CN107179505A - 电池健康状态检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提出了一种电池健康状态的检测方法，该方法针对一段时间内未向负载供电的电池，确定被检测单元，采集被检测单元的开路电压和温度，计算获得被检测单元的电池荷电状态值和损失容量，然后根据被检测单元的损失容量与原始容量之间的比值计算获得被检测单元的电池健康状态值。本申请还提出了一种电池健康状态检测装置。通过本申请提供的方案，可以准确地监控电池性能的衰减程度，避免对业务产生影响。

Description

电池健康状态检测装置及方法
技术领域
本申请主要涉及电池健康状态的检测技术，尤其针对在一段时间内未向负载供电的电池，估计电池性能的衰减程度的装置及方法。
背景技术
电池作为一种存储电能的装置，其在很多领域都有着重要的应用。在固定储能应用领域，例如数据中心设备、光传输设备、基站等通信设备，通常都装载备用电源，该备用电源可以是单个电池，也可以是由多个电池并联或串联形成电池组。通常备用电源的电池在一段时间内未向负载供电，电池性能不可避免地发生自然衰减，所以为了保证备用电源能够给通信设备提供足够的电量，用户对备用电源的电池的健康状态(state of health，后续简称为SOH)的要求比较高。
在现有的某些应用领域，虽然电池内阻与电池容量有相关性，但是电池内阻的增大并不一定导致电池容量的损失。相比较而言，在大多数应用领域，常以电池保持容量(retention capacity)作为衡量电池SOH的参数指标，其能准确表征电池容量信息。
对于通信设备中备用电源的电池，无法通过检测负载电压及负载电流的方式来获得电池保持容量参数，所以现有技术中通常采用对电池进行满充电或满放电的方法，测试获得电池保持容量参数。但是，满足满充电或满放电的前提条件是将电池取出，即电池得脱离于其所在的通信设备。若通信设备的主用电源停止供电，恰巧这时备用电源中的电池因被取出、且处于放电或充电状态，则备用电源无法保证该通信设备的正常工作，会对业务产生极大影响。
发明内容
本申请提供一种电池健康状态检测装置、方法和基站，针对一段时间内未向负载供电的电池，可实现电池健康状态的检测，准确监控电池性能的衰减程度。
第一方面，本申请提供了一种电池健康状态检测装置，该装置包括CPU模块和采样电路。所述CPU模块用于确定被检测单元，向所述采样电路发送控制信息。所述被检测单元由至少一个电池构成，并且所述至少一个电池在被检测前的一段时间内未向负载供电。所述采样电路用于接收所述CPU模块的控制信息，采集所述被检测单元的开路电压和温度，然后将获得的开路电压值和温度值输出至所述CPU模块。所述CPU模块还用于根据从所述采集电路接收的所述开路电压值进行计算，获得所述被检测单元的电池荷电状态值，根据所述电池荷电状态值和所述温度值进行计算，获得所述被检测单元的损失容量，根据所述被检测单元的损失容量与原始容量之间的比值进行计算，获得所述被检测单元的电池健康状态值。
第二方面，本申请提供了一种电池健康状态检测装置，该装置包括CPU模块和采样电路。所述CPU模块用于确定被检测单元，向所述采样电路发送控制信息。所述被检测单元由至少一个电池构成，并且所述至少一个电池在被检测前的一段时间内未向负载供电。所述采样电路用于接收所述CPU模块的控制信息，采集所述被检测单元的开路电压和温度，然后将获得的开路电压值和温度值输出至所述CPU模块。所述CPU模块还用于根据从所述采集电路接收的所述开路电压值进行计算，获得所述被检测单元的电池荷电状态值，根据所述电池荷电状态值和所述温度值进行计算，获得所述被检测单元的损失容量，根据预先保存的负载功率值和负载端电压值及所述被检测单元的损失容量进行计算，获得所述被检测单元的保持容量，然后根据所述被检测单元的保持容量与原始容量之间的比值进行计算，获得所述被检测单元的电池健康状态值。
结合上述第一方面或者第二方面，在一种可能的实现方式中，所述CPU模块通过下述公式计算出所述被检测单元的电池荷电状态值，
OCV＝a1(SOC)n+a2(SOC)n-1+...+an(SOC)+b
在公式中，OCV表示开路电压，SOC表示电池荷电状态，n、a1、a2、an和b是预先设定的常数，且n是正整数。
结合上述第一方面、第二方面或者可能的实现方式，在一种可能的实现方式中，所述CPU模块通过下述公式计算出所述被检测单元的保持容量，
在公式中，Qr表示被检测单元的保持容量，Qnom表示被检测单元的原始容量，Qth表示被检测单元的损失容量，W表示负载功率，U表示负载端电压，Ith为常数，p为Peukert系数。在实现方式中考虑了通信设备对负载功率和负载端电压的要求，在获得被检测单元损失容量的基础上进一步计算出被检测单元的保持容量，从而使最后获得的电池健康状态值更为准确。
结合上述第一方面、上述第二方面或上述多种可能的实现方式，在一种可能的实现方式中，所述采样电路具体用于在多个不同的检测时间采集所述被检测单元的温度，然后将获得的不同检测时间的温度值输出至所述CPU模块；所述CPU模块具体用于根据所述电池荷电状态值和所述不同检测时间的温度值进行计算，获得所述被检测单元的损失容量。具体地，所述CPU模块通过下述两个公式计算出与所述电池荷电状态值和所述不同检测时间的温度值相对应的第一参数、与所述不同检测时间的温度值相对应的第二参数，
k＝x1*T+x2*T2+y1*SOC+y2*SOC2+c*T*SOC+d
α＝x0*exp(λ/T)
在公式中，k表示第一参数，T表示被检测单元的温度，SOC表示电池荷电状态，x1、x2、y1、y2、c和d是预先设定的常数；α表示第二参数，T表示被检测单元所在电源的温度，exp(λ/T)表示以自然数e为底且(λ/T)次方的指数函数，e取值为2.718282，x0和λ是预先设定的常数。在实现方式中考虑了电池随时间发生温度变化的情况，根据采样电路多次采集的温度，计算出与温度相对应的参数，从而使最后获得的电池健康状态值更为准确。
所述CPU模块获得所述第一参数和所述第二参数后，结合上述可能的实现方式，在一种可能的实现方式中，针对不同检测时间的温度，所述CPU模块根据所述第一参数和所述第二参数进行微分运算，获得与每个检测时间的温度对应的所述被检测单元的损失容量，
在微分表达式中，dQloss表示当前检测时间距离上一次检测时间的被检测单元的损失容量，k表示第一参数，α表示第二参数，Qloss(t)表示与检测时间t对应的被检测单元的损失容量，Qnom表示被检测单元的原始容量。在实现方式中考虑到被检测单元由于没有向负载供电，被检测单元实际是以微小电流的方式逐步放电，通过微分方式递推计算获得对应于每次采样温度的电池的损失容量，从而使最后获得的电池健康状态值更为准确。
结合上述多种可能的实现方式，在一种可能的实现方式中，如果采样电路采集第一时间的所述被检测单元的第一温度和第二时间的所述被检测单元的第二温度，然后把第一温度值和第二温度值输出至所述CPU模块。所述CPU模块获得所述第一温度值后，根据与所述第一温度对应的第一参数和第二参数，通过下述公式计算出与所述第一温度对应的被检测单元的损失容量，
在公式中，t0表示电池出厂时间，tm表示当前检测时间，(tm-t0)表示当前检测时间距离电池出厂时间的天数，Qloss表示当前检测时间距离电池出厂时间的被检测单元的损失容量，Qnom表示被检测单元原始容量，k表示第一参数，α表示第二参数。
