储能电源及其过放保护控制电路、过放保护控制方法与流程

1.本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种储能电源及其过放保护控制电路、过放保护控制方法。


背景技术：

2.户外储能电源是一种内置锂离子电池，自身可储备电能的可移动的电源，户外储能电源以其容量大、功率大、可靠性高等特点备受户外爱好者追捧。户外储能电源通常配备有220v ac交流接口、12v dc接口以及5v usb接口等三种输出模块，能兼容不同种类用电设备的使用，能为不同种类用电设备提供便捷电力，特别是在市电无法供应的特殊场合。
3.目前市面上的户外储能电源产品，为了不让电池受到损伤，会设定一个预设0电量锁定值，当户外储能电源的电池电量降低至预设0电量锁定值时进行过放保护，不再提供电量输出，以保护电池。
4.若在遇到紧急状况需要使用剩余低电量进行输出时，由于市面上的户外储能电源产品在预设0电量状态下已经启动过放保护，停止电池电量的输出，因此不能实现在预设0电量状态下实现紧急输出电量的功能。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种储能电源及其过放保护控制电路、过放保护控制方法，旨在解决现有的户外储能电源不能在预设0电量状态下实现紧急输出电量的功能的问题。
6.第一方面，本发明提供了一种储能电源的过放保护控制方法，所述过放保护控制方法包括:获取储能电源的电池参数；若所述电池参数达到第一过放保护值，则进入第一工作状态，控制断开输出至第一负载的第一输出功率，保持开启输出至第二负载的第二输出功率，其中，所述第一输出功率大于所述第二输出功率；若所述电池参数达到第二过放保护值，则进入锁定保护状态，关闭所述储能电源的输出；其中，所述第一过放保护值大于所述第二过放保护值。
7.进一步地，所述储能电源的过放保护控制方法，还包括：当所述电池参数达到第一过放保护值时，保持开启输出至第三负载的第三输出功率，其中，所述第二输出功率大于所述第三输出功率，所述第三负载为所述储能电源的内部负载或外部负载。
8.进一步地，所述电池参数达到第二过放保护值之后，还包括：检测是否接收到唤醒信号；当检测到唤醒信号，则进入第二工作状态，控制断开输出至第一负载的第一输出功率，开启输出至第二负载的第二输出功率和/或输出至第三负载的第三输出功率。
9.进一步地，所述储能电源的过放保护控制方法，还包括：当所述电池参数达到第三过放保护值时，则进入关闭状态，关闭所述储能电源的输出；其中，所述第二过放保护值大于所述第三过放保护值。
10.第二方面，本发明还提供一种储能电源的过放保护控制电路，包括：电池、检测模块、功率输出模块和控制模块，电池，用于输出电能；检测模块，与所述电池连接，所述检测
模块用于检测所述电池的电池参数；功率输出模块，所述功率输出模块用于输出第一输出功率至第一负载，以及输出第二输出功率至第二负载，其中，所述第一输出功率大于第二输出功率；控制模块，与所述检测模块和所述功率输出模块连接，所述控制模块用于当所述电池参数达到第一过放保护值时，则控制所述功率输出模块断开输出至第一负载的第一输出功率，开启输出至第二负载的第二输出功率；所述控制模块还用于当所述电池参数达到第二过放保护值，则关闭所述储能电源的输出；其中，所述第一过放保护值大于所述第二过放保护值。
11.进一步地，所述控制模块还用于当所述电池参数达到第一过放保护值时，开启输出至第三负载的第三输出功率，其中，所述第二输出功率大于所述第三输出功率，所述第三负载为所述储能电源的内部负载或外部负载。
12.进一步地，所述控制模块还用于当检测到唤醒信号，控制断开输出至第一负载的第一输出功率，开启输出至第二负载的第二输出功率和/或输出至第三负载的第三输出功率。
