用于确定可充电电池的放电终止阈值的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于确定可充电电池的放电终止阈值（Ｕ↓［Ｓｍｉｎ］）的方法，包括：将电池放电直到预定放电终止阈值；对电池至少部分充电；在所述充电过程期间，确定（Ｆ８）代表充电电压骤降效应的电参数（ΔＵ）；将所述参数与预定特征进行比较（Ｆ９，Ｆ１０）；按照所述比较的结果，随意地更新（Ｆ１１，Ｆ１２）用于后续放电的放电终止阈值（Ｕ↓［Ｓｍｉｎ］）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
在最重要以及易碎的元件的所有情况下，电化学蓄电池，或者可充电电 池被用在各种类型的移动应用(包括便携式电子设备、热力、电气或者混合 动力型汽车等等)，或者各种类型的固定应用(包括电信中继，或者从诸如风 或者光电能等的间歇性能源的电力生产)。为了在这些不同的应用的范围中优化其寿命，可充电电池通常必须防止 任意深度的放电，其大部分时间与早期衰减含义相同，或者甚至在某些情况 下，再充电是不可能之事。在可充电电池容易达到深度的放电状态的所有应用中，低压断开(LVD)阈值因此用于停止放电。一旦已经达到这个电压阈值，该电池被断开。当通过实验的、大量的、 漫长的、并因此而昂贵的测量，来开发新型电池的时候，用于不同放电率的 放电终止阈值被最初确定。此外，这些电压阈值的最佳的调整是非常精密的 事情。虽然这些电压阔值考虑到电池技术或者该系统的尺寸，然而它们也在 整个电池的工作期间保持恒定。但是，电池的电压既取决于其技术，而且取 决于其工作条件，即，充电或者放电电流、衰弱周期、温度，以及最后其健 康状态，或者其磨损的状态。在电池能够包括一系列电池单元串接的情况下，电池之间的不均匀性本 身可以对在整个电池的端子上测量的电压具有影响。换句话说，在电池的电 压和其充电状态之间没有直接关系，或者仅仅至少近似关系。目前使用的电 压标准因此不能够完全地理解综合如上所述影响因素的可充电电池的放电深 度。取决于电池或者电池单元的工作条件或者寿命条件，这些电压阔值因此 趋向于是不理想的，并且甚至在某些情况下，可以导致该电池的早期衰减。最后，应当注意到，为了防止这种类别的损坏，用于停止放电的放电终止阈值在给出的调节器中被极大地过估算，以确保该电池永不下降至低于实 际临界充电阈值。以在光伏系统中使用的铅酸电池为例，无论该电池的磨损 或者工作条件，该放电终止阈值通常大约是1.9V/电池单元(即，对于6个电池单元的电池11.4V)。但是，铅酸电池大部分时间可以降至接近1.8V/电池单 元(即，对于6个电池单元的电池10.8V)阈值来使用，而不会对其用途有任何 不利结果。这导致缺乏了能够获得该电池容量将近10%的存储能量。可充电 电池的放电终止的管理因此不是最佳的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于确定可充电电池的放电终止阈值的方 法，其是有效、易于实现的，并且能够改善电池的放电终止的管理。 这个目的是通过按照所附的权利要求的方法实现的。附图说明从下面仅仅对于非限制性的举例目的给出并且在附图中表示的本专利技术的 特定的实施例的描述中，其它的优点和特点将变得更加明显地清晰可见，其 中图1以流程图形式举例说明可充电电池管理方法；图2以流程图形式举例说明出现在图1的流程图中的放电步骤；图3以流程图形式举例说明出现在图1的流程图中的充电步骤，其步骤包括按照本专利技术的确定方法的特定的实施例的步骤；图4和5以流程图形式举例说明两个供选择的用于确定新型电池的初始放电终止阈值方法的实施例；图6表示在充电周期开始时在全放电电池的端子上电压U与时间比较的变化；图7表示在以O.ldo相似条件之下执行的部分充电周期期间，接着分别 地在1.95V(曲线Al)、 1.90V(曲线A2)、 1.80V(曲线A3)和1.70V(曲线A4)的 ;故电终止阈值中断放电，在充电时电压骤降(coup de fouet)效应的电参数的变化。具体实施方式在以下的描述中，该术语电池包括电池组和电化学电池两者。为了说明 目的给出的电压电平将对于铅电池给出，并且对应于每个电池单元的值。以常规的方式，能源例如经由电池给负载提供电源。电池放电和充电周 期是由连接到该电池的端子的控制设备控制的，并且例如测量电池端子上的 电压。通常，该控制设备通过启动第一开关(其被设计尤其在放电之后断开 电池)来控制电池的放电。