结合上述可能的实现方式，在一种可能的实现方式中，所述CPU模块获得所述第一温度值和所述第二温度值后，根据与第一温度对应的被检测单元的损失容量、与所述第二温度对应的第一参数和第二参数，通过下述公式计算出与所述第二温度对应的被检测单元的损失容量，
在公式中，tn表示上一次检测时间，tm表示当前检测时间，(tm-tn)表示当前检测时间距离上一次检测时间的天数，ΔQloss表示当前检测时间距离上一次检测时间的被检测单元的损失容量，Qloss_n表示与tn时间采集的温度对应的被检测单元的损失容量，k表示第一参数，α表示第二参数。
结合上述第一方面、上述第二方面或上述多种可能的实现方式，在一种可能的实现方式中，所述CPU模块仅在一个检测时间采集所述被检测单元的温度，通过下述公式计算出所述被检测单元的损失容量，
Qloss＝exp(S+L/T)*(tm-t0)+M
在公式中，t0表示电池出厂时间，tm表示当前检测时间，(tm-t0)表示当前检测时间距离电池出厂时间的天数，Qloss表示当前检测时间距离电池出厂时间的被检测单元的损失容量，exp(S+L/T)表示以自然常数e为底且(S+L/T)次方的指数函数，e取值为2.718282，S、L和M均为常数，T表示被检测单元的温度。
第三方面，本申请提供了一种基站，该基站包括中央控制器、主用电源、备用电源和负载。所述中央控制器控制所述主用电源或所述备用电源输出所述负载所需的电压和电流。所述主用电源和所述备用电源能向所述负载提供所述电压和所述电流，所述备用电源由至少一个电池构成。所述基站还包括如上述第一方面、上述第二方面或上述多种可能的实现方式中的所述电池健康状态检测装置。所述检测装置检测所述备用电源中电池的健康状态，基于所述备用电源确定被检测单元。
第四方面，本申请提供了一种电池健康状态的检测方法，该方法由通信设备中的电源管理单元执行。通信设备可以是基站，则电池健康状态检测装置可以是基站内的电源管理单元。电源管理单元确定被检测单元，所述被检测单元由至少一个电池构成，所述至少一个电池在被检测前的一段时间内未向所述通信设备中的负载供电。电源管理单元采集所述被检测单元的开路电压和温度，根据采集得到的开路电压值进行计算，获得所述被检测单元的电池荷电状态值，使用下述某一种方式来检测所述至少一个电池的健康状态。一种方式，电源管理单元根据所述电池荷电状态值和所述温度值进行计算，获得所述被检测单元的损失容量，根据所述被检测单元的损失容量与原始容量之间的比值进行计算，获得所述被检测单元的电池健康状态值。或者另一种方式，电源管理单元根据所述电池荷电状态值和所述温度值进行计算，获得所述被检测单元的损失容量，根据预先保存的负载功率值和负载端电压值及所述被检测单元的损失容量进行计算，获得所述被检测单元的保持容量，然后根据所述被检测单元的保持容量与原始容量之间的比值进行计算，获得所述被检测单元的电池健康状态值。
结合上述第四方面，电源管理单元可以是电池健康状态检测装置，电源管理单元参照上述多种可能的实现方式中的运算公式，执行下述的方法步骤：通过不同的公式分别计算出所述被检测单元的电池荷电状态值、所述被检测单元的损失容量及所述被检测单元的保持容量。根据不同的实际情况，电源管理单元获得被检测单元的损失容量的方法步骤会有不同。一种方法步骤是：电源管理单元在多个不同的检测时间采集所述被检测单元的温度，根据所述电池荷电状态值和不同检测时间的温度值进行计算，获得所述被检测单元的损失容量。具体来说，电池管理单元通过不同公式分别计出与所述电池荷电状态值和所述不同检测时间的温度值相对应的第一参数、与所述不同检测时间的温度值相对应的第二参数，根据所述第一参数和所述第二参数进行微分运算，获得与每个检测时间的温度对应的所述被检测单元的损失容量。或者另一种方法步骤是：电池管理单元仅在一个检测时间采集所述被检测单元的温度，通过公式计算出所述被检测单元的损失容量。
第五方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，包括程序指令，该程序指令使电池管理单元执行上述第四方面或上述结合第四方面的多种可能的实现方式中的方法步骤。
基于上述的内容，本申请针对一段时间内未向负载供电的电池，在电池不脱离通信设备的前提下，采集的电池的开路电压和温度，通过电池的开路电压值和温度值、以及计算获得的电池荷电状态值来确定电池损失容量，从而实现电池健康状态的准确检测，同时避免对业务产生影响。
在研究下文附图和详细描述之后其它***、方法、特征和优点对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见。希望所有这些其它***、方法、特征和优点包含在本描述中，在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基站结构示意图；
图2为本发明实施例提供的电池健康状态检测装置结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的电池健康状态检测方法流程示意图；
图4为本发明另一实施例提供的电池健康状态检测方法流程示意图。
在整个附图中，相同的参考符号和描述表示类似的但不一定完全相同的元件。尽管本文所述的示例性实施例很容易进行各种修改或替换成其它形式，所以特定实施例已经通过附图中的示例示出并将在本文中进行详细描述。然而，本文所述的示例性实施例并不旨在限制所公开的特定形式。相反，当前发明涵盖属于所附权利要求书的范围内的所有修改、等效物以及替代物。
具体实施方式
下述对全文中出现的一些专业名词作解释说明，以帮助理解本申请。
电池SOH，表示电池健康状态，指的是电池老化后的满充电的容量与其出厂时的原始容量的比值。
电池保持容量，指的是电池老化后的满充电的容量。
电池老化，指的是在一段时间内电池未向负载供电，电池性能发生衰减。
开路电压(Open circuit voltage，OCV)，指的是电池在开路状态下的端电压。
电池SOC(state of charge)，表示电池荷电状态，指的是电池的剩余容量与其满充电状态的容量的比值。
本文通过各种实施例提出了各种技术方案，针对一段时间内未向负载供电的电池，可实现电池健康状态的检测。
为了使本申请的上述目的、技术方案和优点更易于理解，下文提供了详细的描述。所述详细的描述通过使用方框图、流程图和/或示例提出了设备和/或过程的各种实施例。由于这些方框图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作，所以本领域内人员将理解可以通过许多硬件、软件、固件或它们的任意组合单独和/或共同实施这些方框图、流程图或示例内的每个功能和/或操作。
通常情况下，通信设备包括中央控制器、主用电源、备用电源、电池健康状态检测装置和负载。中央控制器用于根据负载需要控制主用电源或备用电源输出相应的电压和电流，并且也能控制主用电源给备用电源充电。主用电源和备用电源用于向通信设备的负载提供可靠电压和电流，以保证业务不中断。根据通信设备的使用需要，主用电源可以由一个供电单元(Power Supply Unit,PSU)或者多个PSU并联组成，PSU用于把来自外部的交流电转换成供负载使用的直流电。主用电源还可以由一个太阳能供电单元(Solar SupplyUnit,SSU)或多个SSU并联组成，SSU用于把来自于光伏板的直流电转换成供负载使用的直流电，光伏板的直流电压比较大，通常大于100v，以基站为例的通信设备，其内部的负载通常使用的直流电是48v。主用电源还可以由PSU和SSU并联组成。
