專利名稱：可充電電池的主動放電的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可充電電池的主動放電的方法，而且涉及一種可充電電池的主動放電的系統(tǒng)，更特別地，本發(fā)明涉及一種用于通信電源領域的一種可充電電池的主動放電的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
一般而言，市電或各種形式的發(fā)電機作為用電系統(tǒng)的的主電源，而可充電電池作為主電源停電時的備用電源，同時也是通信電源系統(tǒng)必不可少的組成部分?？沙潆婋姵兀ㄣU酸電池、鹽酸電池、氫-鎳電池、鋰電池和鎘-鎳電池等，作為備用電源，由充電電路的控制，在保持了一定時間的浮充充電狀態(tài)后，要定期進行一次均充充電(也稱為均衡充電，充電電壓較浮充時的充電電壓要高)，其目的是均衡各單節(jié)電池間的不平衡性，以延長其使用壽命。但是，即便如此，若主電源長期處于正常狀態(tài)，可充電電池會長期只充電不放電，對電池壽命也是有害的。如有些電源系統(tǒng)，特別是通訊電源站點，在交流市電狀況非常穩(wěn)定，長時期交流不停電，電池就只能處于浮充或周期性均充兩種狀態(tài)，不會進入放電狀態(tài)。在市電狀況良好的條件下，定期對充滿電的可充電電池進行一下主動放電實驗，可以激活可充電電池內部的電化學活性，延長電池的壽命，以使其更好地為整個系統(tǒng)服務。傳統(tǒng)的對可充電電池主動放電的方法有兩種一種是將可充電電池從整個電源系統(tǒng)脫開，然后將其接上額外的假負載電路進行一定時間的放電，這種放電方式必須由專業(yè)人員進行現(xiàn)場操控或由復雜的控制設備對放電過程進行監(jiān)控，特別是對容量較大的可充電電池系統(tǒng)。同時，由于放電是在脫離電源系統(tǒng)本身的條件下進行的，一旦市電停電將可能對整個通信系統(tǒng)帶來極大的危害，尤其是大電流系統(tǒng)。另一種是將主電源的輸出電壓調低到一定值，使其值小于可充電電池的正常電壓，讓可充電電池單獨對負載電路供電，直到電池的電壓降至與主電源輸出電壓一致。這種方法一般不能對電池的放電電壓和電流情況進行控制，相當于直接對負載單獨供電，如果主電源的輸出電壓調得過低，可充電電池損失容量較大，若此時市電停電，可充電電池便沒有足夠的能力再給負載供電，也會給整個通信系統(tǒng)帶來不安全因素。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有現(xiàn)有的系統(tǒng)對可充電電池主動放電的方法存在操作方法和設備復雜、對主動放電過程中電池的電流和電壓難于控制等技術問題，提出一種可充電電池的主動放電的方法。
另一方面，本發(fā)明所要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有現(xiàn)有的系統(tǒng)對可充電電池主動放電的方法存在操作方法和設備復雜、對放電過程難于控制等技術問題，提出一種可充電電池的主動放電的系統(tǒng)。
實現(xiàn)本發(fā)明所要解決的技術問題而采取的技術方案概括如下。
一方面，本發(fā)明的一種用于可充電電池的主動放電的方法，包括以下步驟使主電源的輸出電流小于負載電路的負載電流的步驟；可充電電池的主動放電的電流和主電源輸出的電流共同向負載電路供電的步驟。
另一方面，本發(fā)明的一種實現(xiàn)可充電電池的主動放電的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括可充電電池單元103、主電源電路101、電池充電控制電路102、限流控制電路104和負載電路105，其中可充電電池單元103的電流輸出端與負載電路105相連；主電源電路101用來處理來自系統(tǒng)外部的電源并向負載電路105輸出負載電流，同時向電池充電控制電路102輸出充電電流；電池充電控制電路102用來控制主電源電路101向可充電電池單元103的充電過程；限流控制電路104，用來判斷可充電電池單元是否主動放電，并在進行可充電電池進行主動放電時，控制主電源電路101的輸出電流不大于負載電路105的負載電流，使主電源電路101和可充電電池單元103同時向負載電路105供電，并與可充電電池單元103相連以采集電池的信息。
采用本發(fā)明所述方法和系統(tǒng)，一方面可充電電池主動放電的負載就是工作負載，不需要增加額外的放電假負載設備，實現(xiàn)了在線放電，同時可實現(xiàn)當遇到主電源意外中斷時，直接從主動放電狀態(tài)進入對負載電路的備用供電狀態(tài)，中間勿需任何轉換時間和轉換設備，減少放電設備成本；另一方面，由于采用了在線放電的方式，對主動放電電流和容量能夠進行更加簡便、有效的控制，能很好地延長可充電電池的使用壽命。


