CN113859552B - 一种电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种电池管理系统。该系统包括：设备接口、稳压电源、微处理器、协议芯片、升降压模块、多种类型的智能电池、多个电池插入端口、与电池插入端口一一对应的插入唤醒和检测模块以及回路开关。本发明实施例所提供的电池管理系统，通过设置微处理器根据已插入电池插入端口的智能电池的电池参数自动调节升降压模块的输出功率，并根据预设充电规则控制每个对应回路开关的开闭，实现了对不同类型电池的智能适配，从而可以使用该系统对多个不同类型的电池自动进行有序充电的过程，减少了充电设备的空间占用，并简化了用户操作，为用户提供了更多的便利，同时也降低了充电设备成本。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电池充放电技术领域，尤其涉及一种电池管理系统。
背景技术
目前消费类的无人机电池续航时间普遍偏短，为了更长时间的续航，用户一般都会购买多块电池，然而过多的电池再加上不同类型的电池，会加剧充电的繁琐。目前针对多电池充电的方案通常是采用多种配套的充电设备分别对各个电池进行充电，传统的充电设备一般只能对同一种电池进行充电，因此导致了凌乱的充电线占用大量的空间，并使得充电操作过程复杂，设备成本也相对较高。
发明内容
本发明实施例提供一种电池管理系统，以解决现有技术中对不同种类电池充电需要使用不同充电设备的问题，从而避免多余的充电线占用空间，并简化用户操作，降低充电成本。
本发明实施例提供了一种电池管理系统，该系统包括：设备接口、稳压电源、微处理器、协议芯片、升降压模块、多种类型的智能电池、多个电池插入端口、与所述电池插入端口一一对应的插入唤醒和检测模块以及回路开关；其中，
所述设备接口分别与所述稳压电源、所述协议芯片以及所述升降压模块连接，用于接入外部供电设备；
所述稳压电源分别与所述微处理器和所述协议芯片连接，所述外部供电设备提供的供电电压通过所述稳压电源为所述微处理器和所述协议芯片供电；
所述微处理器通过每个所述插入唤醒和检测模块对应连接到每个所述电池插入端口，用于检测所述智能电池中是否有多种目标智能电池插入所述电池插入端口中，并在多种所述目标智能电池插入时，唤醒多种所述目标智能电池；
所述微处理器还与多种所述目标智能电池连接，还用于读取多种所述目标智能电池的第一电池参数；
所述微处理器还与所述升降压模块和所述回路开关连接，所述升降压模块与所述协议芯片连接，并通过每个所述回路开关对应连接到每个所述电池插入端口，所述微处理器还用于根据所述第一电池参数调节所述升降压模块的输出功率，并根据预设充电规则控制每个所述回路开关的开闭，以使用所述供电电压对插入所述电池插入端口的多种所述目标智能电池分别进行充电。
可选的，所述设备接口还用于接入外部受电设备；
相应的，所述插入唤醒和检测模块用于检测所述智能电池中是否有多种所述目标智能电池插入所述电池插入端口中，并在多种所述目标智能电池插入时，唤醒多种所述目标智能电池；
每个所述电池插入端口分别与所述稳压电源连接，多种所述目标智能电池提供的输出电压通过所述稳压电源为所述微处理器和所述协议芯片供电；
所述微处理器还用于读取多种所述目标智能电池的第二电池参数，并根据所述第二电池参数和预设放电规则调节所述升降压模块的最大输出功率以及打开对应的所述回路开关；
所述协议芯片用于当所述外部受电设备接入时，获取所述外部受电设备的需求功率，以使所述升降压模块根据所述需求功率对所述外部受电设备进行放电。
可选的，所述系统还包括供电隔离电路，所述设备接口通过所述供电隔离电路连接至所述稳压电源，每个所述电池插入端口均通过所述供电隔离电路连接至所述稳压电源，所述供电隔离电路用于隔离不同的供电电源，所述供电电源包括所述外部供电设备和各个所述智能电池。
可选的，所述微处理器还用于根据接入的外部设备的端口是否有电压输出判定所述外部设备为所述外部供电设备或者所述外部受电设备，以确定使用所述系统进行充电或者放电。
可选的，所述微处理器还用于在开始充电后，实时获取多种所述目标智能电池的充电参数，并根据所述充电参数判定是否充电完成，若完成，则停止充电，其中，所述充电参数包括电池电量。
可选的，所述微处理器还用于在开始放电后，实时获取多种所述目标智能电池的放电参数，并根据所述放电参数判定是否放电完成，若完成，则停止放电，其中，所述放电参数包括电池电量或电池电流。
可选的，所述系统还包括多选一通信模块，所述微处理器通过所述多选一通信模块与多种所述目标智能电池连接，以通过所述多选一通信模块获取所述第一电池参数以及第二电池参数。
