CN114084044A - 用于锂电池组保护板休眠及唤醒的控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种用于锂电池组保护板休眠及唤醒的控制方法及系统，属于锂电池的维护技术领域。通过本发明实施例提供的技术方案，本发明提供的用于锂电池保护板休眠及唤醒的控制方法及系统通过将锂电池的四个状态分为激活模式、待机模式、第一休眠模式以及第二休眠模式，并且针对各个模式下的锂电池组的工况采用不同的转换条件来完成模式的转换，使得BMS在控制锂电池组时能够准确地控制锂电池组的充放电。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池的维护技术领域，具体地涉及一种用于锂电池组保护板休眠及唤醒的控制方法及系统。
背景技术
当前锂电池电动单车使用越来越广泛，作为电动单车的能量管理保护板需要根据当前电动单车的状态进行对电动单车进行休眠唤醒进行管理；从而实现电池包电量的有效利用，保证电池包的安全，避免电池包过放，过充。
现有技术中常用的锂电池保护板的休眠唤醒只有休眠和唤醒两种状态，仅仅是将待机状态、故障状态、低电量等状态归类为休眠的一种状态。这种宽泛的分类不能很精细的管理锂电池能量，导致BMS无法及时获悉每个锂电池组的精确状态，从而在管理锂电池组放电的过程中，无法实现预期的放电效果。举例来说，当锂电池组出现故障状态时，无法直接进入唤醒模式进行放电。由于常规的锂电池保护板将故障状态和休眠状态均归属为休眠状态，此时如果直接控制锂电池组进行放电，显然达到预期的放电效果。再例如当锂电池组处于低电量状态时，需要进入深度休眠。如果按照常规的方法将低电量也归结为休眠状态，显然也是无法达到控制的预期效果的。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种用于锂电池组保护板休眠及唤醒的控制方法及系统，该控制方法及系统能够保障锂电池组稳定工作。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于锂电池组保护板休眠及唤醒的控制方法，包括：
确定锂电池组当前的模式；
在所述锂电池组当前处于用于表示所述锂电池能够向外供电的激活模式的情况下，判断当前的锂电池组是否出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者；
在判断所述锂电池组出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者的情况下，控制所述锂电池组进入用于表示所述锂电池自我静置的待机模式；
在所述锂电池组处于待机模式的情况下，获取所述锂电池组当前的SOC值；
判断所述SOC值是否小于或等于第一预设值；
在判断所述SOC值小于或等于第一预设值的情况下，控制所述锂电池组进入用于表示所述锂电池需要过放保护的第一休眠模式；
在所述锂电池组处于第一休眠模式的情况下，获取所述锂电池组的单体电芯电压；
判断所述单体电芯电压是否小于最低放电电压；
在判断所述单体电芯电压小于所述最低放电电压的情况下，控制所述锂电池组进入用于表示所述锂电池需要深度休眠的第二休眠模式；
在所述锂电池组处于第二休眠模式的情况下，获取所述锂电池组的唤醒源状态；
判断所述唤醒源状态是否为连接状态；
在判断所述唤醒源状态为连接状态的情况下，控制所述锂电池组进入待机模式；
在所述锂电池组处于待机模式的情况下，判断所述SOC值是否大于第二预设值；
在判断所述SOC值大于第二预设值的情况下，判断所述锂电池组是否出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者；
在判断所述锂电池组未出现过压状态、过流状态、温度异常状态的任一者的情况下，控制所述锂电池组进入激活模式。
可选地，所述方法进一步包括：
在所述锂电池组处于激活模式的情况下，获取所述唤醒源状态；
判断所述唤醒源状态是否为断开状态；
在判断所述唤醒源状态为断开状态的情况下，控制所述锂电池组进入待机模式。
可选地，所述方法进一步包括：
在所述锂电池组处于第一休眠模式的情况下，判断所述SOC值是否大于第二预设值；
在判断所述SOC值大于第二预设值的情况下，控制所述锂电池组进入待机模式。
可选地，所述方法进一步包括：
在所述锂电池组处于激活模式的情况下，控制所述锂电池组的静态放电电流至小于或等于8毫安；
在所述锂电池组处于待机模式的情况下，控制所述锂电池组的静态放电电流至小于或等于500微安；
