一种基于物联网的控制锂电池深度休眠唤醒系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的控制锂电池深度休眠唤醒系统及方法，属于锂电池管理技术领域。本发明专利技术一种基于物联网的控制锂电池深度休眠唤醒系统，包括电池模组、AFE模拟前端模块、MCU运算控制模块、MOS开关模块、通信模块、电源模块、蓝牙模块和控制模块；所述电池模组输出端连接AFE模拟前端模块输入端；所述AFE模块和MCU运算控制模之间通过I2C信号线进行通信；所述AFE模拟前端模块输出端连接MOS开关模块输入端；所述通信模块输出端连接MCU运算控制模块输入端；所述MCU运算控制模块输出端连接电源模块输入端；所述MCU运算控制模块输出端连接蓝牙模块输入端；所述蓝牙模块与控制模块双向连接。块双向连接。块双向连接。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的控制锂电池深度休眠唤醒系统及方法


[0001]本专利技术涉及锂电池管理
，具体为一种基于物联网的控制锂电池深度休眠唤醒系统及方法。

技术介绍

[0002]在现有的锂电池管理系统保护电路中，保护电路需要在电池欠压、长时间不使用时进入低功耗休眠状态，以防止耗电过大将电池电量耗光从而损伤电池。对于电池欠压休眠，只能通过充电进行唤醒。对于长时间不使用电池组，达到时间条件进入浅休眠状态也就是只有蓝牙等耗电量很大外接模块断电后，一般可通过充电和连接负载唤醒。但是对于储能电池组，一般会长时间的连接到逆变器上，即使逆变器不对外输出电能，由于逆变器本身的自耗电原因，锂电池管理系统也不会进入休眠状态，电池组会因为逆变器和电池管理系统耗电导致电量持续的下降，虽然最后因为欠压会进入休眠状态，但下一次再使用时电池已经进入无电状态，使用时需要先进行较长时间充电后才能使用，非常影响电池组的使用体验。另外当电池组长时间不使用需要放入仓库进行保存，如果放置时不小心将电池组正负极短接，可能会出现电池组短路安全问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于物联网的控制锂电池深度休眠唤醒系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种基于物联网的控制锂电池深度休眠唤醒系统，该系统包括电池模组、AFE模拟前端模块、MCU运算控制模块、MOS开关模块、通信模块、电源模块、蓝牙模块和控制模块；
[0006]所述电池模组为电池组核心，由多个锂电芯进行串并联组成，提供储存和释放电能的基本功能，所述电池组工作过程为：电池模组的负极(B
‑
)串接一个分流器，然后再连接MOS开关模块一端，MOS开关模块另外一端作为电池组负极(P
‑
)引出；所述AFE模拟前端模块用于对电池组电芯电压、电流、温度数据进行检测；所述MCU运算控制模块用于接受AFE模块传递电池的状态数据信息和通信模块的控制数据信息，并根据内嵌程序进行运算判断，将控制信号给AFE模拟前端模块和电源模块；所述MOS开关模块用于根据AFE模拟前端模块控制信号进行开通或断开电路；所述通信模块用于提供通信接口，传递和接收上位机、手机等外接设备数据和控制信号，并将数据和控制信号传递给MCU运算控制模块；所述电源模块用于提供稳压直流电源，保证芯片电路正常工作，所属电源模块工作过程为：电源模块连接直接连接电池模组两端(B/P+,B
‑
/GND),将所取的电进行变换后在VCC端输出一个稳定的直流小电压，VCC端连接AFE、ACU、通信模块供电接口；所述蓝牙模块根据接受到的外部指令，更改MCU运算控制模块设置或下达控制指令；所述控制模块用于在手机界面接受读取电池状态数据，并在界面中对设置和控制进行更改；
[0007]所述电池模组输出端连接AFE模拟前端模块输入端；所述AFE模拟前端模块和MCU
