CN109660000A - 一种多电池控制方法、系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多电池控制方法、系统及装置，所述方法包括：主控系统检测从机电池在位情况，并通过通道切换向在位的从机电池发送轮询命令；对从机电池进行信息采集，判断从机电池的工作状态，控制相应的从机电池进行动力输出或充电；检测从机电池的MOS管状态是否按设定的要求运行；检测到从机电池到达休眠条件，主控系统向所有在位从机电池发送关机命令；从机电池向主控系统上传充电或放电MOS管错误信息，主控系统进入错误模式，启动停止动力输出或充电行为。本发明提高了多电池的管理效率和科学性，提高了电池的使用寿命和使用效率。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电池技术领域，尤其涉及一种多电池控制方法、系统及装置。
背景技术
为了满足电动摩托车动力要求，一般采用的方法是配置多块电池或提高单块电池的容量的方法，而配置多块电池是主流。在现有技术中，对多块电池的管理控制一般只是使用BMS系统，但是BMS系统对电池的管理更多的是实现一种保护功能，无法实时对在位的从机电池进行信息采集，进行数据分析，并根据使用者的要求或实际的使用状况选择最优的从机电池进行动力输出。
因此，现有技术需要改进。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是：提供一种多电池控制方法、系统及装置，以解决现有技术中存在的问题。
根据本发明实施例的一个方面，公开一种多电池控制方法，包括：
主控系统检测从机电池在位情况，并通过通道切换向在位的从机电池发送轮询命令；
对从机电池进行信息采集，并判断从机电池的工作状态和性能状况，控制相应的从机电池进行动力输出或充电；
检测从机电池的MOS管状态是否按设定的要求运行，若MOS管失步，则向从机电池发送同步指令；
检测到从机电池到达休眠条件，主控系统向所有在位从机电池发送关机命令，所有在位从机电池进行低功耗模式；
从机电池向主控系统上传充电MOS管错误或放电MOS管错误信息，主控系统进入错误模式，启动停止动力输出或充电行为。
基于本发明上述多电池控制方法的另一个实施例中，所述主控系统检测从机电池在位情况，并通过通道切换向在位的从机电池发送轮询命令包括：
主控系统向所有从机电池发出检测指令，并等待从机电池发送的回执信息；
在设定的时间阈值内收到回执信息的从机电池标识为从机电池在位，并记录在位的从机电池；
主控系统通过通道切换向所有在位的从机电池按照设定的轮询周期和记录顺序依次发送轮询命令；
从机电池接收到主控系统发送的轮询命令，并在发送回执后，按照轮询命令指令要求执行。
基于本发明上述多电池控制方法的另一个实施例中，所述对从机电池进行信息采集，并判断从机电池的工作状态和性能状况，控制相应的从机电池进行动力输出或充电包括：
从机电池采集本地电池的电池信息，并开启BMS保护功能；
主控系统判断从机电池的工作状态，确定其为充电状态或放电状态；
如果从机电池为放电状态，则主控系统轮询从机电池的电量，并选择电压最高的从机电池进行放电；
检测从机电池中与电压最高的从机电池电压差小于设定阈值的从机电池，并允许其开放放电MOS管同时放电；
如果从机电池处于充电状态，则主控系统轮询从机电池的电量，并选择电压最低的从机电池进行充电；
检测从机电池中与电压最低的从机电池电压差小于设定阈值的从机电池，并允许其开放充电MOS管同时充电。
基于本发明上述多电池控制方法的另一个实施例中，所述检测到从机电池到达休眠条件，主控系统向所有在位从机电池发送关机命令，所有在位从机电池进行低功耗模式包括：
判断主控系统与从机电池的通讯中断时间是否超过设定休眠时间阈值；
如果是，则主控系统向所有在位从机电池发送关机命令，所有在位从机电池进行低功耗模式；
如果否，则判断从机电池有无充电插入；
如果无，则主控系统向所有在位从机电池发送关机命令，所有在位从机电池进行低功耗模式；
如果有，则从机电池继续保持当前工作状态。
基于本发明上述多电池控制方法的另一个实施例中，所述从机电池采集本地电池的电池信息，并开启BMS保护功能包括：
从机电池启动，开始采集本地从机电池的参数信息，包括：从机电池的电池包电压、单节电芯电压、充放电电流、电芯表面温度、MOS管温度、预放电回路温度；
开启BMS系统，BMS系统根据从机电池当前的参数信息设置保护策略；
