一种提升电池在低温环境下放电容量的方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术涉及一种提升电池在低温环境下放电容量的方法、系统及设备。该方法包括以下步骤：S1、提供并联设置的负载开关电路和升压电路。S2、监测电池的实时电压、实时剩余电量和实时温度。S3、在实时电压小于第一阈值，实时剩余电量超过第二阈值，且实时温度小于第三阈值时，则打开升压电路，关闭负载开关电路，直到实时电压大于第四阈值时，则打开负载开关电路，关闭升压电路。本发明专利技术能够解决电池在低温环境中放电量过低、电压过低无法满足设备工作需求等问题，能够提高电池在低温工作条件下的工作时长、放电能力和放电效率。放电能力和放电效率。放电能力和放电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种提升电池在低温环境下放电容量的方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及电池
，更具体地说，涉及一种提升电池在低温环境下放电容量的方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]锂离子电池自从进入市场以来，以其寿命长、比容量大、无记忆效应等优点，获得了广泛的应用。现在许多手持电子设备都在大量使用锂离子电池。然而，随着应用领域不断拓展，锂离子电池的低温性能低劣带来的制约愈加明显，低温环境会降低锂电池的工作时长、放电能力，减缓反应速度，造成电池电压降低，放电容量减小等问题。
[0003]如图8和图9所示，是两个标称容量5000mAh的同款电池分别在25℃和
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20℃下以同样的电流(0.2C)放电的电池曲线。从图中可以看出，常温25℃环境下，电池的放电容量集中在4.3V到3.5V这个电压区间，到3.5V以下电池基本就没有电了。而在低温
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20℃环境下，电池的电压整体偏低，开始放电后，电池电压很快就降到了3.5V然后再逐渐降低，电池的放电容量集中在3.5V到2.8V这个电压区间，同时比常温环境下能放出的容量也偏少约15％。
[0004]大家都知道电子设备工作起来都是有工作电压范围要求的，当输入的电压小于电子设备(或者系统)要求的最小工作电压时，设备就不能正常工作了。比如使用上述5000mAh电池供电的电子设备其要求的最小工作电压为3.3V,在常温环境时，能够满足其正常使用。但在
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20℃低温环境下，由于电池电压低，很快就低到系统要求的最小工作电压3.3V，设备很快就会因为电池电压过低，而不能正常工作或者关机。此环境下，电池放电到3.3V实际才放出来1650mAh电量，约电池标称容量的三分之一。还有约三分二的容量需要放到更低的电压范围才能放出来。但此时电池的电压已低于系统的最小工作电压，无法正常工作，也就无法使用电池剩下的能量。
[0005]这就导致使用锂离子电池的智能POS终端、智能扫码设备等电子产品，尤其是冷链的手持扫码设备等在低温工作环境中很容易无法正常工作。而由于传统的电池供电及电源管理结构(如图3)大多数都是电池直接连接电源管理芯片，并无法解决这一技术缺陷。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种提升电池在低温环境下放电容量的方法、系统及设备。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种提升电池在低温环境下放电容量的方法，包括以下步骤：
[0008]S1、提供并联设置的负载开关电路和升压电路；
[0009]S2、监测电池的实时电压、实时剩余电量和实时温度；
[0010]S3、在所述实时电压小于第一阈值，所述实时剩余电量超过第二阈值，且所述实时温度小于第三阈值时，则打开所述升压电路，关闭所述负载开关电路，直到所述实时电压大于第四阈值时，则打开所述负载开关电路，关闭所述升压电路。
[0011]进一步，在本专利技术所述的提升电池在低温环境下放电容量的方法中，默认状态下，所述负载开关电路为打开状态，所述升压电路为关闭状态。
[0012]另外，本专利技术还提供一种电池放电系统，包括电池、处理器、负载开关电路、升压电路和电源管理电路；所述负载开关电路和所述升压电路并联设置，所述电池分别连接所述负载开关电路和所述升压电路，所述电源管理电路连接所述电池、所述负载开关电路和所述升压电路，所述处理器连接所述电池、所述电池管理电路、所述负载开关电路和所述升压电路；
[0013]所述电源管理电路用于管理所述电池的充电和放电，所述处理器用于获取所述电池的当前数据，并根据所述当前数据与预设阈值的关系控制所述负载开关电路的打开或关闭，和/或所述升压电路的打开或关闭，其中，所述当前数据包括实时温度、实时电压、实时电流和实时剩余电量中的至少一种。
