一种矿用锂离子蓄电池电源的自动组网方法及系统技术方案

本申请涉及一种矿用锂离子蓄电池电源的自动组网方法，多个参与组网的锂离子蓄电池电源，向CAN总线广播发送竞争电源主机的消息，竞争主机权限；获得主机权限的锂离子蓄电池电源，打开对外供电端口，向外提供电力供应；没有获得主机权限的锂离子蓄电池电源，则成为电源从机，关闭对外供电端口，等待电源主机释放主机权限后，再次参与主机权限的竞争。本发明专利技术无需任何人工或外部干预，从而打破单体由于体积和容量的限制而无法长时间提供电力的缺点，可保证用电设备全功率长时间运行。解决煤矿井下锂离子蓄电池电源采用单机输出，成本高、体积大，而且在出现故障的情况下，无法对外输出，影响井下生产、通信的安全与质量的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用锂离子蓄电池电源的自动组网方法及系统
本申请属于电池组网
，尤其是涉及一种矿用锂离子蓄电池电源的自动组网方法及系统。
技术介绍
资源短缺、环境污染、生态破坏是全球性的三大危机，这些危机的产生与现代工业对资源的消耗有不可分割的关系。随着工业的发展，锂电池的出现与普及成了缓解这些危机问题的一个重要举措，高效节能的锂电池广泛应用于各个领域。目前，煤矿井下用锂离子蓄电池电源取得了显著的成就，但是由于煤矿井下环境及国家标准对锂离子蓄电池的安全技术要求，限制了锂离子蓄电池电源的容量，从而限制了电源输出能力。矿用锂离子蓄电池电源作为可靠的供电设备已经广泛的应用于煤矿井下,但由于锂离子电池存在的安全问题,使其在煤矿领域的应用受到很大限制。矿用锂离子蓄电池电源主要用途及适用范围：电源适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘等爆炸性气体的危险环境中，可作为矿用救生舱、避难硐室、井下通信系统等矿用设施设备的备用电源。矿用锂离子蓄电池电源将先进的锂电池配组技术、充放电管理技术、均衡技术与隔爆技术、通信总线技术等融为一体。现有电源的缺点：1、煤矿井下锂离子蓄电池电源(简称电源)现在都是单机输出，没有组网输出这个概念2、主从结构的矿用锂离子蓄电池电源，如果作为单机应用的，成本高、体积大，不利于井下安装应用3、大容量矿用锂离子蓄电池电源，作为单一主机，容量大、体积大、造价高，在出现故障的情况下，无法对外输出，影响井下生产、通信的安全与质量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为解决现有技术中煤矿井下锂离子蓄电池电源采用单机输出，成本高、体积大，而且在出现故障的情况下，无法对外输出，影响井下生产、通信的安全与质量的问题。针对上述技术问题，本专利技术提供一种矿用锂离子蓄电池电源的自动组网方法及系统，将多个锂离子蓄电池电源通过CAN总线组网，各锂离子蓄电池竞争获得主机权限，对外输出供电。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术第一方面提供一种矿用锂离子蓄电池电源的自动组网方法，包括：在外部交流电源断电时，CAN总线连接的处于可供电状态的多个参与组网的锂离子蓄电池电源，向CAN总线广播发送竞争电源主机的消息；在当前电源主机释放主机权限的情况下，最先发送竞争电源主机消息的锂离子蓄电池电源获得主机权限；获得主机权限的锂离子蓄电池电源，打开对外供电端口，向外提供电力供应；没有获得主机权限的锂离子蓄电池电源，则成为电源从机，关闭对外供电端口，等待电源主机释放主机权限后，再次参与电源主机竞争；如果锂离子蓄电池电源处于单机工作状态，则在可供电状态下，对外供电。本专利技术第二方面提供一种矿用锂离子蓄电池电源的自动组网系统，CAN总线，所述CAN总线上挂接多个锂离子蓄电池电源；在外部电源断电时，处于可供电状态的多个参与组网的锂离子蓄电池电源，向CAN总线广播发送竞争电源主机的消息，竞争主机权限；在当前电源主机释放主机权限的情况下，最先发送竞争电源主机消息的锂离子蓄电池电源获得主机权限；获得主机权限的锂离子蓄电池电源，打开对外供电端口，向外提供电力供应；没有获得主机权限的锂离子蓄电池电源，则成为电源从机，关闭对外供电端口，等待电源主机释放主机权限后，再次参与主机权限的竞争；如果锂离子蓄电池电源处于单机工作状态，则在可供电状态下，对外供电。本专利技术的有益效果是：本专利技术以CAN总线通信为载体的自动组网方法，使在线单机锂离子蓄电池电源自适应实现ID分配、节点动态增减，并自动随机智能调度一台锂离子蓄电池电源作为电源主机，该电源主机可对外供电，其他电源处于等待状态，不对外供电。