智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法及系统与流程

本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法及系统。

背景技术：

随着电动车的日益增多，人们对电动车电池的使用需求也越来越多，如果每天在家里用充电器充电，不仅速度慢，而且受场地、环境等多方面限制，使用非常不方便，特别是对于经常使用电动车的快递员、送外卖人员等，快速便捷的换电池无意是提高其工作效率的最大保障，于是，换电柜便应运而生，它能够解决电动车用户的换电池需求，满足人们对便捷换电池的需要，但是在现有技术中，由于换电柜的不能正确识别当前的充电电池是否是合法电池，容易造成电池使用管理的混乱，同时，充电电流的大小控制不科学，容易损坏充电电池。

因此，现有技术需要改进。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题是：提供一种智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法及系统，以解决现有技术中存在的问题。

根据本发明实施例的一个方面，公开一种智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法，包括：

对放入智能换电柜的充电电池进行排异性通讯检测，建立充电电池与单元仓板之间的通讯，确保充电电池合法；

单元仓板对充电电池进行写充电指令，充电电池打开充电mos管，充电电池开始充电；

根据充电电池的电压参数，设置对充电电池的充电电流参数；

充电期间发生充电电池与单元仓板之间通讯中断或充电电池充满，启动自动断电。

基于本发明上述智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法的另一个实施例中，所述对放入智能换电柜的充电电池进行排异性通讯检测，建立充电电池与单元仓板之间的通讯，确保充电电池合法包括：

将充电电池推入充电电池仓内，并关闭充电电池仓的仓门，触发行程开关；

单元仓板将所有通讯连接数据清零，并向充电电池发送启动一线通通讯连接的请求；

如果充电电池未响应单元仓板的通讯连接请求，则判定当前充电电池为非法；

如果电池响应单元仓板的通讯连接请求，则激活充电电池与单元仓板的通讯连接；

单元仓板发送读指令到充电电池，请求获取充电电池的充电参数；

如果充电电池未响应单元仓板发送的读指令，则判定充电电池为非法；

如果充电电池响应单元仓板发送的读指令，则向电池仓板发送充电电池的sn码信息和bms信息；

充电电池板判断充电电池的sn码信息与单元仓板的sn码信息是否配对成功；

如果不成功，则判定充电电池为非法；

如果成功，则判定充电电池为合法。

基于本发明上述智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法的另一个实施例中，所述单元仓板对充电电池进行写充电指令，充电电池打开充电mos管，充电电池开始充电包括：

单元仓板判定充电电池合法，并向所述充电电池发送写充电指令；

充电电池的充电mos管打开，充电电池开始充电。

基于本发明上述智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法的另一个实施例中，所述根据充电电池的电压参数，设置对充电电池的充电电流参数包括：

充电仓板设置充电电池的电压状态临界值，并获取充电电池的当前电压参数，判断充电电池所处电压状态，所述电压状态包括低压状态、放电电压状态、标称电压状态、满电电压状态，所述电压状态临界值包括放电电压状态临界值、标称电压状态临界值和满电电压状态临界值，当所述充电电池电压小于所述放电电压状态临界值时，充电电池处于低电压状态，当充电电池电压大于或等于放电电压临界值而小于标称电压状态临界值时，充电电池处于放电电压状态，当充电电池电压大于或等于标称电压状态临界值而小于满电电压临界值时，充电电池处于标称电压状态，当充电电池电压大于或等于满电电压临界值时，充电电池处于满电电压状态；

如果充电电池的电压处于低电压状态，则充电仓板控制充电电流以50ma的涓流对充电电池进行充电，直到充电电池电压达到设定的第一充电临界值后，充电仓板控制充电电流以100ma的涓流对充电电池进行充电；

如果充电电池的电压处于放电电压状态时，充电仓板控制充电电流以1000ma的电流对充电电池进行充电，直到充电电池电压达到设定的第二充电临界值后，充电仓板控制充电电流以8000ma的电流对充电电池进行充电；

如果充电电池的电压处于标称电压状态，充电仓板控制充电电流以恒压对充电电池进行充电；

如果充电电池的电压处于满电电压状态，充电仓板控制充电电流以50ma的涓流对充电电池进行充电。

基于本发明上述智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法的另一个实施例中，所述放电电压状态临界值、标称电压状态临界值、满电电压状态临界值、第一充电临界值、第二充电临界值的大小关系为：

所述第一充电临界值小于所述放电电压状态临界值；

所述放电电压状态临界值小于所述第二充电临界值；

所述第二充电临界值小于所述标称电压状态临界值；

所述标称电压状态临界值小于所述满电电压状态临界值。

基于本发明上述智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法的另一个实施例中，还包括：

如果充电电池的电压处于满电电压状态，充电仓板控制充电电流以50ma的涓流对充电电池进行充电1至2小时。

基于本发明上述智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法的另一个实施例中，所述充电期间发生充电电池与单元仓板之间通讯中断或充电电池充满，启动自动断电包括：