13.进一步地，所述控制模块还用于当所述电池参数达到第三过放保护值时，则关闭所述储能电源的输出；其中，所述第二过放保护值大于所述第三过放保护值。进一步地，所述功率输出模块包括第一功率输出模块、第二功率输出模块和第三功率输出模块，所述第一功率输出模块和所述第二功率输出模块以及所述第三功率输出模块均与所述控制模块连接，所述第一功率输出模块用于输出第一输出功率至第一负载，所述第二功率输出模块用于输出第二输出功率至第二负载，所述第三功率输出模块用于输出第三输出功率至第三负载。
14.第三方面，本发明还提供一种储能电源，包括过放保护控制电路，所述过放保护控制电路为第二方面所述的过放保护控制电路，控制模块被配置于执行如第一方面所述的控制方法。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置检测模块来检测电池的电池参数，判断电池参数是否达到第一过放保护值，当电池参数达到第一过放保护值时，控制模块执行过放保护，进入第一工作状态，断开输出第一输出功率并保持开启输出第二输出功率，当电池参数达到第二过放保护值时，再进入锁定保护状态，关闭储能电源的输出。由此，相对于现有的储能电源的电量降至预设0电量状态启动过放保护，直接停止电池电量的全部输出，本技术达到第一过放保护值执行过放保护时仅断开功率较高的第一输出功率切断其对外供电，保证功率较小的第二功输出率保持供电输出，直到达到第二过放保护值时才关闭储能电源的输出，使得储能电源在预设0电量状态下也能实现紧急输出电量的功能。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，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。
17.图1展示了本发明实施例储能电源的过放保护控制电路的示意图；
18.图2展示了本发明实施例储能电源的过放保护控制电路的电路图；
19.图3展示了本发明实施例储能电源的过放保护控制方法的流程图；
20.图4展示了本发明另一实施例储能电源的过放保护控制方法的流程图；
21.图5展示了本发明又一实施例储能电源的过放保护控制方法的流程图；
22.10、第一功率输出模块；20、第二功率输出模块；30、第三功率输出模块；40、控制模块；50、电池；60、检测模块；70、显示模块；80、按键模块。
具体实施方式
23.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。
24.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
25.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
26.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
27.本技术实施例通过提供一种储能电源及其过放保护控制电路、过放保护控制方法，解决了现有的储能电源在0电量下已经启动过放保护，停止输出，不能实现紧急使用的功能的问题，通过当电池参数达到第一过放保护值时关闭功率较高的第一功率输出模块，保留功率较低的第二功率输出模块，使得储能电源在紧急情况下也能供电输出，直到达到第二过放保护值时才关闭储能电源，解决了过放保护切断全部输出而无法紧急使用的问题，实现紧急使用的功能。
28.本技术实施例中的技术方案为解决上述无法紧急使用的问题，总体思路如下：
29.通过设置三个过放保护点，分别为一级过放保护点，二级过放保护点和三级过放保护点，当电池满足一级过放保护点时，切断第一功率输出模块的供电输出，保持第二功率输出模块和第三功率输出模块的供电输出，由此，虽然大功率的第一功率输出模块关闭供电输出了，但是还保留了小功率的第二功率输出模块和第三功率输出模块保持供电输出，不会因为执行过放保护一下子切断所有的供电输出，因此既能够防止过度放电保护电池，又可以实现紧急使用的功能。当电池满足二级过放保护点时，再切断所有的供电输出，此时可以通过按键模块来恢复供电输出，利用按键模块触发控制信号控制第三功率输出模块恢复供电输出，使得储能电源仍然能够以最小的功率保持供电输出，实现紧急使用的功能。当电池满足三级过放保护点时，再次切断所有的供电输出，电池深度放电，进入到最后的保护等级，防止电池过度放电，不再提供供电输出。
