一種蓄電池充電控制方法及裝置的製作方法
2023-05-30 01:45:51 1
專利名稱：一種蓄電池充電控制方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電學領域，尤其涉及一種蓄電池充電控制方法及裝置。
背景技術：
近年來，隨著原材料成本的不斷上漲，對蓄電池的投資在設備總投資中所佔的比例不斷提高，科學對蓄電池進行充放電管理，有效地延長蓄電池的使用壽命，越來越受到人們的關注。而蓄電池充電管理方法的優劣對於有效保持蓄電池容量，以及延長蓄電池使用壽命至關重要。現有充電管理方法中，蓄電池充電過程中蓄電池電流、電壓的變化曲線如圖 1所示，主要分為以下幾個階段tO-tl時間段，主供電系統供電正常，蓄電池處於浮充狀態，充電電流很小，僅用於維持電源恆定；tl-t2時間段，主供電系統停止供電，蓄電池放電，以提供負載所需的電能；t2-t3時間段，主供電系統恢復供電，並提供負載所需的電能，同時給蓄電池充電， 蓄電池處於恆定電流充電階段，此為蓄電池充電管理中的關鍵階段；t3_t4時間段，隨著蓄電池容量的逐漸恢復，蓄電池充電電流逐漸減小，蓄電池電壓不斷上升，在達到預設的目標電壓值時，蓄電池進入恆定電壓充電階段；t4_t5時間段，蓄電池容量接近飽和，充電電流減小並逐漸接近零，蓄電池進入維持充電階段，也稱吸收階段；t5時刻以後，蓄電池充電結束，充電電流接近零值，蓄電池恢復浮充電壓，處於浮充狀態。實際應用中，設備使用的場景不同，例如，偏遠地區通訊基站採用的應急供電解決方案中，通常使用小容量的發電機發電，如果在發電機啟動時，仍按照交流電網供電時的電流為蓄電池充電，以及為負載供電，則可能由於帶載能力不足造成發電機頻繁啟動，進而影響蓄電池的壽命。又例如，在交流市電頻繁停電時，蓄電池可能會深度放電，如果不能進行大電流快速充電，可能會導致蓄電池始終處於充不飽的狀態，久而久之會嚴重影響蓄電池的使用壽命。同時，長期使用的蓄電池電池容量會逐漸衰減，如不恰當地減小蓄電池充電電流，則又可能導致電池過充。因此，現有的蓄電池充電管理方法採用先恆流後恆壓的方式補充蓄電池損失的容量，不能根據設備使用的場景進行動態調整，不可避免地存在蓄電池充電電流過大或過小的情況，進而影響到蓄電池的使用壽命。
發明內容
本發明提供一種蓄電池充電方法及裝置，能夠根據應用場景進行自適應充電管理，提高蓄電池充電的環境適應性，進而延長蓄電池使用壽命，節約成本。本發明實施例提供的具體技術方案如下一種蓄電池充電控制方法，包括
在蓄電池充電時，實時監測蓄電池溫度，並基於所述蓄電池溫度獲取相應的動態因子，所述動態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的動態調整部分；基於所述動態因子以及預設的各個靜態因子，計算最大允許充電電流，所述各個靜態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的固定部分；根據所述最大允許充電電流，對所述蓄電池進行充電控制。在所述蓄電池充電之前，包括基於所述蓄電池以及所述蓄電池的供電系統預設各個靜態因子。基於所述蓄電池以及所述蓄電池的供電系統預設各個靜態因子，包括根據蓄電池標定的充電係數設定靜態因子Cr ；根據供電系統備份能源的功率設定靜態因子Cg ；統計主供電系統的供電穩定性數據，並根據所述供電穩定性數據設定靜態因子 Ck ；統計獲得蓄電池靜態容量，並根據所述靜態容量設定靜態因子Cm。實時監測蓄電池溫度，並基於蓄電池溫度獲取相應的動態因子，包括實時監測所述蓄電池溫度，並獲取當前蓄電池溫度；計算預設的蓄電池基準溫度與所述當前蓄電池溫度之間的差值，將所述差值乘以預設係數，獲取動態因子。基於所述動態因子以及預設的各個靜態因子，計算最大允許充電電流，包括計算所述動態因子和各個靜態因子的和，基於計算結果獲取充電電流係數；計算所述充電電流係數和蓄電池標稱容量的乘積，將計算結果作為最大允許充電電流。