出されたユニットの損失容量を取得する。

具体的に、例えば、サンプリング回路202は、2015-10-01 9:00に検出されたユニットの電源の温度Tを収集し、次いで、検出時点及び温度値をCPUモジュール201に出力する。CPUモジュール201が検出されたユニットの損失容量を取得する複数の実現方式がある。例えば、検出されたユニットの損失容量は、式10を使用することにより計算される。式10は以下のとおりである：
Q_loss=exp(S+L/T)*(t_m-t₀)+M

式10において、t₀は電池出荷時点を表し、t_mは現在の検出時点を表し、(t_m-t₀)は、現在の検出時点と電池出荷時点との間の日数を表し、Q_lossは、現在の検出時点と電池出荷時点との間の差に基づき取得される検出されたユニットの損失容量を表し、exp(S+L/T)は、自然数eが底である、すなわち、eが(S+L/T)乗される指数関数を表し、eの値は2.718282であり、S、L、及びMはすべて定数であり、Tは、検出されたユニットの電源の温度を表す。これらの定数S、L、及びMについて、当業者が、定数S、L、及びMと電池SOCとの間の対応関係に関する情報を予め設定し、情報をメモリ206に、又はCPUモジュール201の記憶サブユニットに予め記憶する。CPUモジュール201は、S502及びS503に従い電池SOC値を取得し、次いで、対応関係に関する予め記憶された情報について検索して、定数S、L、及びMの値を決定する。定数S、L、及びMを設定する方法は当業者により周知であり、詳細はここでさらに説明されない。

S506の具体的内容は、前述の実施例におけるS306のものと同様であり、すなわち、CPUモジュール201が、式７を使用することにより検出されたユニットの電池SOH値を計算する。詳細は再度ここで説明されない。

任意選択で、本発明の別の実施例において、特別な場合、すなわち、スタンバイ電源が位置する環境の温度が変わらないままであることが考慮されるだけなく、検出されたユニットが電力を供給する負荷に起因して生じる電流変化も考慮される。この実施例において、S601〜S603の具体的内容は、前述の実施例におけるS301〜S303のものと同様であり、CPUモジュール201による検出されたユニットの決定と、計算を用いて電池SOC値を取得する方法とを説明する。S604及びS605の具体的内容は、前述の実施例におけるS504及びS505のものと同様であり、CPUモジュール201により、現在の検出時点で取得された１つの温度値のみに従う、式10を使用することによる計算を用いて、検出されたユニットの損失容量を取得することを説明する。S606及びS607の具体的内容は、前述の実施例におけるS406及びS407のものと同様であり、CPUモジュール201により、予め記憶された負荷電力値及び負荷端電圧値に従う、式８を使用することによる計算を用いて、検出されたユニットの保持容量を取得することを説明する。S608の具体的内容は、前述の実施例におけるS408のものと同様であり、CPUモジュール201により、式９を使用することによる計算を用いて電池SOH値を取得することを説明する。この実施例中の部分的内容は、前述の複数の実施例中に詳細に説明されており、ゆえに、詳細は再度ここで説明されない。

本発明の前述の実施例において、ある期間内に負荷に電力を供給しない電池について、電池SOHが、通信デバイスから電池を取り外させることなく検出されることができる。電池SOHを取得するプロセスにおいて、スタンバイ電源が位置する環境の温度の特別な場合が考慮される。さらに、電池が負荷に電力を供給するときの負荷の電流への影響がさらに考慮され、ポイカート係数と負荷電力及び負荷端電圧に対する通信デバイスの要件とが計算ファクタとして導入される。ゆえに、本発明のこの実施例において、電池性能の劣化度合いが正確に監視されることができ、電池SOHが検出される間、サービスへの影響が回避されることができ、経時変化した電池により負荷に電力を供給する能力が正確に推定される。

