一種低溫環境下電池智能管理系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種低溫環境下電池智能管理系統及方法，涉及電池領域，其特征在于，所述系統包括：用于控制系統運行的控制單元；所述控制單元分別信號連接于用于獲取系統運行狀態數據的檢測模塊和上位機；所述檢測模塊信號連接于電池組；所述電池組信號連接于用于對電池充電進行均衡處理的均衡模塊。它具有：可靠性和安全性高、功能多樣和智能化程度高等優點。

【技術實現步驟摘要】
一種低溫環境下電池智能管理系統及方法
本專利技術涉及電池領域，尤其是一種低溫環境下電池智能管理系統及方法。
技術介紹
隨著電子技術的快速發展，儀器儀表的應用領域不斷拓寬，電池供電成為了重要的選擇。電池管理系統是電池使用安全性的有效保障。目前的電池管理系統大多為大容量電池組、短續航時間的應用而設計，這種管理系統服務的設備功耗大，電池的循環時間短，管理系統自身的功耗也不低，不適合在低功耗儀表場上使用。某燃氣遠程監控儀表，平均系統電流僅為幾毫安，要求在低溫下連續運行6個月以上。而現有的電池管理系統則遠遠不能滿足這些需求。同時由于這些儀表和儀器本身需要處于較低溫度下進行工作，因此對于電池運行的溫度也提出了更多的考驗。如何保證在電池使用不受影響，電池性能較高的情況下，嚴格控制電池的溫度就顯得尤為的重要。
技術實現思路
本專利技術的專利技術目的在于：針對上述存在的問題，提供一種低溫環境下電池智能管理系統及方法，它具有：可靠性和安全性高、功能多樣和智能化程度高等優點。一種低溫環境下電池智能管理系統，其特征在于，所述系統包括：用于控制系統運行的控制單元；所述控制單元分別信號連接于用于獲取系統運行狀態數據的檢測模塊和上位機；所述檢測模塊信號連接于電池組；所述電池組信號連接于用于對電池充電進行均衡處理的均衡模塊。進一步的，所述控制單元包括：用于處理獲取的系統運行狀態數據的微控制單元、存儲系統臨時數據的存儲設備和用于將系統的電平信號轉換為RS232信號的信號轉換模塊；所述微控制單元分別信號連接與所述存儲設備、信號轉換模塊和檢測模塊；所述信號轉換模塊信號連接于上位機。進一步的，所述檢測模塊包括：用于獲取電池組運行過程中電壓數據信息的電壓檢測單元、用于獲取電池組運行過程中溫度數據信息的溫度檢測單元、對電流進行采樣的采樣電阻和根據采樣電阻采樣后的電流計算電池組電量的電量計；所述為電壓檢測單元分別信號連接于電池組、微控制單元和采樣電阻；所述溫度檢測單元分別信號連接于電池組、微控制單元和采樣電阻；所述采樣電阻信號連接于電量計；所述溫度檢測單元還信號連接于電壓檢測單元。進一步的，所述系統還包括：用于對系統運行過程中過流和過壓情況進行保護的保護電路；所述保護電路分別信號連接于電池串、溫度檢測單元和微控制單元。所述系統還包括：用于防止微控制單元死機等異常而出現保護失效的二級保護電路；所述二級保護電路通過一個三段保險絲信號連接于接入系統。一種電池管理系統的管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：步驟1：系統進行初始化；步驟2：檢測電池組的狀態；根據檢測模塊采集到的數據信息，判斷應該對電池進行休眠處理、充電處理或者放電處理；若進行充電處理，控制均衡模塊對電池進行充電均衡；若進行放電處理，則執行步驟3；步驟3：檢測電池組的狀態，同時對電池進行放電，放電過程中，根據檢測模塊采集到的數據信息得出電池電壓的狀態數據信息；若得出電壓處于過放電狀態，則對電池組進行放電保護；若得出電壓處于過充電狀態，則對電池組進行過充電保護；進而執行步驟4；步驟4：若電池組既沒有處于過放電狀態，也沒有處于過充電狀態，微控制單元則開啟基準電源，執行步驟5；步驟5：檢測模塊對電池組的溫度狀態進行檢測，得出電池組的溫度狀態數據信息，進一步判斷電池是否處于過充電狀態還是過放電狀態；若處于過充電狀態，則進行過充電保護；若處于過放電狀態，則進行過放電保護；步驟6：電量計通過采樣電阻采集到的電池組實時的電流數據信息，計算得出電池的電量數據信息；將電量數據信息發送給微控制單元；微控制單元對接收到的數據信息存儲到存儲設備中；步驟7：上位機通過信號轉換模塊和微控制單元信號連接，微控制單元將獲取到的數據信息發送給上位機。所述電量計計算電量的方法為：獲取電池組的初始狀態電荷量：和電池的容量：；以及采樣電阻實時獲取的電池組的瞬時電流：；通過如下公式計算得出電池的當前電量：;其中，K為修正系數，是一個常量。所述電量計采樣電阻的采樣間隔為時間時的電量計算方法為：獲取電池組的初始狀態電荷量：和電池的容量：；以及采樣電阻實時獲取的電池組的瞬時電流：；通過如下公式計算得出電池的當前電量：;最終電量為：。綜上所述，由于采用了上述技術方案，本專利技術的有益效果是：采用雙向高端微電流檢測電路，結合開路電壓和電荷積分算法實現電量檢測。采用紐扣電池代替DC/DC降壓電路最大程度降低功耗。系統實現了基本保護、剩余電量檢測、故障記錄等功能。同時，具有良好的穩定性和可靠性。附圖說明本專利技術將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：圖1是本專利技術的一種低溫環境下電池智能管理系統及方法的系統結構示意圖。