計算所述動態因子和各個靜態因子的和，基於計算結果獲取充電電流係數，包括判斷計算結果是否大於等於預設的充電電流係數最小值，並小於等於預設的充電電流係數最大值；若是，將計算結果作為所述充電電流係數；否則，在確定計算結果小於預設的充電電流係數最小值時，將所述預設的充電電流係數最小值作為所述充電電流係數，而在確定計算結果大於預設的充電電流係數最大值時，將所述預設的充電電流係數最大值作為所述充電電流係數。一種蓄電池充電控制裝置，包括第一處理單元，用於在蓄電池充電時，實時監測蓄電池溫度，並基於所述蓄電池溫度獲取相應的動態因子，所述動態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的動態調整部分；第二處理單元，用於基於所述動態因子以及預設的各個靜態因子，計算最大允許充電電流，所述各個靜態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的固定部分；第三處理單元，用於根據所述最大允許充電電流，對所述蓄電池進行充電控制。所述第一處理單元在所述蓄電池充電之前，基於所述蓄電池以及所述蓄電池的供電系統預設各個靜態因子。所述第一處理單元實時監測蓄電池溫度，並基於蓄電池溫度獲取相應的動態因
5子，具體為實時監測所述蓄電池溫度，並獲取當前蓄電池溫度；計算預設的蓄電池基準溫度與所述當前蓄電池溫度之間的差值，將所述差值乘以預設係數，獲取動態因子。所述第二處理單元基於所述動態因子以及預設的各個靜態因子，計算最大允許充電電流，具體為計算所述動態因子和各個靜態因子的和，基於計算結果獲取充電電流係數；計算所述充電電流係數和蓄電池標稱容量的乘積，將計算結果作為最大允許充電電流。所述第二處理單元計算所述動態因子和各個靜態因子的和，基於計算結果獲取充電電流係數，具體為判斷計算結果是否大於等於預設的充電電流係數最小值，並小於等於預設的充電電流係數最大值；若是，將計算結果作為所述充電電流係數；否則，在確定計算結果小於預設的充電電流係數最小值時，將所述預設的充電電流係數最小值作為所述充電電流係數，而在確定計算結果大於預設的充電電流係數最大值時，將所述預設的充電電流係數最大值作為所述充電電流係數。基於上述技術方案，本發明實施例中，在蓄電池充電時，實時監測蓄電池溫度，基於蓄電池溫度獲取相應的動態因子，將該動態因子和預設的各個靜態因子相結合計算最大允許充電電流，從而能夠根據環境的變化動態調整最大允許充電電流，再根據該最大允許充電電流對蓄電池進行充電控制。因此，能夠根據應用場景進行自適應充電管理，有效地避免了蓄電池充電電流過大或過小的情況，能夠提高蓄電池充電的環境適應性，進而延長蓄電池使用壽命，節約了成本。
圖1為現有的蓄電池充電時電流電壓變化示意圖；圖2為本發明實施例蓄電池充電控制裝置結構圖；圖3為本發明實施例蓄電池充電控制方法流程圖；圖4為本發明蓄電池充電時電流電壓變化示意圖。
具體實施例方式為了提高蓄電池充電的環境適應性，進而延長蓄電池使用壽命，節約成本，本發明實施例提供了一種蓄電池充電管理方法及裝置，能夠根據應用場景進行自適應充電管理， 提高蓄電池充電的環境適應性，進而延長蓄電池使用壽命，節約成本。該方法為在蓄電池充電時，實時監測蓄電池溫度，並基於蓄電池溫度獲取相應的動態因子，該動態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的動態調整部分，基於該動態因子以及預設的各個靜態因子， 計算最大允許充電電流，上述各個靜態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的固定部分，根據最大允許充電電流，對蓄電池進行充電控制。下面結合附圖對本發明優選的實施方式進行詳細說明。
