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，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，需要進一步的改進。

【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準值，從中確定出最接近于容量標準值的容量模擬值；將與該最接近于容量標準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)方案做進一步的詳細描述。
[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