一种复合电池组的电量预警方法技术

本发明专利技术提供了一种复合电池组的电量预警方法。所述方法包括：对至少2组由锂亚硫酰氯电池与电容器并联形成的复合电池组进行电压测试和/或电流测试；所述电压测获得锂亚硫酰氯电池的荷电状态与稳定电压的对应关系；所述电流测试获得锂亚硫酰氯电池的荷电状态与最大输出电流的对应关系；对待进行电量预警的复合电池组进行监控，根据电压进行预警，和/或根据电流进行预警。本发明专利技术提供的方法简单易行，无需经过复杂的换算，可应用于物联网智能设备中。

【技术实现步骤摘要】
一种复合电池组的电量预警方法
本专利技术属于电池
，涉及一种复合电池组的电量预警方法。
技术介绍
随着物联网技术的发展，其广泛应用于智能制造、智能物流、智能交通、智慧能源、智能医疗、智能家居、智慧农业、智能零售、智能安防及智慧建筑中。所有物联网节点都有一个共通性：需要电源来运作。这可以透过能量采集(如太阳能、振动、RF等方法)，但受限于传感器的工作环境；或是使用以低占空比、低休眠电流以及恰当脉冲能力的电池系统，其中的依靠锂亚硫酰氯电池电源方案以极低的年自放电率，可以满足最基本10年以上的使用寿命要求。同时，依托于锂离子电池电容器的高功率、强脉冲输出能力，锂亚硫酰氯电池+锂离子电池电容器复合电源可以满足物联网应用中的各类传感器以及不同类型的无线通讯模式中。对于设备厂家及终端用户来说，实现电池剩余容量预测，在低电量时进行预警，能够对设备进行合理有效的管理和控制，提高用户满意度。锂亚硫酰氯电池+锂离子电池电容器复合电源的剩余容量取决于锂亚硫酰氯电池，然而，锂亚硫酰氯电池的放电曲线非常平稳，直到电量耗尽时，电压才会明显下降，单独根据锂亚硫酰氯电池电压变化无法估算剩余容量，低电量预警存在难度。目前针对锂亚硫酰氯电池的剩余容量预测方法，主要有两种。一种预测方法是测量电池内阻，通过公式计算，间接得出电池容量，此方法的内阻变化与不同的电池型号、电池使用的环境及消耗容量的放电倍率有关，这些因素将影响预测的准确性。另一种预测方法是通过测量电池脉冲放电电流，根据计算公式，间接得出电池容量。电池放电能力与电池电极表面状态、最大反应面积、活化密度等因素相关，最低脉冲电压能代表电池此刻最大放电能力，与电池剩余容量有内在关系，因此可以脉冲电压的变化间接预测锂亚硫酰氯电池剩余容量。测量不同放电深度脉冲电压的变化值，并通过数据模拟建立脉冲电压与剩余容量的数学模型，从而判断电池剩余容量。然而绘制脉冲电压与剩余容量曲线，建立模型过程中发现采用此方法只能预测低温下的剩余容量。CN103592605A公开了一种锂亚硫酰氯电池组管理系统及方法，所述管理系统包括锂亚硫酰氯电池组，所述锂亚硫酰氯电池组管理系统还包括：电流测量单元，所述电流测量单元测量电流信号，并将测量结果传递给分析单元；分析单元，所述分析单元变周期采集所述测量结果并得到电流值，根据所述电流值获得电池容量损耗。具体为：变周期采集锂亚硫酰氯电池组所处电路中的电流信号，并根据采集结果得到电流值；根据所述电流值获得电池容量损耗；测量锂亚硫酰氯电池组所处的环境温度；根据所述环境温度得到锂亚硫酰氯电池组的自放电率，并根据电池额定容量、所述自放电率及所述电池容量损耗获得电池剩余容量；在所述电池组进行微电流工作模式时周期性提供电流脉冲，抑制电池电压滞后的产生。但是该方案的计算极为繁琐，其容量预警方法的实用性较差，无法有效解决锂亚硫酰氯电池与锂离子电池电容器复合电源低电量预警的难题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种复合电池组的电量预警方法。本专利技术提供的方法简单易行，无需经过复杂的换算，可应用于物联网智能设备中。为达此目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种复合电池组的电量预警方法，所述方法包括以下步骤：对至少2组由锂亚硫酰氯电池与电容器并联形成的复合电池组进行电压测试和/或电流测试；其中，每组复合电池的锂亚硫酰氯电池荷电状态均不同；所述电压测试包括以设定的测试时间间隔测试电容器的稳定电压，根据测试结果，获得锂亚硫酰氯电池的荷电状态与稳定电压的对应关系；所述电流测试包括测试最大输出电流，根据测试结果，获得锂亚硫酰氯电池的荷电状态与最大输出电流的对应关系；对待进行电量预警的复合电池组进行监控，根据电压进行预警，在所述待进行电量预警的复合电池组中电容器的稳定电压在设定的锂亚硫酰氯电池荷电状态预警值所对应的稳定电压以下后进行预警，和/或根据电流进行预警，在与所述电流测试相同的放电条件下，所述待进行电量预警的复合电池组中锂亚硫酰氯电池的最大输出电流在设定的锂亚硫酰氯电池荷电状态预警值所对应的最大输出电流以下时进行预警。所述至少2组由锂亚硫酰氯电池与电容器并联形成的复合电池组的组数包括2组、3组、4组、5组、6组、7组、8组、9组或10组等。