二次电池检测系统以及预测式控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及二次电池的充放电性能检测，更具体地，涉及一种二次电池检测系统及其预测式控制方法。
【背景技术】
[0002]在各种便携式电子设备中，电池的使用不可或缺。在各种电池中，化学电池以其技术成熟、价格低廉、放电性能稳定、能量转换效率高等优势，成为应用最广泛的一类。根据电源的具体使用方式与使用性质的不同，化学电池又可以划分为四类:原电池、蓄电池、储备电池和燃料电池，其中，原电池又称为一次电池，其只能进行一次放电过程；而蓄电池又称为二次电池，它在放电过程结束后，可以通过充电的方式恢复到放电前的状态，进而实现多次充放电。为了保证电池的产品质量，质检部门和生产企业均会进行电池检测工作。而由于可以多次充放电的特性，二次电池的检测工作与其他电池并不相同，具有其独有的特点。
[0003]已经存在多种现有的二次电池检测系统，例如电阻式耗能二次电池检测系统。该系统是最早发展成熟的检测系统，它使用电阻或其他耗能元件来消耗二次电池的放电能量。虽然具有回路结构简单、技术上容易实现且成本低的优点，但是，由于这种检测系统将二次电池放电时释放的能量全部通过耗能元件转化为热能，会造成大量的能量浪费，且会引起电池检测厂房内可观的温升效应。
[0004]目前使用比较广泛的是能量回馈式二次电池检测系统。该种系统利用整流电路，可以实现能量从二次电池向外电网方向的流动。这样，在电池充电时能量由外电网输入电池，在电池放电时能量从电池流入外电网，实现了电池放电能量的回收，避免了由于电池放电时释放的能量被电阻消耗而造成的能量浪费问题。但是，该种系统能量回馈效率不高，回馈至外电网的波形往往存在严重的畸变。并且，现有的能量回馈式二次电池检测系统往往采用将二次电池放电时释放的能量直接输出至国家电网的方式进行能量回馈，这存在着一定的安全风险。因为，在二次电池检测过程中，系统有可能直接向国家电网提供能量，例如，在最极端的情况下，所有的被检测电池均处于放电状态，检测系统会向国家电网输出大量能量，且多为畸变电流。实际上，出于法律和安全的考虑，只有电力生产企业可以向国家电网供电，其余企业只能从国家电网取电使用而不能向国家电网供电，因此这种向国家电网输出畸变电流的情况并不被允许。因此，当前的能量回馈式二次电池检测系统的能量回馈方式存在着一定的风险，需要进一步的改进。
【发明内容】
[0005]考虑到现有技术中的不足，提出本发明，通过设置内电网和缓冲模块的方式，避免电能直接馈送到国家电网导致的安全风险。
[0006]在本发明的一个方面，提供了一种二次电池检测系统，包括:内电网，电能缓冲模块，主控制器，以及多个被检测单元，其中，所述电能缓冲模块连接至所述内电网以及一外部电网，所述多个被检测单元的每个包含有待检测的二次电池，并在放电时将电能输入到所述内电网，在充电时从所述内电网获取电能，所述主控制器配置为，基于所述电能缓冲模块的状态确定所述多个被检测单元的工作模式，使其按照确定的工作模式启动工作，并控制所述电能缓冲模块平衡所述内电网上的电能，其中在每一工作模式下，被检测单元在整个工作周期内无搁置地连续工作。
[0007]根据一个实施例，所述主控制器进一步配置为，一旦检测到所述多个被检测单元向所述内电网输入的电能大于所述内电网需要获取的电能时，控制所述电能缓冲模块存储多余的电能；一旦检测到所述多个被检测单元向所述内电网输入的电能小于所述内电网需要获取的电能时，控制所述电能缓冲模块向所述内电网补充缺少的电能。
[0008]在本发明另一方面，提供了一种控制二次电池检测系统的方法，所述检测系统包括内电网、电能缓冲模块，以及多个被检测单元，每个被检测单元包含有待检测的二次电池，所述电能缓冲模块连接至所述内电网以及一外部电网，所述方法包括:基于所述电能缓冲模块的当前容量，为所述多个被检测单元选择各自的工作模式，其中在每一工作模式下，被检测单元在整个工作周期内无搁置地连续工作；基于对整个工作周期内所述电能缓冲模块的容量变化的预测，调整所述多个被检测单元的工作模式；使得所述多个被检测单元按照调整后的工作模式在所述检测系统中启动工作，其中所述多个被检测单元在放电时将电能输入到所述内电网，在充电时从所述内电网获取电能；控制所述电能缓冲模块平衡所述内电网上的电能。
