CN114994549A - 一种异常处理方法及电池检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种异常处理方法及电池检测系统，适用于电池检测系统，异常处理方法包括通过电池检测系统中的下位机对电池进行检测操作，以获取电池的电池参数，基于电池参数判断电池是否异常，若确定电池异常，则中断电池的检测操作。本发明提出的异常处理方法能够对电池的异常情况作出及时的应对，避免了安全隐患。此外，本发明提出的方法保证了数据的同步和通讯异常时的数据不出现丢失，具有较高的稳定性和安全性。

Description

一种异常处理方法及电池检测系统
技术领域
本发明属于电池检测技术领域，具体涉及一种异常处理方法及电池检测系统。
背景技术
电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置，具有正极、负极之分，一般泛指能产生电能的小型装置，如太阳能电池。
利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。
随着国家的倡导和人们环保和节能意识越来越高，越来越多非环保电池被环保型二次电池，如锂电池所替代，特别是在一些以前应用铅酸、镍镉电池等非环保电池的应用领域。在一些情况下这些电池会出现充电电流大、放电电流小或者放电电流大、充电电流小的情况，有时会对电池造成损伤，甚至可能导致引发电池起火爆炸等安全性事故。因此，对于电池的检测与安全防护设施是必不可少的。
但是，现有的电池检测系统中，在电池出现异常情况时，往往需要将信息发送至远端设备决策，由远端设备响应后下发指令。由于信息的来回传递需要时间，决策下发时可能电池的状况已经发生变化，不能做到及时的应对，具有一定的安全隐患。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种异常处理方法，适用于电池检测系统，所述电池检测系统包括上位机、中位机和下位机，所述上位机连接至少一所述中位机，各所述中位机连接至少一所述下位机，各所述下位机直接连接至少一个待检测的电池，以对连接的所述电池进行检测操作，该方法包括：
通过所述下位机对所述电池进行检测操作，以获取所述电池的电池参数；
基于所述电池参数判断所述电池是否异常；
若确定所述电池异常，则中断所述电池的检测操作。
进一步地，所述方法还包括：
若确定所述电池异常，通过所述下位机将异常电池的信息通过所述中位机传递至所述上位机；
通过所述上位机基于异常电池的信息进行提示。
具体地，所述异常包括电池充放电电流异常，所述“若确定所述电池异常，则中断所述电池的检测操作”包括：
若所述电池的充电电流高于预设的第一电流值，判定所述异常为电池充电电流异常，通过所述下位机停止对所述电池的充电；
若所述电池的放电电流高于预设的第二电流值，判定所述异常为电池放电电流异常，通过所述下位机停止对所述电池的放电。
具体地，所述异常包括电池电压异常，所述“若确定所述电池异常，则中断所述电池的检测操作”包括：
若所述电池的电压高于预设的第一电压值，判定所述异常为电池电压过压，通过所述下位机停止对所述电池的充电或放电；
若所述电池的电压低于预设的第二电压值，判定所述异常为电池电压欠压，通过所述下位机停止对所述电池的充电或放电。
具体地，所述异常包括电池正负极反接、电池电流和/或电压异常，所述下位机包括防反接模块，所述下位机与电池直接连接的端口设置有防反接保护，所述方法还包括：
当检测到所述下位机与所述电池正负极反接时，通过所述防反接模块启动所述端口设置的防反接保护，通过所述下位机停止对异常电池的充电或放电。
具体地，所述传递方法包括：
通过所述中位机周期性获取一次所述下位机的数据并保存，通过所述上位机周期性获取一次所述中位机的数据；
不同的所述下位机对应不同的编号，所述中位机按照所述编号的大小顺序依次从所述下位机获取数据并进行保存；所述中位机依次基于保存时间的先后次序依次将未发送的数据发送至所述上位机。
具体地，通过所述中位机将所接收到的数据保存预设时间；
所述方法还包括：
当所述中位机收到启动命令后，丢弃在先保存的数据，从当前收到的最后一组数据上传至所述上位机。
进一步地，所述方法还包括：
检测所述上位机是否异常；
若所述上位机异常，所述下位机按照预下载的工作流程工作，并将数据上传至所述中位机，同时所述中位机尝试与所述上位机恢复连接；
若所述中位机与所述上位机恢复连接，所述上位机从前次断开连接时的数据节点获取所述中位机的数据；
所述方法还包括：
检测所述中位机是否异常；
若检测到所述中位机异常，所述下位机按照预下载的工作流程工作，电池电压、电流异常时启动自动保护，同时所述下位机尝试与所述中位机恢复连接；
若所述下位机与所述中位机恢复连接，所述中位机从所述下位机当前的工作时间节点获取所述下位机的数据。