本专利技术提供的方法中，所述最大输出电流，是指对于一组进行测试的复合电池组，在电流测试的整个过程中测试到的最大输出电流。本专利技术提供的方法中，采用监测复合电池组中电容器稳定电压的方法找到稳定电压值与锂亚硫酰氯电池剩余容量的关系和/或采用检测复合电池组中最大输出电流的方法找到最大充电电流与锂亚硫酰电池剩余容量的关系，同时或单独进行预警，解决了锂亚硫酰氯电池与电容器复合电源低电量预警的难题。本专利技术提供的方法简单易行，无需经过复杂的换算，可应用于物联网智能设备中。本专利技术所述复合电池组的工作原理是：锂亚硫酰氯电池作为电容器的充电电源，同时为设备提供小而稳定的电流，电容器提供大的脉冲电流。锂离子电池电容器的稳定电压取决于锂亚硫酰氯电池的充电能力，而锂亚硫酰氯电池的充电能力与其剩余容量有一定的内在关系，当锂亚硫酰氯电池荷电量低于40％时，电容器的稳定电压发生明显的下降，且充电到稳定电压的时间(即充电时间)延长，因此，本专利技术利用该特性建立电池组的低电量预警方法之一。电容器提供大的脉冲电流后，其与锂亚硫酰氯电池瞬间存在较大的电压差，此时的瞬间充电电流与锂亚硫酰氯电池的剩余容量有相关性，本专利技术利用该特性建立电池组的低电量预警方法之一。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，所述电容器包括传统电容器和/或超级电容器；优选地，所述电容器包括锂离子电池电容器。锂离子电池电容器属于超级电容器的一种。作为本专利技术优选的技术方案，其特征在于，用于进行测试的所述锂亚硫酰氯电池的荷电状态为20-100％，例如20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％等。本专利技术中，进行测试的锂亚硫酰氯电池的荷电状态可以根据设定的预警荷电状态进行调整。作为本专利技术优选的技术方案，每个用于进行测试的所述复合电池组中，电容器均相同。这样可以保证测试结果的互相可比性。作为本专利技术优选的技术方案，所述设定的时间间隔为1-3h，例如1h、1.5h、2h、2.5h或3h等。作为本专利技术优选的技术方案，所述稳定电压为在设定的测试时间间隔中连续2次测试电压，后一次测试的结果与前一次测试的结果的数据差值在1mV以下时，所述后一次测试得到的电压。例如差值为1mV、0.9mV、0.8mV或0.7mV等。优选地，所述获得锂亚硫酰氯电池的荷电状态与稳定电压的对应关系的方法包括根据数据绘图获得。作为本专利技术优选的技术方案，所述测试最大输出电流在脉冲放电条件下进行测试。优选地，所述脉冲放电的放电方法为200-400mA/1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合电池组的电量预警方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n对至少2组由锂亚硫酰氯电池与电容器并联形成的复合电池组进行电压测试和/或电流测试；其中，每组复合电池的锂亚硫酰氯电池荷电状态均不同；/n所述电压测试包括以设定的测试时间间隔测试电容器的稳定电压，根据测试结果，获得锂亚硫酰氯电池的荷电状态与稳定电压的对应关系；/n所述电流测试包括测试最大输出电流，根据测试结果，获得锂亚硫酰氯电池的荷电状态与最大输出电流的对应关系；/n对待进行电量预警的复合电池组进行监控，根据电压进行预警，在所述待进行电量预警的复合电池组中电容器的稳定电压在设定的锂亚硫酰氯电池荷电状态预警值所对应的稳定电压以下后进行预警，和/或/n根据电流进行预警，在与所述电流测试相同的放电条件下，所述待进行电量预警的复合电池组中锂亚硫酰氯电池的最大输出电流在设定的锂亚硫酰氯电池荷电状态预警值所对应的最大输出电流以下时进行预警。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合电池组的电量预警方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
对至少2组由锂亚硫酰氯电池与电容器并联形成的复合电池组进行电压测试和/或电流测试；其中，每组复合电池的锂亚硫酰氯电池荷电状态均不同；
所述电压测试包括以设定的测试时间间隔测试电容器的稳定电压，根据测试结果，获得锂亚硫酰氯电池的荷电状态与稳定电压的对应关系；
所述电流测试包括测试最大输出电流，根据测试结果，获得锂亚硫酰氯电池的荷电状态与最大输出电流的对应关系；
对待进行电量预警的复合电池组进行监控，根据电压进行预警，在所述待进行电量预警的复合电池组中电容器的稳定电压在设定的锂亚硫酰氯电池荷电状态预警值所对应的稳定电压以下后进行预警，和/或
根据电流进行预警，在与所述电流测试相同的放电条件下，所述待进行电量预警的复合电池组中锂亚硫酰氯电池的最大输出电流在设定的锂亚硫酰氯电池荷电状态预警值所对应的最大输出电流以下时进行预警。