BMS系统实时监测从机电池的工作参数，并按照当前设置的保护策略启动BMS保护机制。
基于本发明上述多电池控制方法的另一个实施例中，所述BMS保护机制包括：
一级放电过流保护、二级放电过流保护、短路过流保护、一级充电过流保护、二级充电过流保护、电芯高过温保护、MOS管高低温保护、预放电回路高低温保护，内部电路出错保护、初级过放保护、二级过放保护、过压保护、ROM出错保护、温度传感器失效保护。
基于本发明实施例的另一个方面，公开了一种多电池管理系统，包括：主控系统和从机电池；
所述主控系统设置多个控制通道，所述从机电池设置多个，每一个从机电池对应一个控制通道，所述主控系统通过通道切换向在位的从机电池发送轮询命令、从机电池充放电控制、从机电池同步控制、休眠控制和MOS管故障检测；
所述从机电池根据所述主控系统的控制下响应主控系统的轮询命令和开关MOS管，并对本地从机电池进行信息采集、启动BMS保护，在其按键控制下实现对应的组合功能。
基于本发明上述多电池控制系统的另一个实施例中，所述主控系统包括：
信息轮询模块、电池控制模块、异步查询模块、休眠控制模块、MOS管故障检测模块；
所述信息轮询模块用于按照设定的周期对每一个在位的从机电池进行信息轮询，查询从机电池的工作参数和工作状态；
所述电池控制模块根据轮询是获得的从机电池的工作参数和工作状态信息进行对比与分析后，控制相应的从机电池进行动力输出或充电；
所述异步查询模块用于实时查询从机电池的运行状况与设定运行状态是否一致，若不一致，则发送同步命令对从机电池进行状态同步；
所述休眠控制模块用于在从机电池到达设定的休眠条件时，启动对所有在位从机电池发送关机命令，控制所有在位从机电池进行低功耗模式；
所述MOS管故障检测模块用于实时监测从机电池是否上传充放电MOS管损坏的故障，若发生故障，则控制从机电池进入错误模式，停止动力输出或充电行为。
基于本发明上述多电池控制系统的另一个实施例中，所述从机电池包括：
电池信息采集模块、电池保护模块、通讯模块、按键控制模块；
所述电池信息采集模块用于采集电池的工作参数信息，包括：从机电池的电池包电压、单节电芯电压、充放电电流、电芯表面温度、MOS管温度、预放电回路温度；
所述电池保护模块按照BMS系统保护机制，启动对电池的保护；
所述通讯模块用于接收并响应所述主控系统的控制指令，按照主控系统的指令要求上传数据；
所述按键控制模块通过设置的两个按键，进行按键组合，产生不同的控制模式，所述控制模式包括：开关机、强制均衡、充电电流选择、菜单切换。
基于本发明实施例的另一个方面，公开一种多电池控制装置，包括：
主控MCU、从机电池MCU；
所述主控MCU通过通讯通道切换，对从机电池MCU进行轮询，收集从机电池MCU采集的从机电池信息，对采集的从机电池信息进行整理与分析，根据实际情况与客户选择，控制对应的从机电池进行工作，与整车系统的仪表进行通讯，将所有在位的从机电池信息反馈给仪表部分，识别车充充电器，决定整车系统何时进入休眠；
所述从机电池MCU用于与从机电池进行通讯，获取从机电池的工作参数信息、监测从机电池内部芯片运行情况，响应主控MCU的轮询及控制命令，形成独立的BMS保护机制，自主保护与解除从机电池错误；
所述主控MCU包括SKEAZ64芯片，所述从机电池MCU包括EFM32HG210F64芯片。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明的多电池控制方法、系统及装置采用主控系统和从机电池的方式，主控系统实时对在位的从机电池进行信息采集、数据分析，并根据使用者的要求或实际的使用状况选择最优的从机电池进行动力输出，从机电池采集电池包的工作参数信息，并具备完整的保护功能，响应主控系统的轮询命令以及充放电MOS管的控制命令，本发明提高了多电池的管理效率和科学性，提高了电池的使用寿命和使用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明的多电池控制系统的一个实施例的结构示意图。
图2是本发明的多电池控制方法的一个实施例的流程图。
图3是本发明的多电池控制方法的另一个实施例的流程图。
图4是本发明的多电池控制方法的又一个实施例的流程图。
图中：1主控系统、11信息轮询模块、12电池控制模块、13异步查询模块、14休眠控制模块、15 MOS管故障检测模块、2从机电池、21电池信息采集模块、22电池保护模块、23通讯模块、24按键控制模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只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。
