一种蓄电池组的充电方法、系统、装置及服务器与流程

文档序号:17752341发布日期:2019-05-24 21:03阅读:104来源:国知局
一种蓄电池组的充电方法、系统、装置及服务器与流程

本发明涉及服务器充电系统领域,特别是涉及一种蓄电池组的充电方法、系统、装置及服务器。



背景技术:

目前,蓄电池组有四种充电方法:cv(constantvoltage,恒电压)充电方式、cc(constantcurrent,恒电流)充电方式、两阶段充电方式(cc充电方式+cv充电方式)及cp(constantpulse,恒脉冲)充电方式,其中,两阶段充电方式是最为常用的充电方式。

请参照图1,图1为现有技术中的一种蓄电池组在两阶段充电方式下的参数变化趋势图。图1中,vb表示蓄电池组电压,voc表示蓄电池组充电最高电压,vcv表示cv充电方式的设定电压(即蓄电池组在cv充电方式下的初始电压),vlow表示蓄电池组充电最低电压,ib,avg表示蓄电池组平均充电电流,ib表示蓄电池组充电电流(图1中,ib=ib,avg)。从图1中可以看出,蓄电池组从最低电压vlow开始充电,初期采用cc充电方式为蓄电池组充电;当蓄电池组电压vb充至cv充电方式的设定电压vcv时,系统会转成cv充电方式继续对蓄电池组进行浮充充电,直至蓄电池组电压vb充至最高电压voc时,系统才停止充电。但是,蓄电池组在cv充电方式下的平均充电电流的下降幅度较大,从而导致系统的稳定性较差,蓄电池组的寿命下降。

因此,如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种蓄电池组的充电方法、系统、装置及服务器,使得蓄电池组充电后期的平均充电电流的下降幅度较缓和,从而提高了系统的稳定性,延长了蓄电池组的寿命。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种蓄电池组的充电方法,包括:

当蓄电池组开始充电时,采用恒电流cc充电方式为所述蓄电池组充电;

在所述蓄电池组充电的过程中,实时检测所述蓄电池组两端的电池电压,当所述电池电压到达预设初始脉冲充电电压时,转由脉冲充电方式为所述蓄电池组充电;

在所述蓄电池组脉冲充电的过程中,根据所述电池电压的变化情况调整所述蓄电池组的充电脉宽,直至所述电池电压到达预设终止脉冲充电电压;其中,较大的电池电压对应的脉宽<较小的电池电压对应的脉宽;

当所述电池电压到达预设终止脉冲充电电压时,以当前脉宽为基准对所述蓄电池组进行浮充充电,直至所述电池电压到达所述蓄电池组的充电最高电压时停止充电。

优选地,所述根据所述电池电压的变化情况调整所述蓄电池组的充电脉宽的过程,包括:

根据预设脉宽求取关系式获取所述蓄电池组在第k脉冲充电周期的充电脉宽;其中,k为大于1的整数,tpw[k]为第k脉冲充电周期的充电脉宽,tpw[1]为第1脉冲充电周期的充电脉宽,其等于预设初始脉冲充电脉宽,vb[k]为第k脉冲充电周期的初始电池电压,vpc_f为所述预设终止脉冲充电电压,vpc_set为所述预设初始脉冲充电电压,ts为脉冲充电周期;

将所述蓄电池组在第k脉冲充电周期的实际充电脉宽调整至所求取的第k脉冲充电周期的充电脉宽。

优选地,该充电方法还包括:

在所述蓄电池组充电的过程中,实时获取所述蓄电池组的平均充电电流;

根据所述蓄电池组的平均充电电流,得到所述蓄电池组的平均充电电流变化曲线。

优选地,该充电方法还包括:

当所述蓄电池组开始脉冲充电时,根据所述蓄电池组的平均充电电流求取所述蓄电池组在相邻脉冲充电周期的平均充电电流变化值;

将所述平均充电电流变化值存储至预设存储空间。

优选地,该充电方法还包括:

当所述电池电压到达所述充电最高电压时,控制提示装置发出表示所述蓄电池组完成充电的提示信息。

优选地,所述提示装置具体为指示灯或者蜂鸣器。

为解决上述技术问题,本发明还提供了一种蓄电池组的充电系统,包括:

cc充电模块,用于当蓄电池组开始充电时,采用cc充电方式为所述蓄电池组充电;

