CN112564246A - 通过平台调节参数的智能锂电池管理系统、方法及锂电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池管理技术领域，具体地说，涉及一种通过平台调节参数的智能锂电池管理系统、方法及锂电池。该智能锂电池管理系统包括用于设于锂电池处的电池管理系统，电池管理系统包括电池管理单元、主控单元和无线通信单元；电池管理单元用于实现对锂电池的参数读取及控制，无线通信单元用于实现主控单元与上位平台间的数据交互；主控单元用于接收上位平台的指令以实现对电池管理单元的控制，以及用于接收电池管理单元处读取的参数并上传给上位平台；该方法基于上述系统实现，该锂电池具备上述系统。本发明能够较佳地实现锂电池相关参数的远程监控和设置。

Description

通过平台调节参数的智能锂电池管理系统、方法及锂电池

技术领域

本发明涉及锂电池管理技术领域，具体地说，涉及一种通过平台调节参数的智能锂电池管理系统、方法及锂电池。

背景技术

随着新能源的大力发展，动力电池得到广泛应用，动力电池的使用安全越来越受到重视，对电池管理系统的要求也逐步提高，在提高电池管理系统硬件性能的同时提高软件的可靠性、高效性也迫在眉睫。

现有的针对锂电池的管理系统，大多仅具备参数监控功能。例如专利公开号为“CN208316322 U”的中国专利中，其公开了一种电池保护系统及其电池保护板，其基于主控单元、电池管理芯片以及相关的电池采样电路构建了锂电池管理系统。该专利的方案中，能够较佳地实现对诸如电池组的电压、电流及电阻等参数的检测，同时其也能够通过在主控单元处设置预设参数，并通过采集的实时值与预设参数的对比实现对电池组主回路通、断的控制。

目前锂电池具备多种型号，而多种型号的锂电池均具备多种不同的参数要求。故导致上述方案虽然能够一定程度上解决对锂电池的参数预设或匹配的问题，但是其与目前通用的锂电池保护电路系统相同，也均具备如下方面的不足：

1、对于锂电池制造方而言，其需要对不同参数要求的锂电池进行生产，由于目前的电池保护芯片只能够在硬件层面烧录预设参数（即上述专利中在主控单元处设置预设参数的形式），故而锂电池的制造方对于每一型号的锂电池，均需要一款相匹配的锂电池保护系统，这就会较大地增加制造方的制造成本；

2、目前的锂电池管理系统，其在生产完成后，其主控单元处所烧录的预设参数便会固化，难以改动，但实际上即便是相同的一个锂电池，其也会因工作环境、寿命等因素的变化而带来性能的变化，该种性能的变化会使得锂电池的各项参数产生变化，而目前的锂电池管理系统均未将该种变化进行考虑，而是以一个长期不变的预设参数对一个实时变化的实际参数进行管理，故而适用性差；

3、实际情况中，锂电池在充、放电过程中，会因多种因素导致某一参数在某一时刻的瞬时值出现异常，而该种异常实际上并不会对锂电池的正常使用造成影响；但目前的锂电池管理系统，其所输出的用于对主回路通、断进行控制的信号，仅仅是基于预设参数与实时参数的比较而得出；这就导致目前的电池管理系统无法较佳地应对此类参数瞬时值发生突变的情形，故而适用性差；

4、目前的锂电池保护系统，其在参数出现异常时对主回路的通、断控制大多是一个具备破坏性或永久性的断路控制，如对比文件中通过永久性关闭放电MOS管或充电MOS管、保险丝熔断等方式，该类控制使得一旦参数出现异常，锂电池便无法使用，尤其是在出现上述第“3”点的情况时，会因电池管理系统的误判而导致锂电池的不可用，故而适用性较差。

基于上述，目前的锂电池管理系统，在其制造完成后，其主控单元处所预设的参数值便难以进行调节改变，故而无法较佳地匹配不同型号的锂电池或同一型号的锂电池在性能发生变化的情形，故而不仅会增加制造方的成本且会导致难以运用于实际。此外，目前的锂电池管理系统其参数判断过程存在难以克服的缺陷，这就使得一旦参数出现异常，锂电池难以回到正常工作状态，且无法筛除误判的情形，故而不便于使用。

发明内容

本发明提供了一种通过平台调节参数的智能锂电池管理系统，其能够克服现有锂电池的管理系统适用性较差的问题。

根据本发明的一种通过平台调节参数的智能锂电池管理方法，其包括如下步骤：

步骤S1、通过上位平台设置锂电池参数的预设值并通过无线通信单元发送给电池管理系统处的主控单元，主控单元接收到锂电池参数的预设值后存储于寄存器处；

该步骤中，对应任一参数，锂电池参数的预设值均包括参数的预设阈值、参数的延时时间值以及参数的释放条件值；

步骤S2、电池管理系统处通过电池管理单元对锂电池参数的实时值进行检测并发送给主控单元；

步骤S3、主控单元将锂电池参数的实时值与锂电池参数的预设值进行比较，并在锂电池参数的实时值达到或超出锂电池参数的预设值时，向电池管理单元发送控制信号以实现对锂电池充放电回路通、断的控制以及均衡采样单元的通、断控制；

该步骤中，主控单元在参数的实时值达到或超出锂电池参数的预设值并持续的时间达到对应参数的延时时间值时，向电池管理单元发送控制信号以实现对锂电池充放电回路的断开控制；主控单元在达到参数的释放条件值时，向电池管理单元发送控制信号以实现对锂电池充放电回路的导通控制。

