提升电池总体放电效能的系统

摘要

本发明公开提升电池总体放电效能的系统，包括：电池模块、电流调节模块和控制模块；电流调节模块的输入端与电池模块连接，电流调节模块的输出端用于连接用电设备，控制模块分别与电池模块和电流调节模块连接，控制模块用于检测电池模块的工作温度，并根据电池模块的工作温度计算出电池放电电流值，控制电流调节模块输出电池放电电流值的电流。本发明旨在提升电池在实际使用场景下的放电效能。

说明书

技术领域

本发明涉及电池领域，特别涉及一种提升电池总体放电效能的系统。

背景技术

电池的实际有效放电容量，与电池的自身状态，所处的环境条件，以及放电方式等因素密切相关，然而实际设备多为恒压或者恒流供电，其工作电流往往不可预期，且与电池的最佳放电电流相去甚远，这些都限制了电池在实际使用场景下的放电效能。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种提升电池总体放电效能的系统，旨在提升电池在实际使用场景下的放电效能。

为实现上述目的，本发明提出一种提升电池总体放电效能的系统，包括：电池模块、电流调节模块和控制模块；

所述电流调节模块的输入端与所述电池模块连接，所述电流调节模块的输出端用于连接用电设备，所述控制模块分别与所述电池模块和所述电流调节模块连接；

所述控制模块，用于检测所述电池模块的工作温度，并根据所述电池模块的工作温度计算出电池当前放电电流值，以及根据所述电池当前放电电流值控制所述电流调节模块调节电池的输出电流。

可选地，所述提升电池总体放电效能的系统还包括：

临时储能模块，所述临时储能模块的输入端与所述电流调节模块连接，用于存储所述电流调节模块输出的电能；

电压调节模块，所述电压调节模块的输入端与所述临时储能模块的输出端连接，所述电压调节模块的输出端用于连接用电设备，为所述用电设备供电。

可选地，所述电压调节模块的受控端与所述控制模块连接，所述控制模块还用于根据所述用电设备的所需电压，控制所述电压调节模块输出所述用电设备的所需电压。

可选地，所述电流调节模块的输出端还用于与用电设备连接，所述控制模块还用于在检测到所述电压调节模块的输出电压小于或者等于预设电压值时，控制所述电流调节模块开启所述电池模块对所述用电设备的输出；

在检测到所述电压调节模块的输出电压大于预设电压值时，控制所述电流调节模块关断所述电池模块对所述用电设备的输出。

可选地，所述控制模块还用于根据所述临时储能模块的工作参数，控制所述电流调节对所述临时储能模块充电，用于改善所述临时储能模块的工作性能和实现所述临时储能模块的过充保护。

可选地，所述控制模块还设有通信端口，用于接收所述用电设备的指令，根据所述用电设备的指令，控制所述电流调节模块输出电流和所述电压调节模块输出电压。

可选地，所述控制模块还设有电流控制端和电压控制端，通过设置所述电流控制端的电流值控制所述电流调节模块的输出电流，通过设置所述电压控制端的电压值控制所述电压调节模块的输出电压。

可选地，所述控制模块具有传感检测电路，所述传感检测电路用于检测所述电池模块的工作温度和所述临时储能模块的工作参数。

可选地，所述提升电池总体放电效能的系统还包括报警装置，所述报警装置与所述控制模块连接，在所述控制模块检测到所述电池模块和所述临时储能模块处于异常工作状态时，所述报警装置启动。

可选地，所述控制模块还用于检测所述电池模块的剩余容量，在检测到所述电池模块的剩余容量小于预设容量值时，控制所述电池模块关断。

本发明通过设置电池模块、电流调节模块和控制模块，流调节模块的输入端与电池模块连接，电流调节模块的输出端用于连接用电设备，控制模块分别与电池模块和电流调节模块连接；控制模块，用于检测电池模块的工作温度，并根据电池模块的工作温度计算出电池当前放电电流值，以及根据电池当前放电电流值控制电流调节模块调节电池的输出电流，控制模块检测电池模块的工作温度，电池模块的每一个工作温度都设有一个对应的放电电流值，电池模块在采用此放电电流值放电时，电池的放电效率最高，控制模块根据检测到的工作温度，控制电流调节模块输出放电电流值的电流，使电池模块采用电流调节模块输出的电流放电，提高电池模块的放电效率。相比于背景技术放电电池，通过设置这种系统，提升了电池在实际使用场景下的放电效能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提升电池总体放电效能的系统一实施例的功能模块示意图；