下面结合附图和实施例对本发明提供的一种多电池控制方法、系统及装置进行更详细地说明。
图1是本发明的多电池控制系统的一个实施例的结构示意图，如图1所示，该实施例的多电池控制系统包括：
主控系统1和从机电池2；
所述主控系统1设置多个控制通道，所述从机电池2设置多个，每一个从机电池2对应一个控制通道，所述主控系统1通过通道切换向在位的从机电池2发送轮询命令、从机电池2充放电控制、从机电池2同步控制、休眠控制和MOS管故障检测；
所述从机电池2根据所述主控系统1的控制下响应主控系统1的轮询命令和开关MOS管，并对本地从机电池2进行信息采集、启动BMS保护，在其按键控制下实现对应的组合功能。
所述主控系统1包括：
信息轮询模块11、电池控制模块12、异步查询模块13、休眠控制模块14、MOS管故障检测模块15；
所述信息轮询模块11用于按照设定的周期对每一个在位的从机电池2进行信息轮询，查询从机电池2的工作参数和工作状态；
所述电池控制模块12根据轮询是获得的从机电池2的工作参数和工作状态信息进行对比与分析后，控制相应的从机电池2进行动力输出或充电；
所述异步查询模块13用于实时查询从机电池2的运行状况与设定运行状态是否一致，若不一致，则发送同步命令对从机电池2进行状态同步；
所述休眠控制模块14用于在从机电池2到达设定的休眠条件时，启动对所有在位从机电池2发送关机命令，控制所有在位从机电池2进行低功耗模式；
所述MOS管故障检测模块15用于实时监测从机电池2是否上传充放电MOS管损坏的故障，若发生故障，则控制从机电池2进入错误模式，停止动力输出或充电行为。
所述从机电池2包括：
电池信息采集模块21、电池保护模块22、通讯模块23、按键控制模块24；
所述电池信息采集模块21用于采集电池的工作参数信息，包括：从机电池2的电池包电压、单节电芯电压、充放电电流、电芯表面温度、MOS管温度、预放电回路温度；
所述电池保护模块22按照BMS系统保护机制，启动对电池的保护；
所述通讯模块23用于接收并响应所述主控系统1的控制指令，按照主控系统1的指令要求上传数据；
所述按键控制模块24通过设置的两个按键，进行按键组合，产生不同的控制模式，所述控制模式包括：开关机、强制均衡、充电电流选择、菜单切换。
所述主控系统1包括主控MCU，所述从机电池2包括从机电池MCU；
所述主控MCU通过通讯通道切换，对从机电池MCU进行轮询，收集从机电池MCU采集的从机电池2信息，对采集的从机电池2信息进行整理与分析，根据实际情况与客户选择，控制对应的从机电池2进行工作，与整车系统的仪表进行通讯，将所有在位的从机电池2信息反馈给仪表部分，识别车充充电器，决定整车系统何时进入休眠；
所述从机电池MCU用于与从机电池2进行通讯，获取从机电池2的工作参数信息、监测从机电池2内部芯片运行情况，响应主控MCU的轮询及控制命令，形成独立的BMS保护机制，自主保护与解除从机电池2错误；
所述主控MCU包括SKEAZ64芯片，所述从机电池MCU包括EFM32HG210F64芯片。
图2是本发明的多电池控制方法的一个实施例的流程图，如图2所示，所述多电池控制方法包括：
10，主控系统1检测从机电池2在位情况，并通过通道切换向在位的从机电池2发送轮询命令；
20，对从机电池2进行信息采集，并判断从机电池2的工作状态和性能状况，控制相应的从机电池2进行动力输出或充电；
30，检测从机电池2的MOS管状态是否按设定的要求运行，若MOS管失步，则向从机电池2发送同步指令；
40，检测到从机电池2到达休眠条件，主控系统1向所有在位从机电池2发送关机命令，所有在位从机电池2进行低功耗模式；
50，从机电池2向主控系统1上传充电MOS管错误或放电MOS管错误信息，主控系统1进入错误模式，启动停止动力输出或充电行为。
图3是本发明的多电池控制方法的另一个实施例的流程图，如图3所示，所述主控系统1检测从机电池2在位情况，并通过通道切换向在位的从机电池2发送轮询命令包括：
101，主控系统1向所有从机电池2发出检测指令，并等待从机电池2发送的回执信息；
102，在设定的时间阈值内收到回执信息的从机电池2标识为从机电池2在位，并记录在位的从机电池2；
103，主控系统1通过通道切换向所有在位的从机电池2按照设定的轮询周期和记录顺序依次发送轮询命令，在本发明的实施例中，设定的轮询周期为100ms；