在充电过程中，单元仓板实时读取充电电池的电池参数信息和充电状态信息；

如果单元仓板与充电电池的通讯连接终端，则充电电池停止充电；

如果单元仓板检测充电电池的电池参数信息或充电状态信息发生异常，则判断电池故障，充电电池停止充电；

如果单元仓板检测到充电电池的电压参数达到充满的参数值，则停止充电。

基于本发明实施例的另一个方面，公开一种智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理系统，包括：

mcu控制模块、电池通讯模块、ad采集模块、电源供电模块、电源控制模块、电路保护模块、can通讯模块、单元仓板、后台服务器、充电舱门控制模块、充电控制模块、琴码模块、存储模块；

所述mcu控制模块与所述电池通讯模块、ad采集模块、电源供电模块、电源控制模块、电路保护模块、can通讯模块、充电舱门控制模块、充电控制模块、琴码模块、存储模块连接，用于接收与其连接的各模块数据，并控制与其连接的各模块工作；

所述电池通讯模块负责mcu控制模块与充电电池的串口数据通讯，mcu控制模块根据从电池通讯模块接收的充电电池参数数据对电池的性能进行判定；

所述ad采集模块用于采集充电舱门、充电电池、保护电路的模拟数据，并转换成物理量；

所述电源供电模块用于给多个充电舱门内的设备模块提供稳定直流工作电流和电压；

所述电源控制模块与电源供电模块连接，用于控制所述电源供电模块输出的电源参数；

所述电路保护模块起保护作用，防止电压、电流突变而导致的器件烧坏；

所述can通讯模块与所述单元仓板连接，所述can通讯模块包含can收发器和can屏蔽器，用于稳定收发指定的can数据；

所述单元仓板用于接收所述后台服务器的控制指令并建立与充电电池的通讯连接，通过是否能够建立通讯连接判断充电电池是否合法，通过can通讯模块与所述mcu控制模块连接，在mcu控制模块控制下控制充电电池的充电、断电和充电电流的设置；

所述后台服务器与所述单元仓板连接，用于控制单元仓板的工作，并接收单元仓板上报的数据，判断充电舱门的工作状态模式；

所述充电舱门控制模块用于控制充电舱门的电池锁开关和充电舱门的开关；

所述充电控制模块在所述单元仓板的控制下按照设定的充电参数向充电电池充电；

所述琴码模块用于读取充电电池的id信息，并将充电电池的id信息发送至单元仓板；

所述存储模块用于存储单元仓板和充电电池的工作状态信息、还电池或借电池的结果信息。

基于本发明上述智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理系统的另一个实施例中，所述mcu控制模块包括stm32f103c8芯片。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明的智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法及系统通过识别充电电池是否合法来确保充电电池与智能充电柜相适应，并且根据充电电池的电压状况自动调整充电电流，确保了充电的科学高效，在遇到充电电池故障或系统故障时，能自动停止充电。

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是本发明的智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理系统的一个实施例的结构示意图。

图2是本发明的智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法的一个实施例的流程图。

图中：100mcu控制模块、101电池通讯模块、102ad采集模块、103电源供电模块、104电源控制模块、105电路保护模块、106can通讯模块、107单元仓板、108后台服务器、109充电舱门控制模块、110充电控制模块、111琴码模块、112存储模块。

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智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法及系统进行更详细地说明。

图1是本发明的智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理系统的一个实施例的结构示意图，如图1所示，该实施例的智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理系统包括：

mcu控制模块100、电池通讯模块101、ad采集模块102、电源供电模块103、电源控制模块104、电路保护模块105、can通讯模块106、单元仓板107、后台服务器108、充电舱门控制模块109、充电控制模块110、琴码模块111、存储模块112；

所述mcu控制模块100与所述电池通讯模块101、ad采集模块102、电源供电模块103、电源控制模块104、电路保护模块105、can通讯模块106、充电舱门控制模块109、充电控制模块110、琴码模块111、存储模块112连接，用于接收与其连接的各模块数据，并控制与其连接的各模块工作；

所述电池通讯模块101负责mcu控制模块100与充电电池的串口数据通讯，mcu控制模块100根据从电池通讯模块101接收的充电电池参数数据对电池的性能进行判定；

所述ad采集模块102用于采集充电舱门、充电电池、保护电路的模拟数据，并转换成物理量；

所述电源供电模块103用于给多个充电舱门内的设备模块提供稳定直流工作电流和电压；

所述电源控制模块104与电源供电模块103连接，用于控制所述电源供电模块103输出的电源参数；

所述电路保护模块105起保护作用，防止电压、电流突变而导致的器件烧坏；

所述can通讯模块106与所述单元仓板107连接，所述can通讯模块106包含can收发器和can屏蔽器，用于稳定收发指定的can数据；

所述单元仓板107用于接收所述后台服务器108的控制指令并建立与充电电池的通讯连接，通过是否能够建立通讯连接判断充电电池是否合法，通过can通讯模块106与所述mcu控制模块100连接，在mcu控制模块100控制下控制充电电池的充电、断电和充电电流的设置；