备用电源可以是一个或者多个，备用电源可以由一个电池或者多个电池串联/并联组成，通常备用电源是未向通信设备内的负载供电。电池健康状态检测装置可以称为电池管理单元(battery manage unit,BMU)，也可以称为电池管理***(battery managesystem,BMS)，基于不同的应用领域，电池健康状态检测装置的名称会有不同，BMS和BMU仅为举例，对本申请不做限制。电池健康状态检测装置用于检测备用电源中电池性能的衰减程度。可选的，电池健康状态检测装置的数量与备用电源中电池数量相关，如果电池数量比较多，那么会配置一定数量的电池健康状态检测装置。备用电源中的电池类型不受具体限制，其类型可以包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。
根据不同的通信设备，负载呈现多种形态，例如可以是数据中心设备的高速计算处理器、基站的基带射频处理单元、或光纤通信设备的主控板等，在本申请中负载不受具体限制。
以通信设备是基站为例，图1为本发明实施例提供的基站结构示意图。参看图1，基站100包括中央控制器101、主用电源、备用电源、两个BMU104和负载105。其中，中央控制器101分别通过电源总线(图1中的粗实线所示)与主用电源、备用电源、BMU104和负载105相连接，主用电源是由两个PSU102和两个SSU103并联组成，备用电源由多个电池串联组成。中央控制器101分别通过通信总线(图1中的细实线所示)与主用电源、备用电源、BMU104和负载105相连接，控制PSU102和SSU103向负载105提供可靠的电压和电流，控制PSU102和SSU103给备用电源充电，控制负载105执行通信业务。当PSU102和SSU103停止供电时，备用电源向负载105提供可到的电压和电流，从而确保通信业务不中断。本实施例中PSU、SSU和电池的数量仅为举例，这不作为对本申请的限制。
图2为本发明实施例提供的电池健康状态检测装置结构示意图。电池健康状态检测装置可以称为BMU，结合图1所示，图2进一步示意了BMU104内部的组成结构，参看图2，BMU104包括CPU模块201和采样电路202。更进一步地，该装置还可以包括电源模块203、通讯模块204、控制电路205、存储器206、显示器207。
根据图2所示，CPU模块201、采样电路202、通讯模块204、控制电路205、存储器206和显示器207之间通过数据线(图2中的细实线所示)相连接。CPU模块201用于确定被检测单元，然后向采样电路202发送控制信息。该被检测单元是由未向负载供电的一个电池或多个电池构成。例如备用电源是单个电池，则该单个电池可以作为被检测单元。例如备用电源是由多个电池并联形成的电池组，则该电池组可以作为被检测单元。例如备用电源是由多个电池串联形成的电池组，则该电池组可以作为被检测单元，或者该电池组中的一个电池可以作为检测单元，又或者该电池组中的多个相邻电池串联构成的电池组作为检测单元。根据备用电源的实际组成，结合业务需要，可以预设规则来自动设定被检测单元；或者，可以由本领域技术人员根据经验设定被检测单元。
采样电路202接收来自于CPU模块201的控制信息，采集被检测单元的开路电压，向CPU模块201输出所采集的电压值，然后CPU模块201将该电压值保存于本模块中内嵌的存储子单元中(图中未示出)，或者CPU模块201将该电压值保存于存储器206中。电池的开路电压是电池在开路状态下的端电压。由于被检测单元的不同，相应地采集到的开路电压会不同。例如被检测单元是一个电池，则该电池在开路状态下的两端电压为开路电压。例如被检测单元是由多个电池并联或串联形成的电池组，则该电池组在开路状态下的两端电压为开路电压。采样电路202还用于接收来自于CPU模块201的控制信息，采集电池的温度，向CPU模块201输出所采集的温度值，然后CPU模块201保存该温度值，或者CPU模块201将该温度值保存于存储器206中。采样电路还用于采集备用电源当前的电量状态并输出至CPU模块201。
CPU模块201还用于接收从采样电路202所采集的信息，例如：电池开路电压值、电池电流值、电池电量值或电池温度值等。CPU模块201还用于读取存储器206中保存的各种信息，以及根据预先配置算法规则，做相应地运算处理。
电源模块203通过电源线(图2中的粗实线所示)与CPU模块201、采样电路202、通讯模块204、控制电路205、存储器206和显示器207相连接。电源模块203用于完成DC/DC的转换，即将负载所需的直流电压转换为BMU104所需的直流电压。例如，BMU104装载在基站100中，基站100的电源提供给负载105的电压是48v，BMU104的各部件所需的电压不同，举例来说，CPU模块201所需电压3.3v，采样电路202所需电压5v，通讯模块所需电压3.3v，控制电路205所需电压12v，存储器206所需电压3.3v，显示器207所需电压3.3v。那么，电源模块203将输入的48v分别转换成各部件所需的电源电压并输出。
通讯模块204用于接收或者发送中央控制器101与BMU104之间的交互信息。当备用电源中电池电量比较低时，CPU模块201将备用电源的电量状态信息发送至通讯模块204，通讯模块204将该电量状态信息上报至中央控制器101。然后，中央控制器101发送备用电源充电的控制信息至通讯模块204，通讯模块204将该控制信息传输至CPU模块201。控制电路205与备用电源的电源开关相连接，CPU模块201根据该控制信息触发控制电路205打开备用电源的电源开关，使主用电源与备用电源之间的电源线回路接通，从而备用电源中的电池能获得主用电源提供的电量补充。
存储器206可以是能够记录和删除数据的、众所周知的半导体器件，例如RAM、ROM、EEPROM等，或者例如硬盘的大容量存储介质等。
显示器207用于输出CPU模块201获得的备用电源中电池的电量状态信息、电池健康状态信息等。显示器207可以采用在视觉上显示上述信息的任何装置。例如，显示装置可以是LCD显示器、LED显示器。
为了准确地获得备用电源中被检测单元的电池SOH，在获得被检测单元的荷电状态信息的基础上，还需要考虑多种因素。在本发明一实施例中，被检测单元所在电源的温度会随着时间发生变化，那么电池健康状态检测装置(可以称为BMU)在计算电池SOH值时，需要考虑不同时间点获得的温度与电池的荷电状态之间的关系，以及考虑不同时间点获得的温度与电池的损失容量之间的关系。如图3所示，图3为本发明一实施例提供的电池健康状态检测方法流程示意图。下面结合图1所描述的基站100和图2所描述的BMU104，具体说明BMU104如何计算获得电池SOH值。
在S301，CPU模块201确定被检测单元，然后向采样电路202发送采集开路电压的控制信息。在S302，采样电路202接收来自于CPU模块201的控制信息，采集被检测单元的开路电压，输出被检测单元的开路电压值至CPU模块201。在S303，CPU模块201根据被检测单元的开路电压值计算获得电池SOC值。
