一种电能表锂电池去钝化的方法与流程

1.本发明涉及一种电能表锂电池去钝化的方法。


背景技术：

2.目前，我国的电能表行业处于智能电表替代阶段，随着中国智能电网的发展，作为智能电网用电环节的重要组成部分，智能电表发展到今，优点众多：其稳定性、精度、使用寿命等优点已得到业内的广泛认可，其自主抄表、自动结算、数据加密等技术都处于世界领先地位，虽然优点很多，但智能电表发展进程中始终伴随着一个很大的隐患：那就是电池欠压的问题导致的时钟问题。
3.锂电池具有较高的能量质量比和能量体积比、自放电率低、无记忆效应、使用寿命长、价格较低的优点，所以成为诸多电气设备优先选用的供电电源，而锂电池极其微小电流使用或者静置储存一段时间后，当突然需要一个较大的工作电流时，电池的电压下降得相当厉害甚至降到设备的工作电压之下，导致电池无法供设备正常使用，这种现象称之为电压滞后现象，这成为制约锂电池可靠使用的重要因素，电池钝化是锂电池的一大特性，也是该类型电池长寿命的基础；需要掌握先进的钝化膜形成基理与钝化膜去除相关电化学技术，严重的钝化将堵塞电池内部反应通道，即使仍有材料剩余也无法放出电来，电池使用寿命提前结束，而电池放电的电流越大，电压滞后越明显，电池储存的时间越长，特别是在高温下长时间的储存，钝化保护层增厚，从而使得电池的电压滞后现象更严，目前市场上智能电能表对电池钝化都没有针对性特别的管理措施，就是通过兆欧级电阻电压串联分压来实现，放电电流只有1～3μa，根本无法阻止钝化的形成。


技术实现要素：

4.本发明所要达到的目的就是提供一种电能表锂电池去钝化的方法，能根据前期的放电记录来触发锂电池的放电，实现锂电池去钝化的智能化管理。
5.为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种电能表锂电池去钝化的方法，应用于电能表内锂电池的钝化处理，包括处理器，依次包括以下步骤：
6.步骤一：获取电能表当前的供电方式，当电网电源供电时，则进入步骤二，当锂电池供电时，则进入步骤十；
7.步骤二：分别获取上一次锂电池的去钝化触发时间t1，以及rtc时钟模块的当前时间t2；
8.步骤三：将步骤二获取的当前时间t2与去钝化触发时间t1的差值与触发间隔时间t进行比对，当t2
‑
t1＞t时，则进入步骤四，当t2
‑
t1≤t时，则进入步骤八；
9.步骤四：对锂电池进行放电处理，并采集锂电池去钝化时的放电电流；
10.步骤五：将步骤四采集的放电电流与阀值进行比对，当放电电流≥阀值时，则去钝化成功，则进入步骤六，当放电电流＜阀值时，去钝化失败计数累加，增大下次向锂电池去钝化的放电电流，进入步骤七；
11.步骤六：更新上一次锂电池去钝化触发时间t1；
12.步骤七：关闭去钝化，返回步骤一；
13.步骤八：实时获取电能表内的温度信息，并根据温度信息调整锂电池的内置钝化曲线；
14.步骤九：根据步骤八调整的钝化曲线修正触发间隔时间t，然后关闭去钝化，返回步骤一；
15.步骤十：分别获取上一次锂电池的去钝化触发时间t1，以及处理器内部软时钟的当前时间t3；
16.步骤十一；将步骤十获取的当前时间t3与去钝化触发时间t1的差值与触发间隔时间t进行比对，当t3
‑
t1＞t时，则进入步骤十二，当t3
‑
t1≤t时，则关闭去钝化，返回步骤一；
17.步骤十二：对锂电池进行放电处理，并采集锂电池去钝化时的放电电流；
18.步骤十三：将步骤十二采集的放电电流与阀值进行比对，当放电电流≥阀值时，则去钝化成功，进入步骤十四；当放电电流＜阀值时，去钝化失败计数累加；进入步骤十五；
19.步骤十四：更新上一次锂电池去钝化触发时间t1；
20.步骤十五：关闭去钝化，返回步骤一。
21.优选的，步骤四中通过pwm脉冲放电电路对锂电池进行放电处理，步骤四中的放电电流通过电流检测电路采集，所述pwm脉冲放电电路和电流检测电路均与处理器相连。
