一种蓄电池的补电方法和系统与流程

本发明涉及蓄电池的补电领域，特别涉及一种蓄电池的补电方法和系统。

背景技术：

铅酸蓄电池中由于电解液不纯、电解液中硫酸浓度不均造成极板产生电位差，长期使用后极板孔隙堵塞导致内阻消耗增大等，都会致使铅酸蓄电池在无外接负载时出现自放电现象，自放电现象会极大影响蓄电池的循环使用性能及寿命，传统的应对方式之一是定期对蓄电池进行补电，补电需人工操作，补电量不易掌握，补电周期及时长难以确定，易造成补电不足或过充，且没有考虑到蓄电池个体及环境差异，因此寻找一种能对铅酸蓄电池补电进行智能控制的解决方案显得尤为重要。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种蓄电池的补电方法和系统，通过蓄电池组电压的变化趋势来调整补电的时长，提高了蓄电池补电控制的准确性。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种蓄电池的补电方法，包括如下步骤：

对蓄电池进行周期性补电，补电周期包括休眠时间段和补电时间段，在休眠时间段内使蓄电池休眠，在补电时间段内对蓄电池进行补电；

检测蓄电池从休眠状态转为补电状态时的蓄电池组电压，根据所述蓄电池组电压的变化趋势判断补电是否充足；

当判断补电不足时，延长当前补电周期的补电时间段和/或缩短当前补电周期的休眠时间段，以对当前补电周期进行更新，并在后续周期性补电中对蓄电池采用更新后的补电周期进行补电，当M个补电周期结束后，重新检测蓄电池从休眠状态转为补电状态时的蓄电池组电压，根据所述蓄电池组电压的变化趋势判断补电是否充足；

当判断补电充足时，缩短当前补电周期的补电时间段和/或延长当前补电周期的休眠时间段，以对当前补电周期进行更新，并在后续周期性补电中对蓄电池采用更新后的补电周期进行补电，当N个补电周期结束后，重新检测蓄电池从休眠状态转为补电状态时的蓄电池组电压，根据所述蓄电池组电压的变化趋势判断补电是否充足，其中，M和N均为正整数。

所述的蓄电池的补电方法中，在补电不足时补电时间段的延长幅度大于补电充足时补电时间段的缩短幅度，或者，在补电不足时休眠时间段的缩短幅度大于补电充足时休眠时间段的延长幅度。

所述的蓄电池的补电方法中，所述补电周期的总时长为固定时长。

所述的蓄电池的补电方法中，所述“检测蓄电池从休眠状态转为补电状态时的蓄电池组电压，根据所述蓄电池组电压的变化趋势判断补电是否充足”的步骤，具体包括：

在连续的多个补电周期中，检测每个补电周期中蓄电池从休眠状态转为补电状态时的蓄电池组电压，检测到的蓄电池组电压持续下降且下降幅度均超过预设电压，则认为蓄电池补电不足；反之，则认为蓄电池补电充足。

所述的蓄电池的补电方法中，补电不足时，对补电时间段延长的时间是补电充足时补电时间段缩短的时间的两倍。

根据本发明的第二方面，本发明提供一种蓄电池的补电系统，包括：

补电模块，用于对蓄电池进行周期性补电，补电周期包括休眠时间段和补电时间段，在休眠时间段内使蓄电池休眠，在补电时间段内对蓄电池进行补电；

电压检测模块，用于检测蓄电池从休眠状态转为补电状态时的蓄电池组电压；

控制模块，用于根据电压检测模块检测到的蓄电池组电压的变化趋势判断补电是否充足；当判断补电不足时，延长当前补电周期的补电时间段和/或缩短当前补电周期的休眠时间段，以对当前补电周期进行更新，并在后续周期性补电中通过补电模块对蓄电池采用更新后的补电周期进行补电，当M个补电周期结束后，重新根据电压检测模块检测到的蓄电池组电压的变化趋势判断补电是否充足；当判断补电充足时，缩短当前补电周期的补电时间段和/或延长当前补电周期的休眠时间段，以对当前补电周期进行更新，并在后续周期性补电中通过补电模块对蓄电池采用更新后的补电周期进行补电，当N个补电周期结束后，重新根据电压检测模块检测到的蓄电池组电压的变化趋势判断补电是否充足，其中，M和N均为正整数。