CPU模块201获得电池SOC的实现方式有多种。例如通过公式计算出电池SOC值，开路电压与电池SOC之间的对应关系可以通过下述公式一体现：
OCV＝a1(SOC)n+a2(SOC)n-1+...+an(SOC)+b
在公式一中，OCV表示开路电压，SOC表示电池荷电状态，n、a1、a2、an和b是常数，这些常数可以根据业务需要设定，也可以由本领域技术人员根据经验设定，其中n是正整数。由于设定方式是本领域技术人员所熟知的现有技术，此处不再赘述。设定好的常数可以预先保存在CPU模块201的存储子单元中，或者预先保存在存储器206中。
结合公式一，举例来说，例如n取7，开路电压与电池荷电状态之间的对应关系表达式可以为：
OCV＝-89.6*(SOC)7+320*(SOC)6-447.7*(SOC)5+307.7*(SOC)4-105.2*(SOC)3+15.3*(SOC)2+0.3444*(SOC)+3.31
再例如，备用电源中的电池未装入通信设备之前，本领域技术人员通过多次实验调试获得开路电压与电池SOC之间的对应关系信息，然后把该对应关系信息预先保存在存储器206中，或者预先保存在CPU模块201的存储子单元中。该实验调试手段是本领域技术人员所熟知的现有技术，此处不再赘述。CPU模块201接收被检测单元的开路电压值，通过读取预先保存的开路电压与电池SOC之间的对应关系信息来获得电池SOC值。
在S304，CPU模块201向采样电路202发送采集温度的控制信息，采样电路202接收来自于CPU模块201的控制信息，在不同检测时间采集被检测单元的温度，输出被检测单元的不同检测时间的温度值至CPU模块201。在S305，CPU模块201根据电池SOC值和不同检测时间的温度值计算获得被检测单元的损失容量。
具体地，采样电路202采集第一时间(例如，2015年7月1日9点)的被检测单元所在电源的温度，然后输出被检测单元的第一温度值至CPU模块201。例如该电源是单个电池，则该单个电池的温度为被采集的温度。例如该电源是由多个电池并联或串联形成的电池组，则该电池组的温度为被采集的温度。
CPU模块201接收第一时间的被检测单元所在电源的第一温度值，根据第一温度值和电池SOC值获得与第一温度值对应的第一参数和第二参数。CPU模块201获得第一参数和第二参数的实现方式有多种。例如通过公式计算出第一参数和第二参数，具体来说，1)第一参数与被检测单元的温度及电池SOC之间的对应关系可以通过下述公式二体现：
k＝x1*T+x2*T2+y1*SOC+y2*SOC2+c*T*SOC+d
在公式二中，k表示第一参数，T表示被检测单元所在电源的温度，SOC表示电池荷电状态，x1、x2、y1、y2、c和d是常数，这些常数可以根据业务需要设定，也可以由本领域技术人员根据经验设定。由于设定方式是本领域技术人员所熟知的现有技术，此处不再赘述。设定好的常数可以预先保存在CPU模块201的存储子单元中，或者预先保存在存储器206中。
结合公式二，举例来说，k与温度及电池荷电状态之间的对应关系表达式可以为：
k＝-0.0015*T+0.0000025*T2+0.027*SOC-0.03*SOC2+0.000045*T*SOC+0.21
2)第二参数与被检测单元的温度之间的对应关系可以通过下述公式三体现：
α＝x0*exp(λ/T)
在公式三中，α表示第二参数，T表示被检测单元所在电源的温度，exp(λ/T)表示以自然常数e为底的指数函数，即e的(λ/T)次方，e取值为2.718282，x0和λ是常数，这些常数可以根据业务需要设定，也可以由本领域技术人员根据经验设定。由于设定方式是本领域技术人员所熟知的现有技术，此处不再赘述。设定好的常数可以预先保存在CPU模块201的存储子单元中，或者预先保存在存储器206中。
结合公式三，举例来说，α与T之间的对应关系表达式可以为：
α＝0.000326*exp(3583/T)
再例如，电源中的电池未装入通信设备之前，本领域技术人员通过多次实验调试获得第一参数与被检测单元的温度及电池SOC之间的对应关系信息和第二参数与被检测单元的温度之间的对应关系信息，然后把这两个对应关系信息预先保存在存储器206中，或者预先保存在CPU模块201的存储子单元中。该实验调试手段是本领域技术人员所熟知的现有技术，此处不再赘述。CPU模块201接收第一温度值，通过读取预先保存的第一参数与被检测单元的温度及电池SOC之间的对应关系信息来获得与第一温度值对应的第一参数，通过读取预先保存的第二参数与被检测单元的温度之间的对应关系信息来获得与第一温度值对应的第二参数。
CPU模块201根据与第一温度值对应的第一参数和第二参数获得与第一温度值对应的被检测单元的损失容量。CPU模块201获得被检测单元的损失容量的实现方式有多种。例如通过公式计算出被检测单元的损失容量，具体来说，被检测单元的损失容量与第一参数及第二参数之间的对应关系可以通过下述公式四体现：
在公式四中，t0表示电池出厂时间，tm表示当前检测时间，(tm-t0)表示当前检测时间距离电池出厂时间的天数，Qloss表示当前检测时间距离电池出厂时间的被检测单元的损失容量，Qnom表示被检测单元原始容量，k表示第一参数，α表示第二参数。结合本发明实施例，例如电池出厂时间是2015年6月1日9点，第一时间作为当前检测时间tm，例如tm是2015年7月1日9点。
由于被检测单元所在电源的温度随着时间发生变化，相应地，k和α也会发生变化，那么CPU模块201需要基于与第一温度对应的被检测单元的损失容量，以微分方式计算获得与下一次检测时间采集的温度对应的被检测单元的损失容量，相应的微分表达式如下：
在微分表达式中，dQloss表示当前检测时间距离上一次检测时间的被检测单元的损失容量，k表示第一参数，α表示第二参数，由于是以时间为单位做微分处理，所以k和α分别对应当前时间。Qloss(t)表示与时间t对应的被检测单元的损失容量，Qnom表示被检测单元的原始容量。该计算方法针对多次温度采样，基于每次采样时间以递推方式计算获得对应于每次采样温度的被检测单元的损失容量。例如，采样电路202采集两个时间点的被检测单元所在电源的温度T1和T2，则CPU模块201在获得与T1对应的被检测单元的损失容量之后，还需要基于两个时间点的时间差计算获得与T2对应的被检测单元的损失容量。又例如，采样电路202采集三个时间点的被检测单元所在电源的温度T1、T2和T3，则CPU模块201在获得与T1对应的被检测单元的损失容量之后，先基于前两个时间点的时间差(T2-T1)计算获得与T2对应的被检测单元的损失容量，再基于后两个时间点的时间差(T3-T2)计算获得与T3对应的被检测单元的损失容量。上述举例不对温度的采样次数做限制，其它情形以此类推，此处不再赘述。
以采样电路202采集两个时间点的被检测单元所在电源的温度为例，做进一步地说明。基于前面所描述的，采样电路202采集获得被检测单元的第一温度，然后采样电路202采集第二时间的被检测单元的第二温度，然后输出第一温度值和第二温度值至CPU模块201，通常第二时间和第一时间相差不大于0.5天。例如，第二时间是2015年7月1日15点，第一时间是2015年7月1日9点，2015年7月1日15点与2015年7月1日9点相差0.25天。CPU模块201接收第二温度值，根据第二温度值和电池SOC值获得与第二温度对应的第一参数和第二参数。参照前面所述，CPU模块201可以通过公式二和公式三获得与第二温度对应的第一参数和第二参数，也可以通过读取预先保存的对应关系信息的方式来获得与第二温度对应的第一参数和第二参数，详细计算过程此处不再赘述。