运算控制模块之间通过I2C信号线进行通信；所述通信模块输出端连接MCU运算控制模块输入端；所述MCU运算控制模块输出端连接电源模块输入端；所述MCU运算控制模块输出端连接蓝牙模块输入端；所述蓝牙模块与控制模块双向连接。
[0008]根据上述技术方案，所述电池模组为电池组核心，一般由多个锂电芯进行串并联组成，电芯内部为电化学物质，提供最基本的储存和释放电能功能，并针对锂电池的特殊性对电芯端电压、充放电流、温度进行监控。
[0009]根据上述技术方案，所述AFE模拟前端模块包括电流检测端口和温度检测端口；
[0010]所述AFE模拟前端模块温度检测端口通过NTC电阻来检测电池组表面温度；
[0011]所述AFE模拟前端模块电流检测端口通过检测分流器两端电压来检测电路中的电流大小；
[0012]所述AFE模拟前端模块温度检测端口连接一个贴在电池组上面的NTC电阻；
[0013]所述AFE模拟前端模块电流检测端口通过检测线接到串接在电池组B
‑
和MOS开关之间的分流器两端；
[0014]所述NTC电阻是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻；
[0015]所述AFE模拟前端模块用于能够和外围排线、分流器以及NTC元器件对电池组电芯电压、电流、温度数据进行检测，并将数据传递给MCU运算控制模块，MCU运算控制模块根据信息对MOS开关模块进行通断控制，本专利技术中实施中选用的是中颖专业采集芯片SH36730X。
[0016]根据上述技术方案，所述MCU运算控制模块用于接受AFE模块传递的电池状态数据信息和通信模块传递的控制数据信息，并根据内嵌程序进行运算判断；
[0017]所述内嵌程序的运算判断的方法有以下两种：
[0018]S4
‑
1、内嵌程序判断AFE模拟前端模块提供的串联电芯单元的电压是否超过设定范围[a,b]、整体电池组电压是否超过设定范围[h，i]、电路中电流是否超过过流设定值e，监控温度点温度是否超过设定范围[c，d]，四组数据中任一组数据超过都表示电池有发生危险的可能，则传递断开MOS的指令给AFE模拟前端模块，AFE模拟前端模块发送控制信号，电源模块接收信号后停止给MCU运算控制模块、AFE模拟前端模块、通信模块供电，电池组进入仓储休眠或者保护休眠状态，其中a、b、c、d、e、h、i为常数；
[0019]所述停止供电的过程为：AFE模块会一直输出一个高电平信号(BQ接口)给电源模块，当AFE模块断电、失效或接受MCU关闭此接口时此高电平才会消失，当出现紧急情况AFE失效时电源模块会根据此信号的变换做出紧急停止供电反应，从而切断整个主电路；
[0020]S4
‑
2、内嵌程序接受进入一般休眠控制指令或者当AFE模拟前端模块检测电流值在设定的T时间内一直为0A时，所述T为常数，向电源模块发出切断对通信模块供电的信号。休眠后，当AFE模拟前端模块检测到有放电电流值时，将放电电流值传递给MCU运算控制模块，MCU运算控制模块开启负载唤醒信号给电源模块，开启一般休眠唤醒。
[0021]根据上述技术方案，在步骤S4
‑
1中所述AFE模拟前端模块控制信号是指AFE模拟前端模块正常状态下会给充电MOS高电平信号和放电MOS高电平信号开启MOS管，AFE模拟前端模块根据MCU指令维持高电平或者断开高电平以实现MOS模块的通断电路。
[0022]一种基于物联网的控制锂电池深度休眠唤醒方法，该方法包括以下步骤：
[0023]S1、锂电池组在电池管理系统激活的状态下，用户在手机端点击进入仓储模式，蓝牙模块将手机端发出进入仓储模式的信号发送至MCU运算控制模块，在实施过程中，蓝牙模
块也可以换成其他通信模块，比如一般的WiFi模块，WiFi连接到局域路由器，通过手机或者联网PC进行远程进行控制；