參閱附圖2所示，本發明實施例中，蓄電池充電控制裝置主要包括以下處理單元第一處理單元201，用於在蓄電池充電時，實時監測蓄電池溫度，並基於蓄電池溫度獲取相應的動態因子，該動態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的動態調整部分；第二處理單元202，用於基於動態因子以及預設的各個靜態因子，計算最大允許充電電流，上述各個靜態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的固定部分；第三處理單元203，用於根據最大允許充電電流，對上述蓄電池進行充電控制。基於上述系統架構，參閱附圖3所示，本發明實施例中，蓄電池充電控制方法的詳細流程如下步驟301 在蓄電池充電時，實時監測蓄電池溫度，並基於該蓄電池溫度獲取相應的動態因子，該動態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的動態調整部分。在蓄電池充電之前，基於蓄電池以及該蓄電池的供電系統預設各個靜態因子，上述各個靜態因子在一次充電過程中不發生變化。具體為根據蓄電池標定的充電係數設定靜態因子Cr ；根據供電系統備份能源的功率設定靜態因子Cg ；統計主供電系統的供電穩定性數據，並根據該供電穩定性數據設定靜態因子Ck ；統計獲得蓄電池靜態容量，並根據該靜態容量設定靜態因子Cm。其中，靜態因子Cr 一般採用蓄電池生產廠商標定的充電係數； 靜態因子Cg是由備份能源的功率決定，在備份能源的功率較大時，可在設定範圍內增大 Cg ；靜態因子Ck為根據主供電系統的穩定情況設定，即根據統計獲得的供電穩定性數據設定靜態因子Ck，例如，根據主供電系統的停電頻率和每次停電的時長設定靜態因子CkjP 通過統計停電頻率或每次停電時長獲得供電穩定性數據，若停電頻率高或每次停電時間較長，則獲得供電穩定性數據較大，也表明主供電系統的供電穩定性較差，則可在設定範圍內增大Ck，以加快充電過程；靜態因子Cm反映蓄電池容量，在蓄電池容量較小時，為防止過充可在設定範圍內減小Cm。較佳地，根據供電系統備份能源設定靜態因子Cg時，可以根據備份能源的功率進行設置，例如，在備份能源為發電機時，根據發電機的功率設置靜態因子Cg;統計主供電系統的供電穩定性數據，並根據該供電穩定性數據設定靜態因子Ck時，如果在預設時間段內，根據統計獲得的供電穩定性數據獲知主供電系統的供電穩定性較差，則自動增大靜態因子Ck，若根據統計獲得供電穩定性數據獲知主供電系統的供電穩定性變好，則自動減小靜態因子Ck，例如，在預定時間段內，主供電系統交流電網頻繁停電，則可自動增大靜態因子Ck ；統計獲得蓄電池靜態容量，並根據該靜態容量設定靜態因子Cm時，可以統計蓄電池的充放電次數或者使用時間，在達到設定閾值時，將靜態因子Cm減少設定數值，例如，每當統計蓄電池的充放電次數增加500次時，將靜態因子Cm減少設定數值。其中，實時監測蓄電池溫度，並基於蓄電池溫度獲取相應的動態因子，具體為實時監測蓄電池溫度，並獲取當前蓄電池溫度，計算預設的蓄電池基準溫度與上述當前蓄電池溫度之間的差值，將該差值乘以預設係數，獲取動態因子。動態因子為一次充電過程中充電電流係數的變化部分，在一次充電過程中隨著蓄電池溫度的變化，根據統計獲得的蓄電池溫度和動態因子的關係實時調整動態因子的數值。在蓄電池溫度較高時，蓄電池的容量減小，需要減小充電電流，即通過減小動態因子實現，而在蓄電池溫度較低時，蓄電池容量增大，需要增加充電電流，即通過增加動態因子實現。本發明實施例中，在當前蓄電池溫度等於預設的基準溫度時，得到的動態因子為零，在當前蓄電池溫度大於預設的基準溫度時，得到的動態因子為負值，而在當前蓄電池溫度小於預設的基準溫度時，得到的動態因子為正值。步驟302 基於上述動態因子以及預設的各個靜態因子，計算最大允許充電電流， 上述各個靜態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的固定部分。基於上述動態因子以及預設的各個靜態因子，計算最大允許充電電流，具體為計算上述動態因子和各個靜態因子的和，基於計算結果獲取充電電流係數，計算充電電流係數和蓄電池標稱容量的乘積，將計算結果作為最大允許充電電流。其中，計算上述動態因子和各個靜態因子的和，基於計算結果獲取充電電流係數， 具體為判斷計算結果是否大於等於預設的充電電流係數最小值，並小於等於預設的充電電流係數最大值；若是，將計算結果作為上述充電電流係數；否則，在確定計算結果小於預設的充電電流係數最小值時，將該預設的充電電流係數最小值作為上述充電電流係數，而在確定計算結果大於預設的充電電流係數最大值時，將該預設的充電電流係數最大值作為上述充電電流係數。