充电转换模块,用于在所述蓄电池组充电的过程中,实时检测所述蓄电池组两端的电池电压,当所述电池电压到达预设初始脉冲充电电压时,转由脉冲充电方式为所述蓄电池组充电;

脉冲充电模块,用于在所述蓄电池组脉冲充电的过程中,根据所述电池电压的变化情况调整所述蓄电池组的充电脉宽,直至所述电池电压到达预设终止脉冲充电电压;其中,较大的电池电压对应的脉宽<较小的电池电压对应的脉宽;

浮充充电模块,用于当所述电池电压到达预设终止脉冲充电电压时,以当前脉宽为基准对所述蓄电池组进行浮充充电,直至所述电池电压到达所述蓄电池组的充电最高电压时停止充电。

优选地,所述根据所述电池电压的变化情况调整所述蓄电池组的充电脉宽的过程,包括:

根据预设脉宽求取关系式获取第k脉冲充电周期的充电脉宽;其中,k为大于1的整数,tpw[k]为第k脉冲充电周期的充电脉宽,tpw[1]为第1脉冲充电周期的充电脉宽,其等于预设初始脉冲充电脉宽,vb[k]为第k脉冲充电周期的初始电池电压,vpc_f为所述预设终止脉冲充电电压,vpc_set为所述预设初始脉冲充电电压,ts为脉冲充电周期;

将所述蓄电池组在第k脉冲充电周期的实际充电脉宽调整至所求取的第k脉冲充电周期的充电脉宽。

为解决上述技术问题,本发明还提供了一种蓄电池组的充电装置,包括:

存储器,用于存储计算机程序;

处理器,用于在执行所述计算机程序时执行上述任一种蓄电池组的充电方法。

为解决上述技术问题,本发明还提供了一种服务器,包括由蓄电池组组成的电池备份单元bbu,还包括上述任一种蓄电池组的充电系统。

本发明提供了一种蓄电池组的充电方法,包括:当蓄电池组开始充电时,采用cc充电方式为蓄电池组充电;在蓄电池组充电的过程中,实时检测蓄电池组两端的电池电压,当电池电压到达预设初始脉冲充电电压时,转由脉冲充电方式为蓄电池组充电;在蓄电池组脉冲充电的过程中,根据电池电压的变化情况调整蓄电池组的充电脉宽,直至电池电压到达预设终止脉冲充电电压;其中,较大的电池电压对应的脉宽<较小的电池电压对应的脉宽;当电池电压到达预设终止脉冲充电电压时,以当前脉宽为基准对蓄电池组进行浮充充电,直至电池电压到达蓄电池组的充电最高电压时停止充电。

可见,本申请在蓄电池组充电初期,采用cc充电方式为蓄电池组充电;而在蓄电池组充电后期,采用变脉宽的脉冲充电方式为蓄电池组充电,从而通过改变脉宽间接地调整蓄电池组的平均充电电流的下降幅度,使得平均充电电流的下降幅度可控;且变脉宽的脉冲充电方式遵循随着电池电压的增大充电脉宽逐渐减小的规则,使得平均充电电流的下降幅度较缓和,从而提高了系统的稳定性,延长了蓄电池组的寿命。

本发明还提供了一种蓄电池组的充电系统、装置及服务器,与上述充电方法具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对现有技术和实施例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获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种蓄电池组在两阶段充电方式下的参数变化趋势图;

图2为本发明实施例提供的一种蓄电池组的充电方法的流程图;

图3为本发明实施例提供的一种蓄电池组在改进两阶段充电方式下的参数变化趋势图;

图4为本发明实施例提供的一种蓄电池组的充电系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种蓄电池组的充电方法、系统、装置及服务器,使得蓄电池组充电后期的平均充电电流的下降幅度较缓和,从而提高了系统的稳定性,延长了蓄电池组的寿命。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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做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。

请参照图2,图2为本发明实施例提供的一种蓄电池组的充电方法的流程图。

该蓄电池组的充电方法包括:

步骤s1:当蓄电池组开始充电时,采用恒电流cc充电方式为蓄电池组充电。

具体地,在蓄电池组的充电初期,与传统两阶段充电方式相同,本申请首先采用cc充电方式为蓄电池组充电,即在蓄电池组的充电初期,蓄电池组的平均充电电流为恒定值;蓄电池组两端的电池电压从最低电压vlow开始增大。

