一种同口双电池的管理方法与流程

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种同口双电池的管理方法。

背景技术：

能源问题日益成为国际社会关注的焦点。电池作为一种电能的储能载体，对改变能源构成，发挥着重要作用，在实际日常生活中，由于某个电池设备长期不用，导致电池设备里面的电池过期、漏液，腐蚀了电池设备的线路和电路板，造成电池设备的损坏。如果是充电电池，则长期亏电状态下对电池的损伤也比较严重。

在实现本发明的过程中，本发明人通过调查研究发现，现有技术的电池管理系统至少存在以下问题：电池管理的方式以硬件为主，主要用于管理电池的充电、放电，测量电池的充放电效率和电池的故障检测，检测方式也仅限于一次被测量对象，无法对电池在使用周期内的全程监测，现有的电池管理方式对BMS（电池管理系统）工作时出现双电池互充现象发生无法解决，电池充电MOS管和放电MOS管的开启与关闭管理不科学，因此，创新的提出一种同口双电池的管理方法，对电池进行全寿命管理，提高电池管理的效率，非常必要。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的一个技术问题是：提供一种同口双电池的管理方法，以解决现有技术中存在的管理方法不科学，管理程序过分简化或复杂，管理效率低下，无法进行全寿命管理的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供的一种电池管理方法，包括：

上电初始化，BMS通过对外接口连接电池，MCU初始化内部工作时钟、配置输入输出IO口状态、配置ADC采集寄存器、设置系统定时器、设置看门狗和相应外部中断服务函数；

配置BMS参数，充放电MOS管是否开启状态、初始化程序运行变量、配置电池保护参数；

检测电池信息，通过COM口识别电池工作状态信息和电池工作参数信息；

充放电管理，MCU根据COM连接状态来判断是否开启充放电MOS管，所述充放电MOS管在打开之前必须先检查保护信息标志位是否已置位，若是保护信息标志位未置位，不可开启充放电MOS管；

休眠管理，主控MCU根据电池工作状态信息自动运行低功耗动作，BMS根据报警信息，唤醒MCU以处理电池保护事件，并根据事件变化，再次自动运行低功耗动作。

基于本发明上述同口双电池的管理方法的另一个实施例中，所述BMS通过对外接口连接电池包括：B+、P-、COM端口；

所述B+是连接电池的正极，P-是连接电池放电或者充电的负极，COM端口为连接状态公共引脚，BMS通过COM端口的电压值识别电池的连接状态，BMS的MCU会定期的对COM端口的电压进行采样，同时对COM端口电压信号进行处理。