具体地，所述预下载的工作流程包括停止对电池的充电或放电、将数据上传至所述中位机、在预设时间内保存数据和/或尝试与所述中位机恢复连接。
本发明还提出了一种电池检测系统，所述系统用于实现如前文所述的方法，所述系统包括上位机、由所述上位机控制的若干台中位机、由所述中位机控制的若干台下位机，以及由所述下位机控制的若干个通道及所述通道连接的电池。
本发明至少具有以下有益效果：
通过本发明提出的异常处理方法，在电池出现异常情况时，在电池检测系统中的直接与电池连接的下位机即可直接及时作出响应，不必将异常信息上报至远端设备决策，避免了安全隐患；
进一步地，本发明提出的方法还包括了对上位机异常、中位机异常、中位机与下位机通讯异常、电池正负极反接等情况的处理方法，保证了数据的同步，且数据不会因异常情况出现丢失，进一步保障了系统的安全性及稳定性。
以此，本发明提出了一种异常处理方法及电池检测系统，本发明提出的异常处理方法能够对电池的异常情况作出及时的应对，避免了安全隐患。此外，本发明提出的方法保证了数据的同步和通讯异常时的数据不出现丢失，具有较高的稳定性和安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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为实施例1提出的异常处理方法流程示意图；
图2为处理上位机异常的方法的流程示意图；
图3为处理中位机异常的方法的流程示意图；
图4为处理中位机与下位机之间的通讯异常的方法的流程示意图；
图5为对电池正负极反接异常的处理方法的流程示意图；
图6为实施例2提出的电池检测系统的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。
实施例1
本实施例提出了一种异常处理方法，适用于电池检测系统，电池检测系统包括上位机、中位机和下位机，所述上位机连接至少一所述中位机，各所述中位机连接至少一所述下位机，各所述下位机直接连接至少一个待检测的电池，以对连接的所述电池进行检测操作，请参考图1，所述方法包括：
S100：通过下位机对电池进行检测操作，以获取电池的电池参数，进入步骤S110。
S110：基于电池参数判断所述电池是否异常。
若确定电池异常，进入步骤S120。
S120：中断电池的检测操作，通过下位机将异常电池的信息通过中位机传递至上位机，进入步骤S130。
S130：通过上位机基于异常电池的信息进行提示。
具体地，电池异常包括电流异常、电压异常和电池正负极反接。其中，电池电流异常包括电池充电电流异常和电池放电电流异常，当电池充电电流高于设定的上限电流保护值时，判定该电池充电电流异常，通过下位机停止对该电池的充电；当电池放电电流高于设定的下限电流保护值时，判定该电池放电电流异常，通过下位机停止对该电池的放电。
本实施例中，若电池的充电电流高于预设的第一电流值，判定该电池充电电流异常，通过下位机停止对该电池的充电；若电池的放电电流高于预设的第二电流值，判定该电池放电电流异常，通过下位机停止对该电池的放电。
具体地，电池电压异常包括电池过压和电池欠压两种情况，当电池电压高于设定的电池过压保护值，判定该电池电压过压，通过下位机停止对该电池的充电或放电；当电池电压低于设定的电池欠压保护值时，判定该电池电压欠压，通过下位机停止对该电池的充电或放电。
本实施例中，若电池的电压高于预设的第一电压值，判定该电池电压过压，通过下位机停止对该电池的充电或放电；若电池的电压低于预设的第二电压值，判定该电池电压欠压，通过下位机停止对该电池的充电或放电。
进一步地，下位机将信息传递至上位机的方法包括：
通过中位机周期性获取一次下位机的数据并保存，通过上位机周期性获取一次中位机的数据。
需要说明的是，不同的下位机对应不同的编号，中位机按照编号的大小顺序依次从下位机获取数据并进行保存；中位机依次基于保存时间的先后次序依次将未发送的数据发送至上位机。
具体地，上位机与中位机通过TCP通讯的方式进行通讯，中位机与下位机通过CAN通讯的方式进行通讯，上位机控制若干台中位机、中位机控制若干台下位机、下位机控制若干个通道，通道连接有电池。本实施例中，每台上位机通过交换机控制10台中位机，每台中位机通过CAN总线控制64台下位机，每台下位机控制8个通道，每个通道连接一个电池。
需要说明的是，TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，TCP旨在适应支持多网络应用的分层协议层次结构，连接到不同但互连的计算机通信网络的主计算机中的成对进程之间依靠TCP提供可靠的通信服务；
CAN是控制器域网 (Controller Area Network, CAN) 的简称，属于总线式串行通信网络，CAN总线结构划分为物理层和数据链路层两层，CAN总线在数据通信方面具有可靠、实时和灵活的优点。
