双向电源电路、电池管理系统及电路驱动方法技术方案

本发明专利技术一个或多个实施例公开了一种双向电源电路、电池管理系统及电路驱动方法，其中，双向电源电路包括：第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、电感以及处理器；双向电源电路的一端与开关电源相连，另一端与第一电池相连；第一开关器件以及第二开关器件串联后接入第一电池的正负极之间，第三开关器件以及第四开关器件串联后接入开关电源的正负极之间；第一开关器件的第一端以及第三开关器件的第一端通过电感连接；第一开关器件的控制端以及第二开关器件的控制端与处理器相连；处理器用于在第一电池充电或放电过程中，通过控制第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件以及第四开关器件的开关状态，使电感储能以及续流。

【技术实现步骤摘要】
双向电源电路、电池管理系统及电路驱动方法
本专利技术涉及电池管理
，尤其涉及一种双向电源电路、电池管理系统及电路驱动方法。
技术介绍
基站是通信系统中信息传输的中介，其供电系统的可靠性直接影响着通信的正常进行。随着移动通信技术的不断进步，5G(第五代通信技术)时代已经到来，同时带来了基站建设中市电不足、直流配电不足以及电池备电不足等问题。在基站原有电池组上并联新的电池，既可以实现扩容，又避免了直接更换大容量电池造成的资源浪费。锂电池具有高储能密度、使用寿命长等优点，已经在电动汽车等领域被大量应用。目前，基站中存量电池主要是铅酸电池，不同类型、不同容量、不同时期、不同厂家的电池直接并联在一起使用，由于动态内阻不同，充电、放电电流存在不同程度偏流，存在充电、放电过流风险。当电池间差异较大时，甚至存在多组电池雪崩式过流保护风险；对电池造成损坏的同时，也影响电池备电功能。基于此，可利用电池管理器实现对电池充电、放电过程的主动控制，解决不同类型、不同容量、不同时期、不同厂家电池并联偏流问题。最大化挖掘利用存量电池资源，可以实现基站电池的模块化叠加扩容。但目前一些电池管理器，仅可在开关电源输出电压高于某个电池组电压时，才能给该电池组充电；只有开关电源输出电压低于某个电池组电压时，才能给该电池组放电。只有当市电停电时，电池组才能工作在放电状态，难以满足对电池定期放电核容的需求。可见，一种新的电池管理措施有待被提出。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术一个或多个实施例提供了一种双向电源电路、电池管理系统及电路驱动方法，使得无论开关电源电压是否低于电池侧电压，都可对电池进行充电或放电，实现了对电池充放电时机的控制，使得电池的充放电过程不再受开关电源电压的限制。本专利技术一个或多个实施例提供了一种双向电源电路，包括：第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、电感以及处理器；所述双向电源电路的一端与开关电源相连，另一端与第一电池相连；所述第一开关器件以及所述第二开关器件串联后接入所述第一电池的正负极之间，所述第三开关器件以及所述第四开关器件串联后接入所述开关电源的正负极之间；所述第一开关器件的第一端以及所述第三开关器件的第一端通过所述电感连接；所述第一开关器件的控制端以及所述第二开关器件的控制端与所述处理器相连；所述处理器用于在所述第一电池充电或放电过程中，通过控制所述第一开关器件、所述第二开关器件、所述第三开关器件以及所述第四开关器件的开关状态，使所述电感储能以及续流。可选的，所述电路还包括：第一驱动电路以及第二驱动电路，其中，所述第一驱动电路的输出端与所述第一开关器件的控制端以及所述第二开关器件的控制端相连，所述第一驱动电路的输入端与所述处理器相连，所述第二驱动电路的输出端与所述第三开关器件的控制端以及所述第四开关器件的控制端相连，所述第二驱动电路的输入端与所述处理器相连；所述处理器包括比例-积分-微分PID模块以及脉冲宽度调制PWM模块，其中，所述PID模块的输出端与所述PWM模块的输入端相连，用于根据所述第一电池侧电压、所述开关电源电压以及第一电池侧电流生成第一控制量以及第二控制量，将所述第一控制量以及所述第二控制量发送给所述PWM模块，所述PWM模块用于根据所述第一控制量生成第一PWM信号，根据所述第二控制量生成第二PWM信号，将所述第一PWM信号发送给所述第一驱动电路，将所述第二PWM信号发送给所述第二驱动电路。