CPU模块201根据与第一温度对应的被检测单元的损失容量、与第二温度对应的第一参数和第二参数，通过公式五计算获得与第二温度对应的被检测单元的损失容量，公式五如下：
在公式五中，tn表示上一次检测时间，tm表示当前检测时间，(tm-tn)表示当前检测时间距离上一次检测时间的天数，通常(tm-tn)≤0.5，ΔQloss表示当前检测时间距离上一次检测时间的被检测单元的损失容量，Qloss_n表示与tn时间采集的温度对应的被检测单元的损失容量，k表示第一参数，α表示第二参数。结合本发明实施例，第一时间作为tn(例如，2015年7月1日9点)，第二时间作为tm(例如，2015年7月1日15点)，第二时间距离第一时间的天数作为(tm-tn)(例如：2015年7月1日15点与2015年7月1日9点相差0.25天)，第二时间距离第一时间的被检测单元的损失容量作为ΔQloss，与第一温度对应的被检测单元的损失容量作为Qloss_n。
CPU模块201根据与第一温度对应的被检测单元的损失容量和与第二温度对应的被检测单元的损失容量，计算出当前检测时间距离电池出厂时间的被检测单元的损失容量，公式六如下：
Qth＝Qloss+ΔQloss
在公式六中，Qth表示当前检测时间距离电池出厂时间的被检测单元的损失容量，Qloss表示第一次检测时间距离电池出厂时间的被检测单元的损失容量，ΔQloss表示当前检测时间距离上一次检测时间的被检测单元的损失容量。结合本发明实施例，第二时间作为当前检测时间，第一时间作为第一次检测时间，第二时间距离第一时间作为当前检测时间距离上一次检测时间。需要说明的是，如果采样电路202采集N(N≥3，且N为正整数)个时间点以上的被检测单元所在电源的温度，则CPU模块201根据递推累计(N-1)个ΔQloss计算获得的Qth。
在S306，CPU模块201根据被检测单元的损失容量和被检测单元原始容量之间的比值计算获得电池SOH值。
通常来说，被检测单元的原始容量可以指电池标记的容量，或者也可以指电池出厂时测定的初始容量。CPU模块201通过公式七计算获得被检测单元的电池SOH值，公式七如下：
在公式七中，SOHth表示被检测单元的电池健康状态，Qnom表示被检测单元的原始容量，Qth表示当前检测时间距离电池出厂时间的被检测单元的损失容量。
在本发明实施例中，本发明实施例针对一段时间内未向负载供电的电池，在电池不脱离通信设备的前提下，可实现电池SOH的检测。在获得电池SOH的过程中，使用了采样电路多次采集温度的手段，体现了对电池随时间发生温度变化的考虑。并且，在计算时考虑到被检测单元由于没有向负载供电，被检测单元实际是以微小电流的方式逐步放电，所以通过微分方式递推计算获得对应于每次采样温度的电池的损失容量，进而获得Qth，Qth的值相当于以电流Ith对被检测单元进行满充电或满放电所得的容量，其中C为被检测单元一小时放电率对应的电流，C的数值等于被检测单元一小时的放电容量值。显然，本发明实施例可以准确地监控电池性能的衰减程度，在检测电池SOH的同时可以避免对业务产生影响。
可选的，在本发明另一实施例中，为了准备地获得备用电源中被检测单元的电池SOH，在获得被检测单元的荷电状态信息的基础上，不但要考虑被检测单元所在电源的温度会随着时间发生变化，还要考虑当被检测单元向负载供电时，因负载而产生的电流变化。如图4所示，图4为本发明另一实施例提供的电池健康状态检测方法流程示意图。在本实施例中，S401-S403的具体内容和前述实施例中S301-S303相类似，描述CPU模块201确定被检测单元及如何计算获得电池SOC值，S404-S405的具体内容和前述实施例中S304-S305相类似，描述CPU模块201如何计算获得被检测单元的损失容量，故此处不再赘述。两实施例的不同之处是，在S406，CPU模块201计算获得被检测单元的损失容量之后，读取预先保存的负载功率值和负载端电压值。在S407，CPU模块201根据负载功率值、负载端电压值及被检测单元的损失容量计算获得被检测单元的保持容量。
具体地，对于基站100，负载105所需的功率值和端电压值通常预先保存在存储器206或者CPU模块201的存储子单元中，CPU模块201读取预先保存的负载功率值和负载端电压值，然后通过公式八计算出被检测单元的保持容量，公式八如下：
在公式八中，Qr表示当前检测时间的被检测单元的保持容量，Qnom表示被检测单元的原始容量，Qth表示当前检测时间距离电池出厂时间的被检测单元的损失容量，W表示负载功率，U表示负载端电压，Ith为常数，p为Peukert系数。对于常数Ith，C的数值等于被检测单元一小时的放电容量值，通常情况下，Ith可以根据业务需要设定，也可以由本领域技术人员根据经验设定，设定好的常数可以预先保存在CPU模块201的存储子单元中，或者预先保存在存储器206中。对于p，本领域技术人员根据经验预先设定p与电池老化f、电池SOC的对应关系信息，并保存在存储器206中或者CPU模块201的存储子单元中，例如参阅下述表1所示的一种取值情况。其中，基于上述实施例的描述，CPU模块201根据S404-S405获得Qth，进而可以计算得到f，并且CPU模块201根据S402-S403获得电池SOC值，CPU模块201根据f和电池SOC值，查找预先保存的对应关系信息，确定p的取值。
表1
在S408，CPU模块201将被检测单元的保持容量和被检测单元原始容量之间的比值计算获得电池SOH值。
CPU模块201通过公式九计算出被检测单元的电池SOH值，公式九如下：
在公式九中，SOHr表示电池健康状态，Qnom表示被检测单元的原始容量，Qr表示当前检测时间的被检测单元的保持容量。对于公式八和公式九中的Qnom，通常来说，被检测单元的原始容量可以指电池标记的容量，或者也可以指电池出厂时测定的容量。
在本发明实施例中，本发明实施例针对一段时间内未向负载供电的电池，在电池不脱离于通信设备的前提下，可实现电池SOH的检测。在获得电池SOH的过程中，不仅使用了采样电路多次采集温度的手段，还采用了通过微分方式递推计算获得对应于每次采样温度的电池的损失容量的方法，并且进一步考虑了当电池向负载供电时负载对电流的影响，引入通信设备对负载功率和负载端电压的要求及Peukert系数作为计算因素，具体来说，Ir表示电池向负载供电时负载功率对应的电池放电电流，根据前述的Ir明显大于Ith，即将Ith和Ir相比的因素引入获得电池SOH值的计算中。显然，本发明实施例可以准确地监控电池性能的衰减程度，在检测电池SOH的同时可以避免对业务产生影响，并且对老化后的电池向负载供电的能力有了准确评估。
可选的，在本发明另一实施例中，本实施例与前述实施例的区别在于，针对一种特殊的情况，即备用电源所在的环境的温度保持不变，采样电路202只需在当前检测时间采集一次被检测单元所在电源的温度，而不需要在不同时间点采集温度，相应地CPU模块201在计算电池SOH值时，不再将不同时间点获得的温度与电池的损失容量之间的变化关系作为考虑因素。本实施例S501-S503的具体内容和前述实施例中S301-S303相类似，描述CPU模块201确定被检测单元及如何计算获得电池SOC值，此处不再赘述。
