CN107394841A - 一种存储设备及其备电电池充电方法与控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种存储设备及其备电电池充电方法与控制装置，在备电电池处于充电状态时，首先判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值；若所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值，则控制所述备电电池的散热风扇的转速升高，以降低备电电池的环境温度，使备电电池能够更好的散热，进而降低其电池芯温度。同时，通过判断所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值的时长是否超过预设时长，得到降低环境温度对降低电池芯温度的控制效果；若所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值的时长超过所述预设时长，则说明外部环境的散热能力已无法有效的控制电池芯温度，此时控制所述备电电池的充电电流减小，以降低电池芯温度，避免电池芯过热导致备电电池寿命受影响。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种存储设备及其备电电池充电方法与控制装置。
背景技术
现有技术中，关于存储设备的供电架构设计，一般都会考虑到电网意外断电时需要进行数据保存的问题。比如在电网掉电时，可以由电网供电切换为备电电池供电来完成存储设备的数据保存工作。而在电网恢复供电时，备电电池将会接收电网供电来进行充电，以应对下一次的备电需求。
但是，备电电池在充电过程中，受自身的特性、充电电流大小及外部散热环境的影响，其电池芯会产生较多热量。尤其是，当充电电流过大，而外部散热环境又较差时，电池芯发热较为严重；当电池芯过热时，对电池的使用寿命会产生严重的影响。
发明内容
本发明提供一种存储设备及其备电电池充电方法与控制装置，以解决现有技术中由于充电时电池芯过热导致备电电池寿命受影响的问题。
为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：
一种存储设备的备电电池充电方法，应用于存储设备的控制装置，所述存储设备的备电电池充电方法包括：
判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值；
若所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值，则控制所述备电电池的散热风扇的转速升高；
判断所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值的时长是否超过预设时长；
若所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值的时长超过所述预设时长，则控制所述备电电池的充电电流减小。
优选的，所述控制所述备电电池的散热风扇的转速升高，包括：
计算得到所述电池芯温度采样值减去所述预设阈值的差值；
将所述差值进行PID调节，以控制所述散热风扇的转速升高。
优选的，在所述判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值之后，还包括：
若所述电池芯温度采样值小于等于所述预设阈值，则控制所述散热风扇以预设转速进行转动。
优选的，在所述判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值之前，还包括：
控制所述备电电池以电池芯允许的最大电流进行充电。
一种存储设备的控制装置，包括：
第一判断单元，用于判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值；
第一控制单元，用于若所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值，则控制所述备电电池的散热风扇的转速升高；
第二判断单元，用于判断所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值的时长是否超过预设时长；
第二控制单元，用于若所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值的时长超过所述预设时长，则控制所述备电电池的充电电流减小。
优选的，所述第一控制单元包括：
计算模块，用于计算得到所述电池芯温度采样值减去所述预设阈值的差值；
PID控制器，用于将所述差值进行PID调节，以控制所述散热风扇的转速升高。
优选的，所述第一控制单元还用于：
若所述电池芯温度采样值小于等于所述预设阈值，则控制所述散热风扇以预设转速进行转动。
优选的，所述第二控制单元还用于：
在所述第一判断单元判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值之前，控制所述备电电池以电池芯允许的最大电流进行充电。
一种存储设备，包括：
主电路，用于进行数据存储；
备电电池，用于电网掉电时为所述主电路提供数据保存工作的备用供电；
上述任一所述的存储设备的控制装置；
充放电电路，用于使所述备电电池在电网掉电时根据所述控制装置的控制进行放电，并在电网掉电恢复后根据所述控制装置的控制进行充电。
优选的，还包括：
电池芯温度传感器，用于对所述备电电池的电池芯温度进行检测，生成电池芯温度采样值，并发送至所述存储设备的控制装置；
环境温度传感器，用于对所述备电电池的环境温度进行检测，生成环境温度采样值，并发送至所述存储设备的控制装置。