在所述锂电池组处于第一休眠模式的情况下，控制所述锂电池组的静态放电电流至小于或等于300微安；
在所述锂电池组处于第二休眠模式的情况下，控制所述锂电池组的静态放电电流至小于或等于40微安。
可选地，所述在判断所述锂电池组出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者的情况下，控制所述锂电池组进入待机模式包括：
在判断所述锂电池组出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者的情况下，确定所述锂电池组出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者的持续时间；
判断所述持续时间是否大于或等于1分钟；
在判断所述持续时间大于或等于1分钟的情况下，控制所述锂电组进入待机模式。
另一方面，本发明还提供一种用于锂电池保护板休眠及唤醒的控制系统，所述控制系统包括控制器，所述控制器与所述锂电池组的锂电池保护板连接，用于执行如上述任一所述的控制方法。
再一方面，本发明还提供一种锂电池组保护板，所述锂电池保护板包括如上述所述的控制系统及锂电池保护板本体。
再一方面，本发明还提供一种锂电池组，所述锂电池组包括锂电池组本体和如上述所述的锂电池保护板。
再一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有指令，所述指令用于被机器读取以使得所述机器执行如上述任一所述的控制方法。
通过上述技术方案，本发明提供的用于锂电池保护板休眠及唤醒的控制方法及系统通过将锂电池的四个状态分为激活模式、待机模式、第一休眠模式以及第二休眠模式，并且针对各个模式下的锂电池组的工况采用不同的转换条件来完成模式的转换，使得BMS在控制锂电池组时能够准确地控制锂电池组的充放电。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一个实施方式的锂电池组从激活模式切换至待机模式的方法的流程图；
图2是根据本发明的一个实施方式的锂电池组从待机模式切换至激活模式的方法的流程图；
图3是根据本发明的一个实施方式的锂电池组从待机模式切换至第一休眠模式的方法的流程图；
图4是根据本发明的一个实施方式的锂电池组从第一休眠模式切换至待机模式的方法的流程图；
图5是根据本发明的一个实施方式的锂电池组从第一休眠模式切换至第二休眠模式的方法的流程图；
图6是根据本发明的一个实施方式的锂电池组从第二休眠模式切换至待机模式的方法的部分流程图；
图7是根据本发明的一个实施方式的用于锂电池组保护板休眠及唤醒的控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
现有技术中常用的锂电池保护板的休眠唤醒只有休眠和唤醒两种状态，仅仅是将待机状态、故障状态、低电量等状态归类为休眠的一种状态。这种宽泛的分类不能很精细的管理锂电池能量，导致BMS无法及时获悉每个锂电池组的精确状态，从而在管理锂电池组放电的过程中，无法实现预期的放电效果。举例来说，当锂电池组出现故障状态时，无法直接进入唤醒模式进行放电。由于常规的锂电池保护板将故障状态和休眠状态均归属为休眠状态，此时如果直接控制锂电池组进行放电，显然达到预期的放电效果。再例如当锂电池组处于低电量状态时，需要进入深度休眠。如果按照常规的方法将低电量也归结为休眠状态，显然也是无法达到控制的预期效果。因此，本发明提供一种用于锂电池组休眠及唤醒的控制方法。在该控制方法中，发明人将锂电池组的唤醒及休眠状态进一步分为激活模式、待机模式、第一休眠模式以及第二休眠模式。其中，激活模式可以用于表示该锂电池组向外供电的状态，在该激活模式下，该锂电池组的静态电流可以控制为小于等于8毫安。待机模式可以用于表示该锂电池组处于随时向外放电的状态，在该待机模式下，该锂电池组的静态电流可以控制为小于或等于500微安。第一休眠模式可以用于表示该锂电池组需要进入过放保护的状态，在该第一休眠模式下，该锂电池组的静态电流可以控制为小于或等于300微安。在锂电池组处于第一休眠模式时，如果只是锂电池组因为短时间内放电过多而导致的过放保护，那么随着自然静置，锂电池组的SOC值可能会逐渐恢复至一定的水平，从而能够自动切换回待机模式。而如果锂电池组是因为完全放电而导致的过放保护，则需要切换至第二休眠模式。第二休眠模式可以用于表示该锂电池组处于过放保护后的深度休眠状态，在该第二休眠模式下，该锂电池组的静态电流可以用于控制为小于或等于40微安。