上位机的通讯端为TCP Client，中位机的通讯端为TCP Server，上位机启动后自动搜索与其处于同一IP段的中位机并连接，工作过程中若出现与上位机中位机的TCP连接断开的情况，则断开后自动重连。本实施例中中位机的IP地址可由电脑端设置。
本实施例中，中位机通过CAN总线每1秒钟获取一次下位机的数据，64台下位机根据本身内部设定的编号，由CAN总线仲裁从1-64号依次发送数据到中位机，中位机会先把收到数据保存FLASH；
上位机通过TCP 0.7秒获取一次中位机的数据，中位机根据保存数据的先后，从最先保存的数据开始依次发送到上位机，一个中位机每次上传14388字节数据。
信号的报文包括4字节的报头和3-17字节的命令帧，报头的4字节分别包括报文名称、命令条数L、命令条数H和命令长度，命令帧分别包括柜号、板号、通道号和通道数据，每个通道包括柜号、板号、通道号、电压、电流、容量、时间、模式、工步、报警、状态、循环、主板温度、电池温度等数据。
为了保证数据的同步，传递方法还通过中位机将其接收到的数据保存预设时间，所述方法还包括：
当中位机收到启动命令后，丢弃在先保存的数据，从当前收到的最后一组数据上传至上位机。
优选地，本实施例提出的方法还包括对通信状态是否异常的检测，请参考图2，所述方法包括：
S200：检测上位机是否异常。
若上位机异常，进入步骤S210。
S210：下位机按照预下载的工作流程工作，并将数据上传至中位机，同时中位机尝试与上位机恢复连接。
若中位机成功连接到上位机，进入步骤S220。
需要说明的是，上位机从异常状态恢复到正常工作状态时会与中位机恢复连接。
S220：上位机从前次断开连接时的数据节点获取中位机的数据。
需要说明的是，中位机保存数据的时间为9小时(NAND FLASH)或者为30分钟(SDRAM)。通过该方法，能够保证在上位机出现异常时，不会出现数据丢失的情况。
请参考图3，所述方法还包括：
S300：检测中位机是否异常。
若检测到中位机异常，进入步骤S310。
S310：下位机按照预下载的工作流程工作，电池电压、电流异常时启动自动保护，同时下位机尝试与中位机恢复连接。
若下位机成功连接到中位机，进入步骤S320。
S320：中位机从下位机当前的工作时间节点获取下位机的数据。
请参考图4，所述方法还包括：
S400：检测中位机与下位机之间的通讯是否异常。
若检测到中位机与下位机直接的通讯异常，进入步骤S410。
S410：中位机发送信号至上位机，使上位机提示对应的下位机通道处于离线状态。
优选地，下位机包括防反接模块，下位机与电池直接连接的端口设置有防反接保护，请参考图5，所述方法还包括：
S500：检测电池正负极是否反接。
若电池正负极反接，进入步骤S510。
S510：通过防反接模块启动端口设置的防反接保护，通过下位机停止对异常电池的充电或放电。
需要说明的是，下位机硬件有防反接保护，电池正负极反接的情况出现时，也不会导致烧坏下位机的主板。
实施例2
本实施例还提出一种电池检测系统，用于实现实施例1中提出的方法，请参考图6，系统包括上位机、由上位机控制的若干台中位机、由中位机控制的若干台下位机， 由下位机控制的若干个通道及通道连接的电池。本实施例中，每台上位机通过交换机控制10台中位机，每台中位机通过CAN总线控制64台下位机，每台下位机控制8个通道，每个通道连接一个电池。
具体地，上位机与中位机通过TCP通讯的方式进行通讯，中位机与下位机通过CAN通讯的方式进行通讯，上位机控制若干台中位机、中位机控制若干台下位机、下位机控制若干个通道，通道连接有电池。本实施例中，每台上位机通过交换机控制10台中位机，每台中位机通过CAN总线控制64台下位机，每台下位机控制8个通道，每个通道连接一个电池。
上位机的通讯端为TCP Client，中位机的通讯端为TCP Server，上位机启动后自动搜索与其处于同一IP段的中位机并连接，工作过程中若出现与上位机中位机的TCP连接断开的情况，则断开后自动重连。本实施例中中位机的IP地址可由电脑端设置。
本实施例中，中位机通过CAN总线每1秒钟获取一次下位机的数据，64台下位机根据本身内部设定的编号，由CAN总线仲裁从1-64号依次发送数据到中位机，中位机会先把收到数据保存FLASH；
上位机通过TCP 0.7秒获取一次中位机的数据，中位机根据保存数据的先后，从最先保存的数据开始依次发送到上位机，一个中位机每次上传14388字节数据。
信号的报文包括4字节的报头和3-17字节的命令帧，报头的4字节分别包括报文名称、命令条数L、命令条数H和命令长度，命令帧分别包括柜号、板号、通道号和通道数据，每个通道包括柜号、板号、通道号、电压、电流、容量、时间、模式、工步、报警、状态、循环、主板温度、电池温度等数据。