在S504，CPU模块201向采样电路202发送获采集温度的控制信息，采样电路202接收来自于CPU模块201的控制信息，在当前检测时间采集被检测单元的温度，输出被检测单元的一个温度值至CPU模块201。在S505，CPU模块201根据电池SOC值和温度值计算获得被检测单元的损失容量。
具体地，例如，采样电路202在2015年10月1日9点采集被检测单元所在电源的温度T，然后将检测时间和温度值输出至CPU模块201。CPU模块201获得被检测单元的损失容量的实现方式有多种。例如通过公式十计算出被检测单元的损失容量，公式十如下：
Qloss＝exp(S+L/T)*(tm-t0)+M
在公式十中，t0表示电池出厂时间，tm表示当前检测时间，(tm-t0)表示当前检测时间距离电池出厂时间的天数，Qloss表示当前检测时间距离电池出厂时间的被检测单元的损失容量，exp(S+L/T)表示以自然常数e为底的指数函数，即e的(S+L/T)次方，e取值为2.718282，S、L和M均为常数，T表示被检测单元所在电源的温度。对于这些常数S、L和M，本领域技术人员根据经验预先设定常数S、L和M与电池SOC的对应关系信息，并保存在存储器206中或者CPU模块201的存储子单元中。CPU模块201根据S502-S503获得电池SOC值，然后查找预先保存的对应关系信息，确定常数S、L和M的取值。设定常数S、L和M的方法为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。
在S506的具体内容和前述实施例中S306相类似，CPU模块201采用了公式七计算出被检测单元的电池SOH值，此处不再赘述。
可选的，在本发明另一实施例中，不但针对一种特殊的情况，即备用电源所在的环境的温度保持不变，而且还考虑当被检测单元向负载供电时，因负载而产生的电流变化。则在本实施例中，S601-S603的具体内容和前述实施例中S301-S303相类似，描述CPU模块201确定被检测单元及如何计算获得电池SOC值。S604-S605的具体内容和前述实施例中S504-S505相类似，描述CPU模块201仅根据当前检测时间获得的一个温度值，采用公式十计算获得被检测单元的损失容量。S606-S607的具体内容和前述实施例中S406-S407相类似，描述CPU模块201根据预先保存的负载功率值和负载端电压值，采用公式八计算获得被检测单元的保持容量。S608的具体内容和前述实施例中S408相类似，描述CPU模块201采用了公式九计算获得被检测单元的电池SOH值。本实施例中的部分内容在前述多个实施例中有详细说明，故此处不再赘述。
上述实施例针对一段时间内未向负载供电的电池，在电池不脱离通信设备的前提下，可实现电池SOH的检测。在获得电池SOH的过程中，考虑了备用电源所在环境温度的特殊情况，并且进一步考虑了当电池向负载供电时负载对电流的影响，引入通信设备对负载功率和负载端电压的要求及Peukert系数作为计算因素，所以本发明实施例可以准确地监控电池性能的衰减程度，在检测电池SOH的同时可以避免对业务产生影响，并且对老化后的电池向负载供电的能力有了准确评估。
本领域技术人员将认识到现有技术已经进步到以下程度：***各方面的硬件和软件实施方式之间的差别很小，硬件或软件的使用通常(但不总是，因为在某些环境中选择硬件还是软件变得很重要)是一种权衡成本和效率的设计选择。本领域技术人员将了解存在很多可以实施本文所述的过程和/或***和/或其它技术的工具(例如，硬件、软件和/或固件)，并且优选工具将随着部署过程和/或***和/或其它技术的环境而变化。
本领域普通技术人员应该了解本申请的所有或部分标的物可在结合硬件和/或固件的软件中实施。在一项示例性实施方式中，本文描述的标的物可使用存储有计算机可执行指令的非瞬时计算机可读介质实施，当CPU模块201执行该计算机可执行指令时，该指令控制BMU104执行步骤。适于实施本文描述的标的物的示例计算机可读介质包括非瞬时计算机可读介质，例如磁盘存储器设备、芯片存储器设备、可编程逻辑设备和专用集成电路。另外，实施本文描述的标的物的计算机可读介质可位于单个设备或计算平台上，或可在多个设备或计算平台上分发。
最后，应了解上述实施例仅仅用于阐释，并不限于本申请的技术方案。尽管参考上述优选实施例对本申请进行详细描述，但是应了解，所属领域的技术人员可在不脱离本申请和所附权利要求书的范围的情况下，做出各种修改、变更或等同替换。

Claims (25)

1.一种电池健康状态检测装置，其特征在于，该装置包括CPU模块和采样电路，其中，
所述CPU模块，用于确定被检测单元，向所述采样电路发送控制信息；所述被检测单元由至少一个电池构成，所述至少一个电池在被检测前的一段时间内未向负载供电；
所述采样电路，用于接收所述CPU模块的控制信息，采集所述被检测单元的开路电压和温度，然后将获得的开路电压值和温度值输出至所述CPU模块；
所述CPU模块还用于根据从所述采集电路接收的所述开路电压值进行计算，获得所述被检测单元的电池荷电状态值，根据所述电池荷电状态值和所述温度值进行计算，获得所述被检测单元的损失容量，根据所述被检测单元的损失容量与原始容量之间的比值进行计算，获得所述被检测单元的电池健康状态值。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述CPU模块具体用于通过下述公式计算出所述被检测单元的电池荷电状态值，
OCV＝a1(SOC)n+a2(SOC)n-1+...+an(SOC)+b
在公式中，OCV表示开路电压，SOC表示电池荷电状态，n、a1、a2、an和b是预先设定的常数，且n是正整数。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述采样电路具体用于在多个不同的检测时间采集所述被检测单元的温度，然后将获得的不同检测时间的温度值输出至所述CPU模块；
所述CPU模块具体用于根据所述电池荷电状态值和所述不同检测时间的温度值进行计算，获得所述被检测单元的损失容量。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述CPU模块具体用于通过下述公式计算出与所述电池荷电状态值和所述不同检测时间的温度值相对应的第一参数，
k＝x1*T+x2*T2+y1*SOC+y2*SOC2+c*T*SOC+d
在公式中，k表示第一参数，T表示被检测单元的温度，SOC表示电池荷电状态，x1、x2、y1、y2、c和d是预先设定的常数。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述CPU模块具体用于通过下述公式计算出与所述不同检测时间的温度值相对应的第二参数，
α＝x0*exp(λ/T)
在公式中，α表示第二参数，T表示被检测单元所在电源的温度，exp(λ/T)表示以自然数e为底且(λ/T)次方的指数函数，e取值为2.718282，x0和λ是预先设定的常数。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述CPU模块具体用于针对不同检测时间的温度，根据所述第一参数和所述第二参数进行微分运算，获得与每个检测时间的温度对应的所述被检测单元的损失容量，