如图1所示是根据本发明的一个实施方式的锂电池组从激活模式向待机模式切换的方法的流程图。在该图1中，该方法可以包括：
在步骤S10中，在当前的锂电池组处于激活模式的情况下，判断当前的锂电池组是否出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者；在判断当前的锂电池组出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者的情况下，此时说明该锂电池组已经不能够继续对外放电，因此需要进入待机模式；
在步骤S11中，在当前的锂电池组处于激活模式的情况下，判断当前的锂电池组硬线唤醒源的状态是否为断开状态；在判断当前的硬线唤醒源的状态为断开状态的情况下，此时说明该锂电池组不需要继续执行激活模式以对外放电，因此可以进入待机模式。
在步骤S12中，在当前的锂电池组处于激活模式的情况下，判断当前的锂电池组的SOC值是否小于或等于第一预设值；在判断当前的锂电池组的SOC值小于或等于第一预设值的情况下，此时说明该锂电池组的SOC值过低，无法继续对外放电，因此需要从激活模式切换到待机模式。
在步骤S13中，在当前的锂电池组处于激活模式的情况下，获取唤醒源状态，并判断该唤醒源状态是否为断开状态；在判断唤醒源状态为断开状态的情况下，控制该锂电池组进入待机模式。唤醒源在锂电池组工作时常表现为硬线接口的接入状态。当硬线接口的接入状态为连接时，唤醒源状态表现为连接状态，反之，则表现为断开状态。当唤醒源状态表现为断开状态时，此时说明该锂电池组不需要继续对外放电，因此可以从激活模式切换到待机模式。
如图2所示是根据本发明的一个实施方式的锂电池组从待机模式向激活模式切换的方法的流程图。在该图2中，该方法可以包括：
在步骤S20中，判断锂电池组是否出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者；
在步骤S21中，在判断锂电池组未出现过压状态、过流状态、温度异常状态的任一者的情况下，判断唤醒源状态是否为连接状态；
在步骤S22中，在判断唤醒源状态为连接状态的情况下，判断该锂电池组的SOC值是否大于第二预设值；在判断该锂电池组的SOC值大于第二预设值的情况下，将该锂电池组切换至激活模式。
如图3所示是根据本发明的一个实施方式的锂电池组从待机模式向第一休眠模式切换的方法的流程图。在该图3中，该方法可以包括：
在步骤S30中，在该锂电池组处于待机模式的情况下，判断该锂电池组的SOC值是否小于或等于第一预设值。在判断该锂电池组的SOC值小于或等于第一预设值的情况下，控制该锂电池组切换至第一休眠模式。在该步骤S30中判断锂电池组的SOC值小于或等于第一预设值的情况下，此时说明该锂电池组已经不能够对外放电，需要进行短暂的过放保护。因此，可以控制该锂电池组切换至第一休眠模式。至于该第一预设值的具体数值，针对不同规格的电池组，该具体数值也可以不同。在本发明的一个优选示例中，该第一预设值可以是5％。
如图4所示是根据本发明的一个实施方式的锂电池组从第一休眠模式向待机模式切换的方法的流程图。在该图4中，该方法可以包括：
在步骤S40中，在该锂电池组处于第一休眠模式的情况下，判断该锂电池组的SOC是否大于第二预设值；在判断该锂电池组的SOC大于第二预设值的情况下，控制锂电池组切换至待机模式。在该步骤S40中判断该锂电池组的SOC大于第二预设值的情况下，如果此时说明该锂电池组的电量足够继续对外供电，因此可以切换回待机模式。
如图5所示是根据本发明的一个实施方式的锂电池组从第一休眠模式向第二休眠模式的方法的流程图。在该图5中，该方法可以包括：
在步骤S50中，在该锂电池组处于第一休眠模式的情况下，获取该锂电池组的端电压，并判断该锂电池组的端电压是否小于或等于预设的最低放电电压；在判断该锂电池组的端电压小于或等于预设的最低放电电压的情况下，控制该锂电池组进入第二休眠状态。在该步骤S50中判断端电压小于或等于最低放电电压的情况下，此时说明该锂电池组已经无法直接通过静置的方式来短时间内回到待机模式，因此需要进入第二休眠模式以进行深度休眠。
如图6所示是根据本发明的一个实施方式的锂电池组从第二休眠模式向待机模式的方法的流程图。在该图6中，该方法可以包括：
在步骤S60中，在该锂电池组处于第二休眠模式的情况下，获取该锂电池组的唤醒源状态；在该唤醒源状态为连接状态的情况下，控制该锂电池组从第二休眠模式切换至待机模式以便于对该锂电池组进行充电。