可选的，所述系统还包括显示模块，用于在充电过程中，若完成对所述微处理器的供电且尚无所述智能电池插入，则显示待机状态，并当有多种所述目标智能电池插入时显示充电状态；还用于在放电过程中，若完成对所述微处理器的供电且尚无所述外部受电设备接入，则显示待机状态，并当有所述外部受电设备接入时显示放电状态。
可选的，所述系统还包括控制输入模块，用于接收用户自定义的所述预设充电规则以及所述预设放电规则。
可选的，所述第一电池参数包括电池类型和/或充电功率，所述第二电池参数包括电池类型和/或最大放电功率。
本发明实施例提供了一种电池管理系统，包括设备接口、稳压电源、微处理器、协议芯片、升降压模块、多种类型的智能电池、多个电池插入端口、与电池插入端口一一对应的插入唤醒和检测模块以及回路开关。通过设置微处理器根据已插入电池插入端口的智能电池的电池参数自动调节升降压模块的输出功率，并根据预设充电规则控制每个对应回路开关的开闭，实现了对不同类型电池的智能适配，从而可以使用该系统对多个不同类型的电池自动进行有序充电的过程，减少了充电设备的空间占用，并简化了用户操作，为用户提供了更多的便利，同时也降低了充电设备成本。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的电池管理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的另一种电池管理系统的结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的另一种电池管理系统的结构示意图；
图4为本发明实施例一提供的另一种电池管理系统的结构示意图；
图5为本发明实施例一提供的另一种电池管理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的电池管理系统的结构示意图，本实施例可适用于使用该系统同时对多种电池进行充电的情况，图1中以对两种电池进行充电为例进行示出，但本实施例所提供的电池管理系统并不限于对两种电池进行充电的情况。如图1所示，该系统包括：设备接口101、稳压电源102、微处理器103、协议芯片104、升降压模块105、多种类型的智能电池、多个电池插入端口106、与所述电池插入端口一一对应的插入唤醒和检测模块107以及回路开关108；其中，所述设备接口101分别与所述稳压电源102、所述协议芯片104以及所述升降压模块105连接，用于接入外部供电设备；所述稳压电源102分别与所述微处理器103和所述协议芯片104连接，所述外部供电设备提供的供电电压通过所述稳压电源102为所述微处理器103和所述协议芯片104供电；所述微处理器103通过每个所述插入唤醒和检测模块107对应连接到每个所述电池插入端口106，用于检测所述智能电池中是否有多种目标智能电池(如图1中的第一目标智能电池1091和第二目标智能电池1092)插入所述电池插入端口106中，并在多种所述目标智能电池插入时，唤醒多种所述目标智能电池；所述微处理器103还与多种所述目标智能电池连接，还用于读取多种所述目标智能电池的第一电池参数；所述微处理器103还与所述升降压模块105和所述回路开关108连接，所述升降压模块105与所述协议芯片104连接，并通过每个所述回路开关108对应连接到每个所述电池插入端口106，所述微处理器103还用于根据所述第一电池参数调节所述升降压模块105的输出功率，并根据预设充电规则控制每个所述回路开关108的开闭，以使用所述供电电压对插入所述电池插入端口106的多种所述目标智能电池分别进行充电。
其中，本实施例所提供的智能电池可以与微处理器103通信，并可以在检测到插入唤醒和检测模块107的输出电压时完成唤醒，智能电池可以有多种类型，并且数量可以多于电池插入端口的数量。协议芯片104可用于为系统提供充电协议支持，对于协议芯片104的型号以及所使用的具体协议，本实施例不作限制。稳压电源102是能为负载提供稳定的交流电或直流电的电子装置。具体的，在使用该系统进行充电时，可以首先通过设备接口101接入外部供电设备，外部供电设备可以为系统提供工作电压和充电电压等，设备接口101通过稳压电源102连接到微处理器103和协议芯片104，从而可以利用外部供电设备提供的供电电压对微处理器103和协议芯片104进行供电，使其可以正常工作。随后微处理器103可以通过插入唤醒和检测模块107循环检测是否有智能电池插入到电池插入端口106中，同时可以将已插入的智能电池作为目标智能电池，并对其进行唤醒，本实施例对于唤醒电池的电路形式也不作限制。在完成唤醒后，微处理器103即可开始读取每个目标智能电池的第一电池参数，可选的，所述第一电池参数包括电池类型和/或充电功率等等。