步驟303 根據上述最大允許充電電流，對上述蓄電池進行充電控制。對蓄電池進行充電控制即是指保證充電電流不超過最大允許充電電流，當蓄電池電壓達到預設的目標電壓值時，充電過程結束。 以下對本發明實施例的蓄電池充電控制方法進行舉例說明。例如，以某旅遊島上300A通信直流電源為例，該電源使用200AH蓄電池作為備用電源，該蓄電池使用時長5年。參閱附圖4所示，在上述蓄電池充電時，首先，分別基於蓄電池以及蓄電池的供電系統預設各個靜態因子Cr、Cg、Ck和Cm，根據蓄電池廠家提供的充電係數，設定Cr為0. 15 ；在使用發電機為蓄電池充電時，為避免發電機啟動初期，充電電流過大而導致發電機頻繁啟動，設置Cg為負0.01 ；根據歷史統計結果，主供電系統經常停電，根據停電頻率，設置05 ；蓄電池使用時長5年，設定Cm為負0.01。然後，在蓄電池充電過程中，實時採樣蓄電池的溫度，蓄電池溫度持續上升，設定蓄電池溫度變化每超過2攝氏度，動態因子調整一次。據此可獲知t20時刻，蓄電池溫度為15攝氏度，動態因子為0.01， 獲得充電電流係數為0. 19 ；t21時刻，蓄電池溫度為21攝氏度，動態因子為0. 004，相應的充電電流係數為0. 184 ;t22時刻，蓄電池溫度為25攝氏度，動態因子為零，相應的充電電流係數為0. 18 ；t23時刻，蓄電池溫度為30攝氏度，動態因子為負0. 005，相應的充電電流係數為0. 175。最後計算獲得各個時刻的最大允許充電電流，並基於該最大允許充電電流，對蓄電池進行充電控制。基於上述技術方案，本發明實施例中，在蓄電池充電之前，基於蓄電池以及該蓄電池的供電系統預設各個靜態因子，在充電過程中，實時監測蓄電池溫度，根據當前蓄電池溫度實時調整動態因子，基於各個靜態因子和動態因子計算最大允許充電電流，根據最大允許充電電流對蓄電池進行充電控制。從而有效地避免針對各種應用場景採用恆流充電所造成的充電電流過大或過小的情況，能夠根據應用場景自適應進行充電管理，提高了蓄電池充電的環境適應性，進而延長蓄電池的使用壽命，節約成本。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種蓄電池充電控制方法，其特徵在於，包括在蓄電池充電時，實時監測蓄電池溫度，並基於所述蓄電池溫度獲取相應的動態因子， 所述動態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的動態調整部分；基於所述動態因子以及預設的各個靜態因子，計算最大允許充電電流，所述各個靜態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的固定部分；根據所述最大允許充電電流，對所述蓄電池進行充電控制。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述蓄電池充電之前，包括 基於所述蓄電池以及所述蓄電池的供電系統預設各個靜態因子。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，基於所述蓄電池以及所述蓄電池的供電系統預設各個靜態因子，包括根據蓄電池標定的充電係數設定靜態因子Cr ； 根據供電系統備份能源的功率設定靜態因子Cg ；統計主供電系統的供電穩定性數據，並根據所述供電穩定性數據設定靜態因子Ck ； 統計獲得蓄電池靜態容量，並根據所述靜態容量設定靜態因子Cm。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，實時監測蓄電池溫度，並基於蓄電池溫度獲取相應的動態因子，包括實時監測所述蓄電池溫度，並獲取當前蓄電池溫度；計算預設的蓄電池基準溫度與所述當前蓄電池溫度之間的差值，將所述差值乘以預設係數，獲取動態因子。
