二次電池檢測系統(tǒng)以及預(yù)測式控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及二次電池的充放電性能檢測，更具體地，涉及一種二次電池檢測系統(tǒng)及其預(yù)測式控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在各種便攜式電子設(shè)備中，電池的使用不可或缺。在各種電池中，化學(xué)電池以其技術(shù)成熟、價格低廉、放電性能穩(wěn)定、能量轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)勢，成為應(yīng)用最廣泛的一類。根據(jù)電源的具體使用方式與使用性質(zhì)的不同，化學(xué)電池又可以劃分為四類:原電池、蓄電池、儲備電池和燃料電池，其中，原電池又稱為一次電池，其只能進(jìn)行一次放電過程；而蓄電池又稱為二次電池，它在放電過程結(jié)束后，可以通過充電的方式恢復(fù)到放電前的狀態(tài)，進(jìn)而實現(xiàn)多次充放電。為了保證電池的產(chǎn)品質(zhì)量，質(zhì)檢部門和生產(chǎn)企業(yè)均會進(jìn)行電池檢測工作。而由于可以多次充放電的特性，二次電池的檢測工作與其他電池并不相同，具有其獨有的特點。
[0003]已經(jīng)存在多種現(xiàn)有的二次電池檢測系統(tǒng)，例如電阻式耗能二次電池檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)是最早發(fā)展成熟的檢測系統(tǒng)，它使用電阻或其他耗能元件來消耗二次電池的放電能量。雖然具有回路結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)上容易實現(xiàn)且成本低的優(yōu)點，但是，由于這種檢測系統(tǒng)將二次電池放電時釋放的能量全部通過耗能元件轉(zhuǎn)化為熱能，會造成大量的能量浪費(fèi)，且會引起電池檢測廠房內(nèi)可觀的溫升效應(yīng)。
[0004]目前使用比較廣泛的是能量回饋式二次電池檢測系統(tǒng)。該種系統(tǒng)利用整流電路，可以實現(xiàn)能量從二次電池向外電網(wǎng)方向的流動。這樣，在電池充電時能量由外電網(wǎng)輸入電池，在電池放電時能量從電池流入外電網(wǎng)，實現(xiàn)了電池放電能量的回收，避免了由于電池放電時釋放的能量被電阻消耗而造成的能量浪費(fèi)問題。但是，該種系統(tǒng)能量回饋效率不高，回饋至外電網(wǎng)的波形往往存在嚴(yán)重的畸變。并且，現(xiàn)有的能量回饋式二次電池檢測系統(tǒng)往往采用將二次電池放電時釋放的能量直接輸出至國家電網(wǎng)的方式進(jìn)行能量回饋，這存在著一定的安全風(fēng)險。因為，在二次電池檢測過程中，系統(tǒng)有可能直接向國家電網(wǎng)提供能量，例如，在最極端的情況下，所有的被檢測電池均處于放電狀態(tài)，檢測系統(tǒng)會向國家電網(wǎng)輸出大量能量，且多為畸變電流。實際上，出于法律和安全的考慮，只有電力生產(chǎn)企業(yè)可以向國家電網(wǎng)供電，其余企業(yè)只能從國家電網(wǎng)取電使用而不能向國家電網(wǎng)供電，因此這種向國家電網(wǎng)輸出畸變電流的情況并不被允許。因此，當(dāng)前的能量回饋式二次電池檢測系統(tǒng)的能量回饋方式存在著一定的風(fēng)險，需要進(jìn)一步的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出本發(fā)明，通過設(shè)置內(nèi)電網(wǎng)和緩沖模塊的方式，避免電能直接饋送到國家電網(wǎng)導(dǎo)致的安全風(fēng)險。
