蓄电池充电管理系统及其控制方法、控制装置

文档序号:30583583发布日期:2022-06-29 13:56阅读:190来源:国知局
蓄电池充电管理系统及其控制方法、控制装置

1.本发明涉及蓄电池维护技术领域,尤其涉及一种蓄电池充电管理系统及其控制方法、控制装置。


背景技术:

2.目前所见的汽车教学实训室所用的蓄电池需要单独进行soc检测判断后,通过充电室或充电区的充电机,轮流对待充电的电池进行充电,充电效率非常低,蓄电池充电繁琐,管理难度大。
3.对于汽车教学实训室,一般会配置多辆可电力驱动汽车进行教学,相应地,实训室会储备对于汽车数量的蓄电池备用。因此,实训室会设置一个充电区,充电区会有一台以上的充电机,对需要充电的蓄电池进行充电。但是,实训室中教学用的蓄电池经常被不同学生使用,蓄电池在地上随意摆放,难以形成统一管理,此外,在汽车需要更换蓄电池时,需要将充会区的蓄电池搬到soc测试设备处测试蓄电池是否可以使用,导致蓄电池充电和使用过程繁琐,管理混乱。


技术实现要素:

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种蓄电池充电管理系统及其控制方法、控制装置,能够方便地对多个蓄电池进行充电和soc测试管理。
5.一方面,本发明实施例提供了一种蓄电池充电管理系统,包括充电装置、控制装置、soc测试装置、第一开关和第二开关;
6.所述充电装置包括若干个充电单元,若干个所述充电单元的正极端形成的正极总线连接至所述第一开关的第一端和所述soc测试装置,所述第一开关的第二端用于连接电源正极;
7.若干个所述充电单元的负极端形成的负极总线连接至所述第二开关的第一端,所述第二开关的第二端用于连接电源负极,所述第二开关第三端连接至所述soc测试装置;
8.所述控制装置分别与若干个所述充电单元、所述第一开关和所述第二开关连接,所述控制装置用于:
9.获取控制指令;
10.根据所述控制指令确定工作模式和目标充电单元;
11.当所述工作模式为充电模式,则控制所述第一开关为接通电源正极与正极总线状态,控制所述第二开关为接通电源负极与负极总线状态,控制所述目标充电单元为使能状态;
12.当所述工作模式为soc测试模式,则控制所述第一开关为断开电源正极与正极总线状态,控制所述第二开关为接通soc测试装置与负极总线状态,控制所述目标充电单元为使能状态。
13.根据本发明一些实施例,所述控制装置包括触控屏和处理模块,所述触控屏与所述处理模块连接。
14.根据本发明一些实施例,所述充电单元包括mosfet开关和充电接口,所述充电接口与所述mosfet开关的输出端连接,所述mosfet开关输入端连接所述处理模块,所述mosfet开关的电源端连接所述第一开关的第一端。
15.根据本发明一些实施例,所述充电装置还包括充电参数测量模块,所述充电单元的负极端通过所述充电参数测量模块连接至所述第二开关的第一端,所述充电单元的正极端与所述充电参数测量模块连接,所述充电参数测量模块还与所述控制装置连接;
16.所述控制装置还用于:
17.获取所述目标充电单元在工作过程中的充电参数;
18.根据所述充电参数确定所述目标充电单元的充电状态;
19.根据所述充电状态控制所述目标充电单元中的mosfet开关导通或者截止。
20.根据本发明一些实施例,所述soc测试装置包括放电棒和soc测试电压采样模块;
21.所述放电棒的一端连接至所述正极总线,所述放电棒的另一端连接至所述第二开关的第三端;
22.所述处理模块通过所述soc测试电压采样模块连接至所述放电棒的两端;
23.所述控制装置还用于:
24.在所述蓄电池充电管理系统处于soc测试模式的工作模式时,获取所述soc测试电压采样模块输出的放电电压值;
25.根据所述放电电压值确定所述目标充电单元中的蓄电池测试结果。
26.根据本发明一些实施例,所述soc测试装置还包括显示模块,所述显示模块与所述处理模块连接;
27.所述控制装置还用于:
28.当所述放电电压值小于第一预设值,则控制所述显示模块显示用于表征不可使用的蓄电池测试结果;
29.当所述放电电压值大于或等于所述第一预设值且小于或等于第二预设值,则控制所述显示模块显示用于表征需充电后使用的蓄电池测试结果;
30.当所述放电电压值大于所述第二预设值,则控制所述显示模块显示用于表征无需充电可使用的蓄电池测试结果。
31.根据本发明一些实施例,所述控制装置还用于:
32.确定所述蓄电池充电管理系统进入soc测试模式的第一时间;
33.从所述第一时间开始计时得到第二时间;
34.当所述第二时间与所述第一时间之差大于预设时间段,则控制所述目标充电单元的所述mosfet开关截止。
35.根据本发明一些实施例,所述蓄电池充电管理系统还包括柜体,所述柜体设置有若干个充电区域,每一个所述充电区域中对应设置有一个充电单元,所述soc测试装置和所述处理模块均内嵌于所述柜体中,所述触控屏设置在所述柜体表面。
36.另一方面,本发明实施例还提供一种蓄电池充电管理系统的控制方法,应用于如前面所述的蓄电池充电管理系统的控制装置,所述蓄电池充电管理系统的控制方法包括以
下步骤:
37.获取控制指令;
38.根据所述控制指令确定工作模式和目标充电单元;
39.当所述工作模式为充电模式,则控制第一开关为接通电源正极与正极总线状态,控制第二开关为接通电源负极与负极总线状态,控制所述目标充电单元为使能状态;
40.当所述工作模式为soc测试模式,则控制所述第一开关为断开电源正极与正极总线状态,控制所述第二开关为接通soc测试装置与负极总线状态,控制所述目标充电单元为使能状态。
41.另一方面,本发明实施例还提供一种蓄电池充电管理系统的控制装置,应用于如前面所述的蓄电池充电管理系统,所述控制装置包括:
42.至少一个处理器;
43.至少一个存储器,用于存储至少一个程序;
44.当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得至少一个所述处理器实现如前面所述的蓄电池充电管理系统的控制方法。
45.本发明上述的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一:本技术的控制装置通过控制第一开关和第二开关控制充电装置与soc测试装置连接或者控制充电装置与电源连接,从而实现对放置在充电单元中的蓄电池进行充电或者soc测试。此外,控制装置还能分别充电单元断开或者接通,用户可根据需要控制一个或者多个充电单元,对对应的充电单元上的蓄电池进行充电或者soc测试。本技术的蓄电池充电管理系统的每一个充电单元集成充电功能和soc测试功能,使得用户更换电池时操作方便简单,也方便对多个蓄电池进行充电管理。
附图说明
46.图1是本发明实施例提供的蓄电池充电管理系统内部电路示意图;
47.图2是本发明实施例提供的蓄电池充电管理系统外部结构示意图;
48.图3是本发明实施例提供的蓄电池充电管理系统的控制方法流程图;
49.图4是本发明实施例提供的蓄电池充电管理系统的控制装置示意图。
具体实施方式
50.下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或者类似的标号表示相同或者类似的原件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
51.在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、左、右等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
52.本发明的描述中,如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
53.本发明实施例提供了一种蓄电池充电管理系统,参照图1,本发明实施例的蓄电池充电管理系统包括充电装置、控制装置300、soc测试装置100、第一开关410和第二开关420。