30.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
31.参照图1，本发明实施例提供一种储能电源的过放保护控制电路，包括：电池50、检测模块60、功率输出模块和控制模块40，电池50，用于输出电能；检测模块60，与所述电池50
连接，所述检测模块60用于检测所述电池50的电池50参数；功率输出模块，所述功率输出模块用于输出第一输出功率至第一负载，以及输出第二输出功率至第二负载，其中，所述第一输出功率大于第二输出功率；控制模块40，与所述检测模块60和所述功率输出模块连接，所述控制模块40用于当所述电池50参数达到第一过放保护值时，则控制所述功率输出模块断开输出至第一负载的第一输出功率，开启输出至第二负载的第二输出功率；所述控制模块40还用于当所述电池50参数达到第二过放保护值，则关闭所述储能电源的输出；其中，所述第一过放保护值大于所述第二过放保护值。
32.本实施例中功率输出模块可以是一个模块分别输出第一输出功率、第二输出功率以及第三输出功率，通过输出第一输出功率对第一负载供电，通过输出第二输出功率对第二负载供电，通过输出第三输出功率对第三负载供电。
33.参照图2，功率输出模块还可以包括第一功率输出模块10、第二功率输出模块20和第三功率输出模块30，所述第一功率输出模块10和所述第二功率输出模块20以及所述第三功率输出模块30均与所述控制模块40连接，所述第一功率输出模块10用于输出第一输出功率至第一负载，所述第二功率输出模块20用于输出第二输出功率至第二负载，所述第三功率输出模块30用于输出第三输出功率至第三负载。也即是说本实施例的储能电源具有三个功率输出模块，三个功率输出模块分别输出第一输出功率、第二输出功率和第三输出功率，并分别对第一负载、第二负载和第三负载供电。通过设置三个功率输出模块，控制模块40在执行过放保护时，控制逻辑更加简单，只需要执行开启功率模块或者是关闭功率模块的指令即可，软件控制流程简单方便。
34.其中，第一负载的消耗功率大于第二负载的消耗功率，第二负载的消耗功率大于第三负载的消耗功率。例如，第一负载为电磁炉，第二负载为手机，第三负载为led灯。
35.具体地，电池50参数包括电量、电流、电压、温度、容量等参数。本实施例中的第一过放保护值配置为电量阈值，例如，第一过放保护值为5％的电量。本实施例中的第二过放保护值也配置为电量阈值，例如，第二过放保护值为3％的电量。当电池50电量低至3％时，说明电池50电量已经非常低了，继续使用电池50的话容易使电池50过度放电，因此为了避免电池50过度放电，本实施例在电池50电量低至3％时关闭所有的输出模块，切断全部供电输出，从而保护电池50。
36.通过实施本实施例，当检测到电池50参数达到第一过放保护值时，仅断开功率较高的第一输出功率切断其对外供电，保证功率较小的第二功输出率保持供电输出，直到达到第二过放保护值时才关闭储能电源的输出，使得储能电源在预设0电量状态下也能实现紧急输出电量的功能。
37.参照图2，在本实施例中，检测模块60为模拟前端芯片，控制模块40为mcu。模拟前端芯片用来检测电池50组的每串电池50的电压以及电池50的充放电容量信息，并且能将电压信号、电流信号并转换输出数字信号传送给mcu。控制模块40mcu是一个微控制处理器，也可以是多个控制处理器通信的模组。具有多个io口，它可以通过u3模拟前端传送的数字信号，来判断电池50当前的电压、当前剩余容量、温度和电量等电池50参数。第一功率输出模块10是指电池50逆变后的ac输出，在整个产品中输出功率最大的模块，mcu可以控制其进行输出和关断。第二功率输出模块20是指电池50转换后的dc输出，在产品中输出功率相对较小的模块，mcu可以控制其进行输出和关断。第三功率输出模块30是指应急需要用到的模