当業者は、従来技術が以下の程度進歩していることを理解する。システムの様々な態様のハードウェア及びソフトウェア実現方式間の差は極めて小さく、ハードウェア又はソフトウェアの使用は通常（しかし常時ではなく、なぜならば、いくつかの環境でハードウェアが選択されるか又はソフトウェアが選択されるかは、かなり重要になるからである）、コストと効率とのバランスをとる任意的な設計である。当業者は、この明細書中のプロセス及び／又はシステム及び／又は他の技術を実現することができる多くのツール（ハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアなど）があること、及び好適なツールがプロセス及び／又はシステム及び／又は他の技術が展開される環境で変化変動することを理解する。

当業者は、この出願における対象事項のすべて又はいくつかがハードウェア及び／又はファームウェアとの組み合わせにおけるソフトウェアで実現され得ることを理解するべきである。実現方式の例において、この明細書で説明される対象事項は、コンピュータ実行可能命令を記憶する非一時的コンピュータ読取可能媒体を使用することにより実現され得る。CPUモジュール201がコンピュータ実行可能命令を実行したとき、命令は、ステップを実行するようにBMU104を制御する。この明細書で説明される対象事項の実現方式に適用可能なコンピュータ読取可能媒体の例が、磁気ディスク記憶デバイス、チップ記憶デバイス、プログラム可能論理デバイス、又は特定用途向け集積回路などの非一時的コンピュータ読取可能媒体を含む。さらに、この明細書で説明される対象事項を実現するコンピュータ読取可能媒体は、単一のデバイス又はコンピューティングプラットフォームに位置してよく、あるいは複数のデバイス又はコンピューティングプラットフォームに分散されてよい。

最後、前述の実施例は単に解説のために使用され、この出願における技術的解決策に限定されないことが理解されるべきである。この出願は前述の実施例を参照して詳細に説明されているが、当業者がこの出願及び別記の特許請求の範囲のスコープから逸脱することなく様々な修正、変更、又は均等的置換を行い得ることが理解されるべきである。

Claims (12)

1. 電池ヘルス状態を検出する装置であって、当該装置は、CPUモジュール及びサンプリング回路を含み、
   前記CPUモジュールは、検出されたユニットを決定し、制御情報を前記サンプリング回路に送信するように構成され、前記検出されたユニットは、少なくとも１つの電池を含み、前記少なくとも１つの電池は、前記少なくとも１つの電池が検出される前、ある期間内に負荷に電力を供給せず、
   前記サンプリング回路は、前記CPUモジュールから前記制御情報を受信し、前記検出されたユニットの開回路電圧及び温度を収集し、前記収集された開回路電圧値及び温度値を前記CPUモジュールに出力するように構成され、
   前記CPUモジュールは、前記サンプリング回路から受信された前記開回路電圧値に従う計算を実行して、前記検出されたユニットの電池充電状態値を取得し、前記電池充電状態値及び前記温度値に従う計算を実行して、前記検出されたユニットの損失容量を取得し、前記検出されたユニットの前記損失容量の、元の容量に対する比率に従う計算を実行して、前記検出されたユニットの電池ヘルス状態値を取得するようにさらに構成され、
   前記サンプリング回路は、複数の異なる検出時点で前記検出されたユニットの温度を収集し、異なる検出時点で取得された前記温度値を前記CPUモジュールに出力するように構成され、
   前記CPUモジュールは、前記電池充電状態値と、異なる検出時点で取得された前記温度値とに従う計算を実行して、前記検出されたユニットの前記損失容量を取得するように構成され、
   前記CPUモジュールは、以下の式：
   k=x ₁ *T+x ₂ *T ² +y ₁ *SOC+y ₂ *SOC ² +c*T*SOC+d
   を使用することにより、前記電池充電状態値と、異なる検出時点で取得された前記温度値とに対応する第１のパラメータを計算するように構成され、
   前記式において、kは前記第１のパラメータを表し、Tは前記検出されたユニットの前記温度を表し、SOCは電池充電状態を表し、x ₁ 、x ₂ 、y ₁ 、y ₂ 、c、及びdは予め設定された定数である、装置。
2. 前記CPUモジュールは、以下の式：
   OCV=a₁(SOC)ⁿ+a₂(SOC)^n-1+...+a_n(SOC)+b
   を使用することにより前記検出されたユニットの前記電池充電状態値を計算するように構成され、
   前記式において、OCVは前記開回路電圧を表し、SOCは電池充電状態を表し、n、a₁、a₂、a_n、及びbは予め設定された定数であり、nは正の整数である、請求項１に記載の装置。
3. 前記CPUモジュールは、以下の式：
   α=x₀*exp(λ/T)
   を使用することにより、異なる検出時点で取得された前記温度値に対応する第２のパラメータを計算するように構成され、
   前記式において、αは前記第２のパラメータを表し、Tは前記検出されたユニットの電源の前記温度を表し、exp(λ/T)は、自然数eが(λ/T)乗される指数関数を表し、eの値は2.718282であり、x₀及びλは予め設定された定数である、請求項１に記載の装置。
4. 前記CPUモジュールは、異なる検出時点で取得された前記温度についての前記第１のパラメータ及び前記第２のパラメータに従う微分演算：
   