所述的蓄电池的补电系统中，所述控制模块在补电不足时对补电时间段的延长幅度大于补电充足时对补电时间段的缩短幅度，或者，在补电不足时对休眠时间段的缩短幅度大于补电充足时对休眠时间段的延长幅度。

所述的蓄电池的补电系统中，所述补电周期的总时长为固定时长。

所述的蓄电池的补电系统中，所述控制模块根据电压检测模块检测到的蓄电池组电压的变化趋势判断补电是否充足，具体包括：

在连续的多个补电周期中，电压检测模块检测到的蓄电池组电压持续下降且下降幅度均超过预设电压，则认为蓄电池补电不足；反之，则认为蓄电池补电充足。

所述的蓄电池的补电系统中，所述控制模块在补电不足时，对补电时间段延长的时间是补电充足时补电时间段缩短的时间的两倍。

本发明的有益效果：对蓄电池补电前的电压进行检测，通过检测到的蓄电池组电压的变化趋势动态确定补电时长，避免补电不足或过充，提高了蓄电池补电的准确性，提升了蓄电池的使用寿命。

附图说明

图1为本发明蓄电池的补电方法的一实施例的流程图；

图2为本发明蓄电池的补电方法的一实施例的结构框图；

图3为本发明蓄电池的补电方法的一实施例中，补电模块的结构框图。

具体实施方式

本发明提供一种蓄电池的补电方法和系统。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的第一实施例，给出一种蓄电池的补电方法，其中，所述蓄电池包括蓄电池组，所述蓄电池组包括一个或多个蓄电池单体。请参阅图1，所述补电方法包括如下步骤：

S10、蓄电池在充满电时自动进入休眠状态，对蓄电池进行周期性补电，补电周期包括休眠时间段和补电时间段，在休眠时间段内使蓄电池休眠，在补电时间段内对蓄电池进行补电。所述补电，即补充充电。

S20、判断补电是否充足。检测蓄电池从休眠状态转为补电状态时的蓄电池组电压(蓄电池组的电压)，根据所述蓄电池组电压的变化趋势判断补电是否充足。具体的，在连续的多个补电周期中，本实施例中，优选为连续的三个补电周期(当然，也可以是连续2个、4个、5个等)中，检测每个补电周期中蓄电池从休眠状态转为补电状态时的蓄电池组电压，检测到的蓄电池组电压持续下降且下降幅度均超过预设电压，则认为蓄电池补电不足；反之，则认为蓄电池补电充足。所述预设电压优选为0.05V-0.2V。预设电压设置得越大，补电周期中，休眠时间段与补电之间段调整的频率越低，调整精度相对较低。预设电压设置得太低，则容易受电压检测精度等的干扰。本实施例中，预设电压优选0.1V。

S30、根据补电的充足与否，对应调整后续补电周期内的补电时间段，避免补电不足或过充。具体的，当判断补电不足时，延长当前补电周期的补电时间段和/或缩短当前补电周期的休眠时间段，以对当前补电周期进行更新，并在后续周期性补电中对蓄电池采用更新后的补电周期进行补电，当M个补电周期结束后，重新检测蓄电池从休眠状态转为补电状态时的蓄电池组电压，根据所述蓄电池组电压的变化趋势判断补电是否充足(即返回步骤S20)。即，判断补电不足时对补电周期中补电时间段和休眠时间段比例的调整有四种方式：第一种是延长补电时间段，对应缩短休眠时间段，补电周期维持不变；第二种是只延长补电时间段，休眠时间段不变，补电周期时长改变；第三种是只缩短休眠时间段，补电时间段不变，补电周期时长改变；第四种是即延长补电时间段，又缩短休眠时间段，补电周期时长改变。第四种计算过程复杂，本发明优选前三种。当判断在补电充足时，缩短当前补电周期的补电时间段和/或延长当前补电周期的休眠时间段，以对当前补电周期进行更新，并在后续周期性补电中对蓄电池采用更新后的补电周期进行补电，当N个补电周期结束后，重新检测蓄电池从休眠状态转为补电状态时的蓄电池组电压，根据所述蓄电池组电压的变化趋势判断补电是否充足(即返回步骤S20)，其中，M和N均为正整数。同样的，判断在补电充足时对补电周期中补电时间段和休眠时间段比例的调整有四种方式：第一种是缩短补电时间段，对应延长休眠时间段，补电周期维持不变；第二种是只缩短补电时间段，休眠时间段不变，补电周期时长改变；第三种是只延长休眠时间段，补电时间段不变，补电周期时长改变；第四种是即缩短补电时间段，又延长休眠时间段，补电周期时长改变。第四种计算过程复杂，本发明优选前三种。更新当前的补电周期后的M个、N个补电周期内，不检测所述蓄电池组电压，以节约资源。

