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锂电池工作控制方法、系统及电动设备发明专利

更新时间:2024-10-01
锂电池工作控制方法、系统及电动设备发明专利 专利申请类型:发明专利;
地区:广东-深圳;
源自:深圳高价值专利检索信息库;

专利名称:锂电池工作控制方法、系统及电动设备

专利类型:发明专利

专利申请号:CN202110471832.1

专利申请(专利权)人:深圳拓邦股份有限公司
权利人地址:广东省深圳市南山区粤海街道高新技术产业园清华大学研究院B区413房

专利发明(设计)人:唐森群,王景德,李辉腾,张雄

专利摘要:本发明适用于锂电池技术领域,提供了一种锂电池工作控制方法、系统及电动设备,该方法包括实时检测电动设备工作过程中锂电池工作的参数信息,参数信息包括放电电流、放电功率、放电电压、电池剩余电量和温度;当检测到参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,控制对锂电池的输出进行斩波,以限制锂电池的电流输出。本发明提供的锂电池工作控制方法,解决了现有锂电池在过放过温等异常情况下电池管理系统控制锂电池直接断电而造成危险的问题。

主权利要求:
1.一种锂电池工作控制方法,