CN114583781B - 基于电池运行控制的电池充放电保护方法及电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池保护技术领域，用于解决现有的电池充放电系统没有设置相关的预警功能，也不能对电池运行时的温度参数进行监控，导致现有的电池充放电系统存在较大的安全隐患，而且测试出的剩余电量以及剩余使用时间不够准确的问题，具体涉及基于电池运行控制的电池充放电保护方法及电池管理系统，包括数据采集模块、处理器、充电保护模块、放电保护模块、显示模块以及智能调节模块，通过数据采集模块采集电池的实时电压、充电电流、放电电流以及温度参数，通过智能调节模块计算得到调试容量，避免了电池充放电过程中由于过充电、过放电以及温度异常造成安全隐患，而且能够准确直观的给予使用者展示准确的剩余电量以及剩余使用时间。

Description

基于电池运行控制的电池充放电保护方法及电池管理系统

技术领域

本发明涉及电池保护技术领域，具体涉及基于电池运行控制的电池充放电保护方法及电池管理系统。

背景技术

采用电池作为电源或备用电源的电子产品越来越多，锂离子电池有较高的能量密度、较高的电池电压、自放电少、周期寿命较长、环保等很多优点，广泛应用于各种电子产品中，电池在使用过程中，经过充电过程和放电过程，当电池放电过度或充电过度时，会严重的损害电池本身，影响电池的容量和寿命，甚至影响整个电子产品的可靠性和安全性，因此，需要对电池进行充电保护和放电保护。过充电：锂离子电池过充时，电池电压随极化增大而迅速上升，会引起正极活性物质结构的不可逆变化及电解液的分解，产生大量气体，放出大量的热，使电池温度和内压急剧增加，存在爆炸、燃烧等隐患。过放电：电池放完内部储存的电量，电压到达一定值后，继续放电就会造成过放电，电池过放电可能会给电池带来灾难性的后果，特别是大电流过放，或反复过放对电池影响更大.一般而言，过放电全使电池内压升高，正负极活性物质可逆性受到破坏，电解液分解，负极锂沉积，电阻增大。

为了让电池能够更好地实现充放电过程，现有的电池都会结合电池充放电系统配套使用，电池充放电系统用于管理和监控电池，让电池更好地完成充放电过程中。但对于现有的电池充放电系统，当电池在充放电过程出现故障时，并没有设置相关的预警功能，导致现有的电池充放电系统存在较大的安全隐患，安全性并不高，此外，现有的电池充放电系统，不能对电池运行时的温度参数进行监控，存在温度过高导致电池出现安全隐患，而且电池循环多次充放电使用后，其所能储存的电量会随时间的推移而缓步下降，因此，导致测试出的剩余电量以及剩余使用时间不够准确，导致电池电量耗尽而未出现提示，进而影响实际使用效果。

现有的预警显示存在报警字样单一，不能根据人员智能调节大小导致，人员距离显示模块较远，不能清晰的看到预警字样，导致预警效果不佳。

如何对电池进行准确充放电保护以及设置合理预警显示和准确测量剩余电量以及剩余使用时间是本发明的关键，因此，亟需一种基于电池运行控制的电池充放电保护方法及电池管理系统来解决以上问题。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供基于电池运行控制的电池充放电保护方法及电池管理系统：通过电压采集单元采集电池充电和电池放电过程中的实时电压并对其进行分析处理，从而避免过充电或者过放电的情况发生，通过智能调节模块统计若干次的电池的实际容量之后利用公式得到调试容量，通过显示模块根据预警信号和字样显示字号对应的大小显示出字样，提高处理人员接收预警的速率与效果，解决了现有的电池充放电系统没有设置相关的预警功能，也不能对电池运行时的温度参数进行监控，导致现有的电池充放电系统存在较大的安全隐患，而且电池循环多次充放电使用后，导致测试出的剩余电量和剩余使用时间不够准确以及现有的预警显示存在报警字样单一，导致预警效果不佳的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于电池运行控制的电池充放电保护方法，包括以下步骤：

步骤一：电压采集单元采集电池工作时的多个实时电压Us，实时电压Us包括充电电压Usc和放电电压Usf，并对实时电压Us进行分析，得到判断电压USj，j＝1、2，电压采集单元将判断电压USj发送至处理器，具体过程如下：