由此可知，本发明对蓄电池补电前的电压进行检测，通过检测到的蓄电池组电压的变化趋势动态确定补电时长和休眠时长的比例，在补电不足时，增大补电时间段与休眠时间段的比例；在补电充足时，为避免过充，试探性的降低补电时间段与休眠时间段的比例；过若干周期后再根据当前的蓄电池组电压的变化趋势调整补电时间段与休眠时间段的比例，使蓄电池的电压在满电状态附近浮动，取得动态平衡，从而实现了蓄电池的自动化、智能化补电，避免了补电不足或过充，提高了蓄电池补电的准确性，维持了蓄电池的供电电压，提升了蓄电池的使用寿命。

进一步的，在补电不足时补电时间段的延长幅度大于补电充足时补电时间段的缩短幅度，或者，在补电不足时休眠时间段的缩短幅度大于补电充足时休眠时间段的延长幅度。如此设置，避免补电时间动态调整的幅度过大，且长时间使用仍然能确保蓄电池能充满电。

更进一步的，补电不足时，对补电时间段延长的时间是补电充足时补电时间段缩短的时间的两倍，便于掌握补电时间的浮动。

本具体实施例中，对补电时间段与休眠时间段比例的调整采用补电周期时长不变的方式，即上述的第一种方式，所述补电周期的总时长为固定时长。优选的，所述补电周期固定为一天(24小时)，在初始的补电周期中，休眠时间段优选为22小时，补电时间段对应的为2小时；当然，也可以根据实际蓄电池情况选用其他的时间比例。本实施例中，所述蓄电池为铅酸蓄电池。

M和N可在4-10之间，当然也可以是其它正整数，本实施例中，M和N均为7。补电不足时，对补电时间段延长的时间为0.5-2小时，本实施例优选为1小时。补电充足时补电时间段缩短的时间为0.25-1小时，本实施例优选为0.5小时。上述数值的优选值为经验值，实际部署时可根据需求做出调整。

即，本发明具体实施例中，在连续三天检测到的蓄电池组电压中，若三个蓄电池组电压连续下降超过0.1V，说明补电不足，此时将休眠时间段缩短1小时，补电时间段相应延长1小时；若蓄电池组电压未出现连续下降超过0.1V，则试探性地将休眠时间段延长0.5小时，补电时间段相应缩短0.5小时；此后七天以新的休眠时间段和补电时间段对蓄电池进行休眠和补电，期间暂停记录蓄电池组电压，七天结束后重新开始记录连续三天的蓄电池组电压以开始下一轮调整。

本发明的第二实施例中，提供一种蓄电池的补电系统，其中，所述蓄电池包括蓄电池组，所述蓄电池组包括一个或多个蓄电池单体。请参阅图2，所述补电系统包括：补电模块10、控制模块20和电压检测模块30。

所述补电模块10，用于对蓄电池40进行周期性补电，蓄电池40在充满电时使其进入休眠状态；补电周期包括休眠时间段和补电时间段，在休眠时间段内使蓄电池40休眠，在补电时间段内对蓄电池40进行补电。具体的，请参阅图3，所述补电模块10包括电源110和通断控制单元。所述电源110通过所述通断控制单元连接蓄电池40。

所述电源110用于给蓄电池40供电。所述通断控制单元，用于根据控制模块20输出的控制指令(如补电周期)，对自身的通断进行控制；即，在休眠时间段内断开蓄电池40和电源110，在补电时间段内导通蓄电池40和电源110。所述通断控制单元包括二极管D和开关K，所述电源110的正极连接二极管D的正极和开关K的一端，所述二极管的负极和开关K的另一端均连接蓄电池40的正极，所述电源110的负极连接蓄电池40的负极。所述开关K在休眠时间段内断开，在补电时间段内闭合。优选的，所述开关K可以是数字开关，也可以是继电器等能被电信号控制触发的开关。