5.如權利要求1-4任一項所述的方法，其特徵在於，基於所述動態因子以及預設的各個靜態因子，計算最大允許充電電流，包括計算所述動態因子和各個靜態因子的和，基於計算結果獲取充電電流係數； 計算所述充電電流係數和蓄電池標稱容量的乘積，將計算結果作為最大允許充電電流。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，計算所述動態因子和各個靜態因子的和，基於計算結果獲取充電電流係數，包括判斷計算結果是否大於等於預設的充電電流係數最小值，並小於等於預設的充電電流係數最大值；若是，將計算結果作為所述充電電流係數；否則，在確定計算結果小於預設的充電電流係數最小值時，將所述預設的充電電流係數最小值作為所述充電電流係數，而在確定計算結果大於預設的充電電流係數最大值時， 將所述預設的充電電流係數最大值作為所述充電電流係數。
7.一種蓄電池充電控制裝置，其特徵在於，包括第一處理單元，用於在蓄電池充電時，實時監測蓄電池溫度，並基於所述蓄電池溫度獲取相應的動態因子，所述動態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的動態調整部分；第二處理單元，用於基於所述動態因子以及預設的各個靜態因子，計算最大允許充電電流，所述各個靜態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的固定部分；第三處理單元，用於根據所述最大允許充電電流，對所述蓄電池進行充電控制。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述第一處理單元在所述蓄電池充電之前，基於所述蓄電池以及所述蓄電池的供電系統預設各個靜態因子。
9.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述第一處理單元實時監測蓄電池溫度，並基於蓄電池溫度獲取相應的動態因子，具體為實時監測所述蓄電池溫度，並獲取當前蓄電池溫度；計算預設的蓄電池基準溫度與所述當前蓄電池溫度之間的差值，將所述差值乘以預設係數，獲取動態因子。
10.如權利要求7、8或9任一項所述的裝置，其特徵在於，所述第二處理單元基於所述動態因子以及預設的各個靜態因子，計算最大允許充電電流，具體為計算所述動態因子和各個靜態因子的和，基於計算結果獲取充電電流係數； 計算所述充電電流係數和蓄電池標稱容量的乘積，將計算結果作為最大允許充電電流。
11.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述第二處理單元計算所述動態因子和各個靜態因子的和，基於計算結果獲取充電電流係數，具體為判斷計算結果是否大於等於預設的充電電流係數最小值，並小於等於預設的充電電流係數最大值；若是，將計算結果作為所述充電電流係數；否則，在確定計算結果小於預設的充電電流係數最小值時，將所述預設的充電電流係數最小值作為所述充電電流係數，而在確定計算結果大於預設的充電電流係數最大值時， 將所述預設的充電電流係數最大值作為所述充電電流係數。
全文摘要
本發明公開了一種蓄電池充電控制方法及裝置，以進行自適應充電管理，提高充電的環境適應性，延長蓄電池使用壽命，節約成本。該方法為在蓄電池充電時，實時監測蓄電池溫度，並基於所述蓄電池溫度獲取相應的動態因子，動態因子用於表徵充電過程中充電電流係數的動態調整部分，基於所述動態因子以及預設的各個靜態因子，計算最大允許充電電流，根據所述最大允許充電電流，對所述蓄電池進行充電控制。從而能夠根據應用場景進行自適應充電管理，有效地避免了蓄電池充電電流過大或過小的情況，能夠提高蓄電池充電的環境適應性，進而延長蓄電池使用壽命，節約了成本。本發明同時公開了一種蓄電池充電控制裝置。
文檔編號H02J7/00GK102195105SQ20111000851
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月14日 優先權日2011年1月14日
發明者劉明明, 周保航, 孟燕妮, 滕凌巧, 韋樹旺 申請人:中興通訊股份有限公司