所述后台服务器108与所述单元仓板107连接，用于控制单元仓板107的工作，并接收单元仓板107上报的数据，判断充电舱门的工作状态模式；

所述充电舱门控制模块109用于控制充电舱门的电池锁开关和充电舱门的开关；

所述充电控制模块110在所述单元仓板107的控制下按照设定的充电参数向充电电池充电；

所述琴码模块111用于读取充电电池的id信息，并将充电电池的id信息发送至单元仓板107；

所述存储模块112用于存储单元仓板107和充电电池的工作状态信息、还电池或借电池的结果信息。

所述mcu控制模块100包括stm32f103c8芯片。

图2是本发明的智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法的一个实施例的流程图，如图2所示，所述智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法包括：

10，对放入智能换电柜的充电电池进行排异性通讯检测，建立充电电池与单元仓板107之间的通讯，确保充电电池合法；

20，单元仓板107对充电电池进行写充电指令，充电电池打开充电mos管，充电电池开始充电；

30，根据充电电池的电压参数，设置对充电电池的充电电流参数；

40，充电期间发生充电电池与单元仓板107之间通讯中断或充电电池充满，启动自动断电。

所述对放入智能换电柜的充电电池进行排异性通讯检测，建立充电电池与单元仓板107之间的通讯，确保充电电池合法包括：

将充电电池推入充电电池仓内，并关闭充电电池仓的仓门，触发行程开关；

单元仓板107将所有通讯连接数据清零，并向充电电池发送启动一线通通讯连接的请求；

如果充电电池未响应单元仓板107的通讯连接请求，则判定当前充电电池为非法；

如果电池响应单元仓板107的通讯连接请求，则激活充电电池与单元仓板107的通讯连接；

单元仓板107发送读指令到充电电池，请求获取充电电池的充电参数；

如果充电电池未响应单元仓板107发送的读指令，则判定充电电池为非法；

如果充电电池响应单元仓板107发送的读指令，则向电池仓板发送充电电池的sn码信息和bms信息；

充电电池板判断充电电池的sn码信息与单元仓板107的sn码信息是否配对成功；

如果不成功，则判定充电电池为非法；

如果成功，则判定充电电池为合法。

所述单元仓板107对充电电池进行写充电指令，充电电池打开充电mos管，充电电池开始充电包括：

单元仓板107判定充电电池合法，并向所述充电电池发送写充电指令；

充电电池的充电mos管打开，充电电池开始充电。

所述根据充电电池的电压参数，设置对充电电池的充电电流参数包括：

充电仓板设置充电电池的电压状态临界值，并获取充电电池的当前电压参数，判断充电电池所处电压状态，所述电压状态包括低压状态、放电电压状态、标称电压状态、满电电压状态，所述电压状态临界值包括放电电压状态临界值、标称电压状态临界值和满电电压状态临界值，当所述充电电池电压小于所述放电电压状态临界值时，充电电池处于低电压状态，当充电电池电压大于或等于放电电压临界值而小于标称电压状态临界值时，充电电池处于放电电压状态，当充电电池电压大于或等于标称电压状态临界值而小于满电电压临界值时，充电电池处于标称电压状态，当充电电池电压大于或等于满电电压临界值时，充电电池处于满电电压状态；

如果充电电池的电压处于低电压状态，则充电仓板控制充电电流以50ma的涓流对充电电池进行充电，直到充电电池电压达到设定的第一充电临界值后，充电仓板控制充电电流以100ma的涓流对充电电池进行充电；

如果充电电池的电压处于放电电压状态时，充电仓板控制充电电流以1000ma的电流对充电电池进行充电，直到充电电池电压达到设定的第二充电临界值后，充电仓板控制充电电流以8000ma的电流对充电电池进行充电；

如果充电电池的电压处于标称电压状态，充电仓板控制充电电流以恒压对充电电池进行充电；

如果充电电池的电压处于满电电压状态，充电仓板控制充电电流以50ma的涓流对充电电池进行充电。

所述放电电压状态临界值、标称电压状态临界值、满电电压状态临界值、第一充电临界值、第二充电临界值的大小关系为：

所述第一充电临界值小于所述放电电压状态临界值；

所述放电电压状态临界值小于所述第二充电临界值；

所述第二充电临界值小于所述标称电压状态临界值；

所述标称电压状态临界值小于所述满电电压状态临界值。

如果充电电池的电压处于满电电压状态，充电仓板控制充电电流以50ma的涓流对充电电池进行充电1至2小时。

所述充电期间发生充电电池与单元仓板107之间通讯中断或充电电池充满，启动自动断电包括：

在充电过程中，单元仓板107实时读取充电电池的电池参数信息和充电状态信息；

如果单元仓板107与充电电池的通讯连接终端，则充电电池停止充电；

如果单元仓板107检测充电电池的电池参数信息或充电状态信息发生异常，则判断电池故障，充电电池停止充电；

如果单元仓板107检测到充电电池的电压参数达到充满的参数值，则停止充电。

以上对本发明所提供的一种智能换电柜的充电控制及排异性通讯管理方法及系统进行了详细介绍，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。