[0006]在本發(fā)明的一個方面，提供了一種二次電池檢測系統(tǒng)，包括:內(nèi)電網(wǎng)，電能緩沖模塊，主控制器，以及多個被檢測單元，其中，所述電能緩沖模塊連接至所述內(nèi)電網(wǎng)以及一外部電網(wǎng)，所述多個被檢測單元的每個包含有待檢測的二次電池，并在放電時將電能輸入到所述內(nèi)電網(wǎng)，在充電時從所述內(nèi)電網(wǎng)獲取電能，所述主控制器配置為，基于所述電能緩沖模塊的狀態(tài)確定所述多個被檢測單元的工作模式，使其按照確定的工作模式啟動工作，并控制所述電能緩沖模塊平衡所述內(nèi)電網(wǎng)上的電能，其中在每一工作模式下，被檢測單元在整個工作周期內(nèi)無擱置地連續(xù)工作。
[0007]根據(jù)一個實施例，所述主控制器進(jìn)一步配置為，一旦檢測到所述多個被檢測單元向所述內(nèi)電網(wǎng)輸入的電能大于所述內(nèi)電網(wǎng)需要獲取的電能時，控制所述電能緩沖模塊存儲多余的電能；一旦檢測到所述多個被檢測單元向所述內(nèi)電網(wǎng)輸入的電能小于所述內(nèi)電網(wǎng)需要獲取的電能時，控制所述電能緩沖模塊向所述內(nèi)電網(wǎng)補(bǔ)充缺少的電能。
[0008]在本發(fā)明另一方面，提供了一種控制二次電池檢測系統(tǒng)的方法，所述檢測系統(tǒng)包括內(nèi)電網(wǎng)、電能緩沖模塊，以及多個被檢測單元，每個被檢測單元包含有待檢測的二次電池，所述電能緩沖模塊連接至所述內(nèi)電網(wǎng)以及一外部電網(wǎng)，所述方法包括:基于所述電能緩沖模塊的當(dāng)前容量，為所述多個被檢測單元選擇各自的工作模式，其中在每一工作模式下，被檢測單元在整個工作周期內(nèi)無擱置地連續(xù)工作；基于對整個工作周期內(nèi)所述電能緩沖模塊的容量變化的預(yù)測，調(diào)整所述多個被檢測單元的工作模式；使得所述多個被檢測單元按照調(diào)整后的工作模式在所述檢測系統(tǒng)中啟動工作，其中所述多個被檢測單元在放電時將電能輸入到所述內(nèi)電網(wǎng)，在充電時從所述內(nèi)電網(wǎng)獲取電能；控制所述電能緩沖模塊平衡所述內(nèi)電網(wǎng)上的電能。
[0009]根據(jù)一個實施例，為多個被檢測單元選擇各自的工作模式包括:獲取所述電能緩沖模塊的當(dāng)前容量；模擬某個被檢測單元分別按照多個工作模式開始工作的情況下，電能緩沖模塊分別對應(yīng)的多個容量模擬值；對比所述多個容量模擬值以及容量標(biāo)準(zhǔn)值，從中確定出最接近于容量標(biāo)準(zhǔn)值的容量模擬值；將與該最接近于容量標(biāo)準(zhǔn)值的容量模擬值相對應(yīng)的工作模式確定為該某個被檢測單元的工作模式。
[0010]根據(jù)一個實施例，調(diào)整所述多個被檢測單元的工作模式包括:模擬所述電能緩沖模塊在整個工作周期內(nèi)的容量變化；基于模擬的容量變化，確定應(yīng)該對所述多個被檢測單元的工作模式進(jìn)行的調(diào)整操作。
[0011]根據(jù)一個實施例，調(diào)整所述多個被檢測單元的工作模式還包括，假定進(jìn)行所述調(diào)整操作，基于調(diào)整后的工作模式，模擬所述電能緩沖模塊在整個工作周期內(nèi)的更新的容量變化；基于更新的容量變化，確定對所述多個被檢測單元的工作模式進(jìn)行的更新調(diào)整；在更新調(diào)整與所述調(diào)整操作不同的情況下，將涉及的被檢測單元設(shè)置為不工作；在更新調(diào)整與所述調(diào)整操作相同的情況下，按照所述調(diào)整操作來調(diào)整所述多個被檢測單元的工作模式。
[0012]根據(jù)一個實施例，確定應(yīng)該對所述多個被檢測單元的工作模式進(jìn)行的調(diào)整操作包括:基于模擬的容量變化，確定所述電能緩沖模塊出現(xiàn)溢出的時間；確定所述電能緩沖模塊出現(xiàn)溢出的種類；基于所述溢出的時間和溢出的種類，確定應(yīng)該進(jìn)行的調(diào)整操作。
[0013]根據(jù)一個實施例，通過所述電能緩沖模塊平衡所述內(nèi)電網(wǎng)上的電能包括:一旦檢測到所述被檢測單元向所述內(nèi)電網(wǎng)輸入的電能大于所述內(nèi)電網(wǎng)需要獲取的電能時，控制所述電能緩沖模塊存儲多余的電能；一旦檢測到所述被檢測單元向所述內(nèi)電網(wǎng)輸入的電能小于所述內(nèi)電網(wǎng)需要獲取的電能時，控制所述電能緩沖模塊向所述內(nèi)電網(wǎng)補(bǔ)充缺少的電能。