通过本发明中的智能锂电池管理方法，能够较佳地通过上位平台对锂电池的参数进行监控，且能够较佳地实现对锂电池的参数的设置，从而便于使用且适用性较佳。

作为优选，步骤S1中，锂电池参数的预设值包括最大充电电流、充电过流释放时间和充电过流延时时间；

其中，参数的预设阈值包括最大充电电流，参数的延时时间值包括充电过流延时时间，参数的释放条件值包括充电过流释放时间；

步骤S2中，锂电池参数的实时值包括通过采样电阻采集的实时充电电流；

步骤S3具体包括如下步骤，

步骤S311，若实时充电电流不超过最大充电电流，则通过电池管理芯片控制充电MOS和放电MOS均保持导通状态，也即保持充放电回路正常运行；

步骤S312，若实时充电电流超过最大充电电流，则判断其持续时间是否超过充电过流延时时间，若未超过则电池管理芯片控制充电MOS和放电MOS均保持导通状态，若超过则主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS保持截止状态的指令，即控制充放电回路切断；

步骤S313，在充放电回路切断后，通过设于主控单元处的计时器进行计时，并在计时时间达到充电过流释放时间后，主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS保持导通状态的指令，并重复步骤S311和步骤S312。

基于上述，能够较佳地实现对锂电池的充电过程中的充电电流进行调节和控制。尤其是，通过引入充电过流延时时间的参数设定，使得在充电过程中不会因偶然的一次实时充电电流超过最大充电电流而对充放电回路进行切断，从而能够较佳地降低误判；通过引入充电过流释放时间的参数设定，使得在充电过程中，能够自动再次启动充电，从而便于使用。

作为优选，步骤S1中，锂电池参数的预设值包括最大放电电流、放电过流释放时间和放电过流延时时间；

其中，参数的预设阈值包括最大放电电流，参数的延时时间值包括放电过流延时时间，参数的释放条件值包括放电过流释放时间；

步骤S2中，锂电池参数的实时值包括通过采样电阻采集的实时放电电流；

步骤S3具体包括如下步骤，

步骤S321，若实时放电电流不超过最大放电电流，则通过电池管理芯片控制充电MOS和放电MOS均保持导通状态，也即保持充放电回路正常运行；

步骤S322，若实时放电电流超过最大放电电流，则判断其持续时间是否超过放电过流延时时间，若未超过则电池管理芯片控制充电MOS和放电MOS均保持导通状态，若超过则主控单元向电池管理芯片发送控制放电MOS保持截止状态的指令，即控制充放电回路切断；

步骤S323，在充放电回路切断后，通过设于主控单元处的计时器进行计时，并在计时时间达到放电过流释放时间后，主控单元向电池管理芯片发送控制放电MOS保持导通状态的指令，并重复步骤S321和步骤S322。

基于上述，能够较佳地实现对锂电池的放电过程中的放电电流进行调节和控制。尤其是，通过引入放电过流延时时间的参数设定，使得在放电过程中不会因偶然的一次实时放电电流超过最大放电电流而对充放电回路进行切断，从而能够较佳地降低误判；通过引入放电过流释放时间的参数设定，使得在放电过程中，能够自动再次启动放电，从而便于使用。

作为优选，步骤S1中，锂电池参数的预设值包括均衡电压、均衡精度、单体过压电压、单体过压释放电压 、单体过压延时时间、单体欠压电压、单体欠压释放电压、单体欠压延时时间、整组过压电压、整组过压释放电压、整组过压延时时间、整组欠压电压、整组欠压释放电压和整组欠压延时时间；

其中，参数的预设阈值包括均衡电压、均衡精度、单体过压电压、单体欠压电压、整组过压电压和整组欠压电压，参数的延时时间值包括单体过压延时时间、单体欠压延时时间、整组过压延时时间和整组欠压延时时间，参数的释放条件值包括单体过压释放电压、单体欠压释放电压、整组过压释放电压和整组欠压释放电压；

步骤S2中，锂电池参数的实时值包括采用对应均衡采样单元所采集的所有单片电芯的实时电压；

步骤S3具体包括如下步骤，

步骤S331，若某单片电芯的实时电压达到均衡电压且其与相邻单片电芯的实时电压差值达到均衡精度，则主控单元向电池管理芯片发送控制对应的均衡采集单元动作的指令，直至不满足均衡条件；

步骤S332，主控单元对所有单片电芯的实时电压之和进行计算并作为锂电池组的实时电压，若某单片电芯的实时电压达到单体过压电压或锂电池组的实时电压达到整组过压电压，则判断其持续时间是否达到单体过压延时时间或整组过压延时时间，若未达到则继续进行检测，若达到则主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS截止的指令，直至所有单片电芯的实时电压达到单体过压释放电压以及锂电池组的电压达到整组过压释放电压后控制充电MOS导通并继续检测；

步骤S333，主控单元对所有单片电芯的实时电压之和进行计算并作为锂电池组的实时电压，若某单片电芯的实时电压达到单体欠压电压或锂电池组的实时电压达到整组欠压电压，则判断其持续时间是否达到单体欠压延时时间或整组欠压延时时间，若未达到则继续进行检测，若达到则控制放电MOS截止，直至所有单片电芯的电压达到单体欠压释放电压以及锂电池组的电压达到整组欠压释放电压后控制放电MOS导通并继续检测。

基于上述，能够较佳地实现在充电及放电过程中对锂电池的单个电芯的均衡电压及工作电压的调节和控制。其中，通过设置均衡电压和均衡精度的参数预设值，能够较佳地仅在某一单片电芯的电压达到设定阈值才对其进行均衡，且能够将不同单片电芯的电压差值控制在均衡精度之内，故而能够在对其进行较佳均衡的同时也不会因均衡电路的频繁启动而导致的诸如能耗提高、发热量增加等问题。其中，通过设置单体过压延时时间、单体欠压延时时间、整组过压延时时间和整组欠压延时时间，能够较佳地避免误启动；通过设置单体过压释放电压、单体欠压释放电压、整组过压释放电压和整组欠压释放电压，能够较佳地在电压达到设定范围内时，实现充放电回路的自动启动。