[0024]S2、MCU运算控制模块接受信号后向AFE模块发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的控制锂电池深度休眠唤醒系统，其特征在于：该系统包括电池模组、AFE模拟前端模块、MCU运算控制模块、MOS开关模块、通信模块、电源模块、蓝牙模块和控制模块；所述电池模组为电池组核心，由多个锂电芯进行串并联组成，提供储存和释放电能的基本功能；所述AFE模拟前端模块用于对电池组电芯电压、电流、温度数据进行检测；所述MCU运算控制模块用于接受AFE模拟前端模块传递电池的状态数据信息和通信模块的控制数据信息，并根据内嵌程序进行运算判断，将控制信号给AFE模拟前端模块和电源模块；所述MOS开关模块用于根据AFE模拟前端模块控制信号进行开通或断开电路；所述通信模块用于提供通信接口，传递和接收外接设备数据和控制信号，并将数据和控制信号传递给MCU运算控制模块；所述电源模块用于提供稳压直流电源，保证芯片电路正常工作；所述蓝牙模块根据接受到的外部指令，更改MCU运算控制模块设置或下达控制指令；所述控制模块用于在手机界面接受读取电池状态数据，并在界面中对设置和控制进行更改；所述电池模组输出端连接AFE模拟前端模块输入端；所述AFE模拟前端模块和MCU运算控制模块之间通过I2C信号线进行通信；所述通信模块输出端连接MCU运算控制模块输入端；所述MCU运算控制模块输出端连接电源模块输入端；所述MCU运算控制模块输出端连接蓝牙模块输入端；所述蓝牙模块与控制模块双向连接。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的控制锂电池深度休眠唤醒系统，其特征在于：所述电池模组为电池组核心，一般由多个锂电芯进行串并联组成，电芯内部为电化学物质，提供最基本的储存和释放电能功能，并针对锂电池的特殊性对电芯端电压、充放电流、温度进行监控。3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的控制锂电池深度休眠唤醒系统，其特征在于：所述AFE模拟前端模块包括温度检测端口和电流检测端口；所述AFE模拟前端模块温度检测端口通过NTC电阻来检测电池组表面温度；所述AFE模拟前端模块电流检测端口通过检测分流器两端电压来检测电路中的电流大小；所述AFE模拟前端模块温度检测端口连接一个贴在电池组上面的NTC电阻；所述AFE模拟前端模块电流检测端口通过检测线接到串接在电池组B
‑
和MOS开关之间的分流器两端。4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的控制锂电池深度休眠唤醒系统，其特征在于：所述MCU运算控制模块用于接受AFE模块传递的电池状态数据信息和通信模块传递的控制数据信息，并根据内嵌程序进行运算判断；所述内嵌程序的运算判断的方法有以下两种：S4
‑
1、内嵌程序判断AFE模拟前端模块提供的串联电芯单元的电压是否超过设定范围[a,b]、整体电池组电压是否超过设定范围[h，i]、电路中电流是否超过过流设定值e，监控温度点温度是否超过设定范围[c，d]，四组数据中任一组数据超过则传递断开MOS的指令给AFE模拟前端模块，AFE模拟前端模块发送控制信号，电源模块接收信号后停止给MCU运算控制模块、AFE模拟前端模块、通信模块供电，电池组进入仓储休眠或者保护休眠状态，其中a、b、c、d、e、h、i为常数；S4
‑
2、内嵌程序接受进入一般休眠控制指令或者当AFE模拟前端模块检测电流值在设
定的T时间内一直为0A时，所述T为常数，向电源模块发出切断对通信模块供电的信号。休眠后，当AFE模拟前端模块检测到...

【专利技术属性】
技术研发人员：王喜明，汪敏，王文华，
申请(专利权)人：珠海赛比森电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：