另一方面，在完成唤醒后，微处理器103还可以根据读取到的第一电池参数确定对应的目标智能电池所需的充电功率，具体可以直接读取目标智能电池的充电功率，也可以根据读取到的目标智能电池的类型确定对应的充电功率等等，从而对升降压模块105进行调节，以实现对不同类型的智能电池进行充电，而且仅需使用一个外部供电设备即可。每个电池插入端口106分别对应一个回路开关108，当回路开关108为开启状态时，对应的电池插入端口106中插入的目标智能电池即可进行充电，因此，通过调节升降压模块105的输出功率以及对应的回路开关108，即可实现对多种目标智能电池的有序充电。其中，预设充电规则可以包括对各个目标智能电池的充电顺序等，具体可以根据每个目标智能电池的电量进行排序，也可根据插入顺序进行排序，还可以根据类型及充电功率进行排序等等，在本实施例中对预设充电规则也不作具体的限制。另外，本实施例对于升降压模块105的输出功率的调整方式也不作具体的限制。
可选的，所述微处理器103还用于在开始充电后，实时获取多种所述目标智能电池的充电参数，并根据所述充电参数判定是否充电完成，若完成，则停止充电，其中，所述充电参数包括电池电量。具体的，可以在对某一目标智能电池进行充电的过程中，实时获取该目标智能电池的电池电量，当该目标智能电池的电池电量达到百分百时，可以根据预设充电规则自动调整升降压模块105的输出功率以及对应的回路开关108，并自动开始为下一目标智能电池进行充电，当所有目标智能电池的电池电量均达到百分百时，即可判定充电完成，并停止充电，具体可以是切断所有的回路开关108。其中，充电参数还可以包括电量标志等等。
在上述技术方案的基础上，可选的，如图2所示，所述设备接口101还用于接入外部受电设备；相应的，所述插入唤醒和检测模块107用于检测所述智能电池中是否有多种所述目标智能电池(如图2中的第一目标智能电池1091和第二目标智能电池1092)插入所述电池插入端口106中，并在多种所述目标智能电池插入时，唤醒多种所述目标智能电池；每个所述电池插入端口106分别与所述稳压电源102连接，多种所述目标智能电池提供的输出电压通过所述稳压电源102为所述微处理器103和所述协议芯片104供电；所述微处理器103还用于读取多种所述目标智能电池的第二电池参数，并根据所述第二电池参数和预设放电规则调节所述升降压模块105的最大输出功率以及打开对应的所述回路开关108；所述协议芯片104用于当所述外部受电设备接入时，获取所述外部受电设备的需求功率，以使所述升降压模块105根据所述需求功率对所述外部受电设备进行放电。
具体的，还可以使用该系统对外放电，则该系统可以作为智能移动电源进行使用，并且充放电可以使用同一个端口，从而减小了设备体积，并统一线材，以便于用户使用。在使用该系统进行放电时，可以首先将智能电池插入到电池插入端口106中，并可以将已插入的智能电池作为目标智能电池。然后可以通过插入唤醒和检测模块107检测到目标智能电池的插入，并对其进行唤醒。在完成唤醒后，目标智能电池即可为系统提供工作电压和放电电压等，电池插入端口106通过稳压电源102连接到微处理器103和协议芯片104，从而可以利用目标智能电池提供的输出电压对微处理器103和协议芯片104进行供电，使其可以正常工作。同时，微处理器103即可开始读取目标智能电池的第二电池参数，可选的，所述第二电池参数包括电池类型和/或最大放电功率等等。然后微处理器103即可根据第二电池参数和预设放电规则对升降压模块105进行调节，以确定升降压模块105的最大输出功率，具体可以首先选择其中一个目标智能电池进行放电，则可根据该目标智能电池的最大放电功率确定升降压模块105的最大输出功率，同时将对应的回路开关108开启，即可准备进行放电。其中，预设放电规则可以包括使用各个目标智能电池的放电顺序等，具体可以根据每个目标智能电池的电量进行排序，也可根据插入顺序进行排序，还可以根据类型及最大放电功率进行排序等等，在本实施例中对预设放电规则也不作具体的限制。在完成准备后，可以通过设备接口101检测是否有外部受电设备接入，当有外部受电设备接入时，协议芯片104可以获取到外部受电设备的需求功率，从而升降压模块105可以根据该需求功率对外部受电设备进行放电。当正在使用的目标智能电池的电量耗尽时，可以根据预设放电规则自动切换至下一目标智能电池进行放电，同时确定升降压模块105的最大输出功率并开启对应的回路开关108，从而实现使用多种目标智能电池的有序放电。同时还可以参照外部受电设备的需求功率确定当前目标智能电池是否适用，当需求功率大于升降压模块105的最大输出功率时，可以继续切换目标智能电池直至满足。当然，本实施例所提供的电池管理系统同样支持对插入的单个智能电池或多个同种智能电池进行充放电的过程。