同时,考虑到cc充电方式的充电电流如果设置过高,将会导致蓄电池组的寿命下降,所以本申请在设置cc充电方式的充电电流时,应根据蓄电池组的规格合理设置,从而有助于延长蓄电池组的寿命。

步骤s2:在蓄电池组充电的过程中,实时检测蓄电池组两端的电池电压,当电池电压到达预设初始脉冲充电电压时,转由脉冲充电方式为蓄电池组充电。

需要说明的是,本申请的预设是提前设置好的,只需要设置一次,除非根据实际情况需要修改,否则不需要重新设置。

具体地,在蓄电池组的充电后期,本申请不再沿用传统两阶段充电方式中的cv充电方式,而是采用脉冲充电方式为蓄电池组充电。可以理解的是,本申请应提前设置好cc充电方式和脉冲充电方式的切换条件,从而实现在满足切换条件时将蓄电池组的充电方式由cc充电方式转至脉冲充电方式。

进一步地,cc充电方式和脉冲充电方式的切换条件的设置过程具体为:本申请提前设置了一个初始脉冲充电电压,在蓄电池组充电的过程中,当电池电压到达所设初始脉冲充电电压时,认为此时到达cc充电方式和脉冲充电方式的切换点,则此时将蓄电池组的充电方式由cc充电方式转至脉冲充电方式即可。

基于此,本申请在蓄电池组充电的过程中,应实时检测蓄电池组两端的电池电压,并将电池电压与预设初始脉冲充电电压作比较,判断电池电压是否到达预设初始脉冲充电电压,若电池电压到达预设初始脉冲充电电压,说明此时到达cc充电方式和脉冲充电方式的切换点,则系统从cc充电方式转由脉冲充电方式继续为蓄电池组充电。

步骤s3:在蓄电池组脉冲充电的过程中,根据电池电压的变化情况调整蓄电池组的充电脉宽,直至电池电压到达预设终止脉冲充电电压;其中,较大的电池电压对应的脉宽<较小的电池电压对应的脉宽。

具体地,已知蓄电池组在传统两阶段充电的cv充电过程中,随着充电时间的增长,蓄电池组的容量和电池电压均逐渐增大,蓄电池组的平均充电电流随之减小。但蓄电池组的平均充电电流的下降幅度较大,不受控制。基于此,本申请改用脉冲充电方式,具体是脉宽可调的脉冲充电方式,是因为本申请想通过控制蓄电池组的充电脉宽间接地去调整蓄电池组的平均充电电流的下降幅度,使蓄电池组的平均充电电流的下降幅度可控制。

可以理解的是,随着蓄电池组的容量和电池电压逐渐增大,本申请应调整蓄电池组的充电脉宽逐渐减小,从而使蓄电池组的平均充电电流相比于cv充电过程较缓和地减小。

此外,考虑到蓄电池组的充电脉宽会逐渐减小到最小充电脉宽,此时便不能再继续减小充电脉宽,所以本申请提前设置一个终止脉冲充电电压,其设置原理为:当电池电压到达所设终止脉冲充电电压时,本申请便停止调整蓄电池组的充电脉宽。基于此,本申请在蓄电池组脉冲充电的过程中,仍实时检测蓄电池组两端的电池电压,并将电池电压与预设终止脉冲充电电压作比较,判断电池电压是否到达预设终止脉冲充电电压,若电池电压到达预设终止脉冲充电电压,则系统停止调整蓄电池组的充电脉宽。

需要说明的是,蓄电池组的最低电压vlow<预设初始脉冲充电电压<预设终止脉冲充电电压<蓄电池组的充电最高电压。且预设初始脉冲充电电压和预设终止脉冲充电电压是根据蓄电池组的规格合理计算得到的。

步骤s4:当电池电压到达预设终止脉冲充电电压时,以当前脉宽为基准对蓄电池组进行浮充充电,直至电池电压到达蓄电池组的充电最高电压时停止充电。

具体地,当电池电压到达预设终止脉冲充电电压时,本申请从变脉宽的脉冲充电方式转由恒脉宽的脉冲充电方式,具体以当前脉宽为基准,对蓄电池组进行浮充充电,直至电池电压到达蓄电池组的充电最高电压时停止充电,蓄电池组充电得以完成。