块，比如led照明，比如usb输出等，mcu可以控制其进行输出和关断。
38.在一实施例中，所述控制模块40还用于当所述电池50参数达到第一过放保护值时，开启输出至第三负载的第三输出功率，其中，所述第二输出功率大于所述第三输出功率，所述第三负载为所述储能电源的内部负载或外部负载。具体地，第三功率输出模块30是指应急需要用到的模块，比如led照明，比如usb输出等，mcu可以控制其进行输出和关断。也即本实施例的储能电源具有三个功率输出模块，分别为第一功率输出模块10(ac输出)、第二功率输出模块20(dc输出)和第三功率输出模块30(应急输出)，当电池50参数达到第一过放保护值时，例如，电池50参数为电量，第一过放保护值为5％电量，当电量低至5％时，第一功率输出模块10关闭，第二功率输出模块20和第三功率输出模块30保持开启，保证供电输出，这样禁止大功率接口输出，既保护了电池50，同时也保证了小功率产品能继续使用，用户可以通过小功率的输出模块对手机或者手电筒等小功率产品继续充电，实现应急功能。在本实施例中，当电池50参数达到第一过放保护值时，还可以是将第一功率输出模块10和第二功率输出模块20关闭，第三功率输出模块30保持开启，保证供电输出。具体根据实际需求选择设置。此外，储能电源还可以设置led灯(第三负载)连接至第三功率输出模块30，当储能电源执行过放保护时，由于第三功率输出模块30还保持着供电输出，此时led灯还可以继续使用，为用户提供照明，适合在野外应急使用，使用便捷。第三负载(led灯)可以是装设在储能电源上的内部负载，也可以是属于储能电源外部的外部负载(手电筒)。
39.对于不同的使用场景具有不同的使用需求，尤其是在户外的使用场景，例如在野外，而且还是夜间，如果此时没有设备提供照明会非常危险，或者是手机没电了无法对外呼救同样也非常危险。因此，本实施例的储能电源为了适应此应用场景保证用户的生命安全，还设置有按键模块80，通过按键模块80的组合按键来解除储能电源的锁定，使得储能电源采用仅剩的电路继续保持供电输出，为用户提供照明或者是给手机充电，保证用户的人身安全。具体如下：
40.在一实施例中，所述过放保护控制电路还包括按键模块80，所述按键模块80与所述控制模块40连接，所述按键模块80用于触发控制信号；所述控制模块40还用于当检测到所述控制信号时，控制所述第二功率输出模块20和/或所述第三功率输出模块30开启以提供供电输出。具体地，按键模块80为设置在储能电源上的物理按键，例如为开关机按键，通过组合按键的方式来解除储能电源的锁定，解除后电池50仍然可以输出。示例性地，可以通过连续短按、长按、短按结合长按等方式来组成解除锁定的按键组合方式。在其他示例中，也可是通过两个按键来组合按键，譬如同时按下两个按键来解除锁定。当用户通过组合按键的方式来操作按键模块80时，按键模块80触发控制信号，控制模块40接收到控制信号后，执行解除锁定的操作，开启第三功率输出模块30，采用电池50仅剩的一点电量由第三功率输出模块30提供供电输出，为用户提供照明或者是给手机充电，解决用户紧急使用的需求。在其他实施例中，解除锁定时也可以是单独开启第二功率输出模块20，或者是同时开启第二功率输出模块20和第三功率输出模块30，在此不再赘述。
41.在其他实施例中，所述控制模块40还用于当检测到唤醒信号，控制断开输出至第一负载的第一输出功率，开启输出至第二负载的第二输出功率和/或输出至第三负载的第三输出功率。也即控制模块40还可以通过检测唤醒信号来解除锁定，唤醒信号可以通过手机的应用程序触发，在此不作限定。