<mrow> <msub> <mi>dQ</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mi>k</mi> <mo>*</mo> <msup> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mi>o</mi> <mi>m</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> </mrow> </msup> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow>
在微分表达式中，dQloss表示当前检测时间距离上一次检测时间的被检测单元的损失容量，k表示第一参数，α表示第二参数，Qloss(t)表示与检测时间t对应的被检测单元的损失容量，Qnom表示被检测单元的原始容量。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述CPU模块具体用于仅在一个检测时间采集所述被检测单元的温度，通过下述公式计算出所述被检测单元的损失容量，
Qloss＝exp(S+L/T)*(tm-t0)+M
在公式中，t0表示电池出厂时间，tm表示当前检测时间，(tm-t0)表示当前检测时间距离电池出厂时间的天数，Qloss表示当前检测时间距离电池出厂时间的被检测单元的损失容量，exp(S+L/T)表示以自然常数e为底且(S+L/T)次方的指数函数，e取值为2.718282，S、L和M均为常数，T表示被检测单元的温度。
8.一种基站，包括：中央控制器、主用电源、备用电源和负载，其中，所述中央控制器用于控制所述主用电源或所述备用电源输出所述负载所需的电压和电流，所述主用电源和所述备用电源用于向所述负载提供所述电压和所述电流，所述备用电源由至少一个电池构成；其特征在于，所述基站还包括如权利要求1至7中任意一项所述的电池健康状态检测装置，所述检测装置用于检测所述备用电源中电池的健康状态，基于所述备用电源确定所述被检测单元。
9.一种电池健康状态检测装置，其特征在于，该装置包括CPU模块和采样电路，其中，
所述CPU模块，用于确定被检测单元，向所述采样电路发送控制信息；所述被检测单元由至少一个电池构成，所述至少一个电池在被检测前的一段时间内未向负载供电；
所述采样电路，用于接收所述CPU模块的控制信息，采集所述被检测单元的开路电压和温度，然后将获得的开路电压值和温度值输出至所述CPU模块；
所述CPU模块还用于根据从所述采集电路接收的所述开路电压值进行计算，获得所述被检测单元的电池荷电状态值，根据所述电池荷电状态值和所述温度值进行计算，获得所述被检测单元的损失容量，根据预先保存的负载功率值和负载端电压值及所述被检测单元的损失容量进行计算，获得所述被检测单元的保持容量，然后根据所述被检测单元的保持容量与原始容量之间的比值进行计算，获得所述被检测单元的电池健康状态值。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述CPU模块具体用于通过下述公式计算出所述被检测单元的电池荷电状态值，
OCV＝a1(SOC)n+a2(SOC)n-1+...+an(SOC)+b
在公式中，OCV表示开路电压，SOC表示电池荷电状态，n、a1、a2、an和b是预先设定的常数，且n是正整数。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述CPU模块具体用于通过下述公式计算出所述被检测单元的保持容量，
<mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mi>h</mi> </mrow> </msub> <mo>*</mo> <mfrac> <mi>U</mi> <mi>W</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mi>p</mi> </msup> <mo>*</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mi>o</mi> <mi>m</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mi>h</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
在公式中，Qr表示被检测单元的保持容量，Qnom表示被检测单元的原始容量，Qth表示被检测单元的损失容量，W表示负载功率，U表示负载端电压，Ith为常数，p为Peukert系数。
12.根据权利要求9至11中任意一项所述的装置，其特征在于，所述采样电路具体用于在多个不同的检测时间采集所述被检测单元的温度，然后将获得的不同检测时间的温度值输出至所述CPU模块；
所述CPU模块具体用于根据所述电池荷电状态值和所述不同检测时间的温度值进行计算，获得所述被检测单元的损失容量。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述CPU模块具体用于通过下述公式计算出与所述电池荷电状态值和所述不同检测时间的温度值相对应的第一参数，
k＝x1*T+x2*T2+y1*SOC+y2*SOC2+c*T*SOC+d
在公式中，k表示第一参数，T表示被检测单元的温度，SOC表示电池荷电状态，x1、x2、y1、y2、c和d是预先设定的常数。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述CPU模块具体用于通过下述公式计算出与所述不同检测时间的温度值相对应的第二参数，
α＝x0*exp(λ/T)
在公式中，α表示第二参数，T表示被检测单元所在电源的温度，exp(λ/T)表示以自然数e为底且(λ/T)次方的指数函数，e取值为2.718282，x0和λ是预先设定的常数。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述CPU模块具体用于针对不同检测时间的温度，根据所述第一参数和所述第二参数进行微分运算，获得与每个检测时间的温度对应的所述被检测单元的损失容量，
<mrow> <msub> <mi>dQ</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mi>k</mi> <mo>*</mo> <msup> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mi>o</mi> <mi>m</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> </mrow> </msup> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow>