优选地，上位机中设置有显示器，显示器中显示有人机交互界面，用户可以在人机交互界面中设置电池各个参数的正常范围，以此后续得到测试数据之后，可以与各个参数的正常范围进行比较，确定电池是否正常。
综上所述，本发明提供了一种异常处理方法及电池检测系统，本发明提出的异常处理方法能够对电池的异常情况作出及时的应对，避免了安全隐患。此外，本发明提出的方法保证了数据的同步和通讯异常时的数据不出现丢失，具有较高的稳定性和安全性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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)

1.一种异常处理方法，其特征在于，适用于电池检测系统，所述电池检测系统包括上位机、中位机和下位机，所述上位机连接至少一所述中位机，各所述中位机连接至少一所述下位机，各所述下位机直接连接至少一个待检测的电池，以对连接的所述电池进行检测操作，该方法包括：
通过所述下位机对所述电池进行检测操作，以获取所述电池的电池参数；
基于所述电池参数判断所述电池是否异常；
若确定所述电池异常，则中断所述电池的检测操作。
2.根据权利要求1所述的异常处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
若确定所述电池异常，通过所述下位机将异常电池的信息通过所述中位机传递至所述上位机；
通过所述上位机基于异常电池的信息进行提示。
3.根据权利要求1所述的异常处理方法，其特征在于，所述异常包括电池充放电电流异常，所述“若确定所述电池异常，则中断所述电池的检测操作”包括：
若所述电池的充电电流高于预设的第一电流值，判定所述异常为电池充电电流异常，通过所述下位机停止对所述电池的充电；
若所述电池的放电电流高于预设的第二电流值，判定所述异常为电池放电电流异常，通过所述下位机停止对所述电池的放电。
4.根据权利要求1所述的异常处理方法，其特征在于，所述异常包括电池电压异常，所述“若确定所述电池异常，则中断所述电池的检测操作”包括：
若所述电池的电压高于预设的第一电压值，判定所述异常为电池电压过压，通过所述下位机停止对所述电池的充电或放电；
若所述电池的电压低于预设的第二电压值，判定所述异常为电池电压欠压，通过所述下位机停止对所述电池的充电或放电。
5.根据权利要求1所述的异常处理方法，其特征在于，所述异常包括电池正负极反接、电池电流和/或电压异常，所述下位机包括防反接模块，所述下位机与电池直接连接的端口设置有防反接保护，所述方法还包括：
当检测到所述下位机与所述电池正负极反接时，通过所述防反接模块启动所述端口设置的防反接保护，通过所述下位机停止对异常电池的充电或放电。
6.根据权利要求2所述的异常处理方法，其特征在于，所述传递方法包括：
通过所述中位机周期性获取一次所述下位机的数据并保存，通过所述上位机周期性获取一次所述中位机的数据；
不同的所述下位机对应不同的编号，所述中位机按照所述编号的大小顺序依次从所述下位机获取数据并进行保存；所述中位机依次基于保存时间的先后次序依次将未发送的数据发送至所述上位机。
7.根据权利要求6所述的异常处理方法，其特征在于，通过所述中位机将所接收到的数据保存预设时间；
所述方法还包括：
当所述中位机收到启动命令后，丢弃在先保存的数据，从当前收到的最后一组数据上传至所述上位机。
8.根据权利要求6所述的异常处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
检测所述上位机是否异常；
若所述上位机异常，所述下位机按照预下载的工作流程工作，并将数据上传至所述中位机，同时所述中位机尝试与所述上位机恢复连接；
若所述中位机与所述上位机恢复连接，所述上位机从前次断开连接时的数据节点获取所述中位机的数据；
所述方法还包括：
检测所述中位机是否异常；
若检测到所述中位机异常，所述下位机按照预下载的工作流程工作，电池电压、电流异常时启动自动保护，同时所述下位机尝试与所述中位机恢复连接；
若所述下位机与所述中位机恢复连接，所述中位机从所述下位机当前的工作时间节点获取所述下位机的数据。
9.根据权利要求8所述的异常处理方法，所述预下载的工作流程包括停止对电池的充电或放电、将数据上传至所述中位机、在预设时间内保存数据和/或尝试与所述中位机恢复连接。
10.一种电池检测系统，其特征在于，所述系统用于实现如权利要求1-9任一项所述的方法，所述系统包括上位机、由所述上位机控制的若干台中位机、由所述中位机控制的若干台下位机，以及由所述下位机控制的若干个通道及所述通道连接的电池。
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