UPS电池管理系统及其控制方法与流程

专利2025-06-18  23


本发明属于不间断电源(ups)电池领域,尤其涉及一种ups电池管理系统和电池管理系统的控制方法。


背景技术:

1、随着电池技术的不断发展,越来越多的设备(例如电动汽车、ups等)采用电池作为储能模块,另外还需要电池管理系统(bms)对电池进行管理。电池管理系统(bms)是管理和监控动力电池的中枢,用于管理、维护、监控电池各个模块,肩负着防止电池过充过放电、延长电池使用寿命、帮助电池正常运行的重任。

2、目前市场上大部分的ups电池设计如图1所示,其中,开关k控制电池b的输出电路,当开关k闭合时,电池b能够对外供电;当开关k断开时,电池b的对外供电断开。

3、电池b的bms有两种工作模式:工作模式和关闭模式。在工作模式,bms对电池b进行管理和监控,在关闭模式,bms不对电池b进行管理和监控。另外,bms还能够操作开关k的闭合和断开以控制电池b的对外供电。

4、bms是一个软件与硬件结合的系统,通常由电池,优选锂电池,进行供电,所以bms在对电池进行管理和监控的同时也会不断消耗电池的能量。在电池设备进行储存与运输时,为了节约电池的能量消耗,通常将bms关闭,这种情况下,在储存或运输结束时重新启动bms时需要消耗较长的时间,十分不方便。另外,处于关闭模式的bms也无法对电池在存储和运输过程中的状态进行记录,因此无法应对该过程中的突发状况,安全性能低。

5、举例来说,对于一个ups,在使用过程中,bms处于工作模式,对电池进行监控和管理;在停用之后,为了节约电池的能耗,需要将bms的控制开关断开,此时,bms所有的功能都停用,无法对电池进行监控和管理,也就无法监测到停用过程中电池的突发状况,安全性很差。目前,ups存放过程中的电池爆炸事件并不罕见,因此,特别需要一种兼顾节约能耗和持续监测的bms。

6、目前,现有技术中提出了在bms休眠过程中实时唤醒bms进行电池检查的方案。

7、cn108454426a公开了一种纯电动船动力电池自动监测系统及方法,其中,在纯电动船熄火放置时,通过船载终端定时唤醒bms运行,对动力电池组进行信息监测并上传至远程监控平台处理信息。

8、cn111823866a公开了一种电动汽车高压动力蓄电池巡检控制方法及装置,其中,通过预设时间间隔定时唤醒电池管理系统,电池管理系统被唤醒后对电池进行检测。

9、cn112421074a公开了一种氢能车辆燃料电池保温系统、方法、电子设备及存储介质,其中,在整车下电后,整车控制器向电池管理系统发送进入休眠状态并定时自唤醒指令,电池管理系统处于唤醒状态时获取电池温度传感器检测的电池包温度。

10、kr20220073266a公开了一种在电动汽车休眠模式下检查高压电池状态的设备和方法。

11、然而,这几篇现有技术都未涉及ups领域,另外,这几篇现有技术都未公开或者教导在休眠模式仅唤醒bms的一部分功能,存在bms功能不完善、消耗时间长、能源消耗大的问题。


技术实现思路

1、因此,本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷,提供一种ups电池管理系统,其包括微控制单元和连接至所述微控制单元的多个功能模块,所述多个功能模块包括第一组功能模块和第二组功能模块,所述第一组功能模块用于电池检查,所述微控制单元被配置为控制所述功能模块的状态以使得所述ups电池管理系统具有如下工作模式:

2、正常工作模式,其中所述微控制单元被配置为开启所述多个功能模块;

3、休眠模式,其中所述微控制单元被配置为关闭所述多个功能模块;以及

4、定时检查模式,其中所述微控制单元被配置为在所述休眠模式的基础上定时仅开启所述第一组功能模块以对电池进行检查。

5、根据本发明的ups电池管理系统,优选地,所述多个功能模块包括adc采样模块、eeprom存储模块、时钟模块、开关电源模块、通讯模块和gpio控制模块。

6、根据本发明的ups电池管理系统,优选地,所述adc采样模块、所述时钟模块、所述开关电源模块和所述gpio模块被配置构成所述第一组功能模块。

7、根据本发明的ups电池管理系统,优选地,所述eeprom存储模块和所述通讯模块被配置构成所述第二组功能模块。

8、根据本发明的ups电池管理系统,优选地,所述定时检查模式按照预定时间周期进行检查。

9、根据本发明的ups电池管理系统,优选地,所述定时检查模式按照可变时间周期进行检查。

10、根据本发明的ups电池管理系统,优选地,基于前一次或多次定时检查的结果判断下一次定时检查的时机。

11、根据本发明的ups电池管理系统,优选地,还包括唤醒源,所述唤醒源被配置为发出唤醒信号以激活所述正常工作模式。

12、根据本发明的ups电池管理系统,优选地,所述唤醒源被配置为在如下场景的至少一个中发出唤醒信号:电池充电、电池放电、ups电池管理系统与主机通讯。

13、根据本发明的ups电池管理系统,优选地,当在预定时间内接未收到所述唤醒信号时,启动所述休眠模式。

14、另一方面,本发明提供了一种本发明所述的ups电池管理系统的控制方法,所述控制方法控制所述ups电池管理系统在正常工作模式、休眠模式和定时检查模式之间切换,包括如下步骤:

15、s1:在正常工作模式的基础上,判断是否启动休眠模式,如果是,关闭所述ups电池管理系统的所有功能;

16、s2:在启动休眠模式的情况下,判断是否定时检查,如果是,开启所述ups电池管理系统的第一组功能模块;

17、s3:在进行电池检查的情况下,判断电池是否发生故障,如果没有故障,则返回休眠模式;如果有故障,则采取保护动作之后返回休眠模式;

18、s4:在不进行电池检查的情况下,判断是否将所述ups电池管理系统唤醒,如果是,则恢复所述ups电池管理系统的所有功能回归正常工作模式;如果否,则返回休眠模式。

19、又一方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,其中,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被执行以实现本发明所述的ups电池管理系统的控制方法。

20、再一方面,本发明提供了一种电子设备,包括处理器和存储器,其中,所述存储器用于存储可执行命令;所述处理器被配置为经由执行所述可执行命令来实现本发明所述的ups电池管理系统的控制方法。

21、与现有技术相比,本发明的ups电池管理系统功能完善、能够持续监测电池状态、安全性能高、能耗低、操作便捷。



技术特征:

1.一种ups电池管理系统,其包括微控制单元和连接至所述微控制单元的多个功能模块,所述多个功能模块包括第一组功能模块和第二组功能模块,所述第一组功能模块用于电池检查,所述微控制单元被配置为控制所述功能模块的状态以使得所述ups电池管理系统具有如下工作模式:

2.根据权利要求1所述的ups电池管理系统,其中,所述多个功能模块包括adc采样模块、eeprom存储模块、时钟模块、开关电源模块、通讯模块和gpio控制模块。

3.根据权利要求2所述的ups电池管理系统,其中,所述adc采样模块、所述时钟模块、所述开关电源模块和所述gpio模块被配置构成所述第一组功能模块。

4.根据权利要求2所述的ups电池管理系统,其中,所述eeprom存储模块和所述通讯模块被配置构成所述第二组功能模块。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的ups电池管理系统,其中,所述定时检查模式按照预定时间周期进行检查。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的ups电池管理系统,其中,所述定时检查模式按照可变时间周期进行检查。

7.根据权利要求6所述的ups电池管理系统,其中,基于前一次或多次定时检查的结果判断下一次定时检查的时机。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的ups电池管理系统,还包括唤醒源,所述唤醒源被配置为发出唤醒信号以激活所述正常工作模式。

9.根据权利要求8所述的ups电池管理系统,其中,所述唤醒源被配置为在如下场景的至少一个中发出唤醒信号:电池充电、电池放电、ups电池管理系统与主机通讯。

10.根据权利要求8所述的ups电池管理系统,其中,当在预定时间内接未收到所述唤醒信号时,启动所述休眠模式。

11.一种根据权利要求1-10中任一项所述的ups电池管理系统的控制方法,所述控制方法控制所述ups电池管理系统在正常工作模式、休眠模式和定时检查模式之间切换,包括如下步骤:

12.一种计算机可读存储介质,其中,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被执行以实现权利要求11所述的ups电池管理系统的控制方法。

13.一种电子设备,包括处理器和存储器,其中,所述存储器用于存储可执行命令;所述处理器被配置为经由执行所述可执行命令来实现权利要求11所述的ups电池管理系统的控制方法。


技术总结
本发明提供一种UPS电池管理系统,其包括微控制单元和连接至所述微控制单元的多个功能模块,所述多个功能模块包括第一组功能模块和第二组功能模块,所述第一组功能模块用于电池检查,所述微控制单元被配置为控制所述功能模块的状态以使得所述UPS电池管理系统具有如下工作模式:正常工作模式,其中所述微控制单元被配置为开启所述多个功能模块;休眠模式,其中所述微控制单元被配置为关闭所述多个功能模块;以及定时检查模式,其中所述微控制单元被配置为在所述休眠模式的基础上定时仅开启第一组功能模块以对电池进行检查。本发明的电池管理系统功能完善、能够持续监测电池状态、安全性能高、能耗低、操作便捷。

技术研发人员:王裕博,詹艳梅,谢亚红
受保护的技术使用者:联正电子(深圳)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
转载请注明原文地址:https://doc.8miu.com/index.php/read-1821466.html

最新回复(0)