104，从机电池2接收到主控系统1发送的轮询命令，并在发送回执后，按照轮询命令指令要求执行。
图4是本发明的多电池控制方法的又一个实施例的流程图，如图4所示，所述对从机电池2进行信息采集，并判断从机电池2的工作状态和性能状况，控制相应的从机电池2进行动力输出或充电包括：
201，从机电池2采集本地电池的电池信息，并开启BMS保护功能；
202，主控系统1判断从机电池2的工作状态，确定其为充电状态或放电状态；
203，如果从机电池2为放电状态，则主控系统1轮询从机电池2的电量，并选择电压最高的从机电池2进行放电；
204，检测从机电池2中与电压最高的从机电池2电压差小于设定阈值的从机电池2，并允许其开放放电MOS管同时放电，在本发明的实施例中，与电压最高的从机电池2电压差设定阈值为1V；
205，如果从机电池2处于充电状态，则主控系统1轮询从机电池2的电量，并选择电压最低的从机电池2进行充电；
206，检测从机电池2中与电压最低的从机电池2电压差小于设定阈值的从机电池2，并允许其开放充电MOS管同时充电，在本发明的实施例中，与电压最低的从机电池2电压差设定阈值为0.5V。
所述检测到从机电池2到达休眠条件，主控系统1向所有在位从机电池2发送关机命令，所有在位从机电池2进行低功耗模式包括：
判断主控系统1与从机电池2的通讯中断时间是否超过设定休眠时间阈值；
如果是，则主控系统1向所有在位从机电池2发送关机命令，所有在位从机电池2进行低功耗模式；
如果否，则判断从机电池2有无充电插入；
如果无，则主控系统1向所有在位从机电池2发送关机命令，所有在位从机电池2进行低功耗模式；
如果有，则从机电池2继续保持当前工作状态。
所述从机电池2采集本地电池的电池信息，并开启BMS保护功能包括：
从机电池2启动，开始采集本地从机电池2的参数信息，包括：从机电池2的电池包电压、单节电芯电压、充放电电流、电芯表面温度、MOS管温度、预放电回路温度；
开启BMS系统，BMS系统根据从机电池2当前的参数信息设置保护策略；
BMS系统实时监测从机电池2的工作参数，并按照当前设置的保护策略启动BMS保护机制。
所述BMS保护机制包括：
一级放电过流保护、二级放电过流保护、短路过流保护、一级充电过流保护、二级充电过流保护、电芯高过温保护、MOS管高低温保护、预放电回路高低温保护，内部电路出错保护、初级过放保护、二级过放保护、过压保护、ROM出错保护、温度传感器失效保护。
以上对本发明所提供的一种多电池控制方法、系统及装置及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多电池控制方法，其特征在于，包括：
主控系统检测从机电池在位情况，并通过通道切换向在位的从机电池发送轮询命令；
对从机电池进行信息采集，并判断从机电池的工作状态和性能状况，控制相应的从机电池进行动力输出或充电；
检测从机电池的MOS管状态是否按设定的要求运行，若MOS管失步，则向从机电池发送同步指令；
检测到从机电池到达休眠条件，主控系统向所有在位从机电池发送关机命令，所有在位从机电池进行低功耗模式；
从机电池向主控系统上传充电MOS管错误或放电MOS管错误信息，主控系统进入错误模式，启动停止动力输出或充电行为。
2.根据权利要求1所述的多电池控制方法，其特征在于，所述主控系统检测从机电池在位情况，并通过通道切换向在位的从机电池发送轮询命令包括：
主控系统向所有从机电池发出检测指令，并等待从机电池发送的回执信息；
在设定的时间阈值内收到回执信息的从机电池标识为从机电池在位，并记录在位的从机电池；
主控系统通过通道切换向所有在位的从机电池按照设定的轮询周期和记录顺序依次发送轮询命令；
从机电池接收到主控系统发送的轮询命令，并在发送回执后，按照轮询命令指令要求执行。
3.根据权利要求1所述的多电池控制方法，其特征在于，所述对从机电池进行信息采集，并判断从机电池的工作状态和性能状况，控制相应的从机电池进行动力输出或充电包括：
从机电池采集本地电池的电池信息，并开启BMS保护功能；
主控系统判断从机电池的工作状态，确定其为充电状态或放电状态；
如果从机电池为放电状态，则主控系统轮询从机电池的电量，并选择电压最高的从机电池进行放电；
检测从机电池中与电压最高的从机电池电压差小于设定阈值的从机电池，并允许其开放放电MOS管同时放电；
如果从机电池处于充电状态，则主控系统轮询从机电池的电量，并选择电压最低的从机电池进行充电；