42.在一实施例中，所述控制模块40还用于当所述电池50参数达到第三过放保护值时，则关闭所述储能电源的输出；其中，所述第二过放保护值大于所述第三过放保护值。本实施例中的第三过放保护值配置为电量阈值，例如，第三过放保护值为0％的电量。当电池50电量低至0％时，说明电池50电量已经用尽，继续使用电池50的话会使电池50过度放电，因此为了避免电池50过度放电，本实施例在电池50电量低至0％时关闭所有的输出模块，切断全部供电输出，此时电池50真正实施锁定无输出，从而保护电池50。
43.参照图3，本发明实施例还提供一种储能电源的过放保护控制方法，所述过放保护控制方法包括：
44.s110、获取储能电源的电池50参数。
45.s120、若所述电池50参数达到第一过放保护值，则进入第一工作状态，控制断开输出至第一负载的第一输出功率，保持开启输出至第二负载的第二输出功率，其中，所述第一输出功率大于所述第二输出功率。
46.s130、若所述电池50参数达到第二过放保护值，则进入锁定保护状态，关闭所述储能电源的输出；其中，所述第一过放保护值大于所述第二过放保护值。
47.具体地，本实施例中的储能电源包括过放保护控制电路，所述过放保护控制电路为上述实施例中所述的过放保护控制电路，过放保护控制电路已在上述实施例详细描述，在此不再赘述。本实施例的控制模块40配置为实施该过放保护控制方法。控制模块40首先获取电池50参数，并判断电池50参数是否满足执行过放保护的条件，若电池50参数满足时则进入第一工作状态，例如，电量低至5％时，断开输出至第一负载的第一输出功率，以及保存开启输出至第二负载的第二输出功率。其中，第一工作状态指的是执行一级过放保护点的控制动作，也即上述控制断开输出至第一负载的第一输出功率，保持开启输出至第二负载的第二输出功率。锁定保护状态的是执行二级过放保护点的控制动作，关闭整个储能电源的输出，但保留有解除锁定状态的入口，能够通过唤醒来解除锁定。
48.由此，通过实施本实施例，当检测到电池50参数达到第一过放保护值时，控制模块40关闭大功率的第一输出功率，避免电池50过度放电，同时开启(保持开启)小功率的第二输出功率保持供电输出，直到检测到电池50参数达到第二过放保护值时才关闭储能电源的输出，使得储能电源在紧急情况下也能供电输出，实现紧急使用的功能。
49.参照图4，在一实施例中，所述步骤s120还包括s121。
50.s121、当所述电池50参数达到第一过放保护值时，保持开启输出至第三负载的第三输出功率，其中，所述第二输出功率大于所述第三输出功率，所述第三负载为所述储能电源的内部负载或外部负载。
51.在本实施例中，第三功率输出模块30是指应急需要用到的模块，比如led照明，比如usb输出等，mcu可以控制其进行输出和关断，第三功率输出模块30输出第三输出功率提供给第三负载。也即本实施例的储能电源具有三个功率输出模块，分别为第一功率输出模块10(ac输出)、第二功率输出模块20(dc输出)和第三功率输出模块30(应急输出)，当电池50参数达到第一过放保护值时，例如，电池50参数为电量，第一过放保护值为5％电量，当电量低至5％时，第一功率输出模块10关闭，第二功率输出模块20和第三功率输出模块30保持开启，保证供电输出，这样禁止大功率接口输出，既保护了电池50，同时也保证了小功率产品能继续使用，用户可以通过小功率的输出模块对手机或者手电筒等小功率产品继续充
电，实现应急功能。在本实施例中，当电池50参数达到第一过放保护值时，还可以是将第一功率输出模块10和第二功率输出模块20关闭，第三功率输出模块30保持开启，保证供电输出。具体根据实际需求选择设置。此外，储能电源还可以设置led灯(第三负载)连接至第三功率输出模块30，当储能电源执行过放保护时，由于第三功率输出模块30还保持着供电输出，此时led灯还可以继续使用，为用户提供照明，适合在野外应急使用，使用便捷。第三负载(led灯)可以是装设在储能电源上的内部负载，也可以是属于储能电源外部的外部负载(手电筒)。