该控制设备通过启动第二开关借助于能源来控制 电池的充电。可充电电池的放电控制(尤其结合按照本专利技术用于确定放电终 止阈值方法并且将在下文中描述的)由此可以在控制设备中通过任何合适的被编程的微处理器。图1以流程图形式举例说明用于管理可充电电池的已知的方法。在常规 的方式中，在步骤F1，该控制设备初始化放电终止阈值的值以确定初始放电 终止阈值Usmm,其在该方法的后续步骤中将用作放电终止标准，尤其是，在该方法的下一步(F2),即，电池;^丈电步骤中。值1.8V例如分配给Usmin。步骤 Fl对应于管理方法的第一步，如下所述其步骤先于连串的充电和放电周期。分配给USmin的值或者相应于在上市之前开发这类电池期间而进行实验 的过程中预先确定的值，或者相应于由图4和5的流程图代表的方法确定的值，其将在下文进一步描述。假设电池在管理方法开始时被以已知的方式充电，该控制设备然后进行到图1的流程图的步骤F2，其中电池的放电是如上所述控制的。只要在后面 放电期间在电池端子上连续测量的电压U保持大于USmin，即，大于1.8V, 步骤F2将被保持。当电压U变为小于或等于1.8V的时候，该控制设备进行 到电池充电步骤F3，在此步骤期间，该控制设备如上所述控制电池的充电直 至满充电电平。当达到电池的满充电状态的时候，该控制设备自动地返回到 步骤F2。在该方法的剩余部分中，步骤F2和F3在控制设备的控制之下相继 地交替链式连接。在该电池管理方法的供选择的实施例中， 一个步骤(未示出)可以插入在步 骤F2和F3之间，以执行断开该电池，尤其是，当其对于电池而言具有间歇 时间是有好处的时候。在进行到步骤F2之前，如果在该方法开始时其觉察到或者已经知道该电 池是空的，或者部分地是空的，该控制设备当然可以针对来自步骤F1的输出6无论如何直接进行到步骤F3。步骤F2和F3的交替的链式连接随后由该控制 设备控制。图2以流程图形式举例说明在出现在图1的流程图中的放电步骤F2期 间，在步骤F4，该控制设备在电池端子上执行电压U的测量。在步骤F5， 该控制设备将电压U与在步骤Fl期间初始化的值USmin比较。如果电压U大 于Usmm(步骤F5的"否"输出)，该控制设备返回到步骤F4,并且该电池继续放电。另一方面，如果电压U小于或等于U^m(步骤F5的"是"输出)，该控制设备进行到步骤F6，其中其存储该电池的放电被终止的事实。从步骤F4走 到步骤F5以预置的频率自动地发生。图3以流程图形式举例说明在出现在图1的流程图中的充电步骤F3期 间，在第一步骤F7，该控制设备在电池端子上执行电压U的测量。在使能电确定代表电压骤降效应的至少 一个电参数。压U比时间t的变化，在预先充分放电的电池充电开始时，可以观察到在充 电时的电压骤降效应。在充电时电压骤降的特点在于在下一个阶段期间，在 电压下降回到稳定水平之前，在充分放电的电池的最初充电阶段在电池的端 子上的电压峰值。该电压骤降可以特征为不同的参数，诸如例如峰值电压 Upeak，平稳电压Upl,在峰值电压和平稳电压之间的差值Al^Upeak-Upl，对 于从充电开始达到峰值电压Upeak说来必需的峰值时间tpeak，对达到平稳电 压Upl说来必需的平稳时间tpl,和/或在平稳时间和峰值时间之间的差值 At=tpl-tpeak。图7表示在遵循分别地在1.95V(曲线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定可充电电池的放电终止电压阈值的方法，其特征在于包括以下顺序的步骤集合：　－将电池放电（Ｆ２，Ｆ１４，Ｆ２２，Ｆ２７）直到预先确定的放电终止阈值（Ｕ↓［Ｓｍｉｎ］，Ｕ↓［Ｓｍｉｎ１］，Ｕ↓［Ｓｍｉｎ２］）；　－对电池至 少部分充电（Ｆ３，Ｆ１５，Ｆ２３，Ｆ２８）；　－在所述充电开始时，确定（Ｆ８，Ｆ１６，Ｆ２４，Ｆ２９）代表在充电时的电压骤降效应的电参数（ΔＵ）；　－将所述参数与预定特征进行比较（Ｆ９，Ｆ１０，Ｆ１７，Ｆ１８，Ｆ２５，Ｆ３０）； 　－必要时，按照所述比较的结果，更新（Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１９，Ｆ２０，Ｆ２６，Ｆ３１）用于后续放电的放电终止阈值（Ｕ↓［Ｓｍｉｎ］，Ｕ↓［Ｓｍｉｎ１］，Ｕ↓［Ｓｍｉｎ２］）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿诺德莱尔，玛丽昂佩林，
申请(专利权)人：原子能委员会，
类型：发明
国别省市：FR[法国]