智能电池管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能电池管理方法及系统，所述方法包括：开机初始化MCU功能模块，使各模块正常工作；外部附属设备初始化；MCU获取校正电压，并通过唤醒中断触发智能电池向MCU进行通讯的请求；MCU通过串口通讯处理函数，完成MCU与智能电池的通讯连接；MCU获取智能电池的电压、电流参数信息，根据电池的电流方向信息获取智能电池的充电次数信息；MCU进入省电模式，保持与智能电池的通讯连接，等待中断事件到来，执行中断事件。本发明专利技术通过MCU单元对智能电池的输出电流、电压参数的检测，计算智能电池的剩余容量，进行输出电压校准、充电记录查询、主机从机管理、系统功耗管理、和UART通讯管理功能，实现了对智能电池的使用性能和使用次数的监测。

【技术实现步骤摘要】
智能电池管理方法及系统
本专利技术涉及智能电池
，尤其涉及一种智能电池管理方法及系统。
技术介绍
锂电池相对于铅酸电池具有环保，寿命长，能量密度大等优点，正逐步取代铅酸电池。但锂电池比较脆弱，电池被过充或过放时均会损坏电池，甚至起火，所以除了需要保护线路。在实际使用中，过放的情况比较复杂，因为电芯自放电的存在，要求用户在长期不使用锂电池时应隔三个月给其充一次电，而忘记充电则成了锂电池损坏的主要原因。传统的锂电池保护板并不具备履历记录功能，锂电池损坏后无法确定损坏原因，而导致经销商或厂家招受损失。因此，现有技术需要改进。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的一个技术问题是：提供一种智能电池管理方法及系统，以解决现有技术中存在的问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供的一种智能电池管理方法，包括：开机初始化MCU功能模块，使各模块正常工作，所述MCU功能模块包括：主机从机模块、输出电压控制模块、输出电压校准模块、充电记录模块、功耗管理模块、UART通讯模块；外部附属设备初始化，所述外部附属设备包括：数模转换及放大模块、时钟模块、计量及存储模块、UART保护模块；MCU获取校正电压，并通过唤醒中断触发智能电池向MCU进行通讯的请求；MCU通过串口通讯处理函数，完成MCU与智能电池的通讯连接；MCU获取智能电池的电压、电流参数信息，根据电池的电流方向信息获取智能电池的充电次数信息；MCU进入省电模式，保持与智能电池的通讯连接，等待中断事件到来，执行中断事件。基于本专利技术上述智能电池管理方法的另一个实施例中，所述开机初始化MCU功能模块，使各模块正常工作包括：启动主机从机模块，完成主机与从机之间的通讯连接，通过主机控制从机，实现主机向从机的读数据和写数据；启动UART通讯模块，实现MCU与外部附属设备的通讯连接，通过中断程序完成数据接收与数据发送的转换；启动输出电压控制模块，从计量及存储模块中读取的剩余电量为输出对应的电压，并通过SPI接口驱动数模转换及放大模块，使其输出为可调电压，监测智能电池的输出口电压，并通过此电压来补偿输出电压；启动输出电压校准模块，根据设定的参考电压对输出电压进行精确校准，并生成相应智能电池的电压校准因子，存储到计量及存储模块，或读取计量及存储模块中存储的电压校准因子，进行输出电压精确校准；启动充电记录模块，根据智能电池的电流方向，通过滤波算法计算计量及存储模块存储的充电记录信息；启动功耗管理模块，通过监控主机中断信号进行唤醒，当等待达到设定的进入省电模式时间阈值，则进入省电模式，直至主机发送中断信号。基于本专利技术上述智能电池管理方法的另一个实施例中，所述启动主机从机模块，完成主机与从机之间的通讯连接，通过主机控制从机，实现主机向从机的读数据和写数据包括：所述主机向从机的读数据包括：主机和从机连接成功，主机向从机发送启动信号；主机向从机发送器件地址和数据地址；从机接收到主机发送的器件地址和数据地址，并将接收成功的信号反馈至主机；主机从从机读取数据，直至到达最后一个数据符号或者达到数据读取的最大长度。所述主机向从机的写数据包括：主机将所有待写数据发送到存储器，或者查找存储器中所有的已存储数据，并将已存储数据准备发送；主机向从机发送连接请求，直至连接成功；主机向从机发送数据发送启动信号和发送器件的写地址；从机接收主机信号，并将接收信号成功信息反馈至主机；主机向从机发送数据地址，从机接收成功后反馈至主机；主机根据游标向从机发送数据，直至数据发送完毕；从机接收数据完毕，并向主机反馈，主机将游标值加1，并向从机发送总线停止命令。