CN112297889A - 充电管理方法、系统及充电电池 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种充电管理方法、系统及充电电池，包括采集处于未充电状态下的电池的第一状态信息，并当根据第一状态信息判断电池为可充电时，检测电池的充电开关是否正常，若判断充电开关为正常时执行电池的充电操作，并实时采集处于充电状态下的电池的第二状态信息，并当根据第二状态信息判断电池的充电操作发生异常时，切断充电开关以停止电池的充电操作，借此，本申请可以提高电池充电操作的安全性。

Description

充电管理方法、系统及充电电池
技术领域
本申请实施例涉及充电电池的技术领域，尤其涉及一种充电管理方法、系统及充电电池。
背景技术
中国市场是全球最大的电动车销售市场，其中，电动两轮车的存量有2.5-3亿辆，同时电动三轮车的存量也有5000万辆，每年新增900万辆。2018年中国共销售电动两轮车2740万辆(占全球市场73％)，中国两轮电动车市场特征：铅酸比例高，锂电渗透率不足3％。随着《新国标GB 17761-2018》的正式落地，加速推动了铅酸电池向锂电池切换的进程。
近年来，因为车辆充电而引起的火灾事故层出不穷，因此，在推广锂电池应用于电动车市场的同时，还必须加强关注锂电池的充电安全。
具体而言，当前在针对车辆电池进行充电操作时，电池充电操作的启停控制完全依赖于充电器，而针对电池本身大都没有配置门的充电保护功能，导致在当充电器出现异常时，充电电池将存在较大的充电安全隐患。
有鉴于此，如何进一步提高电池充电的操作安全，即为本申请待解决的技术课题。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提供一种充电管理方法、系统及充电电池，可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
本申请的第一方面提供一种充电管理方法，其包括：采集处于未充电状态下的电池的第一状态信息，并根据所述第一状态信息判断所述电池是否处于可充电状态；若判断所述电池处于可充电状态，检测所述电池的充电开关是否正常，并当检测所述充电开关正常时执行所述电池的充电操作；实时采集处于充电状态下的所述电池的第二状态信息，并根据所述第二状态信息判断所述电池的充电操作是否发生异常；以及若判断电池的充电操作发生异常，切断所述充电开关以停止所述电池的充电操作。
可选的，所述第一状态信息和所述第二状态信息各自包括电池总压信息、电池单体电压信息、电池电流信息、电池温度信息中的至少一个。
可选的，所述检测所述充电开关是否正常包括：向所述电池输出充电电流；断开设置在所述电池的充电回路上的充电开关，并检测所述充电回路是否存在充电电流；若检测所述充电回路存在充电电流，获得所述充电开关异常的检测结果，若检测所述充电回路不存在充电电流，获得所述充电开关正常的检测结果。
可选的，在所述若判断电池的充电操作发生异常，切断所述充电开关以停止所述电池的充电操作之后，所述方法还包括检测所述充电回路是否存在充电电流，并当检测所述述充电回路存在充电电流时，获得所述充电开关异常的检测结果。
可选的，所述方法还包括当获得所述充电开关异常的检测结果时，输出异常警示信息。
可选的，所述方法还包括经由通信网络将所述异常警示信息传送至客户端。
本申请的第二方面提供一种充电管理系统，其包括充电开关，其设置在电池的充电回路上；信息采集模块，其用于采集处于未充电状态下的电池的第一状态信息以及实时采集处于充电状态下的所述电池的第二状态信息；信息分析模块，其用于根据所述第一状态信息判断所述电池是否处于可充电状态，以及根据所述第二状态信息判断所述电池的充电操作是否发生异常；以及充电管理模块，其用于当所述信息分析模块判断所述电池处于可充电状态时，检测所述充电开关是否正常，并当检测所述充电开关为正常时执行所述电池的充电操作，且用于当所述信息分析模块判断电池的充电操作发生异常时，切断所述充电开关以停止所述电池的充电操作。
可选的，所述充电管理模块还包括向所述电池输出充电电流，并断开所述充电开关，以检测所述充电回路是否存在充电电流，若检测所述充电回路存在充电电流，判断所述充电开关为异常，若检测所述充电回路不存在充电电流，则判断所述充电开关为正常。
可选的，所述充电管理模块还包括在切断所述充电开关以停止所述电池的充电操作之后，检测所述充电回路是否存在充电电流，并在检测所述充电回路存在充电电流时，判断所述充电开关为异常。
可选的，所述充电管理系统还包括警示模块，其用于在所述充电管理模块判断所述充电开关为异常时，输出异常警示信息。
可选的，所述充电管理系统还包括通信模块，用于经由通信网络将所述异常警示信息传送至客户端。
本申请的第三方面提供一种充电电池，所述充电电池配置有用于执行上述第一方面所述的充电管理方法的各所述步骤的电池管理系统。
