一种运用于锂电池充放电控制的智能电源管理系统技术方案

本发明专利技术提供一种锂电池充放电控制的智能电源管理系统，搭建在ARM核心板上，是一种运行linux环境的SOC系统，该管理系统可用于对多个单体锂电池进行布次智能充放电控制，统一高效管理多个锂电池，提高充放电管理效率；另还可根据单体锂电池的电压电流实时计算功率，以动态关闭已达到充放电要求的单体锂电池的电源，达到节能的效果；设置安全监测设备确保系统在安全的环境下使用，延长锂电池的寿命；通过推送上位机软件的策略，进一步达到数据管控以及节能的效果。

An intelligent power management system applied to charge and discharge control of lithium battery

The invention provides an intelligent power management system for charge and discharge control of lithium battery, which is built on the arm core board. It is a SoC system running Linux environment. The management system can be used for intelligent charge and discharge control of multiple single lithium batteries, unified and efficient management of multiple lithium batteries, and improve charge and discharge management efficiency. In addition, it can also be used for real-time meter based on the voltage and current of single lithium battery Calculate the power to dynamically turn off the power supply of the single lithium battery that has reached the charging and discharging requirements to achieve the effect of energy saving; set up safety monitoring equipment to ensure that the system can be used in a safe environment and extend the life of the lithium battery; further achieve the effect of data control and energy saving through the strategy of pushing the upper computer software.