作为优选，步骤S1中，锂电池参数的预设值包括充电高温温度、充电高温释放温度、充电高温延时时间、充电低温温度、充电低温释放温度、充电低温延时时间、放电高温温度、放电高温释放温度、放电高温延时时间、放电低温温度、放电低温释放温度和放电低温延时时间；

其中，参数的预设阈值包括充电高温温度、充电低温温度、放电高温温度和放电低温温度，参数的延时时间值包括充电高温延时时间、充电低温延时时间、放电高温延时时间和放电低温延时时间，参数的释放条件值包括充电高温释放温度、充电低温释放温度、放电高温释放温度和放电低温释放温度；

步骤S2中，锂电池参数的实时值包括采用温度采样电路采集的实时工作温度；

步骤S3具体包括如下步骤，

步骤S341，若锂电池组的实时工作温度达到充电高温温度或充电低温温度，则判断其持续时间是否达到充电高温延时时间或充电低温延时时间，若未达到则继续进行检测，若达到则主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS截止的信号，直至锂电池组的工作温度达到充电高温释放温度和充电低温释放温度后主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS导通的指令并继续检测；

步骤S342，若锂电池组的工作温度达到放电高温温度或放电低温温度，则判断其持续时间是否达到放电高温延时时间或放电低温延时时间，若未达到则继续进行检测，若达到则主控单元向电池管理芯片发送控制放电MOS截止的指令，直至所有锂电池组的工作温度达到放电高温温度和放电低温温度后主控单元向电池管理芯片发送控制充放电MOS的指令并继续检测。

基于上述，能够较佳地实现对锂电池的工作温度的调节和控制。其中，通过设置充电高温延时时间、充电低温延时时间、放电高温延时时间和放电低温延时时间，能够较佳地降低误判；通过设置充电高温释放温度、充电低温释放温度、放电高温释放温度和放电低温释放温度，能够较佳地实现在工作温度达到正常值时，充放电回路能够自动启动。

此外本发明还提供了一种通过平台调节参数的智能锂电池管理系统，其用于实现任一上述的通过平台调节参数的智能锂电池管理方法。其包括用于设于锂电池处的电池管理系统，电池管理系统包括充放电回路、电池管理单元和主控单元；充放电回路用于实现锂电池与电源或负载的电连接，电池管理单元和主控单元通过充放电回路取电；充放电回路处设串联连接的采样电阻、放电MOS和充电MOS，采样电阻用于对充电电流或放电放流进行采集，放电MOS和充电MOS用于实现充放电回路的通、断控制；电池管理单元包括电池管理芯片，锂电池具有多个依次串联连接的电芯，电池管理芯片通过均衡采样电路与锂电池进行连接，均衡采样电路具有与电芯一一对应设置的多个均衡采样单元，相应的均衡采样单元用于对对应电芯的电芯电压进行采集及均衡控制；电池管理芯片处还设温度采样电路，温度采样电路用于对锂电池的工作温度进行采集；电池管理单元用于采集锂电池参数的实时值并发送给主控单元，锂电池参数包括充电电流、放电放流、电芯电压和工作温度；

其还包括上位平台，电池管理系统处设置无线通信单元；主控单元具有用于存储锂电池参数预设值的寄存器，上位平台通过无线通信单元向主控单元发送锂电池参数预设值；主控单元能够将锂电池参数的实时值与锂电池参数的预设值进行比较，并在锂电池参数的实时值达到或超出锂电池参数的预设值时，向电池管理单元发送控制信号以实现对锂电池充放电回路通、断的控制以及均衡采样单元的通、断控制。

通过本发明的智能锂电池管理系统，能够较佳地通过上位平台向电池管理系统设置参数，且电池管理系统能够根据将实时监控的锂电池参数与所设置的参数进行判定，并能够在实时监控的参数不符合所设置参数的时候进行相应的动作。

此外，本发明还提供了一种锂电池，其能够克服现有锂电池的管理系统适用性较差的问题。

根据本发明的锂电池，其包括上述的智能锂电池管理系统。通过在锂电池处设置电池管理系统能够较佳地实现对锂电池的远程参数监控和设置。

本发明中的通过平台调节参数的智能锂电池管理方法，能够具备如下明显的有益效果：

1、 由于其能够通过上位平台实现对主控单元处预设的参数值的调节，故而能够较佳地从软件层面实现对锂电池管理系统的参数调节，该种方式使得锂电池的制造方只需要生产一款锂电池管理系统（电池保护电路板），即可通过在上位平台对锂电池管理系统的参数调节，实现对不同型号锂电池的匹配，故而能够较佳地提升锂电池管理系统的适用性，降低制造方的生产成本；

2、由于能够较佳地对主控单元处预设的参数值进行调节，故而能够较佳地在因电池性能发生变化而导致的参数变化时，实现对参数的预设值的实时调节，故而能够较佳地实现对锂电池的管理；

3、由于引入了参数的延时时间值作为判断因素之一，故而不会因参数瞬时值的异常而进行误判，从而能够较佳地提升应用性能；

4、由于引入了参数的释放条件值作为复原锂电池工作的判断规则，故而能够较佳地在相关参数回到正常值时，实现对锂电池管理系统及锂电池的复位，保证其能够继续正常工作，故而能够较佳地便于使用者实用。

