專(zhuān)利名稱(chēng)：一種平衡蓄電池組中各電池放電的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種平衡蓄電池組中各電池放電的方法及裝置。
背景技術(shù)：
在通信、金融、電カ等行業(yè)的電力保障系統(tǒng)中，蓄電池組是最常見(jiàn)的備用電源，擔(dān)當(dāng)最后一道電カ保障。電カ設(shè)施因某種原因中斷電カ供給時(shí)，由相應(yīng)的電池組對(duì)負(fù)載供電。蓄電池組的放電能力取決于該組中容量最低的那個(gè)電池的容量，一旦容量最低的電池放電完畢，該組電池也就停止供電。深放電完畢后，必須對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電以恢復(fù)容量。蓄電池組的充電模式是深度放電以后首先以均充方式大電流恒流充電，使電池恢復(fù)基本容量；然后以浮充方式小電流進(jìn)行充電，以保持電池的容量。事實(shí)上，恒流充電期間由于某些容量偏低的電池充電的起點(diǎn)低，在其容量尚沒(méi)有得到完全恢復(fù)之前恒流充電過(guò)程已經(jīng)結(jié)束，這些電池處于欠充(或充電質(zhì)量差)的狀態(tài)；而某些電池容量狀況很好的電池充電的起點(diǎn)高，在恒流充電結(jié)束之前早早地恢復(fù)了容量，恒流充電結(jié)束時(shí)這些電池已經(jīng)處于過(guò)充狀態(tài)。部分電池的過(guò)充和部分電池的欠充使得電池組短壽。容量偏低的電池往往自放電較為嚴(yán)重，在浮充期間，這些電池自放電所損失的容量無(wú)法通過(guò)浮充全部得到充分地補(bǔ)償，于是電池中部分活性物質(zhì)趨向硫酸鹽化，從而導(dǎo)致其容量進(jìn)ー步下降。在又一次深度放電之后，這些電池充電起點(diǎn)更低；容量偏高或置換的新電池使得電池組的均一性變差，這些電池本身在深放電之后的均充過(guò)程中會(huì)過(guò)充。長(zhǎng)此以往，蓄電池組中各電池之間的容量差距越來(lái)越大，電池組的均一性越來(lái)越差。這種差異一般在電池組投入運(yùn)行I年后便顯現(xiàn)出來(lái)，3年以后大多數(shù)電池組中最高容量的電池往往比最低容量電池的容量高出15%以上。之后，這種容量上的差異還會(huì)進(jìn)ー步擴(kuò)大。6年以后，這種差異達(dá)到一倍以上也是很常見(jiàn)的。電池組在放電期間所表現(xiàn)出來(lái)的均一性差，導(dǎo)致在之后的充電過(guò)程中部分電池過(guò)充和部分電池欠充(或充電質(zhì)量差)，進(jìn)而使得電池組均一性更差。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了ー種平衡蓄電池組中各電池放電的方法及裝置。本發(fā)明方法包括下列步驟I.在蓄電池組發(fā)電過(guò)程中測(cè)量蓄電池組中各電池的端電壓；2.確定其平均值；3.將其它電池的端電壓與上述平均值比較；4.如果某個(gè)電池的端電壓低于上述平均值，并且差值達(dá)到或超過(guò)某ー設(shè)定值，則 在放電過(guò)程中對(duì)該電池進(jìn)行充電；5.如果某個(gè)電池的端電壓高于上述平均值，或者雖然低于，但差值未達(dá)到或超過(guò)某ー設(shè)定值，則不對(duì)該電池進(jìn)行充電，如該電池正在充電，則停止對(duì)其充電；6.按一定時(shí)間間隔重復(fù)上述步驟I到5。本發(fā)明裝置包括電壓測(cè)量裝置，用于測(cè)量蓄電池組中各電池端電壓； 充電裝置，用于對(duì)蓄電池組中被選中的ー個(gè)或若干個(gè)電池進(jìn)行充電；連接裝置，用于將上述電壓測(cè)量裝置及充電裝置與蓄電池組中各電池相連；控制裝置，用于控制上述連接裝置將上述電壓測(cè)量裝置與各電池相連，取得各電池的端電壓，選出端電壓低于端電壓平均值達(dá)到一定數(shù)值的ー個(gè)或若干個(gè)電池，并控制上述連接裝置將上述充電裝置連接到選出的上述ー個(gè)或若干個(gè)電池上，對(duì)其進(jìn)行充電，對(duì)于未被選中的電池，則使上述連接裝置不將其連接到上述充電裝置上，或者如果已經(jīng)連接的話，則控制上述連接裝置斷開(kāi)連接。本發(fā)明的方法及裝置實(shí)際起到的作用在于，深放電期間對(duì)于端電壓較低的電池，在其放電的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行充電，實(shí)際上減少了該電池的放電量，使其放電時(shí)間得以延長(zhǎng)；而對(duì)端電壓較高的電池則不進(jìn)行充電，其放電量不會(huì)減少。這樣ー來(lái)，整個(gè)蓄電池組放電時(shí)間延長(zhǎng)，放電能力得以充分發(fā)揮。并且，端電壓高容量較大的電池多放電，端電壓低容量較小的電池少放電，使所有電池在放電結(jié)束后處于差不多相同的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)相対的平衡，從而使得整個(gè)蓄電池組的均一性得到了改善，進(jìn)而避免了在深放電之后均充恢復(fù)電池容量的過(guò)程中部分電池欠充和部分電池過(guò)充的問(wèn)題。附圖