在本发明的一个实施方式中，考虑到锂电池组在工作过程中可能由于负载设备本身的反向放电导致瞬间的过压状态、过流状态或温度异常状态。因此，在判断锂电池组是否出现过压状态、过流状态以及温度异常状态时，可是进一步确定对应的异常状态的持续时间。如果该持续时间超过一预设的时间长度，则表示确定出现了该异常状态；反之，如果该持续时间未超过该时间长度，那么则表示该异常状态仅为瞬时，不需要执行模式的切换操作。其中，该时间长度可以是根据锂电池组的实际工作状态来确定，例如1分钟等。
基于该如图1至6所示的方法，本发明的提供的用于锂电池组休眠及唤醒的控制方法的具体流程也可以表示为如图7所示的步骤。在该图7中，该控制方法可以包括：
在步骤S70中，确定锂电池组当前的模式；
在步骤S71中，在锂电池组当前处于用于表示锂电池能够向外供电的激活模式的情况下，判断当前的锂电池组是否出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者；
在步骤S72中，在判断锂电池组出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者的情况下，控制锂电池组进入用于表示锂电池自我静置的待机模式；
在步骤S73中，在锂电池组处于待机模式的情况下，获取锂电池组当前的SOC值；
在步骤S74中，判断SOC值是否小于或等于第一预设值；
在步骤S75中，在判断SOC值小于或等于第一预设值的情况下，控制锂电池组进入用于表示锂电池需要过放保护的第一休眠模式；
在步骤S76中，在锂电池组处于第一休眠模式的情况下，获取锂电池组的单体电芯电压；
在步骤S77中，判断单体电芯电压是否小于最低放电电压；
在步骤S78中，在判断单体电芯电压小于最低放电电压的情况下，控制锂电池组进入用于表示锂电池需要深度休眠的第二休眠模式；
在步骤S79中，在锂电池组处于第二休眠模式的情况下，获取锂电池组的唤醒源状态；
在步骤S80中，判断唤醒源状态是否为连接状态；
在步骤S81中，在判断唤醒源状态为连接状态的情况下，控制锂电池组进入待机模式；
在步骤S82中，在锂电池组处于待机模式的情况下，判断SOC值是否大于第二预设值；
在步骤S83中，在判断SOC值大于第二预设值的情况下，判断锂电池组是否出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者；
在步骤S84中，在判断锂电池组未出现过压状态、过流状态、温度异常状态的任一者的情况下，控制锂电池组进入激活模式。
另外，在锂电池组处于第一休眠模式的情况下，可以进一步判断SOC值是否大于第二预设值；在判断SOC值大于第二预设值的情况下，控制锂电池组进入待机模式。
在该实施方式中，在判断锂电池组出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者的情况下，控制锂电池组进入待机模式的步骤可以是在判断锂电池组出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者的情况下，确定锂电池组出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者的持续时间；判断持续时间是否大于或等于1分钟；在判断持续时间大于或等于1分钟的情况下，控制锂电组进入待机模式。
另一方面，本发明还提供一种用于锂电池保护板休眠及唤醒的控制系统，所述控制系统包括控制器，所述控制器与所述锂电池组的锂电池保护板连接，用于执行如上述任一所述的控制方法。
再一方面，本发明还提供一种锂电池组保护板，所述锂电池保护板包括如上述所述的控制系统及锂电池保护板本体。
再一方面，本发明还提供一种锂电池组，所述锂电池组包括锂电池组本体和如上述所述的锂电池保护板。
再一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有指令，所述指令用于被机器读取以使得所述机器执行如上述任一所述的控制方法。
通过上述技术方案，本发明提供的用于锂电池保护板休眠及唤醒的控制方法及系统通过将锂电池的四个状态分为激活模式、待机模式、第一休眠模式以及第二休眠模式，并且针对各个模式下的锂电池组的工况采用不同的转换条件来完成模式的转换，使得BMS在控制锂电池组时能够准确地控制锂电池组的充放电。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种用于锂电池保护板休眠及唤醒的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
确定锂电池组当前的模式；