将采集到的多个实时电压依次标记为DY1、DY2、……、DYm；

将多个实时电压中出现次数最多的实时电压标记为出多电压；

将多个实时电压中电压最大的实时电压标记为最大电压，将电压最小的实时电压标记为最小电压；

将最大电压和最小电压分别与出多电压进行比对；

当最大电压＝最小电压＝出多电压时，将出多电压标记为判断电压USj；

当最大电压≥出多电压＞最小电压，或最大电压＞出多电压≥最小电压时，最大电压减去出多电压得到电压差一，出多电压减去最小电压得到电压差二，将电压差一和电压差二相加得到总电压差；

当总电压差＞设定压差阈值时，电压采集单元再重新采集多个实时电压并将电压值出现次数最多的实时电压标记为次多电压，将次多电压与出多电压进行求和并取均值得到判断电压USj；

当总电压差≤设定压差阈值时，将最大电压、最小电压和出多电压进行求和并取均值得到判断电压USj；

电压采集单元将判断电压USj发送至处理器；

步骤二：电池充电时，处理器接收到判断电压USj后将其标记为US1，并将其与预设电压Uy进行比较，若US1≥Uy，处理器产生充电保护信号和第一报警信号，同时标记此刻时间点为Tc，处理器将充电保护信号发送至充电保护模块，将第一报警信号发送至显示模块，充电保护模块接收到充电保护信号后控制充电器与电池之间断电，显示模块接收到第一报警信号后进行预警处理，显示出“过充电注意”字样；

电池放电时，处理器接收到判断电压USj后将其标记为US2，并将其与预设电压Uy进行比较，若US2≥Uy，处理器产生放电保护信号和第二报警信号，同时处理器将放电保护信号发送至放电保护模块，将第二报警信号发送至显示模块，放电保护模块接收到放电保护信号控制电池与供电设备之间断电，显示模块接收到第二报警信号后进行预警处理，显示出“过放电注意”字样；

步骤三：处理器接收到来自于数据采集模块的温度参数Wc后将其与预设温度判定值Wy进行比较，若USj＜Uy，且Wc≥Wy，将温度参数Wc和判断电压USj的数值代入公式计算得到温度危险参数Ww，其中θ为预设比例系数，λ为温压修正因子，且θ＞0，λ＞0，θ+λ＝0.847，处理器将温度危险参数Ww与预设温度危险值Wx进行比较：

若Ww＜Wx，处理器产生注意信号，处理器将注意信号发送至显示模块，显示模块接收到注意信号后进行预警处理，显示出“温度偏高，注意使用”字样；

若Ww≥Wx，处理器产生温控保护信号和第三报警信号，处理器将温控保护信号同时发送至充电保护模块和放电保护模块，充电保护模块接收到温控保护信号控制充电器与电池之间断电，放电保护模块接收到温控保护信号控制电池与供电设备之间断电，处理器将第三报警信号发送至显示模块，显示模块接收到第三报警信号后进行预警处理，显示出“温度异常”字样。

作为本发明进一步的方案：所述显示模块进行预警处理的具体过程如下：

步骤A1：显示模块接收到预警信号后，显示模块采集人员数据，人员数据包括在显示模块监控范围内的若干个处理人员的面部照片、位置，对人员数据进行分析以得到字样显示字号，具体过程如下：

当采集处理人员的人员数据时，将若干个处理人员的位置与显示模块的位置分别进行间距计算，得到若干个监测间距，将最小的监测间距标记为显示间距DS1，获取显示间距DS1所对应的处理人员的面部照片，将面部照片发送至数据库中进行人脸识别，得到对应处理人员的身份，根据身份获取该处理人员的视力状况并将其标记为DS2后发送至显示模块，视力状况表示为处理人员的眼睛度数，其中，戴眼镜的处理人员为眼镜佩戴后的眼睛度数，将显示间距DS1、视力状况DS2的数值代入公式TJ＝DS1×Q1+DS2×Q2得到调节值TJ，其中，Q1和Q2为眼睛度数和显示间距的权重系数，Q1+Q2＝1，Q1＞Q2；

设定显示模块包括若干个字号Mi，i＝1……n，字号M1、M2……对应的显示字号依次增大，设定字号Mi的取值范围[mi,mi+1),即字号M1的取值范围时[m1,m2),字号M2的取值范围时[m2,m3)……，将调节值TJ与所有的取值范围进行比对，当TJ∈[mi,mi+1)时，将字号Mi标记为字样显示字号；