簡(jiǎn)要說(shuō)明圖I是本發(fā)明方法的流程圖；圖2是本發(fā)明裝置一個(gè)實(shí)施例的框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步的詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示，本發(fā)明的方法首先從步驟一測(cè)量蓄電池組中各各電池的端電壓開(kāi)始。在步驟ニ，從測(cè)得的端電壓計(jì)算出端電壓平均值。在步驟三，將各電池的端電壓與平均值進(jìn)行比較。在步驟四，對(duì)于端電壓高于平均值，或者雖然低干，但差值未達(dá)到預(yù)先設(shè)定值的電池，不進(jìn)行充電，如果正在對(duì)其進(jìn)行充電，則立即停止充電。在步驟五，對(duì)于端電壓低于平均值并且差值達(dá)到或超過(guò)預(yù)先設(shè)定值的電池，立即進(jìn)行充電。步驟四和五是同時(shí)進(jìn)行的。將上述程序循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，直至蓄電池組放電結(jié)束。圖2所示為本發(fā)明裝置一個(gè)實(shí)施例的框圖。圖中，蓄電池組I由多個(gè)(用于通信交換設(shè)備的電池組通常為24個(gè))電池串聯(lián)而成。蓄電池組I通過(guò)連接裝置2分別連接到電壓測(cè)量裝置3和充電裝置4。連接裝置2可以包括兩組獨(dú)立的開(kāi)關(guān)裝置。用于將電壓測(cè)量裝置3連接蓄電池組I的開(kāi)關(guān)裝置可以是ー種電子開(kāi)關(guān)，可以在控制裝置5的控制下，將電壓測(cè)量裝置3輪流連接到每ー個(gè)電池兩端，測(cè)量其端電壓。而用于將充電裝置4連接蓄電池組I的開(kāi)關(guān)裝置可以是用繼電器組成的切換陣列，該開(kāi)關(guān)裝置具有一個(gè)或多個(gè)輸入端，以及多個(gè)輸出端，并且可以在控制裝置5的控制下將ー個(gè)輸入端連接至多個(gè)輸出端中的任意ー個(gè)。
電壓測(cè)量裝置3可以由ー個(gè)或多個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器組成，可以將電池的端電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，輸出到控制裝置5?？刂蒲b置5以CPU為核心構(gòu)成，通過(guò)控制連接裝置2，將電壓測(cè)量裝置3輪流或同時(shí)連接到所有電池的兩端，測(cè)量其端電壓，根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算各電池端電壓的平均值，并將各電池端電壓與該平均值進(jìn)行比較。如果某ー電池端電壓低于平均值，并且其差值達(dá)到或超過(guò)某ー設(shè)定值，例如20mv，則控制連接裝置2將充電裝置4的一個(gè)輸出電壓加到該電池的兩端，對(duì)其進(jìn)行充電。為獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，當(dāng)電壓測(cè)量裝置3測(cè)量某ー電池端電壓的時(shí)候，如果正在對(duì)該電池充電，則控制裝置5會(huì)控制充電裝置4暫時(shí)停止對(duì)該電池輸出充電電壓。充電裝置4可以包括若干組相同和獨(dú)立的DC/DC轉(zhuǎn)換器，利用蓄電池組I作為電源，將其輸出的電壓(在24個(gè)電池的情況下通常為48V)降低至預(yù)定電壓，例如2. 5V，然后通過(guò)連接裝置2疊加到電池的兩端，對(duì)其進(jìn)行充電。每ー DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出受到控制裝置5的控制，可以隨時(shí)中斷。如果有三組DC/DC轉(zhuǎn)換器，則充電裝置4就可同時(shí)輸出三組充電電壓，也意味著可以同時(shí)對(duì)三個(gè)電池進(jìn)行充電。連接裝置2中用于將充電裝置4連接到蓄電池的開(kāi)關(guān)裝置是ー種例如用繼電器組成的選通切換陣列，可以在控制裝置5的控制下，將充電裝置4的一個(gè)輸出電壓疊加到多個(gè)電池中任意一個(gè)的兩端，對(duì)該電池進(jìn)行充電。控制裝置5還可以將電壓測(cè)量裝置3的測(cè)量結(jié)果儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置6中。端電壓低、容量較小的電池在放電的同時(shí)得到充電，因而減緩了容量和端電壓下降的過(guò)程。該電池放電時(shí)間延長(zhǎng)，也使得整組蓄電池的放電時(shí)間得以延長(zhǎng)。容量高的電池因?yàn)楦L(zhǎng)的放電時(shí)間，在放電結(jié)束時(shí)，其端電壓下降更多，因而與容量低的電池端電壓更接近。這樣，整組蓄電池保持較為均衡的狀態(tài)，其使用壽命得以延長(zhǎng)。本發(fā)明結(jié)合上述典型實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，各種選擇、修改、變化、改進(jìn)和/或基本的等同技木，目前已知的或者是(可能)未知的內(nèi)容，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是熟知的。因此，本發(fā)明的上述的典型實(shí)施例，在與闡明而不在于限制本發(fā)明。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)可以做多種改變。因此，本發(fā)明可以包含所有已知的或者以后發(fā)展的選擇、 修改、變化、改進(jìn)和/或基本的等同技術(shù)。