基于本专利技术上述智能电池管理方法的另一个实施例中，所述启动输出电压控制模块，从计量及存储模块中读取的剩余电量为输出对应的电压，并通过SPI接口驱动数模转换及放大模块，使其输出为可调电压，监测智能电池的输出口电压，并通过此电压来补偿输出电压包括：检测智能电池的滤波计算条件，计算真实的电压值；判断目标值与真实值的大小；如果目标值大于真实值0.1V，则将真实值送入数模转换及放大模块中，并将电压真实值加1，并设置数模转换标志位；如果目标值小于真实值0.1V，则将真实值送入数模转换及放大模块中，并将电压真实值减1，并设置数模转换标志位；若数模转换标志位为真，则清除数模转换标志位，并对待写入数模转换及放大模块中的真实值限幅后，再写入数模转换及放大模块中；将采集的真实值累加。基于本专利技术上述智能电池管理方法的另一个实施例中，所述启动输出电压校准模块，根据设定的参考电压对输出电压进行精确校准，并生成相应智能电池的电压校准因子，存储到计量及存储模块，或读取计量及存储模块中存储的电压校准因子，进行输出电压精确校准包括：采集智能电池的输出端输出的电压值，并对多次采集的电压值求平均值；如果所得采集的多次电压平均值在有效范围内，则将平均值写入计量及存储模块中，并设置校正有效标志位，如果所得采集的多次电压平均值不在有效范围内，则从计量及存储模块中读取计算因子，计算输出端的输出电压。基于本专利技术上述智能电池管理方法的另一个实施例中，所述启动充电记录模块，根据智能电池的电流方向，通过滤波算法计算计量及存储模块存储的充电记录信息包括：如果检测电流值大于设定阈值，则对正在充电计数值加1，并以此判断正在充电计数值的大小；如果正在充电计数值为3，则配置正在充电标志位；如果正在充电计数值为8，依照游标值在相应位置记录充电开始信息；如果正在充电计数值大于8，则限制充电记录值的幅度；如果检测电流值小于设定阈值，则对充电结束计数值加1，并以此判断充电结束计数值的大小；如果充电结束计数值为3，则清除正在充电标志位；如果充电结束计数值为8，依照游标值在相应位置记录充电结束信息；如果充电结束计数值大于8，则限制结束记录值的幅度。基于本专利技术的另一个方面，本专利技术公开了一种智能电池管理系统，包括：MCU单元、数模转换及放大模块、时钟模块、计量及存储模块、UART保护模块；所述计量及存储模块通过IIC接口与所述MCU单元连接，用于检测智能电池的输入端、输出端的电压和电流参数信息，并将电压和电流信息存储；所述数模转换及放大模块通过SPI接口连接MCU单元，用于将智能电池的输出数字信号转换为模拟信号，并对输出电压进行运算放大；所述时钟模块通过SPI接口连接MCU单元，对MCU单元提供时钟信号；所述UART保护模块通过UART接口连接MCU单元，对UART通讯接口提供保护。基于本专利技术上述智能电池管理系统的另一个实施例中，所述MCU单元包括：MCU主控芯片，主机从机模块、输出电压控制模块、输出电压校准模块、充电记录模块、功耗管理模块、UART通讯模块；所述主控芯片与所述主机从机模块、输出电压控制模块、输出电压校准模块、充电记录模块、功耗管理模块、UART通讯模块连接，负责各功能模块的功能实现；所述主机从机模块，完成主机与从机之间的通讯连接，通过主机控制从机，实现主机向从机的读数据和写数据；所述UART通讯模块，实现MCU与外部附属设备的通讯连接，通过中断程序完成数据接收与数据发送的转换；所述输出电压控制模块，从计量及存储模块中读取的剩余电量为输出对应的电压，并通过SPI接口驱动数模转换及放大模块，使其输出为可调电压，监测智能电池的输出口电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能电池管理方法，其特征在于，包括：开机初始化MCU功能模块，使各模块正常工作，所述MCU功能模块包括：主机从机模块、输出电压控制模块、输出电压校准模块、充电记录模块、功耗管理模块、UART通讯模块；外部附属设备初始化，所述外部附属设备包括：数模转换及放大模块、时钟模块、计量及存储模块、UART保护模块；MCU获取校正电压，并通过唤醒中断触发智能电池向MCU进行通讯的请求；MCU通过串口通讯处理函数，完成MCU与智能电池的通讯连接；MCU获取智能电池的电压、电流参数信息，根据电池的电流方向信息获取智能电池的充电次数信息；MCU进入省电模式，保持与智能电池的通讯连接，等待中断事件到来，执行中断事件。