圖1示出了本發(fā)明提供的一種可充電電池的主動放電的系統(tǒng)的原理框圖；圖2示出了一種執(zhí)行可充電電池的主動放電方法的流程圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖，舉例說明本發(fā)明的一個實施的方式。
該實現(xiàn)可充電電池的主動放電的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括可充電電池單元103、主電源電路101、電池充電控制電路102、限流控制電路104和負載電路105，其中可充電電池單元103的電流輸出端與負載電路105相連；主電源電路101用來處理來自系統(tǒng)外部的電源并向負載電路105輸出負載電流，同時向電池充電控制電路102輸出充電電流；電池充電控制電路102用來控制主電源電路101向可充電電池單元103的充電過程；限流控制電路104，用來判斷可充電電池單元是否主動放電，并在進行可充電電池進行主動放電時，控制主電源電路101的輸出電流不大于負載電路105的負載電流，使主電源電路101和可充電電池單元103同時向負載電路105供電，并與可充電電池單元103相連以采集電池的信息。
在本實施例中，系統(tǒng)是這樣工作的首先，系統(tǒng)判斷可充電電池是否應該進行主動放電，若由外部提供的系統(tǒng)主電源的狀態(tài)非常好且長期穩(wěn)定，可充電電池單元103中的電池或電池組極少甚至沒有處于放電狀態(tài)，或者可充電電池單元在保持了一定時間的浮充充電狀態(tài)后，按系統(tǒng)設定，要定期進行一次均充充電(也稱為均衡充電，充電電壓較浮充時的充電電壓要高)之前或者滿足其他系統(tǒng)設定的需要對可充電電池單元進行主動放電的情形，這時用戶就可以選擇對可充電電池單元103進行主動放電。可充電電池單元103可以是一個或多個可充電電池的組合。
首先說明一下對可充電電池主動放電的電流大小的選擇。一般，對于可充電電池而言，過大的放電電流容易使電池容量在短時間內損失很多，電池電壓下降很快，放電進行的過程不好控制。在電池已老化或容量不足時，對電源系統(tǒng)的安全性會有一定影響。太小的放電電流則將使放電進行的時間太長，也容易產生“大馬拉小車”的現(xiàn)象而拖垮電池。因此，在選擇放電電流大小時，不可過大或過小?？紤]到絕大多數電池廠家均能夠提供可充電電池在恒定電流下的標準放電曲線，在本實施例中，參考上述標準放電曲線對應的恒定放電電流，選取電池主動放電電流的的大小恒定為m*C(比例系數m＝0.02～0.1，C代表可充電電池的額定容量)。當然選取其他的放電電流值或選取非恒定電流放電，并未超出本發(fā)明的范圍。選取上述放電電流m*C，還可以通過在放電過程中實時地檢測可充電電池的電壓和累計放電進行時間，得到一條實際放電曲線。將電池的實際放電曲線與電池固有標準放電曲線進行比較，我們就可以方便地實現(xiàn)可充電電池的容量進行實時分析和預計，進而控制電池主動放電的電流大小或者是否終止電池放電并使主電源電路101供應全部的負載電路105的電流。
另一方面，對于可充電電池主動放電放掉的容量不能過大，這里主要考慮放電后保證電池仍有一定的供電能力，一旦主電源電路101停電，可充電電池單元103利用剩余的容量仍可繼續(xù)工作一段時間，本實施例中選取放電后，可充電電池單元103主動放電后剩余容量為Qr＝50％～75％C(C代表可充電電池的額定容量)。放電完畢后，通過電池充電控制電路102對可充電電池單元103進行充電。這里，若選取放電電流大小恒定為m*C，則設定的放電時間T＝(C-Qr)/(m*C)同時為保證電源系統(tǒng)運行安全可靠，可充電電池電壓必須高于一定的電池安全電壓值，一般是取比放電終止電壓略高的一個值，放電終止電壓由電池制造商在電池出廠時標注。若可充電電池因放電過度使電池電壓低于電池放電終止電壓，將有可能對電池和系統(tǒng)的安全性造成危害。
以下結合附圖2，詳述一個實現(xiàn)可充電電池的主動放電的系統(tǒng)的完整的主動放電過程的執(zhí)行步驟判斷可充電電池單元是否主動放電的步驟200，限流控制電路104可以依據以下條件作出判斷由外部提供的系統(tǒng)主電源的狀態(tài)非常好且長期穩(wěn)定，可充電電池單元103中的電池極少甚至沒有處于放電狀態(tài)，或者可充電電池單元在保持了一定時間的浮充充電狀態(tài)后，按系統(tǒng)設定，要定期進行一次均充充電(也稱為均衡充電，充電電壓較浮充時的充電電壓要高)之前或者滿足其他系統(tǒng)設定的需要對可充電電池單元進行主動放電的情形，這時用戶就可以選擇對可充電電池單元103進行主動放電。
