1.一種可檢測荷電狀態(tài)的充放電裝置,用于檢測鋰電池的荷電狀態(tài),并對所述鋰電池充放電,其特征在于,包括:
檢測系統(tǒng),與鋰電池連接用于檢測所述鋰電池的荷電狀態(tài),并形成狀態(tài)信號;
電池管理系統(tǒng),與鋰電池連接用于對鋰電池進(jìn)行充點或放電,所述電池管理系統(tǒng)還與所述檢測系統(tǒng)連接,并根據(jù)所述狀態(tài)信號啟動或停止對所述鋰電池充電或放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可檢測荷電狀態(tài)的充放電裝置,其特征在于,所述檢測系統(tǒng)包括超聲波檢測裝置、溫度檢測裝置和計算機;
所述超聲波檢測裝置與所述鋰電池連接并利用超聲波對所述鋰電池進(jìn)行檢測,形成超聲波數(shù)字信號;所述溫度檢測裝置與所述鋰電池連接并檢測所述鋰電池的溫度,并形成溫度數(shù)字信號;
所述計算機分別與所述超聲波檢測裝置和溫度檢測裝置連接,所述計算機內(nèi)具有由若干個標(biāo)定曲線構(gòu)成的曲線集合,所述計算機根據(jù)所述溫度數(shù)字信號從所述曲線集合中選取匹配的標(biāo)定曲線,所述計算機將所述超聲波數(shù)字信號與所述標(biāo)定曲線進(jìn)行比對,確定所述鋰電池的荷電狀態(tài)的測量值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可檢測荷電狀態(tài)的充放電裝置,其特征在于,所述電池管理系統(tǒng)與所述計算機連接,所述計算機將所述鋰電池的荷電狀態(tài)的測量值傳送至所述電池管理系統(tǒng),所述電池管理系統(tǒng)根據(jù)所述荷電狀態(tài)的測量值,對所述鋰電池充電或放電。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可檢測荷電狀態(tài)的充放電裝置,其特征在于,所述溫度檢測裝置包括溫度傳感器和溫度模數(shù)轉(zhuǎn)換器,所述溫度傳感器與所述鋰電池連接,所述溫度模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述溫度傳感器連接,所述溫度模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述計算機連接;
所述溫度傳感器感測所述鋰電池的溫度,并向所述溫度模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳送溫度信號,所述溫度模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述溫度信號轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)字信號傳送至所述計算機,所述計算機根據(jù)所述溫度數(shù)字信號從所述曲線集合中選取匹配的標(biāo)定曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可檢測荷電狀態(tài)的充放電裝置,其特征在于,所述超聲波檢測裝置包括超聲波發(fā)射探頭、超聲波接收探頭、超聲波發(fā)射接收器和能量積分器;
所述超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭對稱布置與所述鋰電池的兩側(cè),并分別與所述鋰電池連接;
所述超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭分別與所述超聲波發(fā)射接收器連接;
所述超聲波發(fā)射接收器與所述能量積分器連接,所述超聲波發(fā)射接收器通過所述超聲波發(fā)射探頭向所述鋰電池輸出檢測超聲波,所述檢測超聲波穿過所述鋰電池形成信息超聲波,所述信息超聲波經(jīng)所述超聲波接收探頭傳回至所述超聲波發(fā)射接收器,所述超聲波發(fā)射接收器將所述信息超聲波傳送至所述能量積分器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可檢測荷電狀態(tài)的充放電裝置,其特征在于,所述能量積分器與所述計算機連接,所述能量積分器對所述信息超聲波進(jìn)行積分轉(zhuǎn)換,并轉(zhuǎn)化為超聲波數(shù)字信號傳送至所述計算機,所述計算機將所述超聲波數(shù)字信號與所述標(biāo)定曲線進(jìn)行比對,確定所述鋰電池的荷電狀態(tài)的測量值。
7.一種荷電狀態(tài)的檢測方法,用于檢測鋰電池的荷電狀態(tài),其特征在于,包括以下步驟:
S1.檢測裝置初始化:制作標(biāo)定曲線和曲線集合,所述標(biāo)定曲線包括充電標(biāo)定曲線和放電標(biāo)定曲線;