同时，本发明的通过平台调节参数的智能锂电池管理系统及锂电池，也具备上述优点，此处不予赘述。

附图说明

图1为实施例1中的智能锂电池管理系统的示意图；

图2为实施例1中的智能锂电池管理系统的框图示意图；

图3为实施例1中的智能锂电池管理系统的电路示意图；

图4为实施例1中的均衡采集电路的电路图；

图5为实施例1中的电池管理芯片的电路图；

图6为实施例1中的主控芯片的电路图；

图7为上位平台处基本参数配置界面的示意图；

图8为上位平台处电池参数配置界面的示意图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。

实施例1

结合图1-3所示，本实施例提供了一种通过平台调节参数的智能锂电池管理系统。其包括用于设于锂电池处的电池管理系统，电池管理系统包括充放电回路、电池管理单元和主控单元；充放电回路用于实现锂电池与电源或负载的电连接，电池管理单元和主控单元通过充放电回路取电；充放电回路处设串联连接的采样电阻、放电MOS和充电MOS，采样电阻用于对充电电流或放电放流进行采集，放电MOS和充电MOS用于实现充放电回路的通、断控制；电池管理单元包括电池管理芯片，锂电池具有多个依次串联连接的电芯，电池管理芯片通过均衡采样电路与锂电池进行连接，均衡采样电路具有与电芯一一对应设置的多个均衡采样单元，相应的均衡采样单元用于对对应电芯的电芯电压进行采集及均衡控制；电池管理芯片处还设温度采样电路，温度采样电路用于对锂电池的工作温度进行采集；电池管理单元用于采集锂电池参数的实时值并发送给主控单元，锂电池参数包括充电电流、放电放流、电芯电压和工作温度；

其还包括上位平台，电池管理系统处设置无线通信单元；主控单元具有用于存储锂电池参数预设值的寄存器，上位平台通过无线通信单元向主控单元发送锂电池参数预设值；主控单元能够将锂电池参数的实时值与锂电池参数的预设值进行比较，并在锂电池参数的实时值达到或超出锂电池参数的预设值时，向电池管理单元发送控制信号以实现对锂电池充放电回路通、断的控制以及均衡采样单元的通、断控制。

本实施例中，电池管理系统处设置充放电回路，电池管理单元、主控单元和无线通信单元均通过充放电回路取电；充放电回路包括正极回路和负极回路，正极回路一端用于接入锂电池正极另一端形成电池正极接点（图3中接点“PACK+”），负极回路一端用于接入锂电池负极另一端形成电池负极接点（图3中接点“PACK-”）。电池正极接点和电池负极接点形成一对电池充电或放电接点。

本实施例中，电池管理芯片具有至少1个，采样电阻、放电MOS和充电MOS设于负极回路处。其中，采样电阻所采集的充电电流或放电放流发送给其中1个电池管理芯片。

本实施例中，锂电池的所述参数包括充电电流和放电放流，上位平台能够通过主控单元向电池管理芯片发送设定充电电流和设定放电放流，电池管理芯片用于在设定充电电流或设定放电放流超出设定参数范围时控制充电MOS或放电MOS截止否则导通。

本实施例中，电池管理单元用于实现对锂电池的参数读取及控制，无线通信单元用于实现主控单元与上位平台间的数据交互；主控单元用于接收上位平台的指令以实现对电池管理单元的控制（也即参数调节），以及用于接收电池管理单元处读取的参数并上传给上位平台。

通过本实施例的智能锂电池管理系统，能够较佳地通过上位平台向电池管理系统设置参数，且电池管理系统能够根据将实时监控的锂电池参数与所设置的参数进行判定，并能够在实时监控的参数不符合所设置参数的时候进行相应的动作。

基于此种构造，使得不同配置的锂电池能够采用相同的电池管理系统，并根据相应锂电池的配置进行参数调节即可，故而本实施例中的智能锂电池管理系统能够具备较佳的适应性。

通过本实施例中的智能锂电池管理系统，针对相同锂电池在不同使用环境中使用时，能够较佳地根据使用环境进行较佳地参数调节，故便于使用。

此外结合图2所示，本实施例中，无线通信单元包括移动通信模块，移动通信模块处设置天线和SIM卡。从而使得本实施例中的智能锂电池管理系统能够较佳地基于GMS系统与上位平台进行通信。其中，移动通信模块的型号能够为MC20CB-04-STD。

如图5所示，本实施例中电池管理芯片的型号能够为bq76930。

如图6所示，本实施例中，主控单元包括主控芯片，主控芯片包括单片机，单片机的型号能够为STM32F103RBT6。

本实施例中，移动通信模块与主控芯片间能够基于CAN通信芯片构建的通信总线进行通信，所有的电池管理芯片能够通过I2C通信总线与主控芯片进行通信。

本实施例中，每个电池管理芯片均通过均衡采样电路与一锂电池组连接，所有锂电池组依次串联构成锂电池，锂电池组包括多个依次串联连接的电芯；所有电池管理芯片均输出分别用于对放电MOS和充电MOS进行控制的控制信号，所有电池管理芯片输出的对应控制信号通过或门电路进行逻辑处理后对放电MOS或充电MOS进行控制；

均衡采样电路具有多个均衡采样单元，每个均衡采样单元均并联设于对应电芯处，均衡采样单元用于实现对应电芯的电压采集及均衡控制；锂电池的所述参数包括单独电芯的电芯电压，上位平台能够通过主控单元向电池管理芯片发送每个单独电芯的设定电芯电压，电池管理芯片能够在任一对应电芯电压超出设定电芯电压时控制对应均衡采样单元动作或输出用于控制充电MOS或放电MOS截止的控制信号。

本实施例中，通过设置均衡采样电路，能够较佳地对每片电芯的充放电电压进行采集，从而能够较佳地获取每个电芯的实时电压数据，且能够较佳通过上位平台对均衡参数及最大或最小电芯电压进行设定，进而能够较佳地在电芯电压达到相应设定参数时执行相应的动作。

本实施作为本发明的一个具体实施例，电池管理芯片具有2个，该2个电池管理芯片基于I2C通信总线协议与主控芯片进行通信。其中，每个电池管理芯片处均设置均衡采样电路；同时锂电池包括串联连接的两组锂电池组，每组锂电池组通过对应的均衡采样电路接入相应的电池管理芯片；并且每组锂电池组均包括串联连接的10个电芯，相应的每个均衡采样电路均包括10个均衡采样单元。