22.优选的，所述pwm脉冲放电电路包括电容c1、电阻r1、电阻r2、电阻r3和高速mos管，所述高速mos管的栅极通过电阻r1与处理器相连，所述高速mos管的源极接地，所述电容c1并联在电阻r1的两端，所述电容c1的一端通过电阻r2接地，所述高速mos管的漏极通过电阻r3与锂电池相连；
23.所述电流检测电路包括电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、运算放大器op1、运算放大器op2和运算放大器op3，所述运算放大器op1的正向输入端与电阻r3的一端相连，所述运算放大器op2的正向输入端与电阻r3的另一端相连，所述运算放大器op1的输出端经电阻r8和电阻r10接地，所述运算放大器op3的正向输入端与r8与r10相连的一端相连，所述运算放大器op2的输出端经电阻r7与运算放大器op3的反向输入端相连，所述电阻r4的一端与运算放大器op2的输出端相连，所述电阻r6的一端与运算放大器op1的输出端相连，所述电阻r4的另一端通过电阻r5与电阻r6的另一端相连，所述运算放大器op1的反向输入端与电阻r6相连，所述运算放大器op2的反向输入端与电阻r4相连，所述电阻r9的一端与电阻r7相连，所述电阻r9的另一端与运算放大器op3的输出端相连，所述运算放大器的输出端op3与处理器相连。
24.优选的，步骤一中的电能表当前的供电方式通过lvi检测电路进行判断，所述lvi检测电路的输出信号与处理器相连。
25.优选的，所述lvi检测电路包括三极管q、电容c2、电容c3、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14和电阻r15，三极管q的基极与电容c2的一端相连，所述电容c2的另一端通过电阻r11与电源检测的输出端相连，电源检测的输出端通过电阻r15输出lvi信号1至处理器，所述电容c2的一端通过电阻r13接地，所述电容c2的另一端通过电阻r12接地，所述三极管q的射极接地，所述三极管q的集电极与处理器相连，所述电阻r14的一端与三极管q的集电极相连，输出lvi信号2至处理器，所述电阻r14的另一端与vccpu相连，所述电容c3的一端与三
极管q的集电极相连，所述电容c3的另一端接地。
26.优选的，步骤八中的电能表内的温度通过温度传感器获取，并根据温度信息调整锂电池的内置钝化曲线，所述温度传感器与处理器相连。
27.优选的，所述方法还包括电路板，所述处理器、pwm脉冲放电电路、电流检测电路和lvi检测电路均设置在电路板上。
28.优选的，所述电路板上设有与处理器相连的rtc时钟模块。
29.优选的，所述电路板上设有与处理器相连的存储芯片。
30.综上所述，本发明的优点：通过当前时间t2与去钝化触发时间t1的差值与触发间隔时间t进行比对，当t2
‑
t1＞t时，则对锂电池进行放电处理，并采集锂电池去钝化时的放电电流，能实现对锂电池的合理放电，从而使锂电池能完成最佳的去钝化效果，提高了锂电池的使用寿命，当t2
‑
t1≤t时，通过获取电能表内的温度信息，并根据温度信息调整锂电池的内置钝化曲线，并修正触发间隔时间t，从而合理的触发了锂电池放电间隔，尽量减少电池电量消耗和节约激活时间的前提下解决其电压滞后的问题，由于去钝化触发时间t1为上一次去钝化的触发时间，因此，本方法依据前期放电记录动态调整放电周期在线触发放电，当钝化失败时可修正放电电流来实现锂电池的合理放电，因此对锂电池配置了合理的放电时间以及放电电流，从而实现通用性、智能化管理，其次，本方法解决了电能表由电网电源供电期间锂电池的去钝化管理，以及电能表由锂电池供电时锂电池的去钝化管理，当电能表由电网电源供电时，可提前实现锂电池的去钝化，避免在电池初始供电时出现最低滞后电压现象，引起电能表供电异常，内部时钟出错的现象发生，当电能表由锂电池供电时，可通过多频次触发方式，合理去钝化，在满足去钝化的情况下，有效减小锂电池因去钝化所带来容量的消耗，合理延长锂电池的使用寿命。