54.充电装置包括若干个充电单元210,若干个充电单元的正极端形成的正极总线连接至第一开关的第一端和soc测试装置,第一开关的第二端用于连接电源正极。若干个充电单元的负极端形成的负极总线连接至第二开关的第一端,第二开关的第二端用于连接电源负极,第二开关第三端连接至soc测试装置。控制装置分别与若干个充电单元、第一开关和第二开关连接,控制装置用于:
55.获取控制指令;
56.根据控制指令确定工作模式和目标充电单元;
57.当工作模式为充电模式,则控制第一开关为接通电源正极与正极总线状态,控制第二开关为接通电源负极与负极总线状态,控制目标充电单元为使能状态;
58.当工作模式为soc测试模式,则控制第一开关为断开电源正极与正极总线状态,控制第二开关为接通soc测试装置与负极总线状态,控制目标充电单元为使能状态。
59.在一些实施例中,使能状态为表征目标充电单元中的开关部件接通,使得目标充电能够接通电源,从而为蓄电池600提供充电电荷。
60.在一些实施例中,控制装置可以包括触控屏329和处理模块310,触控屏与处理模块连接。如图1所示,处理模块可以采用arduino控制板,arduino控制板的rx引脚和tx引脚与触控屏连接对应连接。
61.在一些实施例中,第一开关和第二开关均采用双刀继电器,如图1所示,双刀继电器包括继电开关和继电线圈,第一开关的继电线圈可以连接至arduino控制板的5v电源引脚和a0引脚,第二开关的继电线圈可以连接至arduino控制板的5v电源引脚和a1引脚。第一开关的第一端连接若干个充电单元的正极端形成的正极总线,第二端连接电源正极,第三端悬空。第二开关的第一端连接若干个充电单元的负极端形成的负极总线,第二端连接电源负极,第三端连接至soc测试装置。当蓄电池充电管理系统为充电模式,处理模块通过第一开关的继电线圈控制第一开关的继电开关连接第一端和第二端,通过第二开关的继电线圈控制第二开关的继电开关连接第一端和第二端,从而使得充电装置和电源之间形成回路,充电单元能够为蓄电池充电。当蓄电池充电管理系统为soc测试模式,处理模块通过第一开关的继电线圈控制第一开关的继电开关连接第一端和第三端,通过第二开关的继电线圈控制第二开关的继电开关连接第一端和第三端,从而使得soc测试装置和充电装置之间形成回路,能够测试充电单元中的蓄电池状态,且充电装置与电源之间断路,能够防止在进行soc测试过程中电源的影响。
62.在本实施例中,蓄电池充电管理系统的每一个充电单元集成充电功能和soc测试功能,用户只需要通过触控屏输入控制指令,就能对目标充电单元中的蓄电池进行充电,也能对目标充电单元中的蓄电池进行soc测试,检测蓄电池是否可以使用,使得用户更换电池时操作方便简单,也方便对多个蓄电池充电进行管理。示例性地,用户在触控屏上输入充电模式,并选择第四个和第五个充电单元为目标充电单元,控制装置根据控制指令对应控制第一开关和第二开关的继电开关状态,并控制第四个和第五个充电单元为使能状态,未选中的其他充电单元为非使能状态,从而对第四个和第五个充电单元中的蓄电池进行充电。用户在触控屏上输入soc测试模式,并选择第三个为目标充电单元,控制装置根据控制指令
对应控制第一开关和第二开关的继电开关状态,并控制第三个充电单元为使能状态,其他充电单元为非使能状态,从而测试第三个充电单元中的蓄电池的电荷状态。
63.根据本发明一些实施例,参照图1,每一个充电单元包括mosfet开关211和充电接口212,充电接口与mosfet开关的输出端连接,mosfet开关的输入端连接处理模块,mosfet开关的电源端连接第一开关的第一端。
64.在一些实施例中,mosfet开关内置场效应管,处理模块通过向mosfet开关的输入端提供偏置电压来控制场效应管导通或者截止,当场效应管导通时接通正极总线,mosfet开关的输出端通过充电接口接通蓄电池,从而使得蓄电池接通到正极总线上。如图1所示,五个mosfet开关分别连接至arduino控制板的五个i/o端口,arduino控制板控制i/o端口的电压来控制对应的充电单元为使能状态或者非使能状态,使能状态为mosfet开关的场效应管为导通状态,非使能状态为mosfet开关的场效应管为截止状态。