可见,本申请的改进两阶段充电方式结合了cc充电方式和脉冲充电方式(变脉宽的脉冲充电方式+恒脉宽的脉冲充电方式),并考虑了蓄电池组的容量(电池电压与电池容量呈正相关,本申请采用电池电压表征电池容量的状况),从而提高了系统的稳定性,延长了蓄电池组的寿命。

此外,已知服务器包括由蓄电池组组成的bbu(batterybackupunit,电池备份单元),所以本申请的蓄电池组充电方法可应用于对bbu的充电中。

本发明提供了一种蓄电池组的充电方法,包括:当蓄电池组开始充电时,采用cc充电方式为蓄电池组充电;在蓄电池组充电的过程中,实时检测蓄电池组两端的电池电压,当电池电压到达预设初始脉冲充电电压时,转由脉冲充电方式为蓄电池组充电;在蓄电池组脉冲充电的过程中,根据电池电压的变化情况调整蓄电池组的充电脉宽,直至电池电压到达预设终止脉冲充电电压;其中,较大的电池电压对应的脉宽<较小的电池电压对应的脉宽;当电池电压到达预设终止脉冲充电电压时,以当前脉宽为基准对蓄电池组进行浮充充电,直至电池电压到达蓄电池组的充电最高电压时停止充电。

可见,本申请在蓄电池组充电初期,采用cc充电方式为蓄电池组充电;而在蓄电池组充电后期,采用变脉宽的脉冲充电方式为蓄电池组充电,从而通过改变脉宽间接地调整蓄电池组的平均充电电流的下降幅度,使得平均充电电流的下降幅度可控;且变脉宽的脉冲充电方式遵循随着电池电压的增大充电脉宽逐渐减小的规则,使得平均充电电流的下降幅度较缓和,从而提高了系统的稳定性,延长了蓄电池组的寿命。

在上述实施例的基础上:

作为一种可选地实施例,根据电池电压的变化情况调整蓄电池组的充电脉宽的过程,包括:

根据预设脉宽求取关系式获取蓄电池组在第k脉冲充电周期的充电脉宽;其中,k为大于1的整数,tpw[k]为第k脉冲充电周期的充电脉宽,tpw[1]为第1脉冲充电周期的充电脉宽,其等于预设初始脉冲充电脉宽,vb[k]为第k脉冲充电周期的初始电池电压,vpc_f为预设终止脉冲充电电压,vpc_set为预设初始脉冲充电电压,ts为脉冲充电周期;

将蓄电池组在第k脉冲充电周期的实际充电脉宽调整至所求取的第k脉冲充电周期的充电脉宽。

具体地,对于调整蓄电池组的充电脉宽,本申请采用周期性调整方式对蓄电池组的充电脉宽进行调整,即下一个脉冲充电周期的充电脉宽比上一个脉冲充电周期的充电脉宽减小一定值。

更具体地,本申请提前设置了一个脉宽求取关系式(脉宽求取关系式体现了本申请是根据电池电压的变化情况调整蓄电池组的充电脉宽),该脉宽求取关系式可求取蓄电池组在第k个脉冲充电周期的充电脉宽。从脉宽求取关系式可以看出,第k个脉冲充电周期的充电脉宽比第k-1个脉冲充电周期的充电脉宽减小了一定值。

可以理解的是,本申请应提前设置一个初始脉冲充电脉宽,该初始脉冲充电脉宽即为第1个脉冲充电周期的充电脉宽,表示为tpw[1]。

作为一种可选地实施例,该充电方法还包括:

在蓄电池组充电的过程中,实时获取蓄电池组的平均充电电流;

根据蓄电池组的平均充电电流,得到蓄电池组的平均充电电流变化曲线。

进一步地,已知本申请的改进两阶段充电方式详细可划分为三种充电方式:cc充电方式、变脉宽的脉冲充电方式及恒脉宽的脉冲充电方式。其中,在cc充电方式下,蓄电池组的平均充电电流为恒定值;在变脉宽的脉冲充电方式下,蓄电池组的平均充电电流逐渐较小;在恒脉宽的脉冲充电方式下,蓄电池组的平均充电电流又成为恒定值。

为了更直观地体现出蓄电池组的平均充电电流变化,本申请还可以在蓄电池组充电的过程中,实时获取蓄电池组的平均充电电流,并根据蓄电池组的平均充电电流得到蓄电池组的平均充电电流变化曲线,供设计人员参考。

请参照图3,图3为本发明实施例提供的一种蓄电池组在改进两阶段充电方式下的参数变化趋势图。图3中,pc(pulsecharge,脉冲充电)表示变脉宽的脉冲充电阶段,pfc(pulsefloatingcharge,脉冲浮充充电)表示恒脉宽的脉冲充电阶段。对于图3和图1可以看出,蓄电池组在改进两阶段充电方式下的平均充电电流的下降幅度缓和了很多。

作为一种可选地实施例,该充电方法还包括:

当蓄电池组开始脉冲充电时,根据蓄电池组的平均充电电流求取蓄电池组在相邻脉冲充电周期的平均充电电流变化值;

将平均充电电流变化值存储至预设存储空间。

进一步地,本申请还可以当蓄电池组开始脉冲充电时,记录蓄电池组在每个脉冲充电周期的初始平均充电电流,并根据蓄电池组在每个脉冲充电周期的初始平均充电电流求取蓄电池组在相邻脉冲充电周期的平均充电电流变化值(第k-1个和第k个脉冲充电周期之间的平均充电电流变化值=第k个脉冲充电周期的初始平均充电电流-第k-1个脉冲充电周期的初始平均充电电流),然后将所求取的平均充电电流变化值存储至预先准备好的存储空间,供设计人员查看。

作为一种可选地实施例,该充电方法还包括:

当电池电压到达充电最高电压时,控制提示装置发出表示蓄电池组完成充电的提示信息。

进一步地,已知当电池电压到达充电最高电压时,蓄电池组完成充电。所以本申请还可以当电池电压到达充电最高电压时,控制提示装置发出表示蓄电池组完成充电的提示信息,从而提醒设计人员蓄电池组已充完电。

作为一种可选地实施例,提示装置具体为指示灯或者蜂鸣器。

具体地,本申请的提示装置可以选用但不仅限于指示灯(比如,通过控制指示灯亮表示蓄电池组完成充电)或者蜂鸣器(比如,通过控制蜂鸣器发出蜂鸣表示蓄电池组完成充电),本申请在此不做特别的限定。

请参照图4,图4为本发明实施例提供的一种蓄电池组的充电系统的结构示意图。

该蓄电池组的充电系统包括:

cc充电模块1,用于当蓄电池组开始充电时,采用cc充电方式为蓄电池组充电;

充电转换模块2,用于在蓄电池组充电的过程中,实时检测蓄电池组两端的电池电压,当电池电压到达预设初始脉冲充电电压时,转由脉冲充电方式为蓄电池组充电;

脉冲充电模块3,用于在蓄电池组脉冲充电的过程中,根据电池电压的变化情况调整蓄电池组的充电脉宽,直至电池电压到达预设终止脉冲充电电压;其中,较大的电池电压对应的脉宽<较小的电池电压对应的脉宽;

浮充充电模块4,用于当电池电压到达预设终止脉冲充电电压时,以当前脉宽为基准对蓄电池组进行浮充充电,直至电池电压到达蓄电池组的充电最高电压时停止充电。

作为一种可选地实施例,根据电池电压的变化情况调整蓄电池组的充电脉宽的过程,包括:

根据预设脉宽求取关系式获取第k脉冲充电周期的充电脉宽;其中,k为大于1的整数,tpw[k]为第k脉冲充电周期的充电脉宽,tpw[1]为第1脉冲充电周期的充电脉宽,其等于预设初始脉冲充电脉宽,vb[k]为第k脉冲充电周期的初始电池电压,vpc_f为预设终止脉冲充电电压,vpc_set为预设初始脉冲充电电压,ts为脉冲充电周期;

将蓄电池组在第k脉冲充电周期的实际充电脉宽调整至所求取的第k脉冲充电周期的充电脉宽。

本申请提供的充电系统的介绍请参考上述充电方法的实施例,本申请在此不再赘述。

本发明还提供了一种蓄电池组的充电装置,包括:

存储器,用于存储计算机程序;

处理器,用于在执行计算机程序时执行上述任一种蓄电池组的充电方法。

本申请提供的充电装置的介绍请参考上述充电方法的实施例,本申请在此不再赘述。

本发明还提供了一种服务器,包括由蓄电池组组成的电池备份单元bbu,还包括上述任一种蓄电池组的充电系统。

本申请提供的服务器的介绍请参考上述充电系统的实施例,本申请在此不再赘述。

还需要说明的是,在本说明书中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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