步骤A2：显示模块根据字样显示字号对应的大小以及预警信号显示出字样。

作为本发明进一步的方案：基于电池运行控制的电池管理系统，包括处理器、充电保护模块以及放电保护模块；

所述处理器用于根据接收到的判断电压生成充电保护信号、第一报警信号或放电保护信号、第二报警信号，将充电保护信号发送至充电保护模块，将第一报警信号、第二报警信号发送至显示模块，将放电保护信号发送至放电保护模块；处理器根据接收到的温度参数计算得到温度危险参数，根据温度危险参数进行温度危险判定，生成注意信号或者温控保护信号和第三报警信号，将注意信号发送至显示模块，将温控保护信号同时发送至充电保护模块和放电保护模块，将第三报警信号发送至显示模块；

所述处理器还用于根据接收到的充电电流与放电电流计算得到电池的实际容量并将实际容量发送至智能调节模块，具体过程如下：

处理器接收到充电电流Ic和放电电流If并根据充电电流Ic标记充电电流产生的时间点为Tc0，并标记充电电流Ic产生的充电次数N，根据放电电流If标记放电电流产生的时间点为Tf0，根据公式Rc＝γ[Ic×(Tc-Tc0)]得到电池的实际容量Rc，其中γ表示充电损耗系数，处理器将实际容量Rc发送至智能调节模块。

作为本发明进一步的方案：所述充电保护模块用于根据接收到的充电保护信号或者温控保护信号控制充电器与电池之间断电；所述放电保护模块用于根据接收到的放电保护信号或者温控保护信号控制电池与供电设备之间断电。

作为本发明进一步的方案：还包括数据采集模块，所述数据采集模块用于采集电池的判断电压、充电电流、放电电流以及温度参数，并将采集的判断电压、充电电流、放电电流以及温度参数发送至处理器；所述数据采集模块包括电压采集单元、电流采集单元以及温度参数采集单元，所述电压采集单元用于采集电池工作时的实时电压，并对实时电压进行分析以得到判断电压，所述电流采集单元用于采集电池的充电电流与放电电流，所述温度参数采集单元用于采集电池的温度参数。

作为本发明进一步的方案：所述温度参数采集单元采集温度参数的过程如下：

电池在充电或者放电过程中，温度参数采集单元采集电池自身温度Wz与电池所处的外部环境温度Wh，温度参数采集单元将自身温度Wz与外部环境温度Wh的数值代入公式计算得到温度参数Wc，其中α表示电池充电温度修正系数，σ表示预设比例系数，其中σ＞α＞0，温度参数单元将温度参数Wc发送至处理器。

作为本发明进一步的方案：还包括显示模块，所述显示模块用于接收预警信号并采集人员数据，对人员数据进行分析以得到字样显示字号，所述显示模块还用于根据预警信号以及字样显示字号显示字样，所述预警信号包括报警信号、注意信号、剩余容量百分数以及预计使用时间，所述报警信号包括第一报警信号、第二报警信号以及第三报警信号。

作为本发明进一步的方案：还包括智能调节模块，所述智能调节模块用于根据接收到的实际容量进行统计，并计算得到调试容量，智能调节模块还用于根据调试容量计算得到电池的剩余容量百分数和电池的预计使用时间，并将剩余容量百分数和预计使用时间发送至显示模块，具体过程如下：

智能调节模块根据每次充电所产生的实际容量Rc标记为Rci，i＝1，2，3……n，n为正整数，根据公式计算得到调试容量Rct，智能调节模块将调试容量Rct的数值代入公式/>计算得到电池的剩余容量百分数Rs，根据公式计算得到电池的预计使用时间Ty，其中δ表示放电损耗系数，β表示表电池放电温度修正系数，μ表示循环损耗系数，智能调节模块将剩余容量百分数Rs、预计使用时间Ty发送至显示模块，显示模块接收到剩余容量百分数Rs并根据剩余容量百分数Rs以及字样显示字号对应的大小显示出“剩余电量Rs”字样，显示模块接收到预计使用时间Ty并根据预计使用时间Ty以及字样显示字号对应的大小显示出“预计还可使用Ty”字样。

作为本发明进一步的方案：还包括数据库，所述数据库用于储存处理人员的面部照片和视力状况，并根据接收到的面部照片与储存的面部照片进行人脸识别，获取所对应的处理人员的视力状况后发送至显示模块。