執(zhí)行步驟201，首先通過主電源電路101判斷當前的主電源狀態(tài)是否良好，若不滿足該條件則結束放電過程，若滿足條件執(zhí)行下一步驟202；執(zhí)行步驟202，實時采樣當前的可充電電池電壓Vb，并判斷Vb是否大于電池安全電壓Vs，若不滿足該條件則執(zhí)行步驟206對電池充電，若滿足條件執(zhí)行下一步驟203；執(zhí)行步驟203，實時采樣當前的負載電路105總負載電流總電流Lr，并判斷Lr是否大于設定的恒定放電電流m*C，若不滿足該條件說明負載電流太小不適合進行小電流放電實驗，則結束放電過程。若滿足條件則通過電池充電控制電路102停止對可充電電池單元103的充電，并執(zhí)行下一步驟204；執(zhí)行步驟204，根據當前的負載總電流Lr計算出當前的限流控制電路104的限流點CL，其計算公式是CL＝Lr-m*C，此時主電源電路101的輸出電流大小就被控制在CL。利用限流控制電路104具備的對主電源的限流輸出功能，將其主電源輸出電流限定在不大于負載電流的值，以使負載電路105的負載電流一部分由主電源電路101同時供給，同時另一部分由可充電電池單元103供給。隨著放電的進行，負載電路105的負載電流會不斷變化，為使可充電電池放電電流保持恒定，限流控制電路104設定的限流點必須隨負載電路105的負載電流實時地作出相應調整，以使主電源電路101輸出的電流相應變化。順序執(zhí)行下一步驟205；執(zhí)行步驟205，實時記錄當前的可充電電池電壓Vb和累計放電進行的時間t，若累計時間t小于設定的電池放電時間T，則繼續(xù)放電，并執(zhí)行步驟201，若達到T則執(zhí)行下一步驟206；執(zhí)行步驟206，限流控制電路104不再對主電源電路101的輸出電流做出限流控制，以使負載電路105的負載電流完全由主電流供給，可充電電池單元103不再對負載電路105輸出電流。同時通過電池充電控制電路102對可充電電池單元103充電，結束主動放電的過程。
綜上所述，本實施例中，采用本發(fā)明所述方法和系統(tǒng)，一方面可充電電池主動放電的負載就是工作負載，不需要增加額外的放電假負載設備，實現(xiàn)了在線放電，同時可實現(xiàn)當遇到主電源意外中斷時，可充電電池單元103直接從主動放電狀態(tài)進入對負載電路105的備用供電狀態(tài)，中間勿需任何轉換時間和轉換設備，減少放電設備成本；另一方面，由于采用了在線放電的方式，對主動放電電流和容量能夠進行更加簡便、有效的控制，能很好地延長可充電電池的使用壽命。
盡管參照實施例對所公開的涉及可充電電池的主動放電的方法和系統(tǒng)進行了特別描述，本領域技術人員將能理解，在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以對它進行形式和細節(jié)的種種修改。因此，以上所建議的但不局限的修改都在本發(fā)明的范圍之內。
權利要求
1.一種用于可充電電池的主動放電的方法，包括以下步驟使主電源的輸出電流小于負載電路的負載電流的步驟；可充電電池的主動放電的電流和主電源輸出的電流共同向負載電路供電的步驟。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述使主電源的輸出電流小于負載電路的負載電流的步驟之前還包括以下步驟判斷可充電電池單元是否主動放電的步驟。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述使主電源的輸出電流小于負載電路的負載電流的步驟還包括以下步驟用于可充電電池實際電壓與可充電電池的安全電壓比較的步驟。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述使主電源的輸出電流小于負載電路的負載電流的步驟還包括以下步驟用于當前實際的負載電路的總負載電流與設定的可充電電池主動放電電流比較的步驟。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于所述用于當前實際的負載電路的總負載電流與設定的可充電電池主動放電電流比較的步驟中，設定的可充電電池主動放電電流為恒定值。
6.據權利要求5所述的方法，其特征在于所述設定的為恒定值的可充電電池主動放電電流，值為(0.02-0.1)*C，C為可充電電池的額定容量。
7.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述使主電源的輸出電流小于負載電路的負載電流的步驟還包括以下步驟用于實際累計的可充電電池主動放電時間與設定的可充電電池主動放電時間比較的步驟。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于所述設定的可充電電池主動放電時間是可充電電池主動放電后，電池容量剩余為(50％-75％)*C對應的放電時間，C為可充電電池的額定容量。
9.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述可充電電池的主動放電的電流和主電源輸出的電流共同向負載電路供電的步驟，還包括以下步驟可充電電池主動放電電流等于負載電路總負載電流減去主電源向負載電路的輸出電流。
