基于电池运行控制的电池充放电保护方法及电池管理系统技术方案

本发明专利技术涉及电池保护技术领域，用于解决现有的电池充放电系统没有设置相关的预警功能，也不能对电池运行时的温度参数进行监控，导致现有的电池充放电系统存在较大的安全隐患，而且测试出的剩余电量以及剩余使用时间不够准确的问题，具体涉及基于电池运行控制的电池充放电保护方法及电池管理系统，包括数据采集模块、处理器、充电保护模块、放电保护模块、显示模块以及智能调节模块，通过数据采集模块采集电池的实时电压、充电电流、放电电流以及温度参数，通过智能调节模块计算得到调试容量，避免了电池充放电过程中由于过充电、过放电以及温度异常造成安全隐患，而且能够准确直观的给予使用者展示准确的剩余电量以及剩余使用时间。间。间。

【技术实现步骤摘要】
基于电池运行控制的电池充放电保护方法及电池管理系统


[0001]本专利技术涉及电池保护
，具体涉及基于电池运行控制的电池充放电保护方法及电池管理系统。

技术介绍

[0002]采用电池作为电源或备用电源的电子产品越来越多，锂离子电池有较高的能量密度、较高的电池电压、自放电少、周期寿命较长、环保等很多优点，广泛应用于各种电子产品中，电池在使用过程中，经过充电过程和放电过程，当电池放电过度或充电过度时，会严重的损害电池本身，影响电池的容量和寿命，甚至影响整个电子产品的可靠性和安全性，因此，需要对电池进行充电保护和放电保护。过充电：锂离子电池过充时，电池电压随极化增大而迅速上升，会引起正极活性物质结构的不可逆变化及电解液的分解，产生大量气体，放出大量的热，使电池温度和内压急剧增加，存在爆炸、燃烧等隐患。过放电：电池放完内部储存的电量，电压到达一定值后，继续放电就会造成过放电，电池过放电可能会给电池带来灾难性的后果，特别是大电流过放，或反复过放对电池影响更大.一般而言，过放电全使电池内压升高，正负极活性物质可逆性受到破坏，电解液分解，负极锂沉积，电阻增大。
[0003]为了让电池能够更好地实现充放电过程，现有的电池都会结合电池充放电系统配套使用，电池充放电系统用于管理和监控电池，让电池更好地完成充放电过程中。但对于现有的电池充放电系统，当电池在充放电过程出现故障时，并没有设置相关的预警功能，导致现有的电池充放电系统存在较大的安全隐患，安全性并不高，此外，现有的电池充放电系统，不能对电池运行时的温度参数进行监控，存在温度过高导致电池出现安全隐患，而且电池循环多次充放电使用后，其所能储存的电量会随时间的推移而缓步下降，因此，导致测试出的剩余电量以及剩余使用时间不够准确，导致电池电量耗尽而未出现提示，进而影响实际使用效果。
[0004]现有的预警显示存在报警字样单一，不能根据人员智能调节大小导致，人员距离显示模块较远，不能清晰的看到预警字样，导致预警效果不佳。
[0005]如何对电池进行准确充放电保护以及设置合理预警显示和准确测量剩余电量以及剩余使用时间是本专利技术的关键，因此，亟需一种基于电池运行控制的电池充放电保护方法及电池管理系统来解决以上问题。