本发明提供的所述存储设备的备电电池充电方法，在备电电池处于充电状态时，首先判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值；若所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值，则控制所述备电电池的散热风扇的转速升高，以降低备电电池的环境温度，使备电电池能够更好的散热，进而降低其电池芯温度。同时，通过判断所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值的时长是否超过预设时长，得到降低环境温度对降低电池芯温度的控制效果；若所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值的时长超过所述预设时长，则说明外部环境的散热能力已无法有效的控制电池芯温度，此时控制所述备电电池的充电电流减小，以降低电池芯温度，避免电池芯过热导致备电电池寿命受影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的存储设备的备电电池充电方法的流程图；
图2是本发明另一实施例提供的存储设备的备电电池充电方法的流程图；
图3是本发明另一实施例提供的存储设备的控制装置的结构示意图；
图4是本发明另一实施例提供的存储设备的控制装置的结构示意图；
图5是本发明另一实施例提供的存储设备的结构示意图；
图6是本发明另一实施例提供的存储设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明提供一种存储设备的备电电池充电方法，以解决现有技术中由于充电时电池芯过热导致备电电池寿命受影响的问题。
该存储设备的备电电池充电方法，应用于存储设备的控制装置；具体的，参见图1，该存储设备的备电电池充电方法包括：
S101、判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值；
在具体的实际应用中，可以通过电池芯温度传感器对备电电池的电池芯温度进行检测，生成电池芯温度采样值T2，并发送至存储设备的控制装置，与控制装置中的预设阈值T1进行比较判断。
若T2≤T1，则控制备电电池正常充电、散热风扇以预设转速进行转动即可；该预设转速可以根据具体应用环境进行设定，比如零，也即，当备电电池的电池芯温度在正常范围内时，可以控制散热风扇停止转动；当然，该预设转速也可以为其他值，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。而若T2>T1，则执行步骤S102；
S102、控制备电电池的散热风扇的转速升高；
T2>T1时，可以先提高外部环境中散热风扇的转速，以加快外部环境的散热，使得电池芯温度能够逐渐趋向预设阈值T1。
优选的，如图2所示，步骤S102可以具体包括：
S201、计算得到电池芯温度采样值减去预设阈值的差值T2-T1；
S202、将差值T2-T1进行PID调节，以控制散热风扇的转速升高。
通过对差值T2-T1进行PID调节，可以使散热风扇的转速与电池芯温度过高的幅度相关；比如，当电池芯温度过高1℃时，即T2-T1＝1℃，可以设置散热风扇以正常转速的80％进行转动，而当电池芯温度过高2℃时，可以设置散热风扇以正常转速的90％进行转动，以此类推不再一一赘述；此处仅为一种示例，并不一定限定于此，还可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
在具体的实际应用中，并不一定只能通过差值T2-T1进行PID调节得到散热风扇的转速控制，还可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
S103、判断电池芯温度采样值大于预设阈值的时长是否超过预设时长；
一般情况下，如果T2>T1，在经历了步骤S102之后，随着外部环境散热能力的提高，该电池芯温度应当逐渐下降，进而趋向预设阈值T1；特殊情况下，比如备电电池特性改变，或者环境温度过高，则经过步骤S102之后，未能缓解电池芯温度上升的趋势，或者使其下降的幅度过小，导致T2>T1维持的时长超过了预设时长，则需要采取进一步的措施，来确保电池芯温度的有效控制。
即，若电池芯温度采样值大于预设阈值的时长超过预设时长，则执行步骤S104；
S104、控制备电电池的充电电流减小。
在电网掉电恢复之初，控制装置即可开始控制备电电池进行充电；在充电过程中，如果遇到提高环境散热能力也无法降低电池芯温度的情况，则可以通过减小充电电流来实现电池芯温度的有效控制。
另外，在图1的基础之上，优选的，如图2所示，步骤S101之前还包括：
S100、控制备电电池以电池芯允许的最大电流进行充电。
对于备电电池的充电过程，可以分为恒流充电和恒压充电两个部分。这两个部分是受电池特性决定的；在恒流充电时，电池芯温度较高。所以，本实施例提供的该存储设备的备电电池充电方法，首先控制备电电池以电池芯允许的最大电流进行充电，并不断检测电池芯温度；随着电池芯温度不断升高，在其采样值超过预设预设时，先采用加快外部环境散热的方法进行散热，使得电池芯温度能够保持在预定的温度。如果电池芯温度居高不下，则可以通过减小充电电流，使电池芯温度维持在预定范围。
本实施例提供的该存储设备的备电电池充电方法，包括两个闭环控制，在电池芯温度采样值大于预设阈值时，通过内环控制备电电池的散热风扇的转速升高，以降低备电电池的环境温度，使备电电池能够更好的散热，进而降低其电池芯温度。并且，通过判断电池芯温度采样值大于预设阈值的时长是否超过预设时长，得到降低环境温度对降低电池芯温度的控制效果；若电池芯温度采样值大于预设阈值的时长超过预设时长，则说明外部环境的散热能力已无法有效的控制电池芯温度，此时可以通过外环控制备电电池的充电电流减小，以降低电池芯温度，避免电池芯过热导致备电电池寿命受影响。
本发明另一实施例还提供了一种存储设备的控制装置，参见图3，包括：
第一判断单元101，用于判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值；
第一控制单元102，用于若电池芯温度采样值大于预设阈值，则控制备电电池的散热风扇的转速升高；