附图说明
31.下面结合附图对本发明作进一步说明：
32.图1为本发明一种电能表锂电池去钝化的方法的流程图；
33.图2为本发明中处理器的结构框图；
34.图3为本发明中pwm脉冲放电电路和电流检测电路的示意图；
35.图4为本发明中lvi检测电路的示意图。
36.附图标记：
37.1处理器、2pwm脉冲放电电路、3电流检测电路、4lvi检测电路、5温度传感器、6电路板、7rtc时钟模块、8存储芯片、9电网电源、10锂电池。
具体实施方式
38.如图1、图2、图3、图4所示，一种电能表锂电池去钝化的方法，应用于电能表内锂电池10的钝化处理，包括处理器1，依次包括以下步骤：
39.步骤一：获取电能表当前的供电方式，当电网电源9供电时，则进入步骤二，当锂电池10供电时，则进入步骤十；
40.步骤二：分别获取上一次锂电池10的去钝化触发时间t1，以及rtc时钟模块的当前时间t2；
41.步骤三：将步骤二获取的当前时间t2与去钝化触发时间t1的差值与触发间隔时间t进行比对，当t2
‑
t1＞t时，则进入步骤四，当t2
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t1≤t时，则进入步骤八；
42.步骤四：对锂电池10进行放电处理，并采集锂电池10去钝化时的放电电流；
43.步骤五：将步骤四采集的放电电流与阀值进行比对，当放电电流≥阀值时，则去钝化成功，则进入步骤六，当放电电流＜阀值时，去钝化失败计数累加，增大下次向锂电池10去钝化的放电电流，进入步骤七；
44.步骤六：更新上一次锂电池10去钝化触发时间t1；
45.步骤七：关闭去钝化，返回步骤一；
46.步骤八：实时获取电能表内的温度信息，并根据温度信息调整锂电池10的内置钝化曲线；
47.步骤九：根据步骤八调整的钝化曲线修正触发间隔时间t，然后关闭去钝化，返回步骤一；
48.步骤十：分别获取上一次锂电池10的去钝化触发时间t1，以及处理器1内部软时钟的当前时间t3；
49.步骤十一；将步骤十获取的当前时间t3与去钝化触发时间t1的差值与触发间隔时间t进行比对，当t3
‑
t1＞t时，则进入步骤十二，当t3
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t1≤t时，则关闭去钝化，返回步骤一；
50.步骤十二：对锂电池10进行放电处理，并采集锂电池10去钝化时的放电电流；
51.步骤十三：将步骤十二采集的放电电流与阀值进行比对，当放电电流≥阀值时，则去钝化成功，进入步骤十四；当放电电流＜阀值时，去钝化失败计数累加；进入步骤十五；
52.步骤十四：更新上一次锂电池10去钝化触发时间t1；
53.步骤十五：关闭去钝化，返回步骤一。
54.通过当前时间t2与去钝化触发时间t1的差值与触发间隔时间t进行比对，当t2
‑
t1＞t时，则对锂电池进行放电处理，并采集锂电池去钝化时的放电电流，能实现对锂电池的合理放电，从而使锂电池能完成最佳的去钝化效果，提高了锂电池的使用寿命，当t2
‑
t1≤t时，通过获取电能表内的温度信息，并根据温度信息调整锂电池的内置钝化曲线，并修正触发间隔时间t，从而合理的触发了锂电池放电间隔，尽量减少电池电量消耗和节约激活时间的前提下解决其电压滞后的问题，由于去钝化触发时间t1为上一次去钝化的触发时间，因此，本方法依据前期放电记录动态调整放电周期在线触发放电，当钝化失败时可修正放电电流来实现锂电池的合理放电，因此对锂电池配置了合理的放电时间以及放电电流，从而实现通用性、智能化管理，其次，本方法解决了电能表由电网电源供电期间锂电池的去钝化管理，以及电能表由锂电池供电时锂电池的去钝化管理，当电能表由电网电源供电时，可提前实现锂电池的去钝化，避免在电池初始供电时出现最低滞后电压现象，引起电能表供电异常，内部时钟出错的现象发生，当电能表由锂电池供电时，可通过多频次触发方式，合理去钝化，在满足去钝化的情况下，有效减小锂电池因去钝化所带来容量的消耗，合理延长锂电池的使用寿命。