2.根据权利要求1所述的复合电池组的电量预警方法，其特征在于，所述电容器包括传统电容器和/或超级电容器；
优选地，所述电容器包括锂离子电池电容器。


3.根据权利要求1或2所述的复合电池组的电量预警方法，其特征在于，用于进行测试的所述锂亚硫酰氯电池的荷电状态为20-100％。


4.根据权利要求1-3任一项所述的复合电池组的电量预警方法，其特征在于，每个用于进行测试的所述复合电池组中，电容器均相同。


5.根据权利要求1-4任一项所述的复合电池组的电量预警方法，其特征在于，所述设定的时间间隔为1-3h。


6.根据权利要求1-5任一项所述的复合电池组的电量预警方法，其特征在于，所述稳定电压为在设定的测试时间间隔中连续2次测试电压，后一次测试的结果与前一次测试的结果的数据差值在1mV以下时，所述后一次测试得到的电压；
优选地，所述获得锂亚硫酰氯电池的荷电状态与稳定电压的对应关系的方法包括根据数据绘图获得。


7.根据权利要求1-6任一项所述的复合电池组的电量预警方法，其特征在于，所述测试最大输出电流在脉冲放电条件下进行测...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙佩玲，曹浪，祝媛，刘建华，刘金成，
申请(专利权)人：惠州亿纬锂能股份有限公司，惠州亿纬创能电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44