[0014]进一步，在本专利技术所述的电池放电系统中，当所述实时电压小于第一阈值，所述实时剩余电量超过第二阈值，且所述实时温度小于第三阈值时，则所述处理器控制所述升压电路打开，控制所述负载开关电路关闭，直到所述实时电压大于第四阈值时，则此时所述处理器控制所述负载开关电路打开，控制所述升压电路关闭。
[0015]进一步，在本专利技术所述的电池放电系统中，当所述实时电压小于第一阈值，所述实时剩余电量超过第二阈值，且所述实时温度小于第三阈值时，则所述处理器发送第二控制信号控制所述升压电路打开，发送第一控制信号控制所述负载开关电路关闭，直到所述实时电压大于第四阈值时，则此时所述处理器发送第四控制信号控制所述负载开关电路打开，发送第三控制信号控制所述升压电路关闭。
[0016]进一步，在本专利技术所述的电池放电系统中，所述电池放电系统还包括电池连接器，所述电池内置于所述电池连接器中，所述电池通过所述电池连接器与所述处理器和所述电源管理电路连接，所述电池连接器连接所述负载开关电路和所述升压电路。
[0017]进一步，在本专利技术所述的电池放电系统中，所述电池包括测温元件和电流电压电量检测元件。
[0018]进一步，在本专利技术所述的电池放电系统中，所述测温元件为NTC热敏电阻器。
[0019]进一步，在本专利技术所述的电池放电系统中，所述电流电压电量检测元件为库仑计。
[0020]另外，本专利技术还提供一种设备，包括如上述的电池放电系统。
[0021]实施本专利技术的提升电池在低温环境下放电容量的方法、系统及设备，具有以下有益效果：
[0022]能够解决电池在低温环境中放电量过低、电压过低无法满足设备工作需求等问题，能够提高电池在低温工作条件下的工作时长、放电能力和放电效率。
附图说明
[0023]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0024]图1是本专利技术实施例提供的电池放电系统的结构示意图；
[0025]图2是本专利技术实施例提供的电池放电系统的结构示意图；
[0026]图3是现有技术中普遍使用的电池放电系统的结构示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例提供的负载开关电路的电路图；
[0028]图5是本专利技术实施例提供的升压电路的电路图；
[0029]图6是本专利技术实施例提供的处理器和电源管理电路的电路图；
[0030]图7是本专利技术实施例提供的电池连接器的电路图；
[0031]图8是一个电池在常温25℃环境中的电池放电曲线图；
[0032]图9是一个电池在低温
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20℃环境中的电池放电曲线图。
具体实施方式
[0033]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。
[0034]在一个优选的实施例中，本实施例的提升电池50在低温环境下放电容量的方法，包括以下步骤：
[0035]S1、提供并联设置的负载开关电路10和升压电路20。
[0036]S2、监测电池50的实时电压、实时剩余电量和实时温度。
[0037]S3、在实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升电池在低温环境下放电容量的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、提供并联设置的负载开关电路和升压电路；S2、监测电池的实时电压、实时剩余电量和实时温度；S3、在所述实时电压小于第一阈值，所述实时剩余电量超过第二阈值，且所述实时温度小于第三阈值时，则打开所述升压电路，关闭所述负载开关电路，直到所述实时电压大于第四阈值时，则打开所述负载开关电路，关闭所述升压电路。2.根据权利要求1所述的提升电池在低温环境下放电容量的方法，其特征在于，默认状态下，所述负载开关电路为打开状态，所述升压电路为关闭状态。3.一种电池放电系统，包括电池，其特征在于，包括处理器、负载开关电路、升压电路和电源管理电路；所述负载开关电路和所述升压电路并联设置，所述电池分别连接所述负载开关电路和所述升压电路，所述电源管理电路连接所述电池、所述负载开关电路和所述升压电路，所述处理器连接所述电池、所述电池管理电路、所述负载开关电路和所述升压电路；所述电源管理电路用于管理所述电池的充电和放电，所述处理器用于获取所述电池的当前数据，并根据所述当前数据与预设阈值的关系控制所述负载开关电路的打开或关闭，和/或所述升压电路的打开或关闭，其中，所述当前数据包括实时温度、实时电压、实时电流和实时剩余电量中的至少一种。4.根据权利要求3所述的电池放电系统，其特征在于，当所述实时电压小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：党生，刘国寨，张亚攀，张波，郭颂，
申请(专利权)人：深圳市优博讯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：