   

   を実行して、各検出時点で取得された温度に対応する前記検出されたユニットの損失容量を取得するように構成され、
   前記微分演算において、dQ_lossは、現在の検出時点と前の検出時点との間の差に基づき取得される前記検出されたユニットの損失容量を表し、kは前記第１のパラメータを表し、αは前記第２のパラメータを表し、Q_loss(t)は、検出時点tに対応する前記検出されたユニットの損失容量を表し、Q_nomは、前記検出されたユニットの前記元の容量を表す、請求項３に記載の装置。
5. 前記CPUモジュールは、１つの検出時点でのみ前記検出されたユニットの温度を収集し、以下の式：
   Q_loss=exp(S+L/T)*(t_m-t₀)+M
   を使用することにより前記検出されたユニットの前記損失容量を計算するように構成され、
   前記式において、t₀は電池出荷時点を表し、t_mは現在の検出時点を表し、(t_m-t₀)は、前記現在の検出時点と前記電池出荷時点との間の日数を表し、Q_lossは、前記現在の検出時点と前記電池出荷時点との間の差に基づき取得される前記検出されたユニットの損失容量を表し、exp(S+L/T)は、自然数eが(S+L/T)乗される指数関数を表し、eの値は2.718282であり、S、L、及びMはすべて定数であり、Tは前記検出されたユニットの前記温度を表す、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の装置。
6. 基地局であって、中央コントローラと、アクティブ電源と、スタンバイ電源と、負荷とを含み、前記中央コントローラは、前記負荷により必要とされる電圧及び電流を出力するように前記アクティブ電源又は前記スタンバイ電源を制御するように構成され、前記アクティブ電源及び前記スタンバイ電源は、前記負荷のために前記電圧及び前記電流を提供するように構成され、前記スタンバイ電源は、少なくとも１つの電池を含み、当該基地局は、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の電池ヘルス状態を検出する装置をさらに含み、前記装置は、前記スタンバイ電源内の前記電池のヘルス状態を検出し、前記スタンバイ電源に基づき前記検出されたユニットを決定するように構成される、基地局。
7. 電池ヘルス状態を検出する装置であって、当該装置は、CPUモジュール及びサンプリング回路を含み、
   前記CPUモジュールは、検出されたユニットを決定し、制御情報を前記サンプリング回路に送信するように構成され、前記検出されたユニットは、少なくとも１つの電池を含み、前記少なくとも１つの電池は、前記少なくとも１つの電池が検出される前、ある期間内に負荷に電力を供給せず、
   前記サンプリング回路は、前記CPUモジュールから前記制御情報を受信し、前記検出されたユニットの開回路電圧及び温度を収集し、前記収集された開回路電圧値及び温度値を前記CPUモジュールに出力するように構成され、
   前記CPUモジュールは、前記サンプリング回路から受信された前記開回路電圧値に従う計算を実行して、前記検出されたユニットの電池充電状態値を取得し、前記電池充電状態値及び前記温度値に従う計算を実行して、前記検出されたユニットの損失容量を取得し、予め記憶された負荷電力値及び負荷端電圧値と前記検出されたユニットの前記損失容量とに従う計算を実行して、前記検出されたユニットの保持容量を取得し、前記検出されたユニットの前記保持容量の、元の容量に対する比率に従う計算を実行して、前記検出されたユニットの電池ヘルス状態値を取得するようにさらに構成され、
   前記CPUモジュールは、以下の式：
   