图2为本发明提升电池总体放电效能的系统一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出提升电池总体放电效能的系统，适用于电池放电领域。

现有的电池工作电流往往不可预期，且与电池的最佳放电电流相去甚远，限制了电池在实际使用场景下的放电效能。

参照图1，在本发明一实施例中，该提升电池总体放电效能的系统，包括：电池模块10、电流调节模块20和控制模块00；

所述电流调节模块20的输入端与所述电池模块10连接，所述电流调节模块20的输出端用于连接用电设备50，所述控制模块00分别与所述电池模块10和所述电流调节模块20连接；

所述控制模块00，用于检测所述电池模块10的工作温度，并根据所述电池模块10的工作温度计算出电池当前放电电流值，以及根据所述电池当前放电电流值控制所述电流调节模块20调节电池的输出电流。

具体地，控制模块00检测电池模块10的工作温度，电池模块10的每一个工作温度都设有一个对应的放电电流值，控制模块00根据检测到的工作温度，控制电流调节模块20输出放电电流值的电流，电流调节模块20的输出电流为电池模块10的放电电流。

在本实施例中，电流调节模块20的输出电流为电池模块10的放电电流，控制模块00通过控制电流调节模块20的输出电流控制电池模块10的放电电流。

电池模块10中电池能量的有效利用率与温度和放电电流之间呈强相关性，在电池模块10处于不同的工作温度时，都会对应一个最佳的放电电流值，电池模块10在此放电电流值放电，电池能量的有效利用率最高。因此，控制模块00检测电池的工作温度，并根据检测到的工作温度计算出对应的最佳放电电流值，并控制电流调节模块20输出对应的最佳放电电流值，使得电池模块10的放电电流为此最佳放电电流值，从而提升电池能量的有效利用率。

需要说明的是，由于电池模块10在实际工作时，工作温度是实时变化的，在工作温度变化时，电池模块10的最佳放电电流值也是对应工作温度实时变化的。因此，控制模块00检测到的工作温度也是实时变化的，在控制模块00检测到的工作温度改变时，控制电流调节模块20的输出电流，确保电池模块10在工作温度变化时，电池模块10的放电电流为最佳放电电流值，使电池放电处于高效率。

在同一种型号的电池中，同一温度下对应的最佳放电电流值是相同的，在不同型号的电池中，同一温度下对应的最佳放电电流值是不同的，控制模块00在检测电池模块10的温度前，先要预设好电池的型号，控制模块00根据此型号的电池在不同温度下的最佳放电电流值，控制电流调节模块20的输出，实现不同型号电池的放电效率的提升。

本实施例的工作原理，电池模块10中电池能量的有效利用率与温度和放电电流之间呈强相关性，在电池模块10处于不同的工作温度时，都会对应一个最佳的放电电流值，电池模块10在此放电电流值放电，电池能量的有效利用率最高。控制模块00检测电池的工作温度，并根据检测到的工作温度计算出对应的最佳放电电流值，并控制电流调节模块20输出对应的最佳放电电流值；在工作温度变化时，控制模块00通过检测变化后的工作温度，并根据检测到的变化后工作温度计算出对应的最佳放电电流值，并控制电流调节模块20输出新的最佳放电电流值计算；在电池的型号发生变化时，控制模块00重新设置电池的型号，使得控制模块00根据此型号的电池在不同温度下的最佳放电电流值，控制电流调节模块20的输出，通过控制模块00对电流调节模块20的输出电流的控制，实现了不同型号的电池在不同时间上电池放电效率的提升，提升电池在实际使用场景下的放电效能。