55.步骤四中通过pwm脉冲放电电路2对锂电池10进行放电处理，步骤四中的放电电流通过电流检测电路3采集，所述pwm脉冲放电电路2和电流检测电路3均与处理器1相连，所述pwm脉冲放电电路2包括电容c1、电阻r1、电阻r2、电阻r3和高速mos管，所述高速mos管的栅极通过电阻r1与处理器1相连，所述高速mos管的源极接地，所述电容c1并联在电阻r1的两
端，所述电容c1的一端通过电阻r2接地，所述高速mos管的漏极通过电阻r3与锂电池10相连；所述电流检测电路3包括电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、运算放大器op1、运算放大器op2和运算放大器op3，所述运算放大器op1的正向输入端与电阻r3的一端相连，所述运算放大器op2的正向输入端与电阻r3的另一端相连，所述运算放大器op1的输出端经电阻r8和电阻r10接地，所述运算放大器op3的正向输入端与r8与r10相连的一端相连，所述运算放大器op2的输出端经电阻r7与运算放大器op3的反向输入端相连，所述电阻r4的一端与运算放大器op2的输出端相连，所述电阻r6的一端与运算放大器op1的输出端相连，所述电阻r4的另一端通过电阻r5与电阻r6的另一端相连，所述运算放大器op1的反向输入端与电阻r6相连，所述运算放大器op2的反向输入端与电阻r4相连，所述电阻r9的一端与电阻r7相连，所述电阻r9的另一端与运算放大器op3的输出端相连，所述运算放大器的输出端op3与处理器1相连。
56.步骤一中的电能表当前的供电方式通过lvi检测电路4进行判断，所述lvi检测电路4的输出信号与处理器1相连，所述lvi检测电路4包括三极管q、电容c2、电容c3、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14和电阻r15，三极管q的基极与电容c2的一端相连，所述电容c2的另一端通过电阻r11与电源检测的输出端相连，电源检测的输出端通过电阻r15输出lvi信号1至处理器1，所述电容c2的一端通过电阻r13接地，所述电容c2的另一端通过电阻r12接地，所述三极管q的射极接地，所述三极管q的集电极与处理器1相连，所述电阻r14的一端与三极管q的集电极相连，输出lvi信号2至处理器1，所述电阻r14的另一端与vccpu相连，所述电容c3的一端与三极管q的集电极相连，所述电容c3的另一端接地。
57.步骤八中的电能表内的温度通过温度传感器5获取，并根据温度信息调整锂电池10的内置钝化曲线，所述温度传感器5与处理器1相连，能精确的获取电能表的温度，所述方法还包括电路板6，所述处理器1、pwm脉冲放电电路2、电流检测电路3和lvi检测电路4均设置在电路板6上，能实现处理器1、pwm脉冲放电电路2、电流检测电路3和lvi检测电路的集成化设置，简化了整体的连接结构，所述电路板6上设有与处理器1相连的rtc时钟模块7，能向处理器1提高精确的t2，本实施例中的rtc时钟模块7采用rx
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80258a，所述电路板6上设有与处理器1相连的存储芯片8，能有效的记录锂电池10去钝化事件，便于管理。
58.以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。