由以上技术方案可见，本申请实施例提供的充电管理方法、系统及充电电池在确认电池处于可充电状态且电池的充电开关为正常时，再执行电池充电操作；并在电池充电过程中，实时检测电池的充电操作是否发生异常，并在检测到电池的充电操作发生异常时，即切断充电开关以停止电池的充电操作，从而提高电池充电操作的安全性。因此，本申请尤其适用于二轮电动车和/或三轮电动车的电池充电操作，可有效降低二轮电动车和/或三轮电动车在充电过程中存在的充电安全隐患。
再者，本申请实施例还可在检测到电池的充电开关发生异常时输出异常警示信息，并将异常警示信息经由通信网络传送至指定的客户端，从而通过人工干预方式来强制停止电池的充电操作，以进一步确保电池充电操作安全。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请第一实施例的充电管理方法的流程示意图。
图2示出了配置有电源管理系统(BMS)的充电电池的架构示意图。
图3为本申请第二实施例的充电管理方法的流程示意图。
图4和图5为本申请第三实施例的充电管理系统的不同实施例架构图。
元件标号
S11～S14：步骤；
S301～S311：步骤；
400：充电管理系统；
410：充电开关；
420：信息采集模块；
430：信息分析模块；
440：充电管理模块；
450：警示模块；
460：通信模块。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，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，所描述的实施例仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请实施例保护的范围。
下面结合本申请实施例附图进一步说明本申请实施例的具体实现。
第一实施例
本申请第一实施例提供一种充电管理方法，图1示出了本申请充电管理方法的流程示意图，其中，本申请实施例提供充电管理方法可适用于配置有电源管理系统(以下简称BMS)的充电电池，图2示出了配置有BMS的充电电池的架构示意图。
如图所示，本申请充电管理方法主要包括以下步骤：
步骤S11，采集处于未充电状态下的电池的第一状态信息，并根据第一状态信息判断所述电池是否处于可充电状态。
可选的，电池为充电电池，例如锂电池，但并不以此为限，其他类型的充电电池均可适用于本申请。
可选的，第一状态信息包括电池的电池总压信息、电池单体电压信息、电池电流信息、电池温度信息中的至少一个。
于本实施例中，当第一状态信息与预设标准阈值相吻合时，则可判断电池处于可充电状态，否则判断电池处于不可充电状态。
步骤S12，若判断电池处于可充电状态，检测电池的充电开关是否正常，并当检测结果为电池的充电开关正常时，启动执行电池的充电操作。
于本实施例中，可向电池输出充电电流，并在断开以及闭合电池的充电开关的情况下分别检测充电电流，据以检测电池的充电开关是否正常。
可选的，电池的充电开关包括充电MOS管。
可选的，电池的充电开关为设置在电池的充电回路上。
步骤S13，实时采集处于充电状态下的电池的第二状态信息，并根据第二状态信息判断电池的充电操作是否发生异常。
可选的，利用BMS采集处于充电状态下的电池的第二状态信息。
可选的，第二状态信息包括电池总压信息、电池单体电压信息、电池电流信息、电池温度信息中的至少一个。
可选的，当第二状态信息与预设标准阈值相吻合时，则可判断电池的充电操作为正常，否则判断电池的充电操作发生异常。
于本实施例中，通过分析第二状态信息是否落入预设标准阈值范围，可以判断电池是否存在电池充电操作是否异常，例如，电池已充满但充电操作未停止、电池过充、过流、过温、低温等异常。
步骤S14，若判断电池的充电操作发生异常，切断充电开关以停止电池的充电操作。
于本实施例中，可通过断开充电MOS管以停止电池的充电操作。
综上所述，本申请实施例通过在充电作业开始之前，针对电池的充电开关(充电回路)进行自检，并当检测充电开关失效时，停止执行电池充电作业，借以提高电池充电作业的安全。
第二实施例
请配合参阅图3，其示出了本申请第二实施例的充电管理方法的操作流程。
首先执行步骤S301，在充电开始前，采集处于未充电状态下的电池的第一状态信息。
具体而言，在针对电池执行充电作业前，可利用BMS采集处于未充电状态下的电池的第一状态信息，所述第一状态信息包括电池总压信息、单体电压信息、电池电流信息以及电池温度信息，需说明的是，第一状态信息并不以上述示例为限，亦可根据实际需求进行增减。
步骤S302，根据第一状态信息判断电池是否处于可充电状态，若判断电池处于可充电状态，则进行步骤S303，若判断电池处于不可充电状态，则进行步骤S311。