可选的，所述电路还包括：第一电阻以及第二电阻，所述第一电阻以及所述第二电阻串联后接入所述第一电池的正负极之间，所述第一电阻以及所述第二电阻之间具有第一节点，所述第一节点与所述处理器的输入端相连。可选的，所述电路还包括：第三电阻以及第四电阻，所述第三电阻以及所述第四电阻串联后连接于所述第一电池的阴极与所述开关电源电压的阴极之间，所述第三电阻以及所述第四电阻之间具有第二节点，所述第二节点与所述处理器的输入端相连。可选的，所述电路还包括：第五电阻以及反向比例放大电路；所述第五电阻的一端与所述反向比例放大电路的输入端相连，另一端接地；所述反向比例放大电路输出端与所述处理器的输入端相连，所述反向比例放大电路的输入端与所述第一电池的阴极相连。本专利技术一个或多个实施例还提供了一种电池管理系统，包括：开关电源，至少一个上述任意一种双向电源电路，至少一组所述第一电池，至少一组第二电池，所述第一电池为基站外置电池，所述第二电池为所述基站原有电池；一组所述第一电池通过一个所述双向电源电路接入所述开关电源；所述第二电池与所述开关电源连接。本专利技术一个或多个实施例还提供了一种电路驱动方法，用于对上述任意一种双向电源电路进行驱动，所述方法包括：获取所述开关电源电压、所述第一电池侧电压以及所述第一电池侧电流；在所述第一电池充电以及放电过程中，根据所述开关电源电压、所述第一电池侧电压以及所述第一电池侧电流通过控制所述第一开关器件、所述第二开关器件、所述第三开关器件以及所述第四开关器件的开关状态，使所述电感储能以及续流。可选的，在所述第一电池充电以及放电过程中，根据所述开关电源电压、所述第一电池侧电压以及所述第一电池侧电流，控制所述第一开关器件、所述第二开关器件、所述第三开关器件以及所述第四开关器件的开关状态，包括：在所述第一电池的充电过程中，响应于所述开关电源电压大于所述电池侧电压，控制所述第一开关器件保持关断，控制所述第二开关器件保持导通，向所述第三开关器件以及所述第四开关器件发送第二PWM信号，在所述第三开关器件关断以及所述第四开关器件导通时，使所述电感储能，在所述第三开关器件导通以及所述第四开关器件关断时，使所述电感续流，响应于所述开关电源电压小于所述电池侧电压，控制所述第三开关器件保持关断，控制所述第四开关器件保持导通，向所述第一开关器件以及所述第二开关器件发送所述第一PWM信号，在所述第一开关器件导通以及所述第二开关器件关断时，使所述电感储能，在所述第一开关器件关断以及所述第二开关器件导通时，使所述电感续流；在所述第一电池的放电过程中，响应于所述开关电源电压小于所述电池侧电压，控制所述第三开关器件保持关断，控制所述第四开关器件保持导通，向所述第一开关器件以及所述第二开关器件发送所述第一PWM信号，在所述第一开关器件关断以及所述第二开关器件导通时，使所述电感储能，在所述第一开关器件导通以及所述第二开关器件关断时，使所述电感续流，响应于所述开关电源电压大于所述电池侧电压时，控制第一开关器件保持关断，控制所述第二开关器件保持导通，向所述第三开关器件以及所述第四开关器件发送所述第二PWM信号，在所述第三开关器件导通以及所述第四开关器件关断时，使所述电感储能，在所述第三开关器件关断以及所述第四开关器件导通时，使所述电感续流。可选的，所述方法还包括：对所述第一电池进行充电，直至所述第一电池的端电压达到充电截止电压；控制所述第一电池进行放电，直至所述第一电池的端电压达到放电截止电压；获取所述第一电池的放电电流；根据所述放电电流计算所述第一电池的放电电荷总量；根据所述放电电荷总量以及预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向电源电路，其特征在于，包括：/n第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、电感以及处理器；/n所述双向电源电路的一端与开关电源相连，另一端与第一电池相连；/n所述第一开关器件以及所述第二开关器件串联后接入所述第一电池的正负极之间，所述第三开关器件以及所述第四开关器件串联后接入所述开关电源的正负极之间；/n所述第一开关器件的第一端以及所述第三开关器件的第一端通过所述电感连接；/n所述第一开关器件的控制端以及所述第二开关器件的控制端与所述处理器相连；/n所述处理器用于在所述第一电池充电或放电过程中，通过控制所述第一开关器件、所述第二开关器件、所述第三开关器件以及所述第四开关器件的开关状态，使所述电感储能以及续流。/n

