水下备用不间断电源均衡管理方法和系统与流程

本发明涉及电池管理，具体涉及一种水下备用不间断电源均衡管理方法和系统。

背景技术：

1、水下备用不间断电源，是一种完全密封防水的储能装置；水下备用不间断电源既需要为多路小功率电子设备提供不间断供电，也需要为多路大功率电子设备提供不间断的可控供电；在外部电源输入突然断开的情况下能够保证电子设备无缝切换电源，从而以保证电子设备可以继续工作。

2、具体的，当外部电源输入正常时，水下备用不间断电源将外部电源稳压后再提供给电子设备使用；当外部电源中断时，水下备用不间断电源立即将自身电池组的电能通过稳压的方法继续向电子设备提供电力供应，使电子设备保持不间断地正常工作，以保护电子设备不受损坏。

3、由于水下备用不间断电源的电池组长期处于脉冲放电状态，而在外部电源输入中断时会导致放电冲击增大，进而导致电池组中各电池之间的电压出现不平衡，从而导致电池组中各电池的一致性降低，致使电池组寿命衰减且性能降低。

4、针对电池组充电过程中容易出现一致性降低的问题，相关技术公开了一种充电均衡方案，具体为：每一个单体电池都带有一个均衡模块，根据单体电池的电压是否超出设定值来决定是否对该电池进行均衡，从而使单体电压在充电结束时达到同一个电压平台；但公知文件的技术方案存 在如下缺点：第一、因充电过程中当充电电流小于阈值时即会自动停止充电，若各单体电池的电压差异过大，会出现电池结束充电了而均衡尚未完成的现象；第二：由于各电池的电压不均衡，在恒流充电模式和恒压充电模式下可能会提前触发单体电压的过压报警，进而导致电池组提前结束充电而导致均衡尚未完成，进一步加剧各单体电池的电压差异。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种水下备用不间断电源均衡管理方法和系统，旨在解决现有的充电均衡技术方案，容易导致电池结束充电了而均衡尚未完成的现象，以及由于各电池的电压不均衡，在恒流充电模式和恒压充电模式下可能会提前触发单体电压的过压报警，进而导致电池组提前结束充电而导致均衡尚未完成的问题。

2、本发明提出的技术方案为：

3、一种水下备用不间断电源均衡管理方法，应用于水下备用不间断电源均衡管理系统；所述系统包括电池组和电池管理系统；电池组包括多串单体电池，各串单体电池之间采用串联、并联及混连中的一种或多种连接方式进行电性连接；每串单体电池对应设置有旁路负载，以及用于控制旁路负载连通或断开的旁路开关；电池管理系统用于控制旁路开关的闭合或断开；电池管理系统还用于：获取电池组总电压vbat和各单体电池的实时电压vcell，获取各单体电池在充电过程中的实时电压最小值vmin，所述方法，包括：

4、步骤1：启动充电后，电池管理系统控制水下备用不间断电源进入第一恒流充电模式；

5、步骤2：在第一恒流充电模式的充电过程中，电池管理系统实时判断是否存在同时满足第一条件和第二条件的单体电池，其中，第一条件为：实时电压vcell大于第一预设值；第二条件为：实时电压vcell减去实时电压最小值vmin的差值大于第二预设值；若存在，将同时满足第一条件和第二条件的单体电池标记为第一目标电池，并闭合第一目标电池的旁路开关；

6、步骤3：在第一恒流充电模式的充电过程中，若电池组总电压vbat＜第三预设值，执行步骤1，若电池组总电压vbat≥第三预设值，且存在同时满足第一条件和第二条件的单体电池，执行步骤4；

7、步骤4：电池管理系统控制水下备用不间断电源进入第一恒压充电模式；

8、步骤5：在第一恒压充电模式的充电过程中，对第二条件中的第二预设值进行调整后，电池管理系统再次判断是否存在同时满足第一条件和第二条件的单体电池，若存在，执行步骤4，并将同时满足第一条件和第二条件的单体电池标记为第二目标电池，闭合第二目标电池的旁路开关，若不存在，执行步骤6；