[0009]根据一个实施例，为多个被检测单元选择各自的工作模式包括:获取所述电能缓冲模块的当前容量；模拟某个被检测单元分别按照多个工作模式开始工作的情况下，电能缓冲模块分别对应的多个容量模拟值；对比所述多个容量模拟值以及容量标准值，从中确定出最接近于容量标准值的容量模拟值；将与该最接近于容量标准值的容量模拟值相对应的工作模式确定为该某个被检测单元的工作模式。
[0010]根据一个实施例，调整所述多个被检测单元的工作模式包括:模拟所述电能缓冲模块在整个工作周期内的容量变化；基于模拟的容量变化，确定应该对所述多个被检测单元的工作模式进行的调整操作。
[0011]根据一个实施例，调整所述多个被检测单元的工作模式还包括，假定进行所述调整操作，基于调整后的工作模式，模拟所述电能缓冲模块在整个工作周期内的更新的容量变化；基于更新的容量变化，确定对所述多个被检测单元的工作模式进行的更新调整；在更新调整与所述调整操作不同的情况下，将涉及的被检测单元设置为不工作；在更新调整与所述调整操作相同的情况下，按照所述调整操作来调整所述多个被检测单元的工作模式。
[0012]根据一个实施例，确定应该对所述多个被检测单元的工作模式进行的调整操作包括:基于模拟的容量变化，确定所述电能缓冲模块出现溢出的时间；确定所述电能缓冲模块出现溢出的种类；基于所述溢出的时间和溢出的种类，确定应该进行的调整操作。
[0013]根据一个实施例，通过所述电能缓冲模块平衡所述内电网上的电能包括:一旦检测到所述被检测单元向所述内电网输入的电能大于所述内电网需要获取的电能时，控制所述电能缓冲模块存储多余的电能；一旦检测到所述被检测单元向所述内电网输入的电能小于所述内电网需要获取的电能时，控制所述电能缓冲模块向所述内电网补充缺少的电能。
[0014]根据一个实施例，控制所述电能缓冲模块向所述内电网补充缺少的电能包括:判断所述电能缓冲模块中存储的电能是否大于所述缺少的电能，在存储的电能小于所述缺少的电能的情况下，控制所述电能缓冲模块从所述外部电网获取电能，并补充给所述内电网。
[0015]根据一个实施例，所述二次电池为锂离子电池，所述工作模式包括充电-放电-充电循环方式，以及放电-充电-放电循环方式
[0016]利用本发明提出的检测系统和控制方法，可以有效避免现有技术中对国家电网造成的安全风险。
【附图说明】
[0017]图1示出根据本发明实施例的二次电池检测系统的结构示意图；
[0018]图2示出根据一个实施例的控制二次电池检测系统的方法的流程图；
[0019]图3示出根据一个实施例为被检测单元选择工作模式的流程图；
[0020]图4示出在一个实施例中调整被检测单元的工作模式的子步骤；
[0021]图5示出根据一个实施例的确定调整操作的具体步骤；
[0022]图6A示出在一个例子中被检测单元在整个工作周期内的容量变化；
[0023]图6B示出在一个例子中溢出情况与模式调整的对照关系；
[0024]图7示出在另一个实施例中调整被检测单元的工作模式的子步骤。
【具体实施方式】
[0025]下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。
[0026]图1示出根据本发明实施例的二次电池检测系统的结构示意图。如图1所示，在本发明的实施例中，二次电池检测系统包括:内电网11、包含二次电池的被检测单元12、电能缓冲模块13以及主控制器14。
[0027]被检测单元12连接至内电网11和主控制器14，在该主控制器的控制下进行二次电池的充电和放电；其中，在二次电池放电时将电能输入到内电网11，在二次电池充电时从内电网11获取电能。
[0028]电能缓冲模块13连接至内电网11和主控制器14，还连接至一外部电网15。
[0029]主控制器14配置为，基于电能缓冲模块13的状态确定多个被检测单元12的工作模式，使其按照确定的工作模式启动工作，并控制电能缓冲模块13平衡内电网11上的电會K。
[0030]下面分别描述上述各个部件的实施方式。
[0031 ] 如前所述，在现有技术的能量回馈式二次电池检测系统中，二次电池直接连接至外部的国家电网，因而存在向国家电网输入大量畸变电流的风险。而如图1所示，在本发明的实施例中，为了避免这样的风险，在检测系统中提供内电网，来“接收”电池放电能量。如此，放电电流不会直接输入至国家电网。
[0032]在一个实施例中，内电网是检测企业的内部电网，其有别于外部的国家电网。外部的国家电网能够对外提供电能，而内电网的作用是在被检测单元和电能缓冲模块之间传递能量，内电网本身既不产生能量也不消耗能量。根据一个实施例，内电网是直流电网。
[0033]由于提供了内电网，在本发明的实施例中，包含二次电池的被检测单元12在连接到检测系统开始工作之后，并不会与