控制模块00除了根据电池模块10的工作温度控制电流调节模块20输出，还检测电池模块10的其他工作参数，并根据其他工作参数来控制电流调节模块20输出，包含对电池和湿度、电池输出电压和电流的测量，并通过控制电流调节模块20输出实现对电池模块10的保护，必要时可以通过增大电池模块10的放电电流并保持一段时间来激活钝化的电池。

本发明通过设置电池模块10、电流调节模块20和控制模块00，流调节模块的输入端与电池模块10连接，电流调节模块20的输出端用于连接用电设备50，控制模块00分别与电池模块10和电流调节模块20连接；控制模块00，用于检测电池模块10的工作温度，并根据电池模块10的工作温度计算出电池当前放电电流值，以及根据电池当前放电电流值控制电流调节模块20调节电池的输出电流，控制模块00检测电池模块10的工作温度，电池模块10的每一个工作温度都设有一个对应的放电电流值，电池模块10在采用此放电电流值放电时，电池的放电效率最高，控制模块00根据检测到的工作温度，控制电流调节模块20输出放电电流值的电流，使电池模块10采用电流调节模块20输出的电流放电，提高电池模块10的放电效率。相比于背景技术放电电池，通过设置这种系统，提升了电池在实际使用场景下的放电效能。

参照图1，在一实施例中，所述提升电池总体放电效能的系统还包括：

临时储能模块30，所述临时储能模块30的输入端与所述电流调节模块20连接，用于存储所述电流调节模块20输出的电能；

电压调节模块40，所述电压调节模块40的输入端与所述临时储能模块30的输出端连接，所述电压调节模块40的输出端用于连接用电设备50，为所述用电设备50供电。

本实施例中，临时储能模块30用于存储电流调节模块20输出的电能，存储的电能用于为用电设备50供电，电池模块10输出的电能不直接为用电设备50供电，电池模块10在通过电流调节模块20调节输出电流后，输出电能至临时储能模块30，临时储能模块30在通过电压调节模块40调节输出电压后，输出电能至用电设备50。

由于实际设备多为恒压或者恒流供电，其工作电流往往不可预期，而电流调节模块20的输出电流随电池模块10的工作温度实时变化，用电设备50的供电电流与电流调节模块20的输出电流相去甚远因此电池模块10不直接为用电设备50供电，通过设置临时储能模块30，电池模块10将电能输出至临时储能模块30，临时储能模块30将电能用于为用电设备50供电，尤其对于仅需要间歇性激活进入短暂的工作状态，平时长时间处于休眠待机状态的低功耗设备来说，正好可以在设备休眠待机期间，以电池相对较小的最佳的放电电流为临时储能模块30充电。

参照图1，在一实施例中，所述电压调节模块40的受控端与所述控制模块00连接，所述控制模块00还用于根据所述用电设备50的所需电压，控制所述电压调节模块40输出所述用电设备50的所需电压。

电压调节模块40用于调节临时储能模块30的输出电压，在用电设备50处于不同的工作状态时，都会对应请求供电电压，电压调节模块40的输出电压为供电电压，而在实际工作时，用电设备50所请求的工作电压是实时变化的，在请求的工作电压变化时，电压调节模块40的输出电压变化，在控制模块00检测到的用电设备50请求的工作电压改变时，控制电压调节模块40的输出电压，确保用电设备50的供电电压的输出。

参照图1，在一实施例中，所述电流调节模块20的输出端还用于与用电设备50连接，所述控制模块00还用于在检测到所述电压调节模块40的输出电压小于或者等于预设电压值时，控制所述电流调节模块20开启所述电池模块10对所述用电设备50的输出；

在检测到所述电压调节模块40的输出电压大于预设电压值时，控制所述电流调节模块20关断所述电池模块10对所述用电设备50的输出。

本实施例中，控制模块00的预设电压值为能满足用电设备50供电的电压值，在电压调节模块40的输出电压大于预设电压值时，电压调节模块40的输出电压能满足供电需求。

当用电设备50激活工作时，由临时储能模块30为用电设备50供电；仅当临时储能模块30不足以支持设备工作时，即在电压调节模块40的输出电压小于或等于预设电压值时，电压调节模块40的输出电压不能满足供电需求时，电池模块10直接为用电设备50提供电能，控制模块00放弃最佳放电电流控制，提高电流调节模块20的输出电流为用电设备50供电，此时电流调节模块20的输出电流主要用于满足用电设备50的供电，优先保障负载的大电流需求。