在主机电源故障或者电量用完的情况下，可释放主机权限，其他锂离子蓄电池电源通过竞争取得主机权限，并对外供电，无需任何人工或外部干预，从而打破单体由于体积和容量的限制而无法长时间提供电力的缺点，可保证用电设备全功率长时间运行。本专利技术竞争主机的方式，是根据时间顺序来确定的，对于最先发送竞争消息的电源才能获得进一步的竞争资格，而其他电源退出竞争。相比现有技术中利用CAN总线的仲裁机制确定身份ID最小的电源获得资格的方式，本专利技术更能节约资源，速度更快。本专利技术对参与竞争的各电源再次分配一个权限ID，这个权限ID是每个电源内部电源管理模块的控制芯片的SN码，将初始身份ID+对应的SN码作为新的身份ID，且该新的身份ID即始终作为该电源的身份ID，每次参与组网时，都以该身份ID来确定该电源的身份。本专利技术不需要每次组网，都重新分配ID，节约资源，加快组网进度。附图说明下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。图1是本申请实施例的自组网方法流程图；图2是本申请实施例竞争流程示意图；图3是本申请实施例的自组网系统示意图；图4是本申请实施例的锂离子蓄电池电源结构原理图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。实施例1本实施例提供一种矿用锂离子蓄电池电源的自动组网方法，如图1所示，包括：S1:CAN总线连接的处于可供电状态的多个参与组网的锂离子蓄电池电源，向CAN总线广播发送竞争电源主机的消息，竞争主机权限；S2:在当前电源主机释放主机权限的情况下，最先发送竞争电源主机消息的锂离子蓄电池电源获得主机权限；S3:获得主机权限的锂离子蓄电池电源，打开对外供电端口，向外提供电力供应；S4:没有获得主机权限的锂离子蓄电池电源，则成为电源从机，关闭对外供电端口，等待电源主机释放主机权限后，再次参与主机权限的竞争；S5:如果锂离子蓄电池电源处于单机工作状态，则在可供电状态下，对外供电。如图1所示，本实施例通过CAN总线连接多个锂离子蓄电池电源，可实现多个锂离子蓄电池电源的自动组网。在煤矿井下，如果对井下设备进行供电的交流电源突然断电，由于环境复杂，无法及时维修，而且很难及时切换其他外部电源供电。此时，需要锂离子蓄电池进行供电，而供电时间较长的情况下，单靠一个锂离子蓄电池电源无法完成持续供电，这就需要多个锂离子蓄电池接力供电。本实施例将多个锂离子蓄电池电源通过CAN总线连接，在外部电源断电的情况下，各锂离子蓄电池电源自动组网，竞争电源主机，只有获得主机权限的锂离子蓄电池电源向外提供电力供应，其他没有获得主机权限的锂离子蓄电池电源作为从机，不提供电力供应。当主机电源故障或者电量用完的情况下，会释放主机权限，其他作为从机的锂离子蓄电池电源再次参与电源主机的竞争，提供电力供应，从而完成持续供电。可选的是，所述锂离子蓄电池电源的工作方式，可根据现场实际工作情况，现场设置；如果设置为组网工作，则所述锂离子蓄电池电源参与组网，在可供电状态时，参与主机电源竞争；如果设置为单机工作，则所述锂离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用锂离子蓄电池电源的自动组网方法，其特征在于，包括：/n在外部交流电源断电时，CAN总线连接的处于可供电状态的多个参与组网的锂离子蓄电池电源，向CAN总线广播发送竞争电源主机的消息，竞争主机权限；/n在当前电源主机释放主机权限的情况下，最先发送竞争电源主机消息的锂离子蓄电池电源获得主机权限；/n获得主机权限的锂离子蓄电池电源，打开对外供电端口，向外提供电力供应；/n没有获得主机权限的锂离子蓄电池电源，则成为电源从机，关闭对外供电端口，等待电源主机释放主机权限后，再次参与主机权限的竞争；/n如果锂离子蓄电池电源处于单机工作状态，则在可供电状态下，对外供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿用锂离子蓄电池电源的自动组网方法，其特征在于，包括：
在外部交流电源断电时，CAN总线连接的处于可供电状态的多个参与组网的锂离子蓄电池电源，向CAN总线广播发送竞争电源主机的消息，竞争主机权限；
在当前电源主机释放主机权限的情况下，最先发送竞争电源主机消息的锂离子蓄电池电源获得主机权限；
获得主机权限的锂离子蓄电池电源，打开对外供电端口，向外提供电力供应；
没有获得主机权限的锂离子蓄电池电源，则成为电源从机，关闭对外供电端口，等待电源主机释放主机权限后，再次参与主机权限的竞争；
如果锂离子蓄电池电源处于单机工作状态，则在可供电状态下，对外供电。