[0014]根據(jù)一個實施例，控制所述電能緩沖模塊向所述內(nèi)電網(wǎng)補(bǔ)充缺少的電能包括:判斷所述電能緩沖模塊中存儲的電能是否大于所述缺少的電能，在存儲的電能小于所述缺少的電能的情況下，控制所述電能緩沖模塊從所述外部電網(wǎng)獲取電能，并補(bǔ)充給所述內(nèi)電網(wǎng)。
[0015]根據(jù)一個實施例，所述二次電池為鋰離子電池，所述工作模式包括充電-放電-充電循環(huán)方式，以及放電-充電-放電循環(huán)方式
[0016]利用本發(fā)明提出的檢測系統(tǒng)和控制方法，可以有效避免現(xiàn)有技術(shù)中對國家電網(wǎng)造成的安全風(fēng)險。
【附圖說明】
[0017]圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施例的二次電池檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2示出根據(jù)一個實施例的控制二次電池檢測系統(tǒng)的方法的流程圖；
[0019]圖3示出根據(jù)一個實施例為被檢測單元選擇工作模式的流程圖；
[0020]圖4示出在一個實施例中調(diào)整被檢測單元的工作模式的子步驟；
[0021]圖5示出根據(jù)一個實施例的確定調(diào)整操作的具體步驟；
[0022]圖6A示出在一個例子中被檢測單元在整個工作周期內(nèi)的容量變化；
[0023]圖6B示出在一個例子中溢出情況與模式調(diào)整的對照關(guān)系；
[0024]圖7示出在另一個實施例中調(diào)整被檢測單元的工作模式的子步驟。
【具體實施方式】
[0025]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0026]圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施例的二次電池檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，在本發(fā)明的實施例中，二次電池檢測系統(tǒng)包括:內(nèi)電網(wǎng)11、包含二次電池的被檢測單元12、電能緩沖模塊13以及主控制器14。
[0027]被檢測單元12連接至內(nèi)電網(wǎng)11和主控制器14，在該主控制器的控制下進(jìn)行二次電池的充電和放電；其中，在二次電池放電時將電能輸入到內(nèi)電網(wǎng)11，在二次電池充電時從內(nèi)電網(wǎng)11獲取電能。
[0028]電能緩沖模塊13連接至內(nèi)電網(wǎng)11和主控制器14，還連接至一外部電網(wǎng)15。
[0029]主控制器14配置為，基于電能緩沖模塊13的狀態(tài)確定多個被檢測單元12的工作模式，使其按照確定的工作模式啟動工作，并控制電能緩沖模塊13平衡內(nèi)電網(wǎng)11上的電會K。
[0030]下面分別描述上述各個部件的實施方式。
[0031 ] 如前所述，在現(xiàn)有技術(shù)的能量回饋式二次電池檢測系統(tǒng)中，二次電池直接連接至外部的國家電網(wǎng)，因而存在向國家電網(wǎng)輸入大量畸變電流的風(fēng)險。而如圖1所示，在本發(fā)明的實施例中，為了避免這樣的風(fēng)險，在檢測系統(tǒng)中提供內(nèi)電網(wǎng)，來“接收”電池放電能量。如此，放電電流不會直接輸入至國家電網(wǎng)。
[0032]在一個實施例中，內(nèi)電網(wǎng)是檢測企業(yè)的內(nèi)部電網(wǎng)，其有別于外部的國家電網(wǎng)。外部的國家電網(wǎng)能夠?qū)ν馓峁╇娔?，而?nèi)電網(wǎng)的作用是在被檢測單元和電能緩沖模塊之間傳遞能量，內(nèi)電網(wǎng)本身既不產(chǎn)生能量也不消耗能量。根據(jù)一個實施例，內(nèi)電網(wǎng)是直流電網(wǎng)。
[0033]由于提供了內(nèi)電網(wǎng)，在本發(fā)明的實施例中，包含二次電池的被檢測單元12在連接到檢測系統(tǒng)開始工作之后，并不會與