参照图1，在一实施例中，所述控制模块00还用于根据所述临时储能模块30的工作参数，控制所述电流调节对所述临时储能模块30充电，用于改善所述临时储能模块30的工作性能和实现所述临时储能模块30的过充保护。

在本实施例中，电流调节模块20对临时储能模块30充电，并具有相应的充电保护功能，确保临时储能模块30工作时的安全性。

控制模块00检测临时储能模块30的电压电流、温度、湿度和内阻等，以达到检测其工作状态和性能指标的目的，并在必要的时候通过专门的充电或者放电改善其性能。

参照图1，在一实施例中，所述控制模块00还设有通信端口，用于接收所述用电设备50的指令，根据所述用电设备50的指令，控制所述电流调节模块20输出电流和所述电压调节模块40输出电压。

在本实施例中，控制模块00通过通信端口，与用电设备50交互电源状态和用电需求信息。

在临时储能模块30为用电设备50供电时，控制模块00根据用电需求信息控制电压调节模块40输出电压；在电池模块10为用电设备50供电时，控制模块00根据用电需求信息控制电流调节模块20输出电流。

参照图1，在一实施例中，所述控制模块00还设有电流控制端和电压控制端，通过设置所述电流控制端的电流值控制所述电流调节模块20的输出电流，通过设置所述电压控制端的电压值控制所述电压调节模块40的输出电压。

本实施例中，电流调节模块20的输出电流和电压调节模块40的输出电压还可以通过电流控制端和电压控制端手动设置，比如通过提高电池的放电电流来激活已经钝化的电池，选择用电设备50的供电方式等，在控制模块00无法自动工作时，或者在一些特殊的场景下，自动控制无法完成工作时，可以通过手动控制的方式完成。

参照图1，在一实施例中，所述控制模块00具有传感检测电路，所述传感检测电路用于检测所述电池模块10的工作温度和所述临时储能模块30的工作参数。

本实施例中，控制模块00具有传感检测电路，传感检测电路分别与电池模块10和临时储能模块30连接，用于检测电池模块10的工作温度和临时储能模块30的工作参数。

参照图1，所述提升电池总体放电效能的系统还包括报警装置，所述报警装置与所述控制模块00连接，在所述控制模块00检测到所述电池模块10和所述临时储能模块30处于异常工作状态时，所述报警装置启动。

在本实施例中，控制通过检测到的电压、电流和温度等参数判断电池模块10和临时储能模块30是否处于工作异常状态，在电池模块10和临时储能模块30处于工作异常状态时，通过报警装置启动提示。

参照图1，所述控制模块00还用于检测所述电池模块10的剩余容量，在检测到所述电池模块10的剩余容量小于预设容量值时，控制所述电池模块10关断。

在本实施例中，电池容量在低于预设值时，控制模块00控制电池不再输出电能，预设容量值为电池的安全容量值，电池在低于此容量值时继续供电，电池的性能可能损坏，需要更换电池或者对电池进行充电。

参照图2，在一实施例中，电流调节模块基于开关电源电流反馈控制原理，将输入电流，VBAT为电池模块，Rs为输入电流采样电阻，V+，V-分别为电流调节模块输出端口，连接到由电容组成的临时储能模块C1为电流调节模块输入端退藕电容，L1，D1及C2为电流调节模块输出端退藕电容，U1为开关控制器，Q1为电子开关，Vs为波形发生器。

在本实施例中，基于开关电源升降压变换拓扑，同时具有升压和降压输出的功能，可以满足后端电压调节模块和用电设备较宽范围工作电压的需求。

开关控制器U1与常规开关型电压转换器不同的是，以输入电流的采样信号作为反馈环路的输入控制开关的导通与截止，使输入调节模块的平均电流达到设定值。只要具有这个以输入电流采样信号作为反馈控制开关的特征，几乎任何拓扑的开关型电压转换器都能被改造成本方案所需要的电流调节模块。兼顾了简单和高效率的特点。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。