圖2是本專利技術的一種低溫環境下電池智能管理系統及方法的方法流程示意圖。圖3是本專利技術的一種低溫環境下電池智能管理系統及方法的充電均衡電路的子單元示意圖。具體實施方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書（包括任何附加權利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。本專利技術實施例1中提供了一種低溫環境下電池智能管理系統，系統結構如圖1所示，方法流程示意圖如圖2所示：一種低溫環境下電池智能管理系統，其特征在于，所述系統包括：用于控制系統運行的控制單元；所述控制單元分別信號連接于用于獲取系統運行狀態數據的檢測模塊和上位機；所述檢測模塊信號連接于電池組；所述電池組信號連接于用于對電池充電進行均衡處理的均衡模塊。進一步的，所述控制單元包括：用于處理獲取的系統運行狀態數據的微控制單元、存儲系統臨時數據的存儲設備和用于將系統的電平信號轉換為RS232信號的信號轉換模塊；所述微控制單元分別信號連接與所述存儲設備、信號轉換模塊和檢測模塊；所述信號轉換模塊信號連接于上位機。進一步的，所述檢測模塊包括：用于獲取電池組運行過程中電壓數據信息的電壓檢測單元、用于獲取電池組運行過程中溫度數據信息的溫度檢測單元、對電流進行采樣的采樣電阻和根據采樣電阻采樣后的電流計算電池組電量的電量計；所述為電壓檢測單元分別信號連接于電池組、微控制單元和采樣電阻；所述溫度檢測單元分別信號連接于電池組、微控制單元和采樣電阻；所述采樣電阻信號連接于電量計；所述溫度檢測單元還信號連接于電壓檢測單元。進一步的，所述系統還包括：用于對系統運行過程中過流和過壓情況進行保護的保護電路；所述保護電路分別信號連接于電池串、溫度檢測單元和微控制單元。所述系統還包括：用于防止微控制單元死機等異常而出現保護失效的二級保護電路；所述二級保護電路通過一個三段保險絲信號連接于接入系統。本專利技術實施例2中提供了一種低溫環境下電池智能管理系統的管理方法，系統結構如圖1所示，方法流程示意圖如圖2所示：一種電池管理系統的管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：步驟1：系統進行初始化；步驟2：檢測電池組的狀態；根據檢測模塊采集到的數據信息，判斷應該對電池進行休眠處理、充電處理或者放電處理；若進行充電處理，控制均衡模塊對電池進行充電均衡；若進行放電處理，則執行步驟3；步驟3：檢測電池組的狀態，同時對電池進行放電，放電過程中，根據檢測模本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低溫環境下電池智能管理系統，其特征在于，所述系統包括：用于控制系統運行的控制單元；所述控制單元分別信號連接于用于獲取系統運行狀態數據的檢測模塊和上位機；所述檢測模塊信號連接于電池組；所述電池組信號連接于用于對電池充電進行均衡處理的均衡模塊。

【技術特征摘要】
1.一種低溫環境下電池智能管理系統，其特征在于，所述系統包括：用于控制系統運行的控制單元；所述控制單元分別信號連接于用于獲取系統運行狀態數據的檢測模塊和上位機；所述檢測模塊信號連接于電池組；所述電池組信號連接于用于對電池充電進行均衡處理的均衡模塊。2.如權利要求1所述的低溫環境下電池智能管理系統，其特征在于，所述控制單元包括：用于處理獲取的系統運行狀態數據的微控制單元、存儲系統臨時數據的存儲設備和用于將系統的電平信號轉換為RS232信號的信號轉換模塊；所述微控制單元分別信號連接與所述存儲設備、信號轉換模塊和檢測模塊；所述信號轉換模塊信號連接于上位機。3.如權利要求1或2所述的低溫環境下電池智能管理系統，其特征在于，所述檢測模塊包括：用于獲取電池組運行過程中電壓數據信息的電壓檢測單元、用于獲取電池組運行過程中溫度數據信息的溫度檢測單元、對電流進行采樣的采樣電阻和根據采樣電阻采樣后的電流計算電池組電量的電量計；所述為電壓檢測單元分別信號連接于電池組、微控制單元和采樣電阻；所述溫度檢測單元分別信號連接于電池組、微控制單元和采樣電阻；所述采樣電阻信號連接于電量計；所述溫度檢測單元還信號連接于電壓檢測單元。4.如權利要求3所述的低溫環境下電池智能管理系統，其特征在于，所述系統還包括：用于對系統運行過程中過流和過壓情況進行保護的保護電路；所述保護電路分別信號連接于電池串、溫度檢測單元和微控制單元。5.如權利要求4所述的低溫環境下電池智能管理系統，其特征在于，所述系統還包括：用于防止微控制單元死機等異常而出現保護失效的二級保護電路；所述二級保護電路通過一個三段保險絲信號連接于接入系統。6.如權利要求1所述的溫環境下電池智能管理系統，其特征在于，所述電池組為紐扣電池組成的電池組。7.一種基于權利要求1至6之一所述的電池管理...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳福彥，
申請(專利權)人：德陽九鼎智遠知識產權運營有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51