S11.制作充電標(biāo)定曲線:將鋰電池置于實驗線,操作電池管理系統(tǒng)將所述鋰電池由空電狀態(tài)充至飽和狀態(tài),操作計算機通過超聲波檢測裝置在同一溫度下向所述鋰電池輸出檢測超聲波,所述檢測超聲波經(jīng)鋰電池形成信息超聲波;所述計算機將鋰電池的充電電流數(shù)據(jù)和信息超聲波的信號能量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化擬合處理,并制成充電標(biāo)定曲線;
S12.制作放電標(biāo)定曲線:將鋰電池置于實驗線,操作電池管理系統(tǒng)將所述鋰電池由飽和狀態(tài)放至空電狀態(tài),操作計算機通過超聲波檢測裝置在同一溫度下向所述鋰電池輸出檢測超聲波,所述檢測超聲波經(jīng)鋰電池形成信息超聲波;所述計算機將鋰電池的放電電流數(shù)據(jù)和信息超聲波的信號能量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化擬合處理,并制成放電標(biāo)定曲線;
S13.制作曲線集合:操作計算機通過超聲波檢測裝置在不同的溫度下重復(fù)所述S11和S12步驟,形成若干個具有溫度標(biāo)記的充電標(biāo)定曲線和放電標(biāo)定曲線;將若干個所述標(biāo)定曲線制成曲線集合并嵌入進(jìn)所述計算機內(nèi);
S2.鋰電池檢測:
S21.檢測準(zhǔn)備:將所述計算機與電池管理系統(tǒng)連接,檢測線上具有與所述電池管理系統(tǒng)連接的鋰電池,所述電池管理系統(tǒng)對所述鋰電池進(jìn)行充電或放電工作;
S22.溫度檢測:所述計算機通過溫度檢測裝置感測檢測線上的鋰電池進(jìn)行溫度檢測,所述溫度檢測裝置將鋰電池的溫度轉(zhuǎn)化為溫度數(shù)字信號傳送至所述計算機;
S23.超聲波檢測:所述計算機通過超聲波檢測裝置向所述檢測線上的鋰電池輸出檢測超聲波,所述檢測超聲波穿過所述鋰電池形成信息超聲波回傳至所述超聲波檢測裝置,所述超聲波檢測裝置將所述信息超聲波進(jìn)行積分轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)化為超聲波數(shù)字信號傳送至所述計算機,所述超聲波數(shù)字信號內(nèi)包含所述信息超聲波的能量數(shù)據(jù);
S24.荷電狀態(tài)分析:所述計算機根據(jù)所述溫度數(shù)字信號從所述集合曲線中選擇與所述鋰電池的溫度匹配的標(biāo)定曲線,所述計算機根據(jù)所述超聲波數(shù)字信號獲得所述信息超聲波的能量數(shù)據(jù),所述計算機還將所述信息超聲波的能量數(shù)據(jù)帶入至所述標(biāo)定曲線內(nèi),獲得所述鋰電池的荷電狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種荷電狀態(tài)的檢測方法,其特征在于,在所述S11和S12中,所述計算機將所述鋰電池從空電狀態(tài)至飽和狀態(tài),或從飽和狀態(tài)放至空電狀態(tài)過程中各個時點的電流數(shù)據(jù),以及各個時點所對應(yīng)的信息超聲波的信號能量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理,并對歸一化處理后的信息超聲波的信號能量數(shù)據(jù)擬合形成充電標(biāo)定曲線或放電標(biāo)定曲線;
在所述S13中,所述計算機通過超聲波檢測裝置在不同的溫度下,重復(fù)所述S11和S12步驟制成曲線集合并嵌入進(jìn)所述計算機內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種荷電狀態(tài)的檢測方法,其特征在于,還包括以下步驟:S3.充放電控制:所述計算機根據(jù)所述鋰電池的荷電狀態(tài)判斷所述鋰電池處于飽和狀態(tài)、非飽和狀態(tài)還是過充狀態(tài),并向所述電池管理系統(tǒng)輸出狀態(tài)信號,所述電池管理系統(tǒng)根據(jù)所述狀態(tài)信號啟動或停止對所述鋰電池充電或放電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種荷電狀態(tài)的檢測方法,其特征在于,在所述S3中,所述狀態(tài)信號包括飽和信號、剩余電量的預(yù)測值和過充信號;
若所述鋰電池處于飽和狀態(tài),所述計算機向所述電池管理系統(tǒng)輸出飽和信號,所述電池管理系統(tǒng)根據(jù)所述飽和信號停止向所述鋰電池充電或放電;
若所述鋰電池處于非飽和狀態(tài),所述計算機根據(jù)所述鋰電池的荷電狀態(tài)向所述電池管理系統(tǒng)輸出剩余電量的預(yù)測值,所述電池管理系統(tǒng)根據(jù)所述剩余電量的預(yù)測值向所述鋰電池充電,并確定充電電流或充電時間;
若所述鋰電池處于過充狀態(tài),所述計算機向所述電池管理系統(tǒng)輸出過沖信號,所述電池管理系統(tǒng)根據(jù)所述過充信號向所述鋰電池放電。