【技术实现步骤摘要】
一种运用于锂电池充放电控制的智能电源管理系统
本专利技术涉及电子控制领域，特别涉及一种运用于锂电池充放电控制的智能电源管理系统。
技术介绍
“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的充电电池，以其高能量密度、高内阻、高电池电压、高循环次数、低自放电率等特性快速取代传统的镍铬和镍氢电池，被广泛地作为动力电源应用于电动汽车、混合动力汽车。然而，锂电池对保护电路的要求较高，在使用过程中应严格避免出现过充电、过放电现象，因此在充放电过程中需要设计科学高效的充放电控制管理系统，以达到不仅能够缩短充电时间同时能够维护电池/延长电池使用寿命的效果。现有技术cn103715737b一种锂电池充放电管理系统，提供了一种在系统内增加加压均衡模块，以均衡多个单体锂电池充放电一致，且设置检测装置实时检测电池组的电压电流，然而该设备仅仅起到了安全检测的效果，在出现充电风险时并不能及时地保护锂电池，且多加了加压均衡模块更进一步地耗电，不节能。现有技术cn105914822b提供一种智能环保节能的电池供电系统及方法，实现两种电池组的充电切换，利用电池利用效率，该系统适用于不同种类的电池组的充电切换，适用范围小。另外，传统的化成分容领域是通过单片机处理数据，这样存在的弊端至少有如下几点：1.一旦上位机软件或者单片机发生意外故障，比如出现电脑死机、断电、人为误操作时就会影响化成分容的安全和重要节点数据丢失；2.无法脱离芯片环境开发，开发和调试的成本都很高；3.在发生更新换代时，需要等到流程运行结束进而会影响生产产能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锂电池充放电控制的智能电源管理系统，搭建在ARM核心板上，是一种运行linux环境的SOC系统，该管理系统可用于对多个单体锂电池进行布次智能充放电控制，统一高效管理多个锂电池，提高充放电管理效率；另还可根据单体锂电池的电压电流实时计算功率，以动态关闭已达到充放电要求的单体锂电池的电源，达到节能的效果；设置安全监测设备确保系统在安全的环境下使用，延长锂电池的寿命；通过推送上位机软件的策略，进一步达到数据管控以及节能的效果。本专利技术提供一种运用于锂电池充放电控制的智能电源管理系统，搭建在ARM核心板上，是一种运行linux环境的SOC系统，被应用于对多个单体锂电池进行充放电，智能电源管理系统和上位机软件配合使用，该智能电源管理系统至少包括：充放电控制中心，数据采集中心，数据处理中心，安全监测中心；其中充放电控制中心至少包括智能控制模块，极性切换模块以及充放电监测模块，充放电监测模块检测获取电芯的电压和充放电流，智能控制模块获取上位机软件下发的充放电流程，依据充放电流程对充放电电源的充放过程进行布次控制；数据采集中心至少包括单体电压采集模块和单体电流采集模块，得到对应的锂电池原始数据；数据处理中心，是一块ARM芯片搭载linux系统的微电脑系统，至少包括高速存储模块，实时计算模块，推送模块以及flash，其中高速存储模块快速保存重要的节点数据和缓存数据，实时计算模块计算锂电池原始数据，得到锂电池必要数据，推送模块由数据处理中心往上位机软件推送的策略来传输锂电池必要数据给上位机软件；另外，智能电源管理系统在离线运行状态和正常运行状态之间转变状态；当该智能电源管理系统处于离线运行状态时，若该智能电源管理系统与上位机软件通信中断，智能控制模块继续执行充放电流程进行充放电管理，数据采集中心继续将采集到的锂电池原始数据发送给数据处理中心处理，此时数据处理中心将离线数据存入到高速存储模块内，如果离线数据过大则写入flash内进行保存，直至该智能电源管理系统与上位机软件通信恢复，数据处理中心将存储的离线数据整合到当前采集的数据包中打包上传给上位机软件；当该智能电源管理系统处于正常运行状态时，若智能电源管理系统与上位机软件发生通信中断时，智能控制模块暂停执行充放电流程，数据处理中心保存中断前的采集到的数据，等待网络恢复时再推送给上位机软件；安全监测中心至少包括双重超压检测单元、双向通信监视单元、电源管理单元和接触电阻检测单元。相较现有技术，本专利技术具有以下的有益效果：1.搭建在ARM核心板上，是一种运行linux环境上的SOC系统；相比于锂电池充放电管理领域的传统的单片机（中位机），该系统性能强大，可以处理多任务，在性能，安全性和扩展性远远超越传统的单片机。2.数据由数据处理中心通过网络进行打包推送给上位机软件，上位机软件不需要再做任何计算，只做显示数据和保存数据的操作，对传输数据进行进一步的控制，避免上位机软件无法采集或采集到错误数据的情况，保证系统数据的安全性。3.可在离线运行状态和正常运行状态之间切换工作状态，可让智能电源管理系统脱离上位机软件独立运行完成整套流程，特别针对上位机软件出现故障时，也可确保充放电流程正常运行，且在恢复运行后可将存储的数据和日志推送会上位机软件系统。且，用户可配置最大离线运行时间来兼顾运行安全性以及上位机软件出现故障的情况。4.采用java语言作为芯片开发语言，鉴于java的跨平台移植特性可以在windows编译开发，直接移植到ARM核心板上运行；为平台维护升级提供了极大的便利；而传统的单片机无法脱离芯片环境开发，开发和调试效率远不及本专利技术，难度也比本专利技术使用的语言大很多。5.鉴于linux平台可以在生产测试过程平稳升级；传统的单片机芯片如果要升级维护只能等到流程运行结束，而本专利技术可以做到在流程过程中静默状态升级，当升级包下载完毕后平台程序会保留升级前所有的电芯状态和数据到flash，重启系统完成升级后再从flash加载状态和数据，重新恢复流程继续测试；这在生产过程中极其重要，因为化成分容平台是24小时不间断在运行的，只有这种无缝对接的升级才能更好为生产服务，提高产能，同时也极大地方便系统维护。附图说明图1是根据本专利技术的一实施例的运用于锂电池充放电控制的智能电源管理系统的框架示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本领域技术人员应理解的是，在本专利技术的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本专利技术的限制。可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。本专利技术提供一种运用于锂电池充放电控制的智能电源管理系统，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运用于锂电池充放电控制的智能电源管理系统，搭建在ARM核心板上，是一种运行linux环境的SOC系统，被应用于对多个单体锂电池进行充放电，智能电源管理系统和上位机软件配合使用，其特征在于，该智能电源管理系统至少包括：充放电控制中心，数据采集中心，数据处理中心，安全监测中心；/n其中充放电控制中心至少包括智能控制模块，极性切换模块以及充放电监测模块，充放电监测模块检测获取电芯的电压和充放电流，智能控制模块获取上位机软件下发的充放电流程，依据充放电流程对充放电电源的充放过程进行布次控制；/n数据采集中心至少包括单体电压采集模块和单体电流采集模块，得到对应的锂电池原始数据；/n数据处理中心，是一块ARM芯片搭载linux系统的微电脑系统，至少包括高速存储模块，实时计算模块，推送模块以及flash，其中高速存储模块快速保存重要的节点数据和缓存数据，实时计算模块计算锂电池原始数据，得到锂电池必要数据，推送模块使用由数据处理中心往上位机软件推送的策略来传输锂电池必要数据给上位机软件；/n另外，智能电源管理系统在离线运行状态和正常运行状态之间转变状态；当该智能电源管理系统处于离线运行状态时，若该智能电源管理系统与上位机软件通信中断，智能控制模块继续执行充放电流程进行充放电管理，数据采集中心继续将采集到的锂电池原始数据发送给数据处理中心处理，此时数据处理中心将离线数据存入到高速存储模块内，如果离线数据过大则写入flash内进行保存，直至该智能电源管理系统与上位机软件通信恢复，数据处理中心将存储的离线数据整合到当前采集的数据包中打包上传给上位机软件；当该智能电源管理系统处于正常运行状态时，若智能电源管理系统与上位机软件发生通信中断时，智能控制模块暂停执行充放电流程，数据处理中心保存中断前的采集到的数据，等待网络恢复时再推送给上位机软件；/n安全监测中心至少包括双重超压检测单元、双向通信监视单元、电源管理单元和接触电阻检测单元。/n...