结合图4和5所示，均衡采样单元包括均衡MOS管，均衡MOS管的栅极与源极间并联设置均衡稳压管，均衡MOS管的源极形成用于接入对应电芯正极的电芯正接点，均衡MOS管的漏极与一均衡电阻串联后形成用于接入对应电芯负极的电芯负接点；电芯正接点与一电芯采样电阻串联后接入电池管理芯片的对应引脚处，电芯采样电阻用于实现对应电芯的电芯电压的采集；均衡MOS管的栅极与一分压电阻串联后接入所述对应引脚处，均衡MOS管用于接受电池管理芯片的控制实现开启或关闭；相邻均衡采样单元间设置隔离电容，电池管理芯片基于分时控制实现对电芯电压的采集以及均衡MOS管的控制。

为了对本实施例中的均衡采样单元进行说明，以第10电芯对应的均衡采样单元为例进行说明。其中，Q4A为均衡MOS管，D6为均衡稳压管，C10和C9分别构成电芯正接点和电芯负接点，R4为电芯采样电阻，R11为均衡电阻，R7为分压电阻，C1为隔离电容。该均衡采样单元在进行工作，电池管理芯片基于分时控制对其进行间隔的采样或控制信号输出；其中，通过电芯采样电阻R4能够对第10电芯的工作电压进行采集并发送给电池管理芯片，电池管理芯片在检测到第10电芯的工作电压达到均衡条件时则停止采样并产生控制信号，进而实现均衡MOS管Q4A的导通，从而能够较佳地实现主动均衡；同时，在电池管理芯片在检测到第10电芯的工作电压达到过压或欠压的条件时，则产生用于控制充电MOS或放电MOS截止或导通的信号。通过设置隔离电容能够较佳对采样的信号进行滤波处理。

本实施例中，均衡MOS管能够采用P沟道MOS管。

本实施例中，任一电池管理芯片处均设有温度采样电路，温度采样电路用于对对应锂电池组的温度进行采集；锂电池的所述参数包括温度，上位平台能够通过主控单元向电池管理芯片发送每个锂电池组的设定温度，电池管理芯片能够在任一对应锂电池组的温度超出设定温度时输出用于控制充电MOS或放电MOS截止的控制信号。从而能够较佳地实现温度参数的采集及设置。

结合图5所示，图5中的接线端子P5即为温度采样电路的接口。本实施例中，温度采样电路包括温度传感器。

基于本实施例的智能锂电池管理系统，本实施例还提供了一种通过平台调节参数的智能锂电池管理方法，其包括如下步骤：

步骤S1、通过上位平台设置锂电池参数的预设值并通过无线通信单元发送给电池管理系统处的主控单元，主控单元接收到锂电池参数的预设值后存储于寄存器处；

该步骤中，对应任一参数，锂电池参数的预设值均包括参数的预设阈值、参数的延时时间值以及参数的释放条件值；

步骤S2、电池管理系统处通过电池管理单元对锂电池参数的实时值进行检测并发送给主控单元；

步骤S3、主控单元将锂电池参数的实时值与锂电池参数的预设值进行比较，并在锂电池参数的实时值达到或超出锂电池参数的预设值时，向电池管理单元发送控制信号以实现对锂电池充放电回路通、断的控制以及均衡采样单元的通、断控制；

该步骤中，主控单元在参数的实时值达到或超出锂电池参数的预设值并持续的时间达到对应参数的延时时间值时，向电池管理单元发送控制信号以实现对锂电池充放电回路的断开控制；主控单元在达到参数的释放条件值时，向电池管理单元发送控制信号以实现对锂电池充放电回路的导通控制。

通过上述步骤S1-S3，能够较佳地实现对锂电池参数的预设值的设定，且通过将实时值与预设值的比较，能够较佳地根据实时值进行相应的动作，进而能够较佳地实现对锂电池的管理。

结合图7所示，本实施例的方法中，包括在上位平台处对基础参数的配置，其能够包括心跳配置、容量配置等。心跳配置包括运动心跳和存储心跳，其分别代表数据采样和存储的周期；容量配置包括锂电池的“标称容量”、“循环容量”、“自放电率”、“单体充满电压”、“单体截止电压”等参数。

结合图8所示，本实施例中：

步骤S1中，锂电池参数的预设值包括最大充电电流（即图8中的“充电过流”）、充电过流释放时间和充电过流延时时间；其中，参数的预设阈值包括最大充电电流，参数的延时时间值包括充电过流延时时间，参数的释放条件值包括充电过流释放时间；

步骤S2中，锂电池参数的实时值包括通过采样电阻采集的实时充电电流；

步骤S3具体包括如下步骤，

步骤S311，若实时充电电流不超过最大充电电流，则通过电池管理芯片控制充电MOS和放电MOS均保持导通状态，也即保持充放电回路正常运行；

步骤S312，若实时充电电流超过最大充电电流，则判断其持续时间是否超过充电过流延时时间，若未超过则电池管理芯片控制充电MOS和放电MOS均保持导通状态，若超过则主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS保持截止状态的指令，即控制充放电回路切断；

步骤S313，在充放电回路切断后，通过设于主控单元处的计时器进行计时，并在计时时间达到充电过流释放时间后，主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS保持导通状态的指令，并重复步骤S311和步骤S312。

基于上述，能够较佳地实现对锂电池的充电过程中的充电电流进行调节和控制。尤其是，通过引入充电过流延时时间的参数设定，使得在充电过程中不会因偶然的一次实时充电电流超过最大充电电流而对充放电回路进行切断，从而能够较佳地降低误判；通过引入充电过流释放时间的参数设定，使得在充电过程中，能够自动再次启动充电，从而便于使用。

结合图8所示，本实施例中：

步骤S1中，锂电池参数的预设值包括最大放电电流（即图8中的“放电过流”）、放电过流释放时间和放电过流延时时间；其中，参数的预设阈值包括最大放电电流，参数的延时时间值包括放电过流延时时间，参数的释放条件值包括放电过流释放时间；