本发明的有益效果：

本发明的基于电池运行控制的电池充放电保护方法及电池管理系统，通过电压采集单元实时监控电池充电和电池放电过程中的实时电压，经过对多个实时电压进行分析处理，得到一个精确的实时电压，即判断电压，防止实时电压出现小幅度的正常波动，导致后续出现误操作的断电保护处理，之后通过判断电压与预设电压进行比对，若是判断电压超过了预设电压，从而得知此时已经过充电或者过放电，处理器产生充电保护信号或者放电保护信号，当充电保护模块接收到充电保护信号控制充电器与电池之间断电，实现充电保护，放电保护模块接收到放电保护信号控制电池与供电设备之间断电，实现放电保护，从而精确的避免了电池过充电和过放电对电池性能造成损坏，同时电池充电和放电过程中电池本身会发热，且外部环境问题能够对电池的温度造成影响，通过温度参数采集单元采集电池的温度参数，对电池进行温度监控，从而温控保护信号，从而通过充电保护模块和放电保护模块实现充电断电或者放电断电，从而避免了电池充放电过程中由于温度异常造成安全隐患；

电池过放电后进行充电时，通过电流采集单元采集电池放电过程中的放电电流以及充电过程中的充电电流，且标记充电电流产生时间点Tc0与过充电时的时间点Tc，从而可以得到过放电到过充满的充电时间，之后根据公式可以得知电池的实际容量，之后通过智能调节模块统计若干次的电池的实际容量之后利用公式得到调试容量，调试容量表示多次充电后电池所能储存的最大容量，之后通过公式计算得到剩余电量以及剩余使用时间，并在显示模块上进行显示；电池长时间使用后实际容量降低，利用智能调节模块调试后的调试容量更加接近于实际容量，因此，能够准确直观的给予使用者展示准确的剩余电量以及剩余使用时间，避免由于电池使用时间过久而导致影响实际使用效果的情况发生；

显示模块接收到预警信号后，显示模块采集人员数据，对人员数据进行分析得到调节值，利用调节值与字号进行匹配，从而通过以不同显示间距和视力状况匹配对应的字号，进而能够提高处理人员接收预警的速率与效果，及时做出应急反应，进一步提高了对电池运行控制以及充放电的保护。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明中基于电池运行控制的电池管理系统的原理图；

图2是本发明中电池、充电器、电源以及供电设备的连接视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1-2所示，本实施例为一种基于电池运行控制的电池管理系统，包括处理器；

处理器，用于根据接收到的判断电压生成充电保护信号、第一报警信号或放电保护信号、第二报警信号，将充电保护信号发送至充电保护模块，将第一报警信号、第二报警信号发送至显示模块，将放电保护信号发送至放电保护模块；处理器根据接收到的温度参数计算得到温度危险参数，根据温度危险参数进行温度危险判定，生成注意信号或者温控保护信号和第三报警信号，将注意信号发送至显示模块，将温控保护信号同时发送至充电保护模块和放电保护模块，将第三报警信号发送至显示模块；

处理器还用于根据接收到的充电电流与放电电流计算得到电池的实际容量并将实际容量发送至智能调节模块，具体过程如下：

电池过放电后进行充电时，电流采集单元采集电池充电时的充电电流Ic，电池放电时，电流采集单元采集电池放电时的放电电流If，电流采集单元将充电电流Ic和放电电流If发送至处理器；

处理器接收到充电电流Ic和放电电流If并根据充电电流Ic标记充电电流产生的时间点为Tc0，并标记充电电流Ic产生的充电次数N，根据放电电流If标记放电电流产生的时间点为Tf0，根据公式Rc＝γ[Ic×(Tc-Tc0)]得到电池的实际容量Rc，其中γ表示充电损耗系数，γ取1.003，处理器将实际容量Rc发送至智能调节模块。

实施例2：

请参阅图1-2所示，本实施例为一种基于电池运行控制的电池管理系统，还包括数据采集模块、充电保护模块、放电保护模块、显示模块、智能调节模块以及数据库；

数据采集模块，用于采集电池的判断电压、充电电流、放电电流以及温度参数，并将采集的判断电压、充电电流、放电电流以及温度参数发送至处理器；数据采集模块包括电压采集单元、电流采集单元以及温度参数采集单元，电流采集单元用于采集电池的充电电流与放电电流，电压采集单元用于采集电池工作时的实时电压，并对实时电压进行分析以得到判断电压，具体过程如下：

电压采集单元采集电池工作时的多个实时电压Us，将采集到的多个实时电压依次标记为DY1、DY2、……、DYm；

将多个实时电压中出现次数最多的实时电压标记为出多电压；

将多个实时电压中电压最大的实时电压标记为最大电压，将电压最小的实时电压标记为最小电压；

将最大电压和最小电压分别与出多电压进行比对；

当最大电压＝最小电压＝出多电压时，将出多电压标记为判断电压USj；

当最大电压≥出多电压＞最小电压，或最大电压＞出多电压≥最小电压时，最大电压减去出多电压得到电压差一，出多电压减去最小电压得到电压差二，将电压差一和电压差二相加得到总电压差；