基于本发明上述同口双电池的管理方法的另一个实施例中，所述检测电池信息，通过COM口识别电池工作状态信息和电池工作参数信息包括：

开启电路电源，采集电池包的电池温度、电池电压、电池充电电流、电池放电电流和电池COM连接状态电压信息；

判断电池温度是否超过设定的电池最高工作温度阈值和/或低于设定的电池最低工作温度阈值；

如果是，则设置电池过温标志位和/或设置电池欠温标志位；

如果否，则清除电池过温标志位和/或清除电池欠温标志位；

判断电池电压是否超过设定的电池最高工作电压阈值和/或低于设定的电池最低工作电压阈值；

如果是，则设置电池过压标志位和/或设置电池欠压标志位；

如果否，则清除电池过压标志位和/或清除电池欠压标志位；

判断电池充电电流是否超过设定的电池最高充电电流阈值和/或放电电流是否超过设定的电池最高放电电流阈值

如果是，则设置电池充电过流标志位和/或设置电池放电过流标志位；

如果否，则清除电池充电过流标志位和/或清除电池放电过流标志位；

通过COM口判断电池工作状态信息，并关闭电路电源。

基于本发明上述同口双电池的管理方法的另一个实施例中，所述充放电管理包括：

判断系统的电池有无保护措施；

如果有，则关闭充电MOS管，关闭放电MOS管，并结束；

如果无，则判断系统的电池组是否为单电池；

如果是，则关闭充电MOS管，关闭放电MOS管，并结束；

如果否，则判断系统是否为单电池和充电器配套方式；

如果是，则开启充电MOS管，开启放电MOS管，并结束；

如果否，则判断系统是否为单电池、双电池和控制器、充电器配套方式；

如果是，开启充电MOS管，关闭放电MOS管，并结束；

如果否，则判断系统是否为单电池和控制器配套方式；

如果是，开启充电MOS管，开启放电MOS管，并结束；

如果否，则判断系统是否为双电池和控制器配套方式；

如果是，开启充电MOS管，开启放电MOS管，并结束。

基于本发明上述同口双电池的管理方法的另一个实施例中，所述休眠管理包括：

判断BMS的保护位无变化时间是否超过设定时间阈值；

如果否，则保持现有工作模式，BMS重新计算休眠时间；

如果是，则BMS自动进入低速模式，BMS为休眠状态；

判断BMS是否触发唤醒机制，所述唤醒机制为BMS在设定的唤醒时间阈值唤醒MCU一次的RTC时钟唤醒机制；

如果是，则BMS唤醒，进入正常工作模式；

如果否，等待BMS被唤醒。

基于本发明上述同口双电池的管理方法的另一个实施例中，所述唤醒机制包括两种：外部中断唤醒和系统自动唤醒。

基于本发明上述同口双电池的管理方法的另一个实施例中，所述保护位无变化时间是否超过设定时间阈值为1分钟。

基于本发明上述同口双电池的管理方法的另一个实施例中，所述BMS在设定的唤醒时间阈值为1秒钟。

基于本发明上述同口双电池的管理方法的另一个实施例中，所述MCU使用芯片为STM8S003F2芯片。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本发明采用连接状态识别技术，使得同口双电池安全使用得以实现，BMS自动识别与外部设备的连接状态，根据连接状态，判断当前电池工作状态，通过连接状态的识别，BMS实现电池充电MOS管和放电MOS管的开启与关闭，同时两种连接状态之间切换时而不出现两个电池互充现象，该方法对双电池的使用更安全，更简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明的一个实施例的流程图。

图2是本发明的另一个实施例的流程图。

图3是本发明的又一个实施例的流程图。

图4是本发明的又一个实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例只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。

下面结合附图和实施例对本发明提供的一种同口双电池的管理方法进行更详细地说明。

图1是本发明的一个实施例的流程图，如图1所示，该实施例的同口双电池的管理方法包括：

10，上电初始化，BMS通过对外接口连接电池，MCU初始化内部工作时钟、配置输入输出IO口状态、配置ADC采集寄存器、设置系统定时器、设置看门狗和相应外部中断服务函数；

20，配置BMS参数，充放电MOS管是否开启状态、初始化程序运行变量、配置电池保护参数；

30，检测电池信息，通过COM口识别电池工作状态信息和电池工作参数信息；通过MCU的数据采集模块去采集电池温度、电池电压、充电电流、放电电流、COM连接状态的电压模拟值，且通过转化比例运算获得实际的电池温度、电池电压、电池充电电流、电池放电电流、电池外部连接状态的电压，通过实时的电池信息与BMS已经配置的电池保护参数相比，若其中某项实时电池信息已超出电池的保护参数范围，则置位相应保护信息的标志位，否则清除相应的保护信息标志位；

40，充放电管理，MCU根据COM连接状态来判断是否开启充放电MOS管，所述充放电MOS管在打开之前必须先检查保护信息标志位是否已置位，若是保护信息标志位未置位，不可开启充放电MOS管；

50，休眠管理，主控MCU根据电池工作状态信息自动运行低功耗动作，BMS根据报警信息，唤醒MCU以处理电池保护事件，并根据事件变化，再次自动运行低功耗动作。

BMS获取所有的输入信号，包括数字量、模拟量、时间量，通过对采集的输入信号进行分析，控制相应的输出量，该BMS的输入信号即是电池温度、电池电压、电池电流、充电MOS管状态、放电MOS管状态、COM电压信号、充电器检测，输出量为控制充电MOS管和放电MOS管动作。

所述BMS通过对外接口连接电池包括：B+、P-、COM端口；

所述B+是连接电池的正极，P-是连接电池放电或者充电的负极，COM端口为连接状态公共引脚，BMS通过COM端口的电压值识别电池的连接状态，BMS的MCU会定期的对COM端口的电压进行采样，同时对COM端口电压信号进行处理。

BMS通过COM的电压值识别电池处于什么连接状态下，COM电路中电池处于不同的连接状态下COM电压有所不同，以不同的电压范围可区分电池BMS处于什么样连接状态，故BMS对于COM 的电压值要做一定的处理，BMS的MCU会定期的对COM的电压进行采样，同时对COM电压信号进行处理，如滤波处理，误差处理。