进一步可选的，所述微处理器103还用于在开始放电后，实时获取多种所述目标智能电池的放电参数，并根据所述放电参数判定是否放电完成，若完成，则停止放电，其中，所述放电参数包括电池电量或电池电流。具体的，可以在使用某一目标智能电池进行放电的过程中，实时获取该目标智能电池的电池电量或电池电流，当获取到的电池电流小于预设电流阈值或者所有目标智能电池的电池电量均耗尽时，即可判定放电完成，并停止放电。
进一步可选的，所述微处理器103还用于根据接入的外部设备的端口是否有电压输出判定所述外部设备为所述外部供电设备或者所述外部受电设备，以确定使用所述系统进行充电或者放电。具体的，可以在没有智能电池插入的状态下接入外部设备，则当接入的外部设备的端口无电压输出时，判定该外部设备为外部受电设备，系统无供电不工作，并可当有智能电池插入时开始放电，当接入的外部设备的端口有电压输出时，判定该外部设备为外部供电设备，微处理器103完成供电，可以进入待机状态，并当有智能电池插入时开始充电。还可以在有智能电池插入的状态下接入外部设备，则当接入的外部设备的端口无电压输出时，判定该外部设备为外部受电设备，接入前微处理器103完成供电，可以进入待机状态，并当该外部设备接入时开始放电，当接入的外部设备的端口有电压输出时，判定该外部设备为外部供电设备，则可直接开始对已插入的智能电池进行充电。
在上述技术方案的基础上，可选的，如图3所示，所述系统还包括供电隔离电路111，所述设备接口101通过所述供电隔离电路111连接至所述稳压电源102，每个所述电池插入端口106均通过所述供电隔离电路111连接至所述稳压电源102，所述供电隔离电路111用于隔离不同的供电电源，所述供电电源包括所述外部供电设备和各个所述智能电池。具体的，由于系统可同时实现充放电的功能，微处理器103可由外部供电设备或者本身的智能电池进行供电，则可能会出现多个供电电源之间因电压不同而相互充电的情况，为了避免这种现象，可以通过增加供电隔离电路111对不同的供电电源进行隔离。其中，对于供电隔离电路111的形式本实施例也不作具体的限制。
在上述技术方案的基础上，可选的，如图4所示，所述系统还包括多选一通信模块112，所述微处理器103通过所述多选一通信模块112与多种所述目标智能电池连接，以通过所述多选一通信模块112获取所述第一电池参数以及第二电池参数。具体的，当所使用的智能电池的数量较多时，采用多选一通信模块112可以实现更好的电池管理，并节约微处理器103相关的处理时间及计算资源。
在上述技术方案的基础上，可选的，如图5所示，所述系统还包括显示模块113，用于在充电过程中，若完成对所述微处理器103的供电且尚无所述智能电池插入，则显示待机状态，并当有多种所述目标智能电池插入时显示充电状态；还用于在放电过程中，若完成对所述微处理器103的供电且尚无所述外部受电设备接入，则显示待机状态，并当有所述外部受电设备接入时显示放电状态。具体的，显示模块113可以用来显示系统的各种工作状态，以提示用户使用，如使用各种状态灯来表示系统当前所处的工作状态，还可以使用文字等显示各种状态下各个模块的详细状态信息。其中，对于显示模块的形式本实施例也不作具体的限制。
在上述技术方案的基础上，可选的，如图5所示，所述系统还包括控制输入模块114，用于接收用户自定义的所述预设充电规则以及所述预设放电规则。具体的，控制输入模块114可以包括按键或触摸屏等等，用户可以通过控制输入模块114在多个智能电池中选择所需使用的电池进行充电或者放电，也可以通过控制输入模块114设置完整的预设充电规则以及预设放电规则，还可以控制充电及放电过程的启停等等。
本发明实施例所提供的电池管理系统，包括设备接口、稳压电源、微处理器、协议芯片、升降压模块、多种类型的智能电池、多个电池插入端口、与电池插入端口一一对应的插入唤醒和检测模块以及回路开关。通过设置微处理器根据已插入电池插入端口的智能电池的电池参数自动调节升降压模块的输出功率，并根据预设充电规则控制每个对应回路开关的开闭，实现了对不同类型电池的智能适配，从而可以使用该系统对多个不同类型的电池自动进行有序充电的过程，减少了充电设备的空间占用，并简化了用户操作，为用户提供了更多的便利，同时也降低了充电设备成本。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种电池管理系统，其特征在于，包括：设备接口、稳压电源、微处理器、协议芯片、升降压模块、多种类型的智能电池、多个电池插入端口、与所述电池插入端口一一对应的插入唤醒和检测模块以及回路开关；其中，