步骤S2中，锂电池参数的实时值包括通过采样电阻采集的实时放电电流；

步骤S3具体包括如下步骤，

步骤S321，若实时放电电流不超过最大放电电流，则通过电池管理芯片控制充电MOS和放电MOS均保持导通状态，也即保持充放电回路正常运行；

步骤S322，若实时放电电流超过最大放电电流，则判断其持续时间是否超过放电过流延时时间，若未超过则电池管理芯片控制充电MOS和放电MOS均保持导通状态，若超过则主控单元向电池管理芯片发送控制放电MOS保持截止状态的指令，即控制充放电回路切断；

步骤S323，在充放电回路切断后，通过设于主控单元处的计时器进行计时，并在计时时间达到放电过流释放时间后，主控单元向电池管理芯片发送控制放电MOS保持导通状态的指令，并重复步骤S321和步骤S322。

基于上述，能够较佳地实现对锂电池的放电过程中的放电电流进行调节和控制。尤其是，通过引入放电过流延时时间的参数设定，使得在放电过程中不会因偶然的一次实时放电电流超过最大放电电流而对充放电回路进行切断，从而能够较佳地降低误判；通过引入放电过流释放时间的参数设定，使得在放电过程中，能够自动再次启动放电，从而便于使用。

结合图8所示，本实施例中：

步骤S1中，锂电池参数的预设值包括均衡电压（也即图8中的“开启电压”）、均衡精度、单体过压电压、单体过压释放电压 、单体过压延时时间、单体欠压电压、单体欠压释放电压、单体欠压延时时间、整组过压电压、整组过压释放电压、整组过压延时时间、整组欠压电压、整组欠压释放电压和整组欠压延时时间；其中，参数的预设阈值包括均衡电压、均衡精度、单体过压电压、单体欠压电压、整组过压电压和整组欠压电压，参数的延时时间值包括单体过压延时时间、单体欠压延时时间、整组过压延时时间和整组欠压延时时间，参数的释放条件值包括单体过压释放电压、单体欠压释放电压、整组过压释放电压和整组欠压释放电压；

步骤S2中，锂电池参数的实时值包括采用对应均衡采样单元所采集的所有单片电芯的实时电压；

步骤S3具体包括如下步骤，

步骤S331，若某单片电芯的实时电压达到均衡电压且其与相邻单片电芯的实时电压差值达到均衡精度，则主控单元向电池管理芯片发送控制对应的均衡采集单元动作的指令，直至不满足均衡条件；

步骤S332，主控单元对所有单片电芯的实时电压之和进行计算并作为锂电池组的实时电压，若某单片电芯的实时电压达到单体过压电压或锂电池组的实时电压达到整组过压电压，则判断其持续时间是否达到单体过压延时时间或整组过压延时时间，若未达到则继续进行检测，若达到则主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS截止的指令（也即控制充放电回路切断），直至所有单片电芯的实时电压达到单体过压释放电压以及锂电池组的电压达到整组过压释放电压后控制充电MOS导通并继续检测；

步骤S333，主控单元对所有单片电芯的实时电压之和进行计算并作为锂电池组的实时电压，若某单片电芯的实时电压达到单体欠压电压或锂电池组的实时电压达到整组欠压电压，则判断其持续时间是否达到单体欠压延时时间或整组欠压延时时间，若未达到则继续进行检测，若达到则控制放电MOS截止（也即控制充放电回路切断），直至所有单片电芯的电压达到单体欠压释放电压以及锂电池组的电压达到整组欠压释放电压后控制放电MOS导通并继续检测。

基于上述，能够较佳地实现在充电及放电过程中对锂电池的单个电芯的均衡电压及工作电压的调节和控制。其中，通过设置均衡电压和均衡精度的参数预设值，能够较佳地仅在某一单片电芯的电压达到设定阈值才对其进行均衡，且能够将不同单片电芯的电压差值控制在均衡精度之内，故而能够在对其进行较佳均衡的同时也不会因均衡电路的频繁启动而导致的诸如能耗提高、发热量增加等问题。其中，通过设置单体过压延时时间、单体欠压延时时间、整组过压延时时间和整组欠压延时时间，能够较佳地避免误启动；通过设置单体过压释放电压、单体欠压释放电压、整组过压释放电压和整组欠压释放电压，能够较佳地在电压达到设定范围内时，实现充放电回路的自动启动。

值得一提的是，本实施例中所涉及的参数设置中：“单体过压电压”表示的为上限值，超过上限值则过压，未超过则正常；“单体欠压电压”表示的为下限值，低于下限值则欠压，未超过则正常；“整组过压电压”和“整组欠压电压”同理。此外，对于均衡过程中的“开启电压”，在充电阶段则表示高于该电压后才进行均衡，在放电阶段则表示低于该电压后才进行均衡。

结合图8所示，本实施例中：

步骤S1中，锂电池参数的预设值包括充电高温温度、充电高温释放温度、充电高温延时时间、充电低温温度、充电低温释放温度、充电低温延时时间、放电高温温度、放电高温释放温度、放电高温延时时间、放电低温温度、放电低温释放温度和放电低温延时时间；其中，参数的预设阈值包括充电高温温度、充电低温温度、放电高温温度和放电低温温度，参数的延时时间值包括充电高温延时时间、充电低温延时时间、放电高温延时时间和放电低温延时时间，参数的释放条件值包括充电高温释放温度、充电低温释放温度、放电高温释放温度和放电低温释放温度；

步骤S2中，锂电池参数的实时值包括采用温度采样电路采集的实时工作温度；

步骤S3具体包括如下步骤，

步骤S341，若任一锂电池组的实时工作温度达到充电高温温度或充电低温温度，则判断其持续时间是否达到充电高温延时时间或充电低温延时时间，若未达到则继续进行检测，若达到则主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS截止的信号（也即控制充放电回路切断），直至锂电池组的工作温度达到充电高温释放温度和充电低温释放温度后主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS导通的指令并继续检测；