技术实现思路

[0006]为了克服上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供基于电池运行控制的电池充放电保护方法及电池管理系统：通过电压采集单元采集电池充电和电池放电过程中的实时电压并对其进行分析处理，从而避免过充电或者过放电的情况发生，通过智能调节模块统计若干次的电池的实际容量之后利用公式得到调试容量，通过显示模块根据预警信号和字样显示字号对应的大小显示出字样，提高处理人员接收预警的速率与效果，解决了现有的电池充放电系统没有设置相关的预警功能，也不能对电池运行时的温度参数进行监控，导致
现有的电池充放电系统存在较大的安全隐患，而且电池循环多次充放电使用后，导致测试出的剩余电量和剩余使用时间不够准确以及现有的预警显示存在报警字样单一，导致预警效果不佳的问题。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]基于电池运行控制的电池充放电保护方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一：电压采集单元采集电池工作时的多个实时电压Us，实时电压Us包括充电电压Usc和放电电压Usf，并对实时电压Us进行分析，得到判断电压USj，j＝1、2，电压采集单元将判断电压USj发送至处理器，具体过程如下：
[0010]将采集到的多个实时电压依次标记为DY1、DY2、
……
、DYm；
[0011]将多个实时电压中出现次数最多的实时电压标记为出多电压；
[0012]将多个实时电压中电压最大的实时电压标记为最大电压，将电压最小的实时电压标记为最小电压；
[0013]将最大电压和最小电压分别与出多电压进行比对；
[0014]当最大电压＝最小电压＝出多电压时，将出多电压标记为判断电压USj；
[0015]当最大电压≥出多电压＞最小电压，或最大电压＞出多电压≥最小电压时，最大电压减去出多电压得到电压差一，出多电压减去最小电压得到电压差二，将电压差一和电压差二相加得到总电压差；
[0016]当总电压差＞设定压差阈值时，电压采集单元再重新采集多个实时电压并将电压值出现次数最多的实时电压标记为次多电压，将次多电压与出多电压进行求和并取均值得到判断电压USj；
[0017]当总电压差≤设定压差阈值时，将最大电压、最小电压和出多电压进行求和并取均值得到判断电压USj；
[0018]电压采集单元将判断电压USj发送至处理器；
[0019]步骤二：电池充电时，处理器接收到判断电压USj后将其标记为US1，并将其与预设电压Uy进行比较，若US1≥Uy，处理器产生充电保护信号和第一报警信号，同时标记此刻时间点为Tc，处理器将充电保护信号发送至充电保护模块，将第一报警信号发送至显示模块，充电保护模块接收到充电保护信号后控制充电器与电池之间断电，显示模块接收到第一报警信号后进行预警处理，显示出“过充电注意”字样；
[0020]电池放电时，处理器接收到判断电压USj后将其标记为US2，并将其与预设电压Uy进行比较，若US2≥Uy，处理器产生放电保护信号和第二报警信号，同时处理器将放电保护信号发送至放电保护模块，将第二报警信号发送至显示模块，放电保护模块接收到放电保护信号控制电池与供电设备之间断电，显示模块接收到第二报警信号后进行预警处理，显示出“过放电注意”字样；
[0021]步骤三：处理器接收到来自于数据采集模块的温度参数Wc后将其与预设温度判定值Wy进行比较，若USj＜Uy，且Wc≥Wy，将温度参数Wc和判断电压USj的数值代入公式计算得到温度危险参数Ww，其中θ为预设比例系数，λ为温压修正因子，且θ＞0，λ＞0，θ+λ＝0.847，处理器将温度危险参数Ww与预设温度危险值Wx进行比较：
[0022]若Ww＜Wx，处理器产生注意信号，处理器将注意信号发送至显示模块，显示模块接
收到注意信号后进行预警处理，显示出“温度偏高，注意使用”字样；
[0023]若Ww≥Wx，处理器产生温控保护信号和第三报警信号，处理器将温控保护信号同时发送至充电保护模块和放电保护模块，充电保护模块接收到温控保护信号控制充电器与电池之间断电，放电保护模块接收到温控保护信号控制电池与供电设备之间断电，处理器将第三报警信号发送至显示模块，显示模块接收到第三报警信号后进行预警处理，显示出“温度异常”字样。
[0024]作为本专利技术进一步的方案：所述显示模块进行预警处理的具体过程如下：
[0025]步骤A1：显示模块接收到预警信号后，显示模块采集人员数据，人员数据包括在显示模块监控范围内的若干个处理人员的面部照片、位置，对人员数据进行分析以得到字样显示字号，具体过程如下：