52.参照图5，在另一实施例中，所述过放保护控制方法还包括步骤s140-s160。
53.s140、检测是否接收到唤醒信号。
54.s150、当检测到唤醒信号，则进入第二工作状态，控制断开输出至第一负载的第一输出功率，开启输出至第二负载的第二输出功率和/或输出至第三负载的第三输出功率。
55.在本实施例中，电池50继续使用，直到电量低至第二过放保护值时，例如电量3％时，控制模块40将所有的输出关闭，避免电池50的进一步放电。但为了适应在极度紧急下的使用场景需求，例如在野外夜间的时候，本实施例还通过按键模块80触发控制信号来解除供电锁定，使得第三功率模块开启以提供供电输出，满足用户在极度紧急情况下的用电需求。第二工作状态指的是执行解除锁定的控制动作，也即上述断开输出至第一负载的第一输出功率，开启输出至第二负载的第二输出功率和/或输出至第三负载的第三输出功率。解除锁定后，可以单独开启第二输出功率模块，也可以单独开启第三输出功率模块，还可以同时开启第二输出功率模块和第三输出功率模块，具体根据实际需求选择设置。通过设置解除锁定的步骤，满足用户在极度紧急下的使用场景需求。在其他实施例中，还可以通过唤醒信号来解除锁定，唤醒信号可以通过手机的应用程序触发，在此不作限定。
56.s160、当所述电池50参数达到第三过放保护值时，则进入关闭状态，关闭所述储能电源的输出；其中，所述第二过放保护值大于所述第三过放保护值。
57.在本实施例中，关闭状态指的是储能电源深度放电，进入到最后的保护等级，关闭所有输出的状态。储能电源解除锁定后，电池50继续使用，直到电量低至第三过放保护值时，例如电量0％时，控制模块40实施真正的锁定，将所有的输出关闭，避免电池50过度放电，保护电池50。
58.总而言之，本实施例设计三个过放保护点(分别对应三个过放保护值)，第一个过放保护点，可以禁止大功率接口输出，仅保留小功率的输出接口，如led灯使用功能，当达到第二个过放保护点时，此过放保护点为极低电量过放保护点，此保护点可通过组合按键进行解除，解除后产品仍然可以输出，当达到第三个过放保护点时，为整机锁定后的过放保护点，此时整机才真正实施锁定无输出。
59.本发明实施例还提供一种储能电源，包括过放保护控制电路，所述过放保护控制电路为上述实施例中所述的过放保护控制电路，控制模块40被配置于执行如上述实施例中所述的控制方法。其中，所述过放保护控制电路和所述过放保护控制方法已在上述实施例详细描述，在此不再赘述。本实施例还设置有显示模块70，与控制模块40连接，显示模块70用于显示电池50电量，以提醒用户电池50的电量状态。
60.具体地，当检测模块60检测电池50达到第一过放保护点时(第一过放保护值)，mcu控制模块40将第一功率输出模块10关闭，第二功率输出模块20以及第三功率输出模块30仍
然可以输出；当检测模块60检测电池50达到第二过放保护点时(第二过放保护值)，mcu控制模块40将控制所有模块关断输出；当mcu控制模块40检测到手动组合按键的方式操作，mcu控制模块40将控制第三功率输出模块30仍可继续操作输出。当达到第三过放保护点时(第三过放保护值)，所有功能将锁定，不能输出，电池50待充电激活。
61.通过实施本实施例，本实施例的储能电源设置三个过放保护点的方式，用于正常使用产品达到第一个过放保护点时，禁止大功率接口输出，既保护了电池50，同时也保证了小功率产品能继续使用，达到第二保护点，将所有接口关断，这样为了保护电池50的循环寿命不受损伤。如果遇到紧急情况，需要继续使用时，可通过组合按键来解除第二保护点，进入第三个保护点，产品深度放电，进入到最后的保护等级。通过设置三个过放保护点的方式，使产品应用场景更丰富，体验感更好。
62.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。