步骤S342，若锂电池组的工作温度达到放电高温温度或放电低温温度，则判断其持续时间是否达到放电高温延时时间或放电低温延时时间，若未达到则继续进行检测，若达到则主控单元向电池管理芯片发送控制放电MOS截止的指令（也即控制充放电回路切断），直至所有锂电池组的工作温度达到放电高温温度和放电低温温度后主控单元向电池管理芯片发送控制充放电MOS的指令并继续检测。

基于上述，能够较佳地实现对锂电池的工作温度的调节和控制。其中，通过设置充电高温延时时间、充电低温延时时间、放电高温延时时间和放电低温延时时间，能够较佳地降低误判；通过设置充电高温释放温度、充电低温释放温度、放电高温释放温度和放电低温释放温度，能够较佳地实现在工作温度达到正常值时，充放电回路能够自动启动。

值得一提的是，本实施例中所涉及的参数设置中：“高温”表示上限值，“低温”表示下限值，处于“低温”与“高温”之间则正常。

本实施例中，以一个具体的参数写入流程进行示意，如在将数据“-300”写入地址为4的寄存器中时，

上位平台发送的数据为：02 06 00 04 FE D4 88 07；

电池管理系统的应答数据为：02 06 00 04 FE D4 88 07。

上述数据中，“02”表示电池管理系统的地址为“02”；“06”表示进行的操作为功能码“06”表示的功能，也即数据写入单个寄存器；“00 04”表示寄存器的地址为“0004”，其中能够先发送高位字节“00”后发送低位字节“04”；“FE D4”表示写入寄存器的数据为“-300”，其中“-300”的补码为“FED4”，能够先发送高位字节“FE”后发送低位字节“D4”；“88 07”表示数据“02 06 00 04 FE D4”的CRC校验码。

本实施例中，上位平台与电池管理系统之间能够基于十六进制的数据进行交互，上位平台在接收数据时，能够将模拟量数据转换为十进制数据、将开关量数据转换为二进制数据，进而进行显示；电池管理系统在发送数据时，能够将数据转换为十六进制数据进行发送。

此外基于本实施例的智能锂电池管理系统，本实施例还提供了一种锂电池，其具有本实施例中的智能锂电池管理系统，并能够基于本实施例中的智能锂电池管理方法进行参数设置和控制。通过在锂电池处设置电池管理系统能够较佳地实现对锂电池的远程参数监控和设置。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.通过平台调节参数的智能锂电池管理方法，其包括如下步骤：

步骤S1、通过上位平台设置锂电池参数的预设值并通过无线通信单元发送给电池管理系统处的主控单元，主控单元接收到锂电池参数的预设值后存储于寄存器处；

该步骤中，对应任一参数，锂电池参数的预设值均包括参数的预设阈值、参数的延时时间值以及参数的释放条件值；

步骤S2、电池管理系统处通过电池管理单元对锂电池参数的实时值进行检测并发送给主控单元；

步骤S3、主控单元将锂电池参数的实时值与锂电池参数的预设值进行比较，并在锂电池参数的实时值达到或超出锂电池参数的预设值时，向电池管理单元发送控制信号以实现对锂电池充放电回路通、断的控制以及均衡采样单元的通、断控制；

该步骤中，主控单元在参数的实时值达到或超出锂电池参数的预设值并持续的时间达到对应参数的延时时间值时，向电池管理单元发送控制信号以实现对锂电池充放电回路的断开控制；主控单元在达到参数的释放条件值时，向电池管理单元发送控制信号以实现对锂电池充放电回路的导通控制。

2.根据权利要求1所述的通过平台调节参数的智能锂电池管理方法，其特征在于：

步骤S1中，锂电池参数的预设值包括最大充电电流、充电过流释放时间和充电过流延时时间；

其中，参数的预设阈值包括最大充电电流，参数的延时时间值包括充电过流延时时间，参数的释放条件值包括充电过流释放时间；

步骤S2中，锂电池参数的实时值包括通过采样电阻采集的实时充电电流；

步骤S3具体包括如下步骤，

步骤S311，若实时充电电流不超过最大充电电流，则通过电池管理芯片控制充电MOS和放电MOS均保持导通状态，也即保持充放电回路正常运行；

步骤S312，若实时充电电流超过最大充电电流，则判断其持续时间是否超过充电过流延时时间，若未超过则电池管理芯片控制充电MOS和放电MOS均保持导通状态，若超过则主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS保持截止状态的指令，即控制充放电回路切断；

步骤S313，在充放电回路切断后，通过设于主控单元处的计时器进行计时，并在计时时间达到充电过流释放时间后，主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS保持导通状态的指令，并重复步骤S311和步骤S312。

3.根据权利要求1所述的通过平台调节参数的智能锂电池管理方法，其特征在于：

步骤S1中，锂电池参数的预设值包括最大放电电流、放电过流释放时间和放电过流延时时间；

其中，参数的预设阈值包括最大放电电流，参数的延时时间值包括放电过流延时时间，参数的释放条件值包括放电过流释放时间；

步骤S2中，锂电池参数的实时值包括通过采样电阻采集的实时放电电流；

步骤S3具体包括如下步骤，

步骤S321，若实时放电电流不超过最大放电电流，则通过电池管理芯片控制充电MOS和放电MOS均保持导通状态，也即保持充放电回路正常运行；

步骤S322，若实时放电电流超过最大放电电流，则判断其持续时间是否超过放电过流延时时间，若未超过则电池管理芯片控制充电MOS和放电MOS均保持导通状态，若超过则主控单元向电池管理芯片发送控制放电MOS保持截止状态的指令，即控制充放电回路切断；

