一种适用于电池在低温休眠时的远程唤醒方法

技术领域

本发明涉及电池控制管理策略技术领域，具体涉及一种电池在低温休眠时的远程唤醒方法。

背景技术

电池在低温下常会进入休眠状态，导致部分容量无法释放，电池性能无法得到完全发挥，需要有效地外部加热激活手段。目前，现有技术中二次电池能够利用电池内部阻抗通过充电或放电方式提高温度，亦可通过外置加热片方式实现快速加热恢复温度。然而，对于其他电池例如一次电池的低温休眠问题的加热方案尚不成熟，已有的解决手段所针对的对象还局限于锂离子电池，对其他多种类型的电池适用性较差。同时，相比二次电池一次电池不具备利用内部阻抗加热的能力，不能进行充电，加热方式受限。且对于一些安装在不可拆卸的设备中的情况而言，也较难通过替换电池方式满足低温环境下设备的使用需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种适用于电池在低温休眠时的远程唤醒方法，旨在解决上述现有技术中的技术问题。本发明所提供的方法具体包括以下步骤：

S1、预先对大容量电池及电池组进行不同温度下的电池特性试验，获取电流、电压、容量等数据；

S2、基于由步骤S1获取的所述试验数据，确定大容量电池工作温度区间；

S3、大容量电池外部设置由信号接收器、MCU与变压模块以及加热回路组成控制电路板，还设置有温度传感器；所述加热回路由加热片、开关组件以及大容量电池自身组成；所述信号接收器用于与远程控制器通信，实时发送大容量电池工作温度数据，并等待接收外部远程唤醒信号；信号接收器接收到远程唤醒信号后执行步骤S4；所述控制电路板采用小容量电池驱动，其工作状态为小电流持续放电；

S4、远程控制器基于步骤S2中制定的温度区间以及测量得到的大容量电池工作温度，判断是否低于温度区间最小值；若是，则继续执行后续步骤S5；否则执行步骤S6；

S5、MCU与变压模块控制开关组件，使大容量电池的供电回路断开、闭合加热回路进行自加热，并设定加热时长；重复执行步骤S4中的判断过程，若大容量电池温度低于或处于所述工作温度区间，则持续加热，否则执行S6；

S6、若大容量电池温度超出所述工作温度区间，则MCU与变压模块控制开关组件断开加热回路并闭合供电回路，停止加热并设定停止加热时长，从而完成对大容量电池的远程唤醒。

进一步地，步骤S1中所述的电池特性试验为给定温度区间和步长的电池恒温标准电流恒流放电试验。

进一步地，步骤S2中所述的工作温度区间为实际放电容量达到额定容量的温度区间。

所述控制电路板采用小容量电池驱动，

进一步地，所述开关组件具体由多个相互配合的继电器开关构成；所述加热片具体采用宽线金属膜。

上述本发明所提供的方法，相对于现有技术至少具有以下有益效果：

1)、该方法只需要在原有电路基础上添加加热部件电回路以及相应的控制部件，无需重新设计电池管理系统，即能使大容量电池在低温条件下实现自加热唤醒，改装简便易行；

2)、该方法使用远程方法唤醒电池，无需工作人员在现场控制并等待电池加热过程，提高了装备该电池的设备的易用性，有助于利用大数据对海量的电池及车辆进行能量监测与管理。

附图说明

图1为本发明所提供方法的流程图；

图2为本发明的方法中所采用的电池远程唤醒电路结构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

本发明所提供的一种电池在低温休眠时的远程唤醒方法，如图1所示，具体包括以下步骤：

S1、预先对大容量电池及电池组进行不同温度下的电池特性试验，获取电流、电压、容量等数据；

S2、基于由步骤S1获取的所述试验数据，确定大容量电池工作温度区间；

S3、大容量电池外部设置由信号接收器、MCU与变压模块以及加热回路组成控制电路板，还设置有温度传感器；所述加热回路由加热片、开关组件以及大容量电池自身组成；所述信号接收器用于与远程控制器通信，实时发送大容量电池工作温度数据，并等待接收外部远程唤醒信号；信号接收器接收到远程唤醒信号后执行步骤S4；

S4、远程控制器基于步骤S2中制定的温度区间以及测量得到的大容量电池工作温度，判断是否低于温度区间最小值；若是，则继续执行后续步骤S5；否则执行步骤S6；

S5、MCU与变压模块控制开关组件，使大容量电池的供电回路断开、闭合加热回路进行自加热，并设定加热时长；重复执行步骤S4中的判断过程，若大容量电池温度低于或处于所述工作温度区间，则持续加热，否则继续执行S6；

S6、若大容量电池温度超出所述工作温度区间，MCU与变压模块控制开关组件断开加热回路并闭合供电回路，停止加热并设定停止加热时长，从而完成对大容量电池的远程唤醒。

在本发明的一个优选实施方式中，步骤S1在实验室对不同温度状态下的大容量电池进行放电试验，并记录电压、电流数据。具体的，在实验室恒温箱中，进行温度从-40摄氏度到50摄氏度、步长为10摄氏度的电池恒温恒流放电试验，并采集电压、电流数据并计算放电量，从而计算出该温度电池的实际容量。在不同温度的放电试验中，需要保持电池所处的温度、放电倍率等参数一致。电池容量由下式定义：

其中i为电池电流(放电为正)，C为电池容量，η为库伦效率，t为时间，本实施例中取η＝1。

在步骤S2中，根据不同温度下放电实验获取的数据，选取实际放电容量达到额定容量的温度区间，作为大容量电池合适的工作温度范围。

在步骤S3中，信号接收器连接于由较小容量电池供电的控制部件及加热回路，发送端由远程控制器控制，二者通过同频率的射频信号进行通讯。发送端有一遥控按钮，当按下按钮时发送控制信号到接收端，接收端收到该控制信号后，指示灯亮起，微控制器开始工作。

在步骤S4中，使用STM32微控制器获取PT100热电阻的阻值信号，并转换为电池实际温度，判断是否低于步骤S2中温度范围的最低值。

在步骤S5中，使用继电器组作为电加热片回路的开关组件，控制器给继电器发出指令，将宽线金属膜接入电路，开始产生电阻热。

在步骤S6中，由MCU判断电池工作温度是否高于步骤S2得到的温度区间的最高值。

应理解，本发明实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。