检测从机电池中与电压最低的从机电池电压差小于设定阈值的从机电池，并允许其开放充电MOS管同时充电。
4.根据权利要求1所述的多电池控制方法，其特征在于，所述检测到从机电池到达休眠条件，主控系统向所有在位从机电池发送关机命令，所有在位从机电池进行低功耗模式包括：
判断主控系统与从机电池的通讯中断时间是否超过设定休眠时间阈值；
如果是，则主控系统向所有在位从机电池发送关机命令，所有在位从机电池进行低功耗模式；
如果否，则判断从机电池有无充电插入；
如果无，则主控系统向所有在位从机电池发送关机命令，所有在位从机电池进行低功耗模式；
如果有，则从机电池继续保持当前工作状态。
5.根据权利要求3所述的多电池控制方法，其特征在于，所述从机电池采集本地电池的电池信息，并开启BMS保护功能包括：
从机电池启动，开始采集本地从机电池的参数信息，包括：从机电池的电池包电压、单节电芯电压、充放电电流、电芯表面温度、MOS管温度、预放电回路温度；
开启BMS系统，BMS系统根据从机电池当前的参数信息设置保护策略；
BMS系统实时监测从机电池的工作参数，并按照当前设置的保护策略启动BMS保护机制。
6.根据权利要求5所述的多电池控制方法，其特征在于，所述BMS保护机制包括：
一级放电过流保护、二级放电过流保护、短路过流保护、一级充电过流保护、二级充电过流保护、电芯高过温保护、MOS管高低温保护、预放电回路高低温保护，内部电路出错保护、初级过放保护、二级过放保护、过压保护、ROM出错保护、温度传感器失效保护。
7.一种多电池控制系统，其特征在于，包括：
主控系统和从机电池；
所述主控系统设置多个控制通道，所述从机电池设置多个，每一个从机电池对应一个控制通道，所述主控系统通过通道切换向在位的从机电池发送轮询命令、从机电池充放电控制、从机电池同步控制、休眠控制和MOS管故障检测；
所述从机电池根据所述主控系统的控制下响应主控系统的轮询命令和开关MOS管，并对本地从机电池进行信息采集、启动BMS保护，在其按键控制下实现对应的组合功能。
8.根据权利要求7所述的多电池控制系统，其特征在于，所述主控系统包括：
信息轮询模块、电池控制模块、异步查询模块、休眠控制模块、MOS管故障检测模块；
所述信息轮询模块用于按照设定的周期对每一个在位的从机电池进行信息轮询，查询从机电池的工作参数和工作状态；
所述电池控制模块根据轮询是获得的从机电池的工作参数和工作状态信息进行对比与分析后，控制相应的从机电池进行动力输出或充电；
所述异步查询模块用于实时查询从机电池的运行状况与设定运行状态是否一致，若不一致，则发送同步命令对从机电池进行状态同步；
所述休眠控制模块用于在从机电池到达设定的休眠条件时，启动对所有在位从机电池发送关机命令，控制所有在位从机电池进行低功耗模式；
所述MOS管故障检测模块用于实时监测从机电池是否上传充放电MOS管损坏的故障，若发生故障，则控制从机电池进入错误模式，停止动力输出或充电行为。
9.根据权利要求7所述的多电池控制系统，其特征在于，所述从机电池包括：
电池信息采集模块、电池保护模块、通讯模块、按键控制模块；
所述电池信息采集模块用于采集电池的工作参数信息，包括：从机电池的电池包电压、单节电芯电压、充放电电流、电芯表面温度、MOS管温度、预放电回路温度；
所述电池保护模块按照BMS系统保护机制，启动对电池的保护；
所述通讯模块用于接收并响应所述主控系统的控制指令，按照主控系统的指令要求上传数据；
所述按键控制模块通过设置的两个按键，进行按键组合，产生不同的控制模式，所述控制模式包括：开关机、强制均衡、充电电流选择、菜单切换。
10.一种多电池控制装置，其特征在于，包括：
主控MCU、从机电池MCU；
所述主控MCU通过通讯通道切换，对从机电池MCU进行轮询，收集从机电池MCU采集的从机电池信息，对采集的从机电池信息进行整理与分析，根据实际情况与客户选择，控制对应的从机电池进行工作，与整车系统的仪表进行通讯，将所有在位的从机电池信息反馈给仪表部分，识别车充充电器，决定整车系统何时进入休眠；
所述从机电池MCU用于与从机电池进行通讯，获取从机电池的工作参数信息、监测从机电池内部芯片运行情况，响应主控MCU的轮询及控制命令，形成独立的BMS保护机制，自主保护与解除从机电池错误；
所述主控MCU包括SKEAZ64芯片，所述从机电池MCU包括EFM32HG210F64芯片。
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