65.根据本发明一些实施例,参照图1,充电装置还包括充电参数测量模块220,充电单元的负极端通过充电参数测量模块连接至第二开关的第一端,充电单元的正极端与充电参数测量模块连接,充电参数测量模块还与控制装置连接;
66.控制装置还用于:
67.获取目标充电单元在工作过程中的充电参数;
68.根据充电参数确定目标充电单元的充电状态;
69.根据充电状态控制目标充电单元中的mosfet开关导通或者截止。
70.在本实施例中,控制装置通过充电参数测量模块获取所有目标充电单元在充电过程中的电流和电压等充电参数,根据充电参数确定目标充电单元的充电状态,例如,电流过大危险状态、充满电状态或者正常充电状态等,在电流过大危险状态、充满电状态的充电状态下,控制对应的目标充电单元中的mosfet开关截止,在正常充电状态下,控制对应的目标充电单元中的mosfet开关导通。
71.在另外一些实施中,充电参数测量装置可通过触控屏连接至控制装置,充电参数测量装置根据充电参数确定目标充电单元的充电状态并将充电状态反馈值控制装置。控制装置根据充电状态控制目标充电单元中的mosfet开关导通或者截止,同时,触控屏显示目标充电单元的充电参数和充电状态。
72.根据本发明一些实施例,参照图1,soc测试装置包括放电棒110和soc测试电压采样模块120。
73.放电棒的一端连接至正极总线,放电棒的另一端连接至第二开关的第三端。处理模块通过soc测试电压采样模块连接至放电棒的两端。
74.控制装置还用于:
75.在蓄电池充电管理系统处于soc测试模式的工作模式时,获取soc测试电压采样模块输出的放电电压值;
76.根据放电电压值确定目标充电单元中的蓄电池测试结果。
77.示例性地,当用户选择soc测试模式和第三个充电单元为目标充电单元,控制装置控制第一开关的继电开关连通第一端和第三端,第二开关的继电开关连通第一端和第三端,第三个充电单元中的mosfet开关为导通状态,其他充电单元中的mosfet开关为截止状态。放电棒对第三个充电单元的蓄电池进行放电,soc测试电压采样模块采集放电过程中的
电压值并将电压值进行模数转换得到离散化的放电电压值。控制装置根据放电电压值确定目标充电单元中的蓄电池测试结果,蓄电池测试结果包括但不限于蓄电池不可使用、蓄电池需充电后使用和蓄电池无需充电可使用等。
78.在一些实施例中,参照图1,soc测试装置还包括电压表140,电压表接入放电棒两端以显示放电棒两端的电压。
79.根据本发明一些实施例,soc测试装置还包括显示模块,显示模块与处理模块连接,
80.控制装置还用于:
81.当放电电压值小于第一预设值,则控制显示模块显示用于表征不可使用的蓄电池测试结果;
82.当放电电压值大于或等于第一预设值且小于或等于第二预设值,则控制显示模块显示用于表征需充电后使用的蓄电池测试结果;
83.当放电电压值大于所述第二预设值,则控制显示模块显示用于表征无需充电可使用的蓄电池测试结果。
84.示例性地,显示模块可以为如图1所示的指示灯单元130,指示灯单元包括红灯、绿灯和黄灯,当放电电压值小于9v,红灯打开,表示蓄电池不可使用;当放电电压值在9v~11v之间,黄灯打开,表示充电后使用;当放电电压值大于11v,绿灯打开,表示无需充电可使用或者满电。本发明实施例通过判断放电电压值所在的区间,向用户提供蓄电池测试结果,以指示用户是否能够使用目标充电单元中的蓄电池。针对目前的汽车教学实训室中,在蓄电池进行soc测试后,由于能保证每一个学生都清楚放电电压值位于哪个区间不能使用,哪个区间可以使用,可能导致学生使用了电池损坏或者电量过低的蓄电池进一步损坏电池或者损害汽车,因此,本技术通过显示模块向学生提供蓄电池测试结果指导学生使用蓄电池,能够规范蓄电池的使用,提高蓄电池的使用寿命。
85.在另外一些实施例中,显示模块也可以是触控屏,处理模块可以直接将蓄电池测试结果发送至触控屏,在触控屏上以文字形式进行显示。