【技术特征摘要】
1.一种双向电源电路，其特征在于，包括：
第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、电感以及处理器；
所述双向电源电路的一端与开关电源相连，另一端与第一电池相连；
所述第一开关器件以及所述第二开关器件串联后接入所述第一电池的正负极之间，所述第三开关器件以及所述第四开关器件串联后接入所述开关电源的正负极之间；
所述第一开关器件的第一端以及所述第三开关器件的第一端通过所述电感连接；
所述第一开关器件的控制端以及所述第二开关器件的控制端与所述处理器相连；
所述处理器用于在所述第一电池充电或放电过程中，通过控制所述第一开关器件、所述第二开关器件、所述第三开关器件以及所述第四开关器件的开关状态，使所述电感储能以及续流。


2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：
第一驱动电路以及第二驱动电路，其中，所述第一驱动电路的输出端与所述第一开关器件的控制端以及所述第二开关器件的控制端相连，所述第一驱动电路的输入端与所述处理器相连，所述第二驱动电路的输出端与所述第三开关器件的控制端以及所述第四开关器件的控制端相连，所述第二驱动电路的输入端与所述处理器相连；
所述处理器包括比例-积分-微分PID模块以及脉冲宽度调制PWM模块，其中，所述PID模块的输出端与所述PWM模块的输入端相连，用于根据所述第一电池侧电压、所述开关电源电压以及第一电池侧电流生成第一控制量以及第二控制量，将所述第一控制量以及所述第二控制量发送给所述PWM模块，所述PWM模块用于根据所述第一控制量生成第一PWM信号，根据所述第二控制量生成第二PWM信号，将所述第一PWM信号发送给所述第一驱动电路，将所述第二PWM信号发送给所述第二驱动电路。


3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：
第一电阻以及第二电阻，所述第一电阻以及所述第二电阻串联后接入所述第一电池的正负极之间，所述第一电阻以及所述第二电阻之间具有第一节点，所述第一节点与所述处理器的输入端相连。


4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：
第三电阻以及第四电阻，所述第三电阻以及所述第四电阻串联后连接于所述第一电池的阴极与所述开关电源电压的阴极之间，所述第三电阻以及所述第四电阻之间具有第二节点，所述第二节点与所述处理器的输入端相连。


5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：
第五电阻以及反向比例放大电路；
所述第五电阻的一端与所述反向比例放大电路的输入端相连，另一端接地；
所述反向比例放大电路输出端与所述处理器的输入端相连，所述反向比例放大电路的输入端与所述第一电池的阴极相连。


6.一种电池管理系统，其特征在于，包括：
开关电源，至少一个如权利要求1至5任一项所述的双向电源电路，至少一组所述第一电池，至少一组第二电池，所述第一电池为基站外置电池，所述第二电池为所述基站原有电池；
一组所述第一电池通过一个所述双向电源电路接入所述开关电源；
所述第二电池与所述开关电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵秀峰，李锋，闫正国，
申请(专利权)人：北京动力源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11