在微分表达式中，dQloss表示当前检测时间距离上一次检测时间的被检测单元的损失容量，k表示第一参数，α表示第二参数，Qloss(t)表示与检测时间t对应的被检测单元的损失容量，Qnom表示被检测单元的原始容量。
16.根据权利要求9至11中任意一项所述的装置，其特征在于，所述CPU模块具体用于仅在一个检测时间采集所述被检测单元的温度，通过下述公式计算出所述被检测单元的损失容量，
Qloss＝exp(S+L/T)*(tm-t0)+M
在公式中，t0表示电池出厂时间，tm表示当前检测时间，(tm-t0)表示当前检测时间距离电池出厂时间的天数，Qloss表示当前检测时间距离电池出厂时间的被检测单元的损失容量，exp(S+L/T)表示以自然常数e为底且(S+L/T)次方的指数函数，e取值为2.718282，S、L和M均为常数，T表示被检测单元的温度。
17.一种基站，包括：中央控制器、主用电源、备用电源和负载，其中，所述中央控制器用于控制所述主用电源或所述备用电源输出所述负载所需的电压和电流，所述主用电源和所述备用电源用于向所述负载提供所述电压和所述电流，所述备用电源由至少一个电池构成；其特征在于，所述基站还包括如权利要求9至16中任意一项所述的电池健康状态检测装置，所述检测装置用于检测所述备用电源中电池的健康状态，基于所述备用电源确定所述被检测单元。
18.一种电池健康状态的检测方法，该方法由通信设备中的电源管理单元执行，其特征在于，包括：
确定被检测单元；所述被检测单元由至少一个电池构成，所述至少一个电池在被检测前的一段时间内未向所述通信设备中的负载供电；
采集所述被检测单元的开路电压和温度；
根据采集得到的开路电压值进行计算，获得所述被检测单元的电池荷电状态值；
使用下述两种方式中的一种方式来检测所述至少一个电池的健康状态：
根据所述电池荷电状态值和所述温度值进行计算，获得所述被检测单元的损失容量，根据所述被检测单元的损失容量与原始容量之间的比值进行计算，获得所述被检测单元的电池健康状态值；或者，
根据所述电池荷电状态值和所述温度值进行计算，获得所述被检测单元的损失容量，根据预先保存的负载功率值和负载端电压值及所述被检测单元的损失容量进行计算，获得所述被检测单元的保持容量，然后根据所述被检测单元的保持容量与原始容量之间的比值进行计算，获得所述被检测单元的电池健康状态值。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，该方法具体包括：通过下述公式计算出所述被检测单元的电池荷电状态值，
OCV＝a1(SOC)n+a2(SOC)n-1+...+an(SOC)+b
在公式中，OCV表示开路电压，SOC表示电池荷电状态，n、a1、a2、an和b是预先设定的常数，且n是正整数。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，该方法具体包括：通过下述公式计算出所述被检测单元的保持容量，
<mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mi>h</mi> </mrow> </msub> <mo>*</mo> <mfrac> <mi>U</mi> <mi>W</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mi>p</mi> </msup> <mo>*</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mi>o</mi> <mi>m</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mi>h</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
在公式中，Qr表示被检测单元的保持容量，Qnom表示被检测单元的原始容量，Qth表示被检测单元的损失容量，W表示负载功率，U表示负载端电压，Ith为常数，p为Peukert系数。
21.根据权利要求18至20中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法具体包括：在多个不同的检测时间采集所述被检测单元的温度，根据所述电池荷电状态值和不同检测时间的温度值进行计算，获得所述被检测单元的损失容量。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，该方法具体包括：通过下述公式计算获得与所述电池荷电状态值和所述不同检测时间的温度值相对应的第一参数，
k＝x1*T+x2*T2+y1*SOC+y2*SOC2+c*T*SOC+d
在公式中，k表示第一参数，T表示被检测单元的温度，SOC表示电池荷电状态，x1、x2、y1、y2、c和d是预先设定的常数。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，该方法具体包括：通过下述公式计算出与所述不同检测时间的温度值相对应的第二参数，
α＝x0*exp(λ/T)
在公式中，α表示第二参数，T表示被检测单元所在电源的温度，exp(λ/T)表示以自然数e为底且(λ/T)次方的指数函数，e取值为2.718282，x0和λ是预先设定的常数。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，该方法具体包括：针对不同检测时间的温度，根据所述第一参数和所述第二参数进行微分运算，获得与每个检测时间的温度对应的所述被检测单元的损失容量，
<mrow> <msub> <mi>dQ</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mi>k</mi> <mo>*</mo> <msup> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mi>o</mi> <mi>m</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> </mrow> </msup> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow>
在微分表达式中，dQloss表示当前检测时间距离上一次检测时间的被检测单元的损失容量，k表示第一参数，α表示第二参数，Qloss(t)表示与检测时间t对应的被检测单元的损失容量，Qnom表示被检测单元的原始容量。
25.根据权利要求18至20中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法具体包括：仅在一个检测时间采集所述被检测单元的温度，通过下述公式计算出所述被检测单元的损失容量，
Qloss＝exp(S+L/T)*(tm-t0)+M
在公式中，t0表示电池出厂时间，tm表示当前检测时间，(tm-t0)表示当前检测时间距离电池出厂时间的天数，Qloss表示当前检测时间距离电池出厂时间的被检测单元的损失容量，exp(S+L/T)表示以自然常数e为底且(S+L/T)次方的指数函数，e取值为2.718282，S、L和M均为常数，T表示被检测单元的温度。
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