步骤S323，在充放电回路切断后，通过设于主控单元处的计时器进行计时，并在计时时间达到放电过流释放时间后，主控单元向电池管理芯片发送控制放电MOS保持导通状态的指令，并重复步骤S321和步骤S322。

4.根据权利要求1所述的通过平台调节参数的智能锂电池管理方法，其特征在于：

步骤S1中，锂电池参数的预设值包括均衡电压、均衡精度、单体过压电压、单体过压释放电压、单体过压延时时间、单体欠压电压、单体欠压释放电压、单体欠压延时时间、整组过压电压、整组过压释放电压、整组过压延时时间、整组欠压电压、整组欠压释放电压和整组欠压延时时间；

其中，参数的预设阈值包括均衡电压、均衡精度、单体过压电压、单体欠压电压、整组过压电压和整组欠压电压，参数的延时时间值包括单体过压延时时间、单体欠压延时时间、整组过压延时时间和整组欠压延时时间，参数的释放条件值包括单体过压释放电压、单体欠压释放电压、整组过压释放电压和整组欠压释放电压；

步骤S2中，锂电池参数的实时值包括采用对应均衡采样单元所采集的所有单片电芯的实时电压；

步骤S3具体包括如下步骤，

步骤S331，若某单片电芯的实时电压达到均衡电压且其与相邻单片电芯的实时电压差值达到均衡精度，则主控单元向电池管理芯片发送控制对应的均衡采集单元动作的指令，直至不满足均衡条件；

步骤S332，主控单元对所有单片电芯的实时电压之和进行计算并作为锂电池组的实时电压，若某单片电芯的实时电压达到单体过压电压或锂电池组的实时电压达到整组过压电压，则判断其持续时间是否达到单体过压延时时间或整组过压延时时间，若未达到则继续进行检测，若达到则主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS截止的指令，直至所有单片电芯的实时电压达到单体过压释放电压以及锂电池组的电压达到整组过压释放电压后控制充电MOS导通并继续检测；

步骤S333，主控单元对所有单片电芯的实时电压之和进行计算并作为锂电池组的实时电压，若某单片电芯的实时电压达到单体欠压电压或锂电池组的实时电压达到整组欠压电压，则判断其持续时间是否达到单体欠压延时时间或整组欠压延时时间，若未达到则继续进行检测，若达到则控制放电MOS截止，直至所有单片电芯的电压达到单体欠压释放电压以及锂电池组的电压达到整组欠压释放电压后控制放电MOS导通并继续检测。

5.根据权利要求1所述的通过平台调节参数的智能锂电池管理方法，其特征在于：

步骤S1中，锂电池参数的预设值包括充电高温温度、充电高温释放温度、充电高温延时时间、充电低温温度、充电低温释放温度、充电低温延时时间、放电高温温度、放电高温释放温度、放电高温延时时间、放电低温温度、放电低温释放温度和放电低温延时时间；

其中，参数的预设阈值包括充电高温温度、充电低温温度、放电高温温度和放电低温温度，参数的延时时间值包括充电高温延时时间、充电低温延时时间、放电高温延时时间和放电低温延时时间，参数的释放条件值包括充电高温释放温度、充电低温释放温度、放电高温释放温度和放电低温释放温度；

步骤S2中，锂电池参数的实时值包括采用温度采样电路采集的实时工作温度；

步骤S3具体包括如下步骤，

步骤S341，若锂电池组的实时工作温度达到充电高温温度或充电低温温度，则判断其持续时间是否达到充电高温延时时间或充电低温延时时间，若未达到则继续进行检测，若达到则主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS截止的信号，直至锂电池组的工作温度达到充电高温释放温度和充电低温释放温度后主控单元向电池管理芯片发送控制充电MOS导通的指令并继续检测；

步骤S342，若锂电池组的工作温度达到放电高温温度或放电低温温度，则判断其持续时间是否达到放电高温延时时间或放电低温延时时间，若未达到则继续进行检测，若达到则主控单元向电池管理芯片发送控制放电MOS截止的指令，直至所有锂电池组的工作温度达到放电高温温度和放电低温温度后主控单元向电池管理芯片发送控制充放电MOS的指令并继续检测。

6.通过平台调节参数的智能锂电池管理系统，其用于实现权利要求1-5中任一所述的通过平台调节参数的智能锂电池管理方法；其包括用于设于锂电池处的电池管理系统，电池管理系统包括充放电回路、电池管理单元和主控单元；充放电回路用于实现锂电池与电源或负载的电连接，电池管理单元和主控单元通过充放电回路取电；充放电回路处设串联连接的采样电阻、放电MOS和充电MOS，采样电阻用于对充电电流或放电放流进行采集，放电MOS和充电MOS用于实现充放电回路的通、断控制；电池管理单元包括电池管理芯片，锂电池具有多个依次串联连接的电芯，电池管理芯片通过均衡采样电路与锂电池进行连接，均衡采样电路具有与电芯一一对应设置的多个均衡采样单元，相应的均衡采样单元用于对对应电芯的电芯电压进行采集及均衡控制；电池管理芯片处还设温度采样电路，温度采样电路用于对锂电池的工作温度进行采集；电池管理单元用于采集锂电池参数的实时值并发送给主控单元，锂电池参数包括充电电流、放电放流、电芯电压和工作温度；

其特征在于：

还包括上位平台，电池管理系统处设置无线通信单元；主控单元具有用于存储锂电池参数预设值的寄存器，上位平台通过无线通信单元向主控单元发送锂电池参数预设值；主控单元能够将锂电池参数的实时值与锂电池参数的预设值进行比较，并在锂电池参数的实时值达到或超出锂电池参数的预设值时，向电池管理单元发送控制信号以实现对锂电池充放电回路通、断的控制以及均衡采样单元的通、断控制。

7.锂电池，其特征在于：包括权利要求6中所述的智能锂电池管理系统。

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