于本实施例中，可将所采集的第一状态信息与预设标准阈值进行比对，若第一状态信息中的各项数值(即电池总压信息、单体电压信息、电池电流信息以及电池温度信息)均与预设标准阈值相吻合时，则判断电池处于可充电状态，否则判断电池处于不可充电状态。
步骤S303，向电池输出充电电流，并断开充电开关。
于本实施例中，充电开关为设置在电池的充电回路上的充电MOS管。
具体而言，可控制充电机向电池输出充电电流，并在此情况下，通过BMS断开设置在充电回路上的充电MOS管，以针对电池的充电回路进行自检。
步骤S304，检测电池的充电回路是否存在电流，若检测结果为电池的充电回路不存在充电电流时，进行步骤S305；反之，若检测结果为电池的充电回路仍存在充电电流时，进行步骤S311。
步骤S305，闭合电池的充电开关以执行电池的充电操作。
步骤S306，在电池执行充电操作的过程中，实时采集处于充电状态下的电池的第二状态信息。
于本实施例中，可在电池充电过程中，利用BMS以实时采集处于充电状态下的电池的第二状态信息。
可选的，所述第二状态信息包括电池总压信息、单体电压信息、电池电流信息以及电池温度信息，需说明的是，第二状态信息并不以上述示例为限，亦可根据实际需求进行增减。
步骤S307，根据第二状态信息，实时判断电池的充电操作是否异常，当判断充电操作未出现异常时进行步骤S308，反之，当判断充电操作出现异常时，执行步骤S309。
于本实施例中，可将采集的第二状态信息与预设标准阈值进行实时比对，若第二状态信息中的各项数值(即电池总压信息、单体电压信息、电池电流信息以及电池温度信息)均与预设标准阈值相吻合时，则判断电池的充电操作为正常，否则判断电池的充电操作出现异常。
步骤S308，判断电池是否充满，若判断结果为电池未充满，则返回执行步骤S306，若判断电池已充满，则进行步骤S309。
步骤S309，断开电池的充电开关，亦即，通过断开电池的充电回路以停止电池的充电操作。
步骤S310，判断电池的充电操作是否停止，若判断结果为电池的充电操作已停止，则结束本步骤；若判断结果为电池的充电操作未停止，则进行步骤S311。
步骤S311，输出异常警示信息。
较佳的，可将异常警示信息经由通信网络传送至客户端，以通知用户知晓。
具体而言，可利用BMS所具备的通信功能，将异常警示信息上传至云端管理平台，并经由例如云端运营平台通过短信、APP通知等方式将异常警示信息传送至指定的客户端(例如手机)，以通知用户电池的充电操作出现异常，从而提供用户通过人为干预等方式强制停止电池的充电操作，借此，本申请实施例可在电池自身的充电保护机制失效的情况下，及时输出异常警示信息以通知用户进行处理，从而进一步提高电池充电操作的安全性。
第三实施例
本申请第三实施例提供一种充电管理系统，如4示出本申请充电管理系统的基本架构示意图。
本申请的充电管理系统适用于各种类型的充电电池，例如锂电池，但并不以此为限，以适用于其他类型的充电电池。
如图所示，本申请实施例的充电管理系统400主要包括充电开关410、信息采集模块420、信息分析模块430、充电管理模块440。
充电开关410设置在电池的充电回路上。于本实施例中，充电开关410为设置在充电回路的充电MOS管。
信息采集模块420用于采集处于未充电状态下的电池的第一状态信息以及实时采集处于充电状态下的电池的第二状态信息。
具体而言，信息采集模块420用于在电池执行充电操作之前，采集电池的第一状态信息，并用于在电池执行充电过程中，采集电池的第二状态信息。
于本实施例中，第一状态信息和第二状态信息各自包括电池总压信息、电池单体电压信息、电池电流信息、电池温度信息中的至少一个。
信息分析模块430用于根据第一状态信息判断电池是否处于可充电状态，以及根据第二状态信息判断电池的充电操作是否发生异常。
具体而言，信息分析模块430用于在执行充电操作之前，根据第一状态信息以检测电池是否处于可充电状态。此外，信息分析模块430还用于在执行充电过程中，根据第二状态信息判断电池是否存在过流、过充、过温、低温等异常。
充电管理模块440用于当信息分析模块430判断电池处于可充电状态时，检测充电开关410是否正常，并当检测充电开关410为正常时执行电池的充电操作，以及用于当信息分析模块430判断电池的充电操作发生异常时，切断充电开关410以停止所述电池的充电操作。
于本实施例中，充电管理模块440通过向电池输出充电电流，并断开充电开关410以检测电池的充电回路是否还存在充电电流，若检测充电回路仍存在有充电电流，判断充电开关410为异常，若检测充电回路不存在充电电流，则判断充电开关410为正常。
于一实施例中，充电管理模块440还用于在切断充电开关410以停止电池的充电操作之后，检测充电回路是否存在充电电流，并在检测充电回路存在充电电流时，判断充电开关为异常。
请参阅图5，于另一实施例中，充电管理系统400还包括有警示模块450，其用于在充电管理模块440判断充电开关410为异常时，输出异常警示信息。