图2是本发明的另一个实施例的流程图，如图2所示，所述检测电池信息，通过COM口识别电池工作状态信息和电池工作参数信息包括：

101，开启电路电源，采集电池包的电池温度、电池电压、电池充电电流、电池放电电流和电池COM连接状态电压信息；

102，判断电池温度是否超过设定的电池最高工作温度阈值和/或低于设定的电池最低工作温度阈值；

103，如果是，则设置电池过温标志位和/或设置电池欠温标志位；

104，如果否，则清除电池过温标志位和/或清除电池欠温标志位；

105，判断电池电压是否超过设定的电池最高工作电压阈值和/或低于设定的电池最低工作电压阈值；

106，如果是，则设置电池过压标志位和/或设置电池欠压标志位；

107，如果否，则清除电池过压标志位和/或清除电池欠压标志位；

108，判断电池充电电流是否超过设定的电池最高充电电流阈值和/或放电电流是否超过设定的电池最高放电电流阈值；

109，如果是，则设置电池充电过流标志位和/或设置电池放电过流标志位；

110，如果否，则清除电池充电过流标志位和/或清除电池放电过流标志位；

111，通过COM口判断电池工作状态信息，并关闭电路电源。

检测BMS电池信息时需开启相关电路的电源，而开启电路供电电源会增加BMS自身的功耗，故在BMS系统中需严格控制各部分电路的功耗，为了有效降低BMS功耗，需在获取电池信息时才开启相关电路的电源，采集完电池信息后应立即关闭电源，故MCU是先开启电路电源后再依次采集电池温度、电池电压、电池充电电流、电池放电电流、电池COM端口连接状态电压，同时将实时采集的相关电池信息与配置的电池保护参数相比较，以便设置相关标志位。

图3是本发明的又一个实施例的流程图，如图3所示，所述充放电管理包括：

201，判断系统的电池有无保护措施；

202，如果有，则关闭充电MOS管，关闭放电MOS管，并结束；

203，如果无，则判断系统的电池组是否为单电池；

如果是，则关闭充电MOS管，关闭放电MOS管，并结束；

204，如果否，则判断系统是否为单电池和充电器配套方式；

205，如果是，则开启充电MOS管，开启放电MOS管，并结束；

206，如果否，则判断系统是否为单电池、双电池和控制器、充电器配套方式；

如果是，开启充电MOS管，关闭放电MOS管，并结束；

207，如果否，则判断系统是否为单电池和控制器配套方式；

如果是，开启充电MOS管，开启放电MOS管，并结束；

208，如果否，则判断系统是否为双电池和控制器配套方式；

如果是，开启充电MOS管，开启放电MOS管，并结束。

双电池管理需考虑与单电池充电和放电的不同，如电池的充放电控制需考虑双电池是否处于相互充电问题；双电池管理既需要进行电池本身相关保护，又要进行双电池工作时防止高电压电池对低电压电池充电的情况，同时双电池工作时需要处理只有一个电池出现保护事件的保护处理，BMS充放电MOS管的管理需根据不同电池连接状态，即COM电压值来判断，否则有可能出现危险情况。

图4是本发明的又一个实施例的流程图，如图4所示，所述休眠管理包括：

301，判断BMS的保护位无变化时间是否超过设定时间阈值；

302，如果否，则保持现有工作模式，BMS重新计算休眠时间；

303，如果是，则BMS自动进入低速模式，BMS为休眠状态；

304，判断BMS是否触发唤醒机制，所述唤醒机制为BMS在设定的唤醒时间阈值唤醒MCU一次的RTC时钟唤醒机制；

305，如果是，则BMS唤醒，进入正常工作模式；

306，如果否，等待BMS被唤醒。

若BMS的保护状态无变化并且持续超过设定时间阈值，在本发明的实施例中，所述保护位无变化时间是否超过设定时间阈值为1分钟，BMS自动进入低速模式， BMS长时间处于低速模式下，此时，BMS即处于休眠状态，为了充分降低功耗，MCU进入休眠前需关闭BMS相关电源和重新配置MCU引脚功能，如：关闭运放电源、电压检测使能脚、关闭MCU内部的电压调节器和使MCU内部FLASH掉电，降低BMS功耗，休眠模式下BMS设置MCU内部的自动唤醒模块，例如，设置一个唤醒时间阈值，在本发明的实施例中，所述BMS在设定的唤醒时间阈值为1秒钟，如果达到唤醒时间阈值时间即唤醒MCU一次的RTC时钟唤醒机制，唤醒还包括设置外部中断唤醒，因此，所述唤醒机制包括两种：外部中断唤醒和系统自动唤醒。MCU在唤醒之后应做相应的处理，因为在休眠模式下，系统的TICK计数器时处于关闭状态，定时器停止工作，只有低速RC振荡器处于工作，所以休眠模式下唤醒后应重新调整系统的TICK计时器的计算值，防止TICK计时器不准确，因此，BMS计时要加上休眠期间的时间，否则会造成TICK计时不准确，影响系统计时功能。

所述MCU使用芯片为STM8S003F2芯片。

以上对本发明所提供的一种同口双电池的管理方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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。