[发明专利]一种终端镍氢电池的自主激活、充放电管理系统及方法

说明书

本发明公开了一种终端镍氢电池的自主激活、充放电管理系统及方法，系统包括人机交互单元、主控单元、镍氢电池单元、上行通信单元、功能接口单元和计量单元，镍氢电池单元与功能接口单元内的充电电源接口相连接，镍氢电池单元还给主控单元、通信单元、接口单元提供工作电压，主控单元通过上行通信单元与话筒相连接，主控单元还连接有耳机、串口通信单元，主控单元，包括充电电路、主动放电电路、温度检测电路及控制管理单元。本发明实现充、放电事件的认定条件，并在温度不合适的情况下关断电池的充放电，以最小的硬件成本实现了终端镍氢电池的自我管理和自动激活能力，结构新颖，构思巧妙，保证终端镍氢电池的可靠运行，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及镍氢电池充电技术领域，具体涉及一种终端镍氢电池的自主激活、充放电管理系统及方法。

背景技术

目前，终端生产厂家对镍氢电池的管理基本上只具备电压监测和充电两个手段。而且，这两个手段的实现方式过于简单，充电的截止条件未考虑环境温度、个体差异等影响因素，仅仅以充电电压作为判断条件，对镍氢电池活性的维持没有任何技术处理，也并未对镍氢电池充放电次数、当前工作状态、剩余电量做好记录与显示，提醒客户及时有效的更换。

当前电力公司技术管理手段相对落后，采购安装流程也很复杂。电力公司集中采购主要包含以下几个环节：招标前送检、中标后供货前送检、到货全检、存储、安装、调试、运行。出厂后的镍氢电池都是有效充满电荷，因此，在招标前送检、供货前送检和到货全检环节都能有效的提供备用电源。但是，到货检测后从存储到安装的时间阶段较长，少则几周，多则半年一年，电池在这段时间处于自放电状态，由于镍氢电池自放电率较高，在20℃条件下自放电率达到20％-30％/月。

而且，随着温度升高，电极活性物质活性提高，自放电率还将提升，严重影响电池性能。安装后由于长期不停电，备用电源无用武之地，镍氢电池特性进一步弱化，加上各种地区不同的自然环境交替变换(高温、低温、高湿、盐雾等)，一部分镍氢电池在现场应用一到两年甚至更短的时间便呈现出电压过低、壳体鼓起、不能充电等各种失效状态，与终端十年的设计寿命有很大的差距。当真正停电时发现电池失效，无法实现停电主动上报。

目前，镍氢电池作为一种重要的可充电电池，其有关充电管理方法已经有广泛的研究，市面上也有一些控制芯片对镍氢电池进行专门的充电控制。这些控制芯片主要从充电电流、温度和电池充满的判断条件等方面来进行管理。但是，镍氢电池在电力用户用电信息采集终端的应用与常规的消费类电子或者其他的工业应用情况有很多的不同，直接使用芯片导致部分设计思路不好实现，与终端的镍氢电池有效管理的目标预期效果差距较大。终端的镍氢电池有自身的应用特点，这决定着终端需采用特别的管理方案。终端镍氢电池智能管理系统(Intelligent Battery Management System，IBMS)主要围绕终端电池的自我管理和自动激活两个方面的内容进行。

终端使用过程中有两个重要的特点：一是终端在现场工作时不停电工作的持续时间较长。随着国民经济的发展，电力系统建设日趋完善，在终端工作的现场，电力系统可能会长时间处于不停电状态，这样终端自带的镍氢电池就会处于长时间的待机状态，甚至会出现一年以上的待机状态。这就使得镍氢电池自身的自放电情况更为严重，也会使得电池有一定程度的钝化状态，若是终端在这样的状态下出现停电的情况，镍氢电池自身的剩余电量就难以支撑终端停电后″1min的工作时间或者主动通讯3次″的能力。二是终端在仓库存放的时间长短差异太大。一般一个批次的终端往往不会全部同时安装到现场中去，往往有不少的终端在供电公司仓库里作为备用的替换终端来使用。长时间的仓库存放，导致终端的镍氢电池出现较高的自放电率或者钝化的情况。这也同样会导致终端安装后在停电时刻出现电池剩余电量不足的情况发生，导致停电事件上报失败。这种结果同样会影响电力公司的经济效益和运维效率，甚至有时候带来居民投诉与企业投诉，影响电力公司品牌美誉度。

终端使用的这样的两个特点就要求镍氢电池在任何使用情况下都要保持足够的剩余电量和活性。