当总电压差＞设定压差阈值时，电压采集单元再重新采集多个实时电压并将电压值出现次数最多的实时电压标记为次多电压，将次多电压与出多电压进行求和并取均值得到判断电压USj；

当总电压差≤设定压差阈值时，将最大电压、最小电压和出多电压进行求和并取均值得到判断电压USj；

电压采集单元将判断电压USj发送至处理器；

温度参数采集单元用于采集电池的温度参数，具体过程如下：

电池在充电或者放电过程中，温度参数采集单元采集电池自身温度Wz与电池所处的外部环境温度Wh，温度参数采集单元将自身温度Wz与外部环境温度Wh的数值代入公式计算得到温度参数Wc，其中α表示电池充电温度修正系数，σ表示预设比例系数，其中σ＞α＞0，取σ＝1.212，α＝0.847，温度参数单元将温度参数Wc发送至处理器；

充电保护模块，用于根据接收到的充电保护信号或者温控保护信号控制充电器与电池之间断电；

放电保护模块，用于根据接收到的放电保护信号或者温控保护信号控制电池与供电设备之间断电；

显示模块，用于接收预警信号并采集人员数据，对人员数据进行分析以得到字样显示字号，所述预警信号包括报警信号、注意信号、剩余容量百分数以及预计使用时间，所述报警信号包括第一报警信号、第二报警信号以及第三报警信号，所述显示模块还用于根据预警信号以及字样显示字号显示字样，具体过程如下：

显示模块接收到预警信号后，显示模块采集人员数据，人员数据包括在显示模块监控范围内的若干个处理人员的面部照片、位置，将若干个处理人员的位置与显示模块的位置分别进行间距计算，得到若干个监测间距，将最小的监测间距标记为显示间距DS1，获取显示间距DS1所对应的处理人员的面部照片，将面部照片发送至数据库中进行人脸识别，得到对应处理人员的身份，根据身份获取该处理人员的视力状况并将其标记为DS2后发送至显示模块，视力状况表示为处理人员的眼睛度数，其中，戴眼镜的处理人员为眼镜佩戴后的眼睛度数，将显示间距DS1、视力状况DS2的数值代入公式TJ＝DS1×Q1+DS2×Q2得到调节值TJ，其中，Q1和Q2为眼睛度数和显示间距的权重系数，Q1+Q2＝1，Q1＞Q2，取Q1＝0.812，Q2＝0.188；

设定显示模块包括若干个字号Mi，i＝1……n，字号M1、M2……对应的显示字号依次增大，设定字号Mi的取值范围[mi,mi+1),即字号M1的取值范围时[m1,m2),字号M2的取值范围时[m2,m3)……，将调节值TJ与所有的取值范围进行比对，当TJ∈[mi,mi+1)时，将字号Mi标记为字样显示字号；

显示模块根据字样显示字号对应的大小以及预警信号显示出字样；

智能调节模块，用于根据接收到的实际容量进行统计，并计算得到调试容量，根据调试容量计算得到电池的剩余容量百分数和电池的预计使用时间，并将剩余容量百分数和预计使用时间发送至显示模块，具体过程如下：

智能调节模块根据每次充电所产生的实际容量Rc标记为Rci，i＝1，2，3……n，n为正整数，根据公式计算得到调试容量Rct，智能调节模块将调试容量Rct的数值代入公式/>计算得到电池的剩余容量百分数Rs，根据公式计算得到电池的预计使用时间Ty，其中δ表示放电损耗系数，δ取1.012，β表示表电池放电温度修正系数，β取0.0103，μ表示循环损耗系数，μ取1.0051，智能调节模块将剩余容量百分数Rs、预计使用时间Ty发送至显示模块，显示模块接收到剩余容量百分数Rs并根据剩余容量百分数Rs以及字样显示字号对应的大小显示出“剩余电量Rs”字样，显示模块接收到预计使用时间Ty并根据预计使用时间Ty以及字样显示字号对应的大小显示出“预计还可使用Ty”字样；