[0026]当采集处理人员的人员数据时，将若干个处理人员的位置与显示模块的位置分别进行间距计算，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电池运行控制的电池充放电保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：电压采集单元采集电池工作时的多个实时电压Us，实时电压Us包括充电电压Usc和放电电压Usf，并对实时电压Us进行分析，得到判断电压USj，j＝1、2，电压采集单元将判断电压USj发送至处理器，具体过程如下：将采集到的多个实时电压依次标记为DY1、DY2、
……
、DYm；将多个实时电压中出现次数最多的实时电压标记为出多电压；将多个实时电压中电压最大的实时电压标记为最大电压，将电压最小的实时电压标记为最小电压；将最大电压和最小电压分别与出多电压进行比对；当最大电压＝最小电压＝出多电压时，将出多电压标记为判断电压USj；当最大电压≥出多电压＞最小电压，或最大电压＞出多电压≥最小电压时，最大电压减去出多电压得到电压差一，出多电压减去最小电压得到电压差二，将电压差一和电压差二相加得到总电压差；当总电压差＞设定压差阈值时，电压采集单元再重新采集多个实时电压并将电压值出现次数最多的实时电压标记为次多电压，将次多电压与出多电压进行求和并取均值得到判断电压USj；当总电压差≤设定压差阈值时，将最大电压、最小电压和出多电压进行求和并取均值得到判断电压USj；电压采集单元将判断电压USj发送至处理器；步骤二：电池充电时，处理器接收到判断电压USj后将其标记为US1，并将其与预设电压Uy进行比较，若US1≥Uy，处理器产生充电保护信号和第一报警信号，同时标记此刻时间点为Tc，处理器将充电保护信号发送至充电保护模块，将第一报警信号发送至显示模块，充电保护模块接收到充电保护信号后控制充电器与电池之间断电，显示模块接收到第一报警信号后进行预警处理，显示出“过充电注意”字样；电池放电时，处理器接收到判断电压USj后将其标记为US2，并将其与预设电压Uy进行比较，若US2≥Uy，处理器产生放电保护信号和第二报警信号，同时处理器将放电保护信号发送至放电保护模块，将第二报警信号发送至显示模块，放电保护模块接收到放电保护信号控制电池与供电设备之间断电，显示模块接收到第二报警信号后进行预警处理，显示出“过放电注意”字样；步骤三：处理器接收到来自于数据采集模块的温度参数Wc后将其与预设温度判定值Wy进行比较，若USj＜Uy，且Wc≥Wy，将温度参数Wc和实时电压Usf经过分析得到温度危险参数Ww，处理器将温度危险参数Ww与预设温度危险值Wx进行比较：若Ww＜Wx，处理器产生注意信号，处理器将注意信号发送至显示模块，显示模块接收到注意信号后进行预警处理，显示出“温度偏高，注意使用”字样；若Ww≥Wx，处理器产生温控保护信号和第三报警信号，处理器将温控保护信号同时发送至充电保护模块和放电保护模块，充电保护模块接收到温控保护信号控制充电器与电池之间断电，放电保护模块接收到温控保护信号控制电池与供电设备之间断电，处理器将第三报警信号发送至显示模块，显示模块接收到第三报警信号后进行预警处理，显示出“温度异常”字样。
2.根据权利要求1所述的基于电池运行控制的电池充放电保护方法，其特征在于，所述显示模块进行预警处理的具体过程如下：步骤A1：显示模块接收到预警信号后，显示模块采集人员数据，人员数据包括在显示模块监控范围内的若干个处理人员的面部照片、位置，对人员数据进行分析以得到字样显示字号，具体过程如下：当采集处理人员的人员数据时，将若干个处理人员的位置与显示模块的位置分别进行间距计算，得到若干个监测间距，将最小的监测间距标记为显示间距DS1，获取显示间距DS1所对应的处理人员的面部照片，将面部照片发送至数据库中进行人脸识别，得到对应处理人员的身份，根据身份获取该处理人员的视力状况并将其标记为DS2后发送至显示模块，视力状况表示为处理人员的眼睛度数，其中，戴眼镜的处理人员为眼镜佩戴后的眼睛度数，将显示间距DS1、视力状况DS2经过分析得到调节值TJ；设定显示模块包括若干个字号Mi，i＝1
……
n，字号M1、M2
……
对应的显示字号依次增大，设定字号Mi的取值范围[mi,mi+1),将调节值TJ与所有的取值范围进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文，雷登丰，刘浪辉，
申请(专利权)人：深圳市嘉锂智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：