2.根据权利要求1所述的矿用锂离子蓄电池电源的自动组网方法，其特征在于，锂离子蓄电池电源竞争获得主机权限的步骤包括：
侦听CAN总线状态，在CAN总线处于空闲态时，参与组网的锂离子蓄电池电源向CAN总线发送竞争电源主机的消息；
CAN总线确定最先发送竞争电源主机消息的锂离子蓄电池具备继续竞争的资格；
具备继续竞争资格的锂离子蓄电池电源继续向CAN总线广播发送竞争电源主机的消息，其他没有获得继续竞争资格的锂离子蓄电池电源退出竞争，成为从机；
如果CAN总线上已有电源主机，则具备继续竞争资格的锂离子蓄电池电源成为从机，等待电源主机释放主机权限；
如果CAN总线上没有电源主机，则具备继续竞争资格的锂离子蓄电池电源获得主机权限，其他参与竞争的锂离子蓄电池电源成为从机。


3.根据权利要求1所述的矿用锂离子蓄电池电源的自动组网方法，其特征在于，参与组网的每台锂离子蓄电池电源均设定一个初始身份ID，并在组网时重新分配一个权限ID，将初始身份ID+权限ID组成锂离子蓄电池电源新的身份ID。


4.根据权利要求3所述的矿用锂离子蓄电池电源的自动组网方法，其特征在于，锂离子蓄电池电源的所述初始身份ID是锂离子蓄电池出厂时设定的ID，所述权限ID是所述锂离子蓄电池电源对应的控制芯片的SN码。


5.根据权利要求1所述的矿用锂离子蓄电池电源的自动组网方法，其特征在于，所述锂离子蓄电池电源的工作方式，可根据现场实际工作情况，现场设置；
如果设置为组网工作，则所述锂离子蓄电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：李起伟，邵甜甜，陈伟，陈浩，王子龙，丰颖，韩阳，孟庆勇，苗可彬，魏峰，龙秉政，朱文硕，
申请(专利权)人：煤炭科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11