数据库，用于储存处理人员的面部照片和视力状况，并根据接收到的面部照片与储存的面部照片进行人脸识别，获取所对应的处理人员的视力状况后发送至显示模块。

实施例3：

请参阅图1-2所示，结合实施例1与实施例2，本实施例为一种基于电池运行控制的电池管理系统对电池温度进行管理的方法，包括以下步骤：

电池充电时，电压采集单元采集电池充电时的充电电压Usc，并对充电电压Usc进行分析，得到判断电压US1，电压采集单元将判断电压US1发送至处理器，并将其与预设电压Uy进行比较，若US1≥Uy，处理器产生充电保护信号和第一报警信号，同时标记此刻时间点为Tc，处理器将充电保护信号发送至充电保护模块，将第一报警信号发送至显示模块，充电保护模块接收到充电保护信号后控制充电器与电池之间断电，实现充电保护，显示模块接收到第一报警信号后进行预警处理，显示出“过充电注意”字样；

电池放电时，电压采集单元采集电池放电时的放电电压Usf，并对放电电压Usf进行分析，得到判断电压US2，电压采集单元将判断电压US2发送至处理器，并将其与预设电压Uy进行比较，若US2≥Uy，处理器产生放电保护信号和第二报警信号，同时处理器将放电保护信号发送至放电保护模块，将第二报警信号发送至显示模块，放电保护模块接收到放电保护信号控制电池与供电设备之间断电，实现放电保护，显示模块接收到第二报警信号后进行预警处理，显示出“过放电注意”字样；

电池在充电或者放电过程中，处理器接收到来自于数据采集模块的温度参数Wc后将其与预设温度判定值Wy进行比较，若USj＜Uy，且Wc≥Wy，将温度参数Wc和判断电压USj的数值代入公式计算得到温度危险参数Ww，其中j＝1或2，θ为预设比例系数，λ为温压修正因子，且θ＞0，λ＞0，θ+λ＝0.847，取θ＝0.559，λ＝0.288，处理器将温度危险参数Ww与预设温度危险值Wx进行比较：

若Ww＜Wx，处理器产生注意信号，处理器将注意信号发送至显示模块，显示模块接收到注意信号后进行预警处理，显示出“温度偏高，注意使用”字样；

若Ww≥Wx，处理器产生温控保护信号和第三报警信号，处理器将温控保护信号同时发送至充电保护模块和放电保护模块，充电保护模块接收到温控保护信号控制充电器与电池之间断电，放电保护模块接收到温控保护信号控制电池与供电设备之间断电，实现充放电保护，处理器将第三报警信号发送至显示模块，显示模块接收到第三报警信号后进行预警处理，显示出“温度异常”字样。

当USj≥Uy通过充电保护模块、放电保护模块实现电池与充电器或者供电设备之间断电，实现充电、放电保护。

当USj＜Uy时，通过温度参数对电池进行温度监控，当Wc＜Wy电池继续使用，当Wc≥Wy，此时电池温度偏高处于危险判定的标准中，若Ww＜Wx，电池能够继续使用但是需要注意，温度偏高且较低几率会出现危险，若Ww≥Wx，电池不能够继续使用，温度过高且较大几率会出现危险。

实施例4：

请参阅图1-2所示，结合实施例1与实施例2，本实施例为一种基于电池运行控制的电池管理系统对电池容量进行管理的方法，包括以下步骤：

电池过放电后进行充电时，电流采集单元采集电池充电时的充电电流Ic，电池放电时，电流采集单元采集电池放电时的放电电流If，电流采集单元将充电电流Ic和放电电流If发送至处理器；

处理器接收到充电电流Ic和放电电流If并根据充电电流Ic标记充电电流产生的时间点为Tc0，并标记充电电流Ic产生的充电次数N，根据放电电流If标记放电电流产生的时间点为Tf0，根据公式Rc＝γ[Ic×(Tc-Tc0)]得到电池的实际容量Rc，其中γ表示充电损耗系数，γ取1.003，处理器将实际容量Rc发送至智能调节模块；

智能调节模块根据每次充电所产生的实际容量Rc标记为Rci，i＝1，2，3……n，n为正整数，根据公式计算得到调试容量Rct，智能调节模块将调试容量Rct的数值代入公式/>计算得到电池的剩余容量百分数Rs，根据公式计算得到电池的预计使用时间Ty，其中δ表示放电损耗系数，δ取1.012，β表示表电池放电温度修正系数，β取0.0103，μ表示循环损耗系数，μ取1.0051，智能调节模块将剩余容量百分数Rs、预计使用时间Ty发送至显示模块，显示模块接收到剩余容量百分数Rs并根据剩余容量百分数Rs以及字样显示字号对应的大小显示出“剩余电量Rs”字样，显示模块接收到预计使用时间Ty并根据预计使用时间Ty以及字样显示字号对应的大小显示出“预计还可使用Ty”字样。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.基于电池运行控制的电池充放电保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：电压采集单元采集电池工作时的多个实时电压Us，实时电压Us包括充电电压Usc和放电电压Usf，并对实时电压Us进行分析，得到判断电压USj，j=1、2，电压采集单元将判断电压USj发送至处理器，具体过程如下：