可选的，警示模块450例如通过警示笛、警示灯等方式输出异常警示信息，以提醒用户电池的充电操作出现异常。
于又一实施例中，充电管理系统400还包括通信模块460，其用于经由通信网络将警示模块450输出的异常警示信息进一步传送至客户端，借此，可以在当用户离开电池充电操作区域时，亦能及时知晓电池充电操作出现异常，以提高充电操作的安全。
第四实施例
本申请第四实施例提供一种充电电池，所述充电电池中配置有用于执行图1至图3所示充电管理方法的各个步骤的电池管理系统。
综上所述，本申请实施例提供的充电管理方法、系统及充电电池可在执行充电操作之前，通过检测充电开关是否正常以针对电池自身的充电保护机制进行自检，以提前检测出电池保护电路的完整性，从而避免在电池的充电保护机制失效的情况下执行充电操作，借以提高充电操作的安全性。
再者，本申请实施例还通过在判断电池的电池开关为异常，亦即，在电池自身的充电保护机制失效而无法正常停止电池的充电操作的情况下，通过通信网络输出异常警示信号至客户端，以通知用户采用人为干预方式停止电池的充电操作，进而进一步提高电池充电操作的安全性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种充电管理方法，其特征在于，包括：
采集处于未充电状态下的电池的第一状态信息，并根据所述第一状态信息判断所述电池是否处于可充电状态；
若判断所述电池处于可充电状态，检测所述电池的充电开关是否正常，并当检测所述充电开关正常时执行所述电池的充电操作；
实时采集处于充电状态下的所述电池的第二状态信息，并根据所述第二状态信息判断所述电池的充电操作是否发生异常；以及
若判断电池的充电操作发生异常，切断所述充电开关以停止所述电池的充电操作。
2.根据权利要求1所述的充电管理方法，其特征在于，所述第一状态信息和所述第二状态信息各自包括电池总压信息、电池单体电压信息、电池电流信息、电池温度信息中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的充电管理方法，其特征在于，所述检测所述充电开关是否正常包括：
向所述电池输出充电电流；
断开设置在所述电池的充电回路上的充电开关，并检测所述充电回路是否存在充电电流；
若检测所述充电回路存在充电电流，获得所述充电开关异常的检测结果，若检测所述充电回路不存在充电电流，获得所述充电开关正常的检测结果。
4.根据权利要求1所述的充电管理方法，其特征在于，在所述若判断电池的充电操作发生异常，切断所述充电开关以停止所述电池的充电操作之后，所述方法还包括：
检测所述充电回路是否存在充电电流，并当检测所述述充电回路存在充电电流时，获得所述充电开关异常的检测结果。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的充电管理方法，其特征在于，所述方法还包括：
当获得所述充电开关异常的检测结果时，输出异常警示信息。
6.根据权利要求5所述的充电管理方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由通信网络将所述异常警示信息传送至客户端。
7.一种充电管理系统，其特征在于，包括：
充电开关，其设置在电池的充电回路上；
信息采集模块，其用于采集处于未充电状态下的所述电池的第一状态信息以及实时采集处于充电状态下的所述电池的第二状态信息；
信息分析模块，其用于根据所述第一状态信息判断所述电池是否处于可充电状态，以及根据所述第二状态信息判断所述电池的充电操作是否发生异常；以及
充电管理模块，其用于当所述信息分析模块判断所述电池处于可充电状态时，检测所述充电开关是否正常，并当检测所述充电开关为正常时执行所述电池的充电操作，且用于当所述信息分析模块判断电池的充电操作发生异常时，切断所述充电开关以停止所述电池的充电操作。
8.根据权利要求7所述的充电管理系统，其特征在于，所述充电管理模块还包括：
向所述电池输出充电电流，并断开所述充电开关，以检测所述充电回路是否存在充电电流，若检测所述充电回路存在充电电流，判断所述充电开关为异常，若检测所述充电回路不存在充电电流，则判断所述充电开关为正常。
9.根据权利要求7所述的充电管理系统，其特征在于，所述充电管理模块还包括在切断所述充电开关以停止所述电池的充电操作之后，检测所述充电回路是否存在充电电流，并在检测所述充电回路存在充电电流时，判断所述充电开关为异常。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的充电管理系统，其特征在于，所述充电管理系统还包括警示模块，其用于在所述充电管理模块判断所述充电开关为异常时，输出异常警示信息。
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