在所述锂电池组当前处于用于表示所述锂电池向外供电的激活模式的情况下，判断当前的锂电池组是否出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者；
在判断所述锂电池组出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者的情况下，控制所述锂电池组进入用于表示所述锂电池能够向外供电的待机模式；
在所述锂电池组处于待机模式的情况下，获取所述锂电池组当前的SOC值；
判断所述SOC值是否小于或等于第一预设值；
在判断所述SOC值小于或等于第一预设值的情况下，控制所述锂电池组进入用于表示所述锂电池组需要过放保护的第一休眠模式；
在所述锂电池组处于第一休眠模式的情况下，获取所述锂电池组的单体电芯电压；
判断所述单体电芯电压是否小于最低放电电压；
在判断所述单体电芯电压小于所述最低放电电压的情况下，控制所述锂电池组进入用于表示所述锂电池需要深度休眠的第二休眠模式；
在所述锂电池组处于第二休眠模式的情况下，获取所述锂电池组的唤醒源状态；
判断所述唤醒源状态是否为连接状态；
在判断所述唤醒源状态为连接状态的情况下，控制所述锂电池组进入待机模式；
在所述锂电池组处于待机模式的情况下，判断所述SOC值是否大于第二预设值；
在判断所述SOC值大于第二预设值的情况下，判断所述锂电池组是否出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者；
在判断所述锂电池组未出现过压状态、过流状态、温度异常状态的任一者的情况下，控制所述锂电池组进入激活模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
在所述锂电池组处于激活模式的情况下，获取所述唤醒源状态；
判断所述唤醒源状态是否为断开状态；
在判断所述唤醒源状态为断开状态的情况下，控制所述锂电池组进入待机模式。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
在所述锂电池组处于第一休眠模式的情况下，判断所述SOC值是否大于第二预设值；
在判断所述SOC值大于第二预设值的情况下，控制所述锂电池组进入待机模式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
在所述锂电池组处于激活模式的情况下，控制所述锂电池组的静态放电电流至小于或等于8毫安；
在所述锂电池组处于待机模式的情况下，控制所述锂电池组的静态放电电流至小于或等于500微安；
在所述锂电池组处于第一休眠模式的情况下，控制所述锂电池组的静态放电电流至小于或等于300微安；
在所述锂电池组处于第二休眠模式的情况下，控制所述锂电池组的静态放电电流至小于或等于40微安。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在判断所述锂电池组出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者的情况下，控制所述锂电池组进入待机模式包括：
在判断所述锂电池组出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者的情况下，确定所述锂电池组出现过压状态、过流状态、温度异常状态的至少一者的持续时间；
判断所述持续时间是否大于或等于1分钟；
在判断所述持续时间大于或等于1分钟的情况下，控制所述锂电组进入待机模式。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设值为5％，所述第二预设值为10％。
7.一种用于锂电池保护板休眠及唤醒的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括控制器，所述控制器与所述锂电池组的锂电池保护板连接，用于执行如权利要求1至6任一所述的控制方法。
8.一种锂电池组保护板，其特征在于，所述锂电池保护板包括如权利要求6所述的控制系统及锂电池保护板本体。
9.一种锂电池组，其特征在于，所述锂电池组包括锂电池组本体和如权利要求8所述的锂电池保护板。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有指令，所述指令用于被机器读取以使得所述机器执行如权利要求1至6任一所述的控制方法。
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