9、步骤6：电池管理系统控制水下备用不间断电源进入第二恒流充电模式。

10、优选的，所述电池管理系统还用于获取电池组电流i；所述步骤6，之后还包括：

11、步骤7：在第二恒流充电模式的充电过程中，若电池组总电压vbat＜第四预设值，执行步骤6，若电池组总电压vbat≥第四预设值，执行步骤9；

12、步骤8：在第二恒流充电模式的充电过程中，电池管理系统再次判断是否存在同时满足第一条件和第二条件的单体电池，若存在，将满足第一条件和第二条件的单体电池标记为第三目标电池，并闭合第三目标电池的旁路开关；

13、步骤9：电池管理系统控制水下备用不间断电源进入第二恒压充电模式；

14、步骤10：在第二恒压充电模式的充电过程中，若电池组电流i＞第五预设值，执行步骤9，若电池组电流i≤第五预设值，执行步骤12；

15、步骤11：在第二恒压充电模式的充电过程中，电池管理系统再次判断是否存在同时满足第一条件和第二条件的单体电池，若存在，将满足第一条件和第二条件的单体电池标记为第四目标电池，并闭合第四目标电池的旁路开关；

16、步骤12：电池管理系统控制所有的旁路开关断开，并停止对电池组充电。

17、优选的，所述步骤3，还包括：

18、步骤31：在第一恒流充电模式的充电过程中，若电池组总电压vbat≥第三预设值，且不存在同时满足第一条件和第二条件的单体电池，执行步骤6。

19、优选的，所述步骤5中对所述第二条件中的第二预设值进行调整为取第二预设值的n%，其中，n的取值范围为[1,200]。

20、优选的，所述旁路开关为场效应晶体管或继电器。

21、优选的，所述第一预设值指的是：单体电池的电量为总电量的第一预设比例时所对应的电压值。

22、优选的，所述第二预设值的取值范围为10至100mv。

23、优选的，所述第一恒流充电模式的充电电流值的取值范围为0.01c-2c；所述第一恒流充电模式和第二恒流充电模式的充电电流值一致，其中，1c表示电池一小时完全放电时所对应的电流值。

24、优选的，所述第三预设值指的是：电池组的电量为总电量的第二预设比例时所对应的电压值；所述第四预设值指的是：电池组的电量为总电量的第三预设比例时所对应的电压值，且第三预设比例大于第二预设比例。

25、本发明还提出一种用于水下备用不间断电源均衡管理系统，用于执行水下备用不间断电源均衡管理方法；所述系统包括电池组和电池管理系统；电池组包括多串单体电池，各串单体电池之间采用串联、并联及混连中的一种或多种连接方式进行电性连接；每串单体电池对应设置有旁路负载，以及用于控制旁路负载连通或断开的旁路开关；电池管理系统用于控制旁路开关的闭合或断开；电池管理系统还用于：获取电池组总电压vbat和各单体电池的实时电压vcell，获取各单体电池在充电过程中的实时电压最小值vmin。

26、通过上述技术方案，能实现以下有益效果：

27、本发明提出的水下备用不间断电源均衡管理方法相比传统的充电方案，在进入第一恒流充电模式的后，即通过第一条件和第二条件判断是否需要对单体电池进行均衡，从而使各单体电池的电压趋向一致，从而保证整个电池组的一致性；在第一恒流充电模式的充电过程中，若电池组的总电压vbat大于第三预设值，且仍然存在同时满足第一条件和第二条件的单体电池时，电池组进入第一恒压充电模式，在此阶段，对第二条件中的第二预设值进行调整后，电池管理系统再次判断是否存在满足第一条件和第二条件的单体电池，若存在，说明存在仍然需要进行均衡的单体电池，故将满足第一条件和第二条件的单体电池标记为第二目标电池，闭合第二目标电池的旁路开关，即继续对单体电池均衡操作，若不存在，说明所有的单体电池均已经完成均衡，则进入第二恒流充电模式，直至后续结束充电；本发明提出的方案在第一恒流模式、第一恒压模式、第二恒流模式和第二恒压模式中均会对单体电池进行均衡操作，且只有所有的单体电池均已经完成均衡之后，才会进入第二恒流充电模式，直至充电结束，从而保证充电过程中对所有的单体电池均完成均衡操作；故本方案能够避免现有的充电均衡技术方案，容易导致的电池结束充电了而均衡尚未完成的现象，且因在第一恒压充电模式之前对单体电池进行了均衡操作，能够抑制单体电池的电压过快增长，故能够避免单体电池提前触发单体电压的过压报警，进而导致电池组提前结束充电而导致均衡尚未完成的问题。