第二判断单元103，用于判断电池芯温度采样值大于预设阈值的时长是否超过预设时长；
第二控制单元104，用于若电池芯温度采样值大于预设阈值的时长超过预设时长，则控制备电电池的充电电流减小。
优选的，参见图4，第一控制单元102包括：
计算模块201，用于计算得到电池芯温度采样值减去预设阈值的差值；
PID控制器202，用于将差值进行PID调节，以控制散热风扇的转速升高。
优选的，第二控制单元104还用于：
在第一判断单元101判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值之前，控制备电电池以电池芯允许的最大电流进行充电。
具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
值得说明的是，在具体的实际应用中，该存储设备的控制装置可以采用单片机或集成控制芯片来实现；且还应当包括电池芯温度采样值的接收和处理功能，此部分可以通过模拟数字转换器来实现，但并不限定于此，还可以视其具体由于环境而定，均在本申请的保护范围内。
本发明另一实施例还提供了一种存储设备，参见图5，包括：
主电路400，用于进行数据存储；
备电电池200，用于电网掉电时为主电路300提供数据保存工作的备用供电；
上述任一实施例的存储设备的控制装置100；
充放电电路300，用于使备电电池200在电网掉电时根据控制装置100的控制进行放电，并在电网掉电恢复后根据控制装置100的控制进行充电。
优选的，参见图6，该存储设备还包括：
电池芯温度传感器500，用于对备电电池200的电池芯温度进行检测，生成电池芯温度采样值，并发送至存储设备的控制装置100。
优选的，参见图6，该存储设备还包括：
环境温度传感器600，用于对备电电池200的环境温度进行检测，生成环境温度采样值，并发送至存储设备的控制装置100。
具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种存储设备的备电电池充电方法，其特征在于，应用于存储设备的控制装置，所述存储设备的备电电池充电方法包括：
判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值；
若所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值，则控制所述备电电池的散热风扇的转速升高；
判断所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值的时长是否超过预设时长；
若所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值的时长超过所述预设时长，则控制所述备电电池的充电电流减小。
2.根据权利要求1所述的存储设备的备电电池充电方法，其特征在于，所述控制所述备电电池的散热风扇的转速升高，包括：
计算得到所述电池芯温度采样值减去所述预设阈值的差值；
将所述差值进行PID调节，以控制所述散热风扇的转速升高。
3.根据权利要求1所述的存储设备的备电电池充电方法，其特征在于，在所述判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值之后，还包括：
若所述电池芯温度采样值小于等于所述预设阈值，则控制所述散热风扇以预设转速进行转动。
4.根据权利要求1至3任一所述的存储设备的备电电池充电方法，其特征在于，在所述判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值之前，还包括：
控制所述备电电池以电池芯允许的最大电流进行充电。
5.一种存储设备的控制装置，其特征在于，包括：
第一判断单元，用于判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值；
第一控制单元，用于若所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值，则控制所述备电电池的散热风扇的转速升高；
第二判断单元，用于判断所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值的时长是否超过预设时长；
第二控制单元，用于若所述电池芯温度采样值大于所述预设阈值的时长超过所述预设时长，则控制所述备电电池的充电电流减小。
6.根据权利要求5所述的存储设备的控制装置，其特征在于，所述第一控制单元包括：
计算模块，用于计算得到所述电池芯温度采样值减去所述预设阈值的差值；
PID控制器，用于将所述差值进行PID调节，以控制所述散热风扇的转速升高。
7.根据权利要求5所述的存储设备的控制装置，其特征在于，所述第一控制单元还用于：
若所述电池芯温度采样值小于等于所述预设阈值，则控制所述散热风扇以预设转速进行转动。
8.根据权利要求5至7任一所述的存储设备的控制装置，其特征在于，所述第二控制单元还用于：
在所述第一判断单元判断备电电池的电池芯温度采样值是否大于预设阈值之前，控制所述备电电池以电池芯允许的最大电流进行充电。
9.一种存储设备，其特征在于，包括：
主电路，用于进行数据存储；
备电电池，用于电网掉电时为所述主电路提供数据保存工作的备用供电；
权利要求5至8任一所述的存储设备的控制装置；
充放电电路，用于使所述备电电池在电网掉电时根据所述控制装置的控制进行放电，并在电网掉电恢复后根据所述控制装置的控制进行充电。
10.根据权利要求9所述的存储设备，其特征在于，还包括：
电池芯温度传感器，用于对所述备电电池的电池芯温度进行检测，生成电池芯温度采样值，并发送至所述存储设备的控制装置；
环境温度传感器，用于对所述备电电池的环境温度进行检测，生成环境温度采样值，并发送至所述存储设备的控制装置。
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