權(quán)利要求
1. ー種平衡蓄電池組中各電池放電的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟 .1.在蓄電池組發(fā)電過(guò)程中測(cè)量蓄電池組中各電池的端電壓； .2.確定其平均值； .3.將其它電池的端電壓與上述平均值比較； .4.如果某個(gè)電池的端電壓低于上述平均值的數(shù)值達(dá)到或超過(guò)某ー設(shè)定值，則在放電過(guò)程中對(duì)該電池進(jìn)行充電； .5.如果某個(gè)電池的端電壓高于上述平均值，或者雖然低于，但差值未達(dá)到或超過(guò)某ー設(shè)定值，則不對(duì)該電池進(jìn)行充電，如該電池正在充電，則停止對(duì)其充電； .6.按一定時(shí)間間隔重復(fù)上述步驟I到5。
2.ー種平衡蓄電池組中各電池放電的裝置，其特征在于，該裝置包括 電壓測(cè)量裝置，用于測(cè)量蓄電池組中各電池端電壓； 充電裝置，用于對(duì)蓄電池組中被選中的ー個(gè)或若干個(gè)電池進(jìn)行充電； 連接裝置，用于將上述電壓測(cè)量裝置及充電裝置與蓄電池組中各電池相連； 控制裝置，用于控制上述連接裝置將上述電壓測(cè)量裝置與各電池相連，取得各電池的端電壓，選出端電壓低于端電壓平均值達(dá)到一定數(shù)值的ー個(gè)或若干個(gè)電池，并控制上述連接裝置將上述充電裝置連接到選出的上述ー個(gè)或若干個(gè)電池上，對(duì)其進(jìn)行充電，對(duì)于未被選中的電池，則使上述連接裝置不將其連接到上述充電裝置上，或者如果已經(jīng)連接的話，則控制上述連接裝置斷開(kāi)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述電壓測(cè)量裝置可以包括ー個(gè)或多個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，用于將電池的端電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，輸出到控制裝置。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述充電裝置可以包括若干組相同和獨(dú)立的DC/DC轉(zhuǎn)換器，利用蓄電池組作為電源，將其輸出的電壓降低至預(yù)定電壓，然后通過(guò)連接裝置疊加到電池的兩端，對(duì)其進(jìn)行充電。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，每ーDC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出受到控制裝置的控制，可以隨時(shí)中斷。
6.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在干，所述連接裝置可以包括兩組獨(dú)立的開(kāi)關(guān)裝置，其中用于將電壓測(cè)量裝置連接蓄電池組的開(kāi)關(guān)裝置可以是ー種電子開(kāi)關(guān)，在所述控制裝置控制下，將電壓測(cè)量裝置輪流連接到每ー個(gè)電池兩端，測(cè)量其端電壓，而用于將充電裝置連接蓄電池組的開(kāi)關(guān)裝置可以是用繼電器組成的切換陣列，該開(kāi)關(guān)裝置具有ー個(gè)或多個(gè)輸入端，以及多個(gè)輸出端，并且可以在所述控制裝置的控制下將ー個(gè)輸入端連接至多個(gè)輸出端中的任意ー個(gè)。
7.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在干，進(jìn)ー步包括ー個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)所述電壓測(cè)量裝置的測(cè)量結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明要旨在于在蓄電池組放電過(guò)程中，對(duì)某些電壓較低的電池進(jìn)行充電，以減少其放電量，從而延長(zhǎng)整個(gè)蓄電池組的放電時(shí)間，并且使得放電結(jié)束時(shí)，所有電池處于較為接近的狀態(tài)下，電池均一性得以提高。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102668315SQ201180003337
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月21日
發(fā)明者張建明, 汪惠頌 申請(qǐng)人:上海中智能源科技有限公司