86.根据本发明一些实施例,控制装置还用于:
87.确定蓄电池充电管理系统进入soc测试模式的第一时间;
88.从第一时间开始计时得到第二时间;
89.当第二时间与第一时间之差大于预设时间段,则控制目标充电单元的mosfet开关截止。
90.在本实施例中,目前学生单独使用soc测试装置对需要使用的蓄电池进行测试时,容易因为操作不规范导致被测试的蓄电池过度放电,导致蓄电池电量不足,甚至损坏蓄电池。本发明实施例通过设置预设时间段,将对目标充电单元中的蓄电池的soc测试时间限制在一定时间内,例如5秒内,能够防止蓄电池放电时间过长而影响蓄电池的使用。
91.根据本发明一些具体实施例,参照图1,蓄电池充电管理系统还包括熔断器500,熔断器设置在电源正极和第一开关的第二端之间,当在充电过程中,充电装置与电源回路的电流过高,熔断器自动熔断充电装置和电源连接,以保护蓄电池充电管理系统。本实施例的蓄电池充电管理系统可以采用12v~24v的电源。
92.根据本发明一些实施例,参照图2,蓄电池充电管理系统还包括柜体900,柜体设置
有若干个充电区域,每一个充电区域中对应设置有一个充电单元,充电单元的充电接口212外置并用于与蓄电池600连接,soc测试装置和处理模块均内嵌于柜体中,触控屏320设置在柜体表面。
93.在另外一些实施例中,参照图2,柜体还设置有用于收纳电源700的空腔,柜体下方设置有万向轮800,蓄电池充电管理系统的一体式设计,能够将蓄电池充电管理系统方便放置于合适的位置,统一管理实训室中多个蓄电池。
94.另一方面,本发明实施例还提供一种蓄电池充电管理系统的控制方法,应用于如前面实施例的蓄电池充电管理系统的控制装置,参照图3,蓄电池充电管理系统的控制方法包括以下步骤:
95.s310,获取控制指令;
96.s320,根据控制指令确定工作模式和目标充电单元;
97.s330,当工作模式为充电模式,则控制第一开关为接通电源正极与正极总线状态,控制第二开关为接通电源负极与负极总线状态,控制目标充电单元为使能状态;
98.s340,当工作模式为soc测试模式,则控制第一开关为断开电源正极与正极总线状态,控制第二开关为接通soc测试装置与负极总线状态,控制目标充电单元为使能状态。
99.参照图4,图4是本发明一个实施例提供的蓄电池充电管理系统的控制装置的示意图。本发明实施例的蓄电池充电管理系统的控制装置包括一个或多个控制处理器和存储器,图4中以一个控制处理器及一个存储器为例。
100.控制处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接,图4中以通过总线连接为例。
101.存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中,存储器可选包括相对于控制处理器远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至该蓄电池充电管理系统的控制装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
102.本领域技术人员可以理解,图4中示出的装置结构并不构成对蓄电池充电管理系统的控制装置的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
103.实现上述实施例中应用于蓄电池充电管理系统的控制装置的蓄电池充电管理系统的控制方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中,当被控制处理器执行时,执行上述实施例中应用于蓄电池充电管理系统的控制装置的蓄电池充电管理系统的控制方法。
104.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
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