【技术特征摘要】
1.一种运用于锂电池充放电控制的智能电源管理系统，搭建在ARM核心板上，是一种运行linux环境的SOC系统，被应用于对多个单体锂电池进行充放电，智能电源管理系统和上位机软件配合使用，其特征在于，该智能电源管理系统至少包括：充放电控制中心，数据采集中心，数据处理中心，安全监测中心；
其中充放电控制中心至少包括智能控制模块，极性切换模块以及充放电监测模块，充放电监测模块检测获取电芯的电压和充放电流，智能控制模块获取上位机软件下发的充放电流程，依据充放电流程对充放电电源的充放过程进行布次控制；
数据采集中心至少包括单体电压采集模块和单体电流采集模块，得到对应的锂电池原始数据；
数据处理中心，是一块ARM芯片搭载linux系统的微电脑系统，至少包括高速存储模块，实时计算模块，推送模块以及flash，其中高速存储模块快速保存重要的节点数据和缓存数据，实时计算模块计算锂电池原始数据，得到锂电池必要数据，推送模块使用由数据处理中心往上位机软件推送的策略来传输锂电池必要数据给上位机软件；
另外，智能电源管理系统在离线运行状态和正常运行状态之间转变状态；当该智能电源管理系统处于离线运行状态时，若该智能电源管理系统与上位机软件通信中断，智能控制模块继续执行充放电流程进行充放电管理，数据采集中心继续将采集到的锂电池原始数据发送给数据处理中心处理，此时数据处理中心将离线数据存入到高速存储模块内，如果离线数据过大则写入flash内进行保存，直至该智能电源管理系统与上位机软件通信恢复，数据处理中心将存储的离线数据整合到当前采集的数据包中打包上传给上位机软件；当该智能电源管理系统处于正常运行状态时，若智能电源管理系统与上位机软件发生通信中断时，智能控制模块暂停执行充放电流程，数据处理中心保存中断前的采集到的数据，等待网络恢复时再推送给上位机软件；
安全监测中心至少包括双重超压检测单元、双向通信监视单元、电源管理单元和接触电阻检测单元。


2.根据权利要求1所述的一种运用于锂电池充放电控制的智能电源管理系统，其特征在于，智能控制模块获取单体锂电池的电压电流，实时计算功率，动态关闭电源，根据充放电流程中的最大电流或者最大锂电池个数对充放电电源进行动态调整，当电源数目大于需要控制的锂电池的数量，关闭对应的多余的电源。


3.根据权利要求1所述的一种运用于锂电池充放电控制的智能电源管理系统，其特征在于，搭载了1...

【专利技术属性】
技术研发人员：金耀权，
申请(专利权)人：浙江纽联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33