将采集到的多个实时电压依次标记为DY1、DY2、……、DYm;

将多个实时电压中出现次数最多的实时电压标记为出多电压；

将多个实时电压中电压最大的实时电压标记为最大电压，将电压最小的实时电压标记为最小电压；

将最大电压和最小电压分别与出多电压进行比对；

当最大电压=最小电压=出多电压时，将出多电压标记为判断电压USj；

当最大电压≥出多电压＞最小电压，或最大电压＞出多电压≥最小电压时，最大电压减去出多电压得到电压差一，出多电压减去最小电压得到电压差二，将电压差一和电压差二相加得到总电压差；

当总电压差＞设定压差阈值时，电压采集单元再重新采集多个实时电压并将电压值出现次数最多的实时电压标记为次多电压，将次多电压与出多电压进行求和并取均值得到判断电压USj；

当总电压差≤设定压差阈值时，将最大电压、最小电压和出多电压进行求和并取均值得到判断电压USj；

电压采集单元将判断电压USj发送至处理器；

步骤二：电池充电时，处理器接收到判断电压USj后将其标记为US1，并将其与预设电压Uy进行比较，若US1≥Uy，处理器产生充电保护信号和第一报警信号，同时标记此刻时间点为Tc，处理器将充电保护信号发送至充电保护模块，将第一报警信号发送至显示模块，充电保护模块接收到充电保护信号后控制充电器与电池之间断电，显示模块接收到第一报警信号后进行预警处理，显示出“过充电注意”字样；

电池放电时，处理器接收到判断电压USj后将其标记为US2，并将其与预设电压Uy进行比较，若US2≥Uy，处理器产生放电保护信号和第二报警信号，同时处理器将放电保护信号发送至放电保护模块，将第二报警信号发送至显示模块，放电保护模块接收到放电保护信号控制电池与供电设备之间断电，显示模块接收到第二报警信号后进行预警处理，显示出“过放电注意”字样；

步骤三：处理器接收到来自于数据采集模块的温度参数Wc后将其与预设温度判定值Wy进行比较，若USj＜Uy，且Wc≥Wy，将温度参数Wc和实时电压Usf经过分析得到温度危险参数Ww，处理器将温度危险参数Ww与预设温度危险值Wx进行比较：

若Ww＜Wx，处理器产生注意信号，处理器将注意信号发送至显示模块，显示模块接收到注意信号后进行预警处理，显示出“温度偏高，注意使用”字样；

若Ww≥Wx，处理器产生温控保护信号和第三报警信号，处理器将温控保护信号同时发送至充电保护模块和放电保护模块，充电保护模块接收到温控保护信号控制充电器与电池之间断电，放电保护模块接收到温控保护信号控制电池与供电设备之间断电，处理器将第三报警信号发送至显示模块，显示模块接收到第三报警信号后进行预警处理，显示出“温度异常”字样。

2.根据权利要求1所述的基于电池运行控制的电池充放电保护方法，其特征在于，所述显示模块进行预警处理的具体过程如下：

步骤A1：显示模块接收到预警信号后，显示模块采集人员数据，人员数据包括在显示模块监控范围内的若干个处理人员的面部照片、位置，对人员数据进行分析以得到字样显示字号，具体过程如下：

当采集处理人员的人员数据时，将若干个处理人员的位置与显示模块的位置分别进行间距计算，得到若干个监测间距，将最小的监测间距标记为显示间距DS1，获取显示间距DS1所对应的处理人员的面部照片，将面部照片发送至数据库中进行人脸识别，得到对应处理人员的身份，根据身份获取该处理人员的视力状况并将其标记为DS2后发送至显示模块，视力状况表示为处理人员的眼睛度数，其中，戴眼镜的处理人员为眼镜佩戴后的眼睛度数，将显示间距DS1、视力状况DS2经过分析得到调节值TJ；

设定显示模块包括若干个字号Mi，i=1……n，字号M1、M2……对应的显示字号依次增大，设定字号Mi的取值范围[mi,mi+1),将调节值TJ与所有的取值范围进行比对，当TJ∈[mi,mi+1)时，将字号Mi标记为字样显示字号；