【技术特征摘要】
1.一种智能电池管理方法，其特征在于，包括：开机初始化MCU功能模块，使各模块正常工作，所述MCU功能模块包括：主机从机模块、输出电压控制模块、输出电压校准模块、充电记录模块、功耗管理模块、UART通讯模块；外部附属设备初始化，所述外部附属设备包括：数模转换及放大模块、时钟模块、计量及存储模块、UART保护模块；MCU获取校正电压，并通过唤醒中断触发智能电池向MCU进行通讯的请求；MCU通过串口通讯处理函数，完成MCU与智能电池的通讯连接；MCU获取智能电池的电压、电流参数信息，根据电池的电流方向信息获取智能电池的充电次数信息；MCU进入省电模式，保持与智能电池的通讯连接，等待中断事件到来，执行中断事件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述开机初始化MCU功能模块，使各模块正常工作包括：启动主机从机模块，完成主机与从机之间的通讯连接，通过主机控制从机，实现主机向从机的读数据和写数据；启动UART通讯模块，实现MCU与外部附属设备的通讯连接，通过中断程序完成数据接收与数据发送的转换；启动输出电压控制模块，从计量及存储模块中读取的剩余电量为输出对应的电压，并通过SPI接口驱动数模转换及放大模块，使其输出为可调电压，监测智能电池的输出口电压，并通过此电压来补偿输出电压；启动输出电压校准模块，根据设定的参考电压对输出电压进行精确校准，并生成相应智能电池的电压校准因子，存储到计量及存储模块，或读取计量及存储模块中存储的电压校准因子，进行输出电压精确校准；启动充电记录模块，根据智能电池的电流方向，通过滤波算法计算计量及存储模块存储的充电记录信息；启动功耗管理模块，通过监控主机中断信号进行唤醒，当等待达到设定的进入省电模式时间阈值，则进入省电模式，直至主机发送中断信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述启动主机从机模块，完成主机与从机之间的通讯连接，通过主机控制从机，实现主机向从机的读数据和写数据包括：所述主机向从机的读数据包括：主机和从机连接成功，主机向从机发送启动信号；主机向从机发送器件地址和数据地址；从机接收到主机发送的器件地址和数据地址，并将接收成功的信号反馈至主机；主机从从机读取数据，直至到达最后一个数据符号或者达到数据读取的最大长度；所述主机向从机的写数据包括：主机将所有待写数据发送到存储器，或者查找存储器中所有的已存储数据，并将已存储数据准备发送；主机向从机发送连接请求，直至连接成功；主机向从机发送数据发送启动信号和发送器件的写地址；从机接收主机信号，并将接收信号成功信息反馈至主机；主机向从机发送数据地址，从机接收成功后反馈至主机；主机根据游标向从机发送数据，直至数据发送完毕；从机接收数据完毕，并向主机反馈，主机将游标值加1，并向从机发送总线停止命令。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述启动输出电压控制模块，从计量及存储模块中读取的剩余电量为输出对应的电压，并通过SPI接口驱动数模转换及放大模块，使其输出为可调电压，监测智能电池的输出口电压，并通过此电压来补偿输出电压包括：检测智能电池的滤波计算条件，计算真实的电压值；判断目标值与真实值的大小；如果目标值大于真实值0.1V，则将真实值送入数模转换及放大模块中，并将电压真实值加1，并设置数模转换标志位；如果目标值小于真实值0.1V，则将真实值送入数模转换及放大模块中，并将电压真实值减1，并设置数模转换标志位；若数模转换标志位为真，则清除数模转换标志位，并对待写入数模转换及放大模块中的真实值限幅后，再写入数模转换及放大模块中；将采集的真实值累加。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述启动输出电压校准模块，根据设定的参考电压对输出电压进行精确校准，并生成相应智能电池的电压校准因子，存储到计量及存储模块，或读取计量及存储模块中存储的电压校准因子，进行输出电压精确校准包括：采集智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴齐，刘迎明，吴翔龙，刘文清，邓敏波，林永铖，
申请(专利权)人：东莞博力威电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44