10.一種用于通訊電源系統(tǒng)的對可充電電池的主動放電的方法，包括以下步驟使主電源的輸出電流小于負載電路的負載電流的步驟；可充電電池的主動放電的電流和主電源輸出的電流共同向負載電路供電的步驟。
11.一種實現(xiàn)可充電電池的主動放電的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括可充電電池單元(103)、主電源電路(101)、電池充電控制電路(102)、限流控制電路(104)和負載電路(105)，其中可充電電池單元(103)的電流輸出端與負載電路(105)相連；主電源電路(101)用來處理來自系統(tǒng)外部的電源并向負載電路(105)輸出負載電流，同時向電池充電控制電路(102)輸出充電電流；電池充電控制電路(102)用來控制主電源電路(101)向可充電電池單元(103)的充電過程；限流控制電路(104)，用來判斷可充電電池單元(103)是否主動放電，并在可充電電池單元(103)進行主動放電時，控制主電源電路(101)的輸出電流不大于負載電路(105)的負載電流，使主電源電路(101)和可充電電池單元(103)同時向負載電路(105)供電，并與可充電電池單元(103)相連以采集電池的信息。
12.根據權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在限流控制電路(104)還包括用于可充電電池實際電壓與可充電電池的安全電壓比較的電路。
13.根據權利要求11或12所述的系統(tǒng)，其特征在于限流控制電路(104)還包括用于當前實際的負載電路(105)的總負載電流與設定的可充電電池主動放電電流比較的電路。
14.根據權利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于所述設定的可充電電池主動放電電流為恒定值。
15.根據權利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于所述設定的為恒定值的可充電電池主動放電電流，值為(0.02-0.1)*C，C為可充電電池的額定容量。
16.根據權利要求11或12所述的系統(tǒng)，其特征在于限流控制電路(104)還包括用于實際累計的可充電電池主動放電時間與設定的可充電電池主動放電時間比較的電路。
17.根據權利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于所述設定的可充電電池主動放電時間是可充電電池主動放電后，電池容量剩余為(50％-75％)*C時對應的電池放電時間，C為可充電電池的額定容量。
18.根據權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于限流控制電路(104)還包括用于使可充電電池單元(103)主動放電電流等于負載電路(105)總負載電流減去主電源電路(101)向負載電路(105)的輸出電流。
19.一種用于通訊電源的實現(xiàn)可充電電池的主動放電的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括可充電電池單元(103)、主電源電路(101)、電池充電控制電路(102)、限流控制電路(104)和負載電路(105)，其中可充電電池單元(103)的電流輸出端與負載電路(105)相連；主電源電路(101)用來處理來自系統(tǒng)外部的電源并向負載電路(105)輸出負載電流，同時向電池充電控制電路(102)輸出充電電流；電池充電控制電路(102)用來控制主電源電路(101)向可充電電池單元(103)的充電過程；限流控制電路(104)，用來判斷可充電電池單元是否主動放電，并在進行主動放電時，控制主電源的輸出電流不大于負載電路(105)的負載電流，使主電源電路(101)和可充電電池單元(103)同時向負載電路(105)供電，并與可充電電池單元(103)相連以采集電池信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于可充電電池的主動放電的方法和系統(tǒng)，該方法包括以下步驟使主電源的輸出電流小于負載電路的負載電流的步驟；可充電電池的主動放電的電流和主電源輸出的電流共同向負載電路供電的步驟。采用本發(fā)明所述方法和系統(tǒng)，一方面可充電電池主動放電的負載就是工作負載，不需要增加額外的放電假負載設備，實現(xiàn)了在線放電；另一方面，由于采用了在線放電的方式，對主動放電電流和容量能夠進行更加簡便、有效的控制，能很好地延長可充電電池的使用壽命。
文檔編號H01M10/44GK1428887SQ01139189
公開日2003年7月9日 申請日期2001年12月22日 優(yōu)先權日2001年12月22日
發(fā)明者嚴宏明 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所