所述电压检测模块30，用于检测蓄电池40从休眠状态转为补电状态时的蓄电池组电压。

所述控制模块20，用于根据电压检测模块30检测到的蓄电池组电压的变化趋势判断补电是否充足。具体的，控制模块20在连续的多个补电周期中，本实施例中，优选为连续的三个补电周期(当然，也可以是连续2个、4个、五个等)中，电压检测模块30检测到的蓄电池组电压持续下降且下降幅度均超过预设电压，则认为蓄电池补电不足；反之，则认为蓄电池补电充足。所述预设电压优选为0.05V-0.2V。预设电压设置得越大，补电周期中，休眠时间段与补电之间段调整的频率越低，调整精度相对较低。预设电压设置得太低，则容易受电压检测精度等的干扰。本实施例中，预设电压优选0.1V。

所述控制模块20，还用于当判断补电不足时，延长当前补电周期的补电时间段和/或缩短当前补电周期的休眠时间段，以对当前补电周期进行更新，并在后续周期性补电中通过补电模块10对蓄电池采用更新后的补电周期进行补电，当M个补电周期结束后，重新根据电压检测模块30检测到的蓄电池组电压的变化趋势判断补电是否充足；当判断补电充足时，缩短当前补电周期的补电时间段和/或延长当前补电周期的休眠时间段，以对当前补电周期进行更新，并在后续周期性补电中通过补电模块对蓄电池采用更新后的补电周期进行补电，当N个补电周期结束后，重新根据电压检测模块检测到的蓄电池组电压的变化趋势判断补电是否充足，其中，M和N均为正整数。同样的，控制模块20判断补电不足时对补电周期中补电时间段和休眠时间段比例的调整有四种方式，判断在补电充足时对补电周期中补电时间段和休眠时间段比例的调整有四种方式，如第一实施例所述，在此不赘述。

控制模块20通过补电模块10控制蓄电池的补电和休眠，可以通过将补电周期输出给补电模块10，补电模块10根据接收到的补电周期对蓄电池进行周期性补电的方式实现。

可见，所述控制模块20持续、动态的评估蓄电池组电压的变化情况，并对补电时间段与休眠时间段的比例做出相应的调整，从而实现了蓄电池的自动化、智能化补电，避免了补电不足或过充，提高了蓄电池补电的准确性，提升了蓄电池的使用寿命。

进一步的，控制模块20在补电不足时对补电时间段的延长幅度大于补电充足时对补电时间段的缩短幅度，或者，在补电不足时休眠时间段的缩短幅度大于补电充足时休眠时间段的延长幅度。

更进一步的，控制模块20在补电不足时，对补电时间段延长的时间是补电充足时补电时间段缩短的时间的两倍。

本具体实施例中，对补电时间段与休眠时间段比例的调整采用补电周期时长不变的方式，即上述的第一种方式，所述补电周期的总时长为固定时长。优选的，所述补电周期为一天(24小时)，在初始的补电周期中，休眠时间段优选为22小时，补电时间段对应的为2小时；当然，也可以根据实际蓄电池情况选用其他的时间比例。本实施例中，所述蓄电池为铅酸蓄电池。

M和N可在4-10之间，当然也可以是其它正整数，本实施例中，M和N均为7。补电不足时，对补电时间段延长的时间为0.5-2小时，本实施例优选为1小时。补电充足时补电时间段缩短的时间为0.25-1小时，本实施例优选为0.5小时。上述数值的优选值为经验值，实际部署时可根据需求做出调整。

所述电压检测模块30，在控制模块20更新当前的补电周期后的M个、N个补电周期内，不检测所述蓄电池组电压，以节约资源。

即，本实施例中，电压检测模块30连续三天检测蓄电池40从休眠状态转为补电状态时的蓄电池组电压。在连续三天检测到的蓄电池组电压中，若三个蓄电池组电压连续下降超过0.1V，说明补电不足，此时控制模块20将休眠时间段缩短1小时，补电时间段相应延长1小时，更新补电周期；若蓄电池组电压未出现连续下降超过0.1V，控制模块20则试探性地将休眠时间段延长0.5小时，补电时间段相应缩短0.5小时，更新补电周期；此后七天补电模块10以更新的补电周期对蓄电池进行休眠和补电，期间暂停记录蓄电池组电压，七天结束后重新开始记录连续三天的蓄电池组电压以开始下一轮调整。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘或光盘等。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。