所述设备接口分别与所述稳压电源、所述协议芯片以及所述升降压模块连接，用于接入外部供电设备；
所述稳压电源分别与所述微处理器和所述协议芯片连接，所述外部供电设备提供的供电电压通过所述稳压电源为所述微处理器和所述协议芯片供电；
所述微处理器通过每个所述插入唤醒和检测模块对应连接到每个所述电池插入端口，用于检测所述智能电池中是否有多种目标智能电池插入所述电池插入端口中，并在多种所述目标智能电池插入时，唤醒多种所述目标智能电池；
所述微处理器还与多种所述目标智能电池连接，还用于读取多种所述目标智能电池的第一电池参数；
所述微处理器还与所述升降压模块和所述回路开关连接，所述升降压模块与所述协议芯片连接，并通过每个所述回路开关对应连接到每个所述电池插入端口，所述微处理器还用于根据所述第一电池参数调节所述升降压模块的输出功率，并根据预设充电规则控制每个所述回路开关的开闭，以使用所述供电电压对插入所述电池插入端口的多种所述目标智能电池分别进行充电。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述设备接口还用于接入外部受电设备；
相应的，所述插入唤醒和检测模块用于检测所述智能电池中是否有多种所述目标智能电池插入所述电池插入端口中，并在多种所述目标智能电池插入时，唤醒多种所述目标智能电池；
每个所述电池插入端口分别与所述稳压电源连接，多种所述目标智能电池提供的输出电压通过所述稳压电源为所述微处理器和所述协议芯片供电；
所述微处理器还用于读取多种所述目标智能电池的第二电池参数，并根据所述第二电池参数和预设放电规则调节所述升降压模块的最大输出功率以及打开对应的所述回路开关；
所述协议芯片用于当所述外部受电设备接入时，获取所述外部受电设备的需求功率，以使所述升降压模块根据所述需求功率对所述外部受电设备进行放电。
3.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述系统还包括供电隔离电路，所述设备接口通过所述供电隔离电路连接至所述稳压电源，每个所述电池插入端口均通过所述供电隔离电路连接至所述稳压电源，所述供电隔离电路用于隔离不同的供电电源，所述供电电源包括所述外部供电设备和各个所述智能电池。
4.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述微处理器还用于根据接入的外部设备的端口是否有电压输出判定所述外部设备为所述外部供电设备或者所述外部受电设备，以确定使用所述系统进行充电或者放电。
5.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述微处理器还用于在开始充电后，实时获取多种所述目标智能电池的充电参数，并根据所述充电参数判定是否充电完成，若完成，则停止充电，其中，所述充电参数包括电池电量。
6.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述微处理器还用于在开始放电后，实时获取多种所述目标智能电池的放电参数，并根据所述放电参数判定是否放电完成，若完成，则停止放电，其中，所述放电参数包括电池电量或电池电流。
7.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述系统还包括多选一通信模块，所述微处理器通过所述多选一通信模块与多种所述目标智能电池连接，以通过所述多选一通信模块获取所述第一电池参数以及第二电池参数。
8.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述系统还包括显示模块，用于在充电过程中，若完成对所述微处理器的供电且尚无所述智能电池插入，则显示待机状态，并当有多种所述目标智能电池插入时显示充电状态；还用于在放电过程中，若完成对所述微处理器的供电且尚无所述外部受电设备接入，则显示待机状态，并当有所述外部受电设备接入时显示放电状态。
9.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述系统还包括控制输入模块，用于接收用户自定义的所述预设充电规则以及所述预设放电规则。
10.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一电池参数包括电池类型和/或充电功率，所述第二电池参数包括电池类型和/或最大放电功率。
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