步骤A2：显示模块根据字样显示字号对应的大小以及预警信号显示出字样。

3.根据权利要求1所述的基于电池运行控制的电池充放电保护方法的电池管理系统，其特征在于，包括处理器、充电保护模块以及放电保护模块；

所述处理器用于根据接收到的判断电压生成充电保护信号、第一报警信号或放电保护信号、第二报警信号，将充电保护信号发送至充电保护模块，将第一报警信号、第二报警信号发送至显示模块，将放电保护信号发送至放电保护模块；处理器根据接收到的温度参数计算得到温度危险参数，根据温度危险参数进行温度危险判定，生成注意信号或者温控保护信号和第三报警信号，将注意信号发送至显示模块，将温控保护信号同时发送至充电保护模块和放电保护模块，将第三报警信号发送至显示模块；

所述处理器还用于根据接收到的充电电流与放电电流计算得到电池的实际容量并将实际容量发送至智能调节模块，具体过程如下：

处理器接收到充电电流Ic和放电电流If并根据充电电流Ic标记充电电流产生的时间点为Tc0，并标记充电电流Ic产生的充电次数N，根据放电电流If标记放电电流产生的时间点为Tf0，经过分析得到电池的实际容量Rc，处理器将实际容量Rc发送至智能调节模块。

4.根据权利要求3所述的基于电池运行控制的电池充放电保护方法的电池管理系统，其特征在于，所述充电保护模块用于根据接收到的充电保护信号或者温控保护信号控制充电器与电池之间断电；所述放电保护模块用于根据接收到的放电保护信号或者温控保护信号控制电池与供电设备之间断电。

5.根据权利要求4所述的基于电池运行控制的电池充放电保护方法的电池管理系统，其特征在于，还包括数据采集模块，所述数据采集模块用于采集电池的判断电压、充电电流、放电电流以及温度参数，并将采集的判断电压、充电电流、放电电流以及温度参数发送至处理器；所述数据采集模块包括电压采集单元、电流采集单元以及温度参数采集单元，所述电压采集单元用于采集电池工作时的实时电压，并对实时电压进行分析以得到判断电压，所述电流采集单元用于采集电池的充电电流与放电电流，所述温度参数采集单元用于采集电池的温度参数。

6.根据权利要求5所述的基于电池运行控制的电池充放电保护方法的电池管理系统，其特征在于，所述温度参数采集单元采集温度参数的过程如下：

电池在充电或者放电过程中，温度参数采集单元采集电池自身温度Wz与电池所处的外部环境温度Wh，温度参数采集单元将自身温度Wz与外部环境温度Wh经过分析得到温度参数Wc，温度参数单元将温度参数Wc发送至处理器。

7.根据权利要求6所述的基于电池运行控制的电池充放电保护方法的电池管理系统，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块用于接收预警信号并采集人员数据，对人员数据进行分析以得到字样显示字号，所述显示模块还用于根据预警信号以及字样显示字号显示字样，所述预警信号包括报警信号、注意信号、剩余容量百分数以及预计使用时间，所述报警信号包括第一报警信号、第二报警信号以及第三报警信号。

8.根据权利要求7所述的基于电池运行控制的电池充放电保护方法的电池管理系统，其特征在于，还包括智能调节模块，所述智能调节模块用于根据接收到的实际容量进行统计，并计算得到调试容量，智能调节模块还用于根据调试容量计算得到电池的剩余容量百分数和电池的预计使用时间，并将剩余容量百分数和预计使用时间发送至显示模块，具体过程如下：

智能调节模块根据每次充电所产生的实际容量Rc标记为Rci，i=1，2，3……n，n为正整数，经过分析得到调试容量Rct，智能调节模块将调试容量Rct经过分析得到电池的剩余容量百分数Rs和电池的预计使用时间Ty，智能调节模块将剩余容量百分数Rs、预计使用时间Ty发送至显示模块，显示模块接收到剩余容量百分数Rs并根据剩余容量百分数Rs以及字样显示字号对应的大小显示出“剩余电量Rs”字样，显示模块接收到预计使用时间Ty并根据预计使用时间Ty以及字样显示字号对应的大小显示出“预计还可使用Ty”字样。

9.根据权利要求8所述的基于电池运行控制的电池充放电保护方法的电池管理系统，其特征在于，还包括数据库，所述数据库用于储存处理人员的面部照片和视力状况，并根据接收到的面部照片与储存的面部照片进行人脸识别，获取所对应的处理人员的视力状况后发送至显示模块。