   

   を使用することにより前記検出されたユニットの前記保持容量を計算するように構成され、
   前記式において、Q _r は前記検出されたユニットの前記保持容量を表し、Q _nom は前記検出されたユニットの前記元の容量を表し、Q _th は前記検出されたユニットの前記損失容量を表し、Wは負荷電力を表し、Uは負荷端電圧を表し、I _th は定数であり、pはポイカート係数である、装置。
8. 前記CPUモジュールは、以下の式：
   OCV=a₁(SOC)ⁿ+a₂(SOC)^n-1+...+a_n(SOC)+b
   を使用することにより前記検出されたユニットの前記電池充電状態値を計算するように構成され、
   前記式において、OCVは前記開回路電圧を表し、SOCは電池充電状態を表し、n、a₁、a₂、a_n、及びbは予め設定された定数であり、nは正の整数である、請求項７に記載の装置。
9. 前記サンプリング回路は、複数の異なる検出時点で前記検出されたユニットの温度を収集し、異なる検出時点で取得された前記温度値を前記CPUモジュールに出力するように構成され、
   前記CPUモジュールは、前記電池充電状態値と、異なる検出時点で取得された前記温度値とに従う計算を実行して、前記検出されたユニットの前記損失容量を取得するように構成される、請求項７又は８に記載の装置。
10. 前記CPUモジュールは、以下の式：
    k=x₁*T+x₂*T²+y₁*SOC+y₂*SOC²+c*T*SOC+d
    を使用することにより、前記電池充電状態値と、異なる検出時点で取得された前記温度値とに対応する第１のパラメータを計算するように構成され、
    前記式において、kは前記第１のパラメータを表し、Tは前記検出されたユニットの前記温度を表し、SOCは電池充電状態を表し、x₁、x₂、y₁、y₂、c、及びdは予め設定された定数である、請求項９に記載の装置。
11. 前記CPUモジュールは、以下の式：
    α=x₀*exp(λ/T)
    を使用することにより、異なる検出時点で取得された前記温度値に対応する第２のパラメータを計算するように構成され、
    前記式において、αは前記第２のパラメータを表し、Tは前記検出されたユニットの電源の温度を表し、exp(λ/T)は、自然数eが(λ/T)乗される指数関数を表し、eの値は2.718282であり、x₀及びλは予め設定された定数である、請求項１０に記載の装置。
12. 前記CPUモジュールは、異なる検出時点で取得された前記温度についての前記第１のパラメータ及び前記第２のパラメータに従う微分演算：
    

    

    を実行して、各検出時点で取得された温度に対応する前記検出されたユニットの損失容量を取得するように構成され、
    前記微分演算において、dQ_lossは、現在の検出時点と前の検出時点との間の差に基づき取得される前記検出されたユニットの損失容量を表し、kは前記第１のパラメータを表し、αは前記第２のパラメータを表し、Q_loss(t)は、検出時点tに対応する前記検出されたユニットの損失容量を表し、Q_nomは、前記検出されたユニットの前記元の容量を表す、請求項１１に記載の装置。
    
    

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