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CN109216814A - 一种基站用锂离子电池组及其运行方法 - Google Patents

一种基站用锂离子电池组及其运行方法 Download PDF

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CN109216814A CN201710515729.6A CN201710515729A CN109216814A CN 109216814 A CN109216814 A CN 109216814A CN 201710515729 A CN201710515729 A CN 201710515729A CN 109216814 A CN109216814 A CN 109216814A
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Abstract

本发明提供了一种基站用锂离子电池组及其运行方法，其中包括温度检测装置，剩余容量检测装置，以及剩余容量显示装置，当所述电池组温度低于预定值时，剩余容量显示装置显示的剩余容量满足下式：剩余容量显示值＝剩余容量测量值‑k*(预定值‑电池组温度)、所述k为温度调整系数。本发明避免了基站由于低温导致的电池组电压过低而意外关机情况，保证了基站的稳定运行。

Description

一种基站用锂离子电池组及其运行方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池组的运行方法。
背景技术
作为基站用锂离子电池组，在使用中经常需要正确地掌握电池的容量，向用户提供电池充电时间、维护的必要性等信息。本领域一般考虑利用电压比较法判断电池容量，但是，作为电压比较法，由于电池电压本身受环境温度的影响而变化，但是目前还没有能简单可靠地实现上述要求的办法。
发明内容
本发明提供了一种基站用锂离子电池组及其运行方法，其中包括温度检测装置，剩余容量检测装置，以及剩余容量显示装置，当所述电池组温度低于预定值时，剩余容量显示装置显示的剩余容量满足：剩余容量显示值＝剩余容量测量值-k*(预定值-电池组温度)、所述k为温度调整系数。本发明避免了基站由于低温导致的电池组电压过低而意外关机情况，保证了基站的稳定运行。
具体的方案如下：
一种基站用锂离子电池组，其中包括温度检测装置，剩余容量检测装置，以及剩余容量显示装置，当所述电池组温度低于预定值时，剩余容量显示装置显示的剩余容量满足式I：
剩余容量显示值＝剩余容量测量值-k*(预定值-电池组温度)(式I)，
所述k为温度调整系数。
进一步的，其中所述剩余容量显示值以及剩余容量的测量值采用百分数表示。
进一步的，其中所预定值和所述电池组温度的单位为℃。
进一步的，所述k的取值范围为0.01％-1％。
进一步的，所述预定值的取值范围为0-10。
进一步的，一种基站用锂离子电池组的运行方法，其中所述锂离子电池组为上述的电池组。
所述电池组的运行方法，进一步包括以下步骤：
1)、监控电池组中每个电池的工作运行参数，发现所述参数异常的电池并将其隔离出电池组；
2)、对所述参数异常的电池实施激活程序；激活程序包括如下步骤：
a)、将待激活电池将待激活电池加热至45-55℃，然后放电至放电截至电压；
b)、采用正/负脉冲电流进行激活，所述正/负脉冲电流电流各自为0.1-0.5C，脉冲时间各自为1-10s，所述激活的时间为1-3h；
c)、将电池以2-5C充电1-5min，然后以0.1-0.2C充电0.1-2h，交替充电至充电截至电压；
d)、采用正/负脉冲电流进行激活，所述正/负脉冲电流电流各自为0.1-0.5C，脉冲时间各自为1-10s，所述激活的时间为1-3h；
3)、检测实施激活程序的电池并判断其是否适合继续工作；其中判断过程包括，将检测的电池容量与预定值比较，若低于预定值，判断不适合继续工作，否则判断其适合继续工作；将检测的电池温度与预定值比较，若高于预定值，判断不适合继续工作，否则判断其适合继续工作；
4)、若适合继续工作，将其接回电池组；若不适合继续工作，发出替换信号，替换该电池。
本发明具有如下有益效果：
1、通过检测电池组温度从而调整剩余容量的显示值，使得在低温条件下避免电池组处于过低电量状态，从而避免用电设备受到低电压损害，提高了电池组的稳定性。
2、通过及时发现状态异常的电池，并将其隔离出电池组，避免其状态进一步恶化，通过在放电截至电压和充电截至电压，对正负极活性物质进行脉冲电流激活，从而激活已经固化在活性物质中的锂离子的嵌入或脱嵌的活性，恢复电池容量。
3、通过高低倍率电流交替充电，从而充分激活电池材料的活性，同时避免浓差极化导致的电极极化，以及防止电池温度过高；通过在高温的环境下对电池进行激活，从而使沉积在电极表面的电解质盐重新溶解回到电解液中，提高电解液的导电性能。
具体实施方式
本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。
实施例1
选取配组后80个电池，20个电池串联成一组，4组电池并联得到基站用锂离子电池组，在所述电池组上设置温度检测装置，剩余容量检测装置，以及剩余容量显示装置，当所述电池组温度低于10℃时，剩余容量显示装置显示的剩余容量满足式I：
剩余容量显示值＝剩余容量测量值-0.01％*(10-电池组温度) (式I)；
所述电池组的运行方法包括：
1)、检测电池组中每个电池的电压，当检测到单体电池的电压低于电池组中的电池平均值的90％时，将所述单体电池隔离出电池组；
2)、对所述单体电池实施激活程序，将待激活电池加热至45℃；
a)、将待激活电池放电至放电截至电压2.7V；
b)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.1C，脉冲时间为10s，所述负脉冲电流电流为0.1C，脉冲时间为10s，正负脉冲电流之间间隔5s，所述激活的时间为3h；
c)、将所述电池以2C充电5min，然后以0.1C充电2h，交替充电至充电截至电压4.2V；
d)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.1C，脉冲时间为10s，所述负脉冲电流电流为0.1C，脉冲时间为10s，正负脉冲电流之间间隔5s，所述激活的时间为3h；
3)、检测电池的容量，将检测的电池容量与预定值比较，若低于预定值，判断不适合继续工作，否则判断其适合继续工作；所述预定值为电池组中电池的平均容量的90％；
4)、若适合继续工作，将其接回电池组；若不适合继续工作，发出替换信号，替换该电池。
实施例2
选取配组后80个电池，20个电池串联成一组，4组电池并联得到基站用锂离子电池组，在所述电池组上设置温度检测装置，剩余容量检测装置，以及剩余容量显示装置，当所述电池组温度低于10℃时，剩余容量显示装置显示的剩余容量满足式I：
剩余容量显示值＝剩余容量测量值-0.05％*(8-电池组温度) (式I)；
所述电池组的运行方法包括：
1)、检测电池组中每个电池的电压，当检测到单体电池的电压低于电池组中的电池平均值的85％时，将所述单体电池隔离出电池组；
2)、对所述单体电池实施激活程序，将待激活电池加热至55℃；
a)、将待激活电池放电至放电截至电压2.7V；
b)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为1s，所述负脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为1s，正负脉冲电流之间间隔10s，所述激活的时间为1h；
c)、将所述电池以5C充电1min，然后以0.2C充电0.1h，交替充电至充电截至电压4.2V；
d)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为1s，所述负脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为1s，正负脉冲电流之间间隔10s，所述激活的时间为1h；
3)、检测电池的容量，将检测的电池容量与预定值比较，若低于预定值，判断不适合继续工作，否则判断其适合继续工作；所述预定值为电池组中电池的平均容量的85％；
4)、若适合继续工作，将其接回电池组；若不适合继续工作，发出替换信号，替换该电池。
实施例3
选取配组后80个电池，20个电池串联成一组，4组电池并联得到基站用锂离子电池组，在所述电池组上设置温度检测装置，剩余容量检测装置，以及剩余容量显示装置，当所述电池组温度低于10℃时，剩余容量显示装置显示的剩余容量满足式I：
剩余容量显示值＝剩余容量测量值-0.1％*(6-电池组温度) (式I)；
所述电池组的运行方法包括：
1)、检测电池组中每个电池的电压，当检测到单体电池的电压低于电池组中的电池平均值的80％时，将所述单体电池隔离出电池组；
2)、对所述单体电池实施激活程序，将待激活电池加热至50℃；
a)、将待激活电池放电至放电截至电压2.7V；
b)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.3C，脉冲时间为5s，所述负脉冲电流电流为0.4C，脉冲时间为5s，正负脉冲电流之间间隔5s，所述激活的时间为2h；
c)、将所述电池以3C充电4min，然后以0.1C充电1h，交替充电至充电截至电压4.2V；
d)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.3C，脉冲时间为5s，所述负脉冲电流电流为0.4C，脉冲时间为5s，正负脉冲电流之间间隔5s，所述激活的时间为2h；
3)、检测电池的容量，将检测的电池容量与预定值比较，若低于预定值，判断不适合继续工作，否则判断其适合继续工作；所述预定值为电池组中电池的平均容量的80％；
4)、若适合继续工作，将其接回电池组；若不适合继续工作，发出替换信号，替换该电池。
实施例4
选取配组后80个电池，20个电池串联成一组，4组电池并联得到基站用锂离子电池组，在所述电池组上设置温度检测装置，剩余容量检测装置，以及剩余容量显示装置，当所述电池组温度低于10℃时，剩余容量显示装置显示的剩余容量满足式I：
剩余容量显示值＝剩余容量测量值-0.5％*(4-电池组温度) (式I)；
所述电池组的运行方法包括：
1)、检测电池组中每个电池的温度，当检测到单体电池的温度高于电池组中的电池平均值的110％时，将所述单体电池隔离出电池组；
2)、对所述单体电池实施激活程序，将待激活电池的温度调整至45℃；
a)、将待激活电池放电至放电截至电压2.7V；
b)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为10s，所述负脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为10s，正负脉冲电流之间间隔5s，所述激活的时间为2h；
c)、将所述电池以5C充电5min，然后以0.2C充电1h，交替充电至充电截至电压4.2V；
d)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为10s，所述负脉冲电流电流为0.5C，脉冲时间为10s，正负脉冲电流之间间隔5s，所述激活的时间为2h；
3)、将电池以3C的电流放电至截至电压2.7V，检测电池的温度，将检测的电池温度与预定值比较，若高于预定值，判断不适合继续工作，否则判断其适合继续工作；所述预定值为正常电池以3C的电流从4.2V放电至2.7V的温度值的110％；
4)、若适合继续工作，将其接回电池组；若不适合继续工作，发出替换信号，替换该电池。
实施例5
选取配组后80个电池，20个电池串联成一组，4组电池并联得到基站用锂离子电池组，在所述电池组上设置温度检测装置，剩余容量检测装置，以及剩余容量显示装置，当所述电池组温度低于10℃时，剩余容量显示装置显示的剩余容量满足式I：
剩余容量显示值＝剩余容量测量值-1％*(0-电池组温度) (式I)；
所述电池组的运行方法包括：
1)、检测电池组中每个电池的温度，当检测到单体电池的温度高于电池组中的电池平均值的115％时，将所述单体电池隔离出电池组；
2)、对所述单体电池实施激活程序，将待激活电池的温度调整至45℃；
a)、将待激活电池放电至放电截至电压2.7V；
b)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.2C，脉冲时间为8s，所述负脉冲电流电流为0.2C，脉冲时间为8s，正负脉冲电流之间间隔4s，所述激活的时间为2h；
c)、将所述电池以3C充电10min，然后以0.1C充电1h，交替充电至充电截至电压4.2V；
d)、采用正/负交替脉冲电流进行激活，所述正脉冲电流电流为0.2C，脉冲时间为8s，所述负脉冲电流电流为0.2C，脉冲时间为8s，正负脉冲电流之间间隔4s，所述激活的时间为2h；
3)、将电池以3C的电流放电至截至电压2.7V，检测电池的温度，将检测的电池温度与预定值比较，若高于预定值，判断不适合继续工作，否则判断其适合继续工作；所述预定值为正常电池以3C的电流从4.2V放电至2.7V的温度值的115％；
4)、若适合继续工作，将其接回电池组；若不适合继续工作，发出替换信号，替换该电池。
比较例1
选取配组后80个电池，20个电池串联成一组，4组电池并联得到基站用锂离子电池组，在所述电池组上设置剩余容量检测装置，以及剩余容量显示装置，剩余容量显示值等于剩余容量测量值，检测电池组中每个电池的电压，当检测到单体电池的电压低于电池组中的电池平均值的70％时，发出替换信号，替换该电池。
比较例2
选取配组后80个电池，20个电池串联成一组，4组电池并联得到基站用锂离子电池组，在所述电池组上设置剩余容量检测装置，以及剩余容量显示装置，剩余容量显示值等于剩余容量测量值，检测电池组中每个电池的温度，当检测到单体电池的温度高于电池组中的电池平均值130％时，发出替换信号，替换该电池。
测试与结果
将实施例1-5，比较例1-2的电池组在环境温度为-20℃下运行，工作电流为0.5C，结果如下，采用本发明运行方法的电池组避免了在显示的电池组依然具有容量下的意外关机，并且明显减少了替换电池的次数，提高了单体电池的使用寿命，降低了维护电池组的成本。
表1
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种基站用锂离子电池组，其中包括温度检测装置，剩余容量检测装置，以及剩余容量显示装置，当所述电池组温度低于预定值时，剩余容量显示装置显示的剩余容量满足式I：
剩余容量显示值＝剩余容量测量值-k*(预定值-电池组温度)(式I)，
所述k为温度调整系数。
2.如权利要求1所述的电池组，其中所述剩余容量显示值以及剩余容量的测量值采用百分数表示。
3.如权利要求2所述的电池组，其中所预定值和所述电池组温度的单位为℃。
4.如权利要求3所述的电池组，所述k的取值范围为0.01％-1％。
5.如权利要求1所述的电池组，所述预定值为0-10。
6.一种基站用锂离子电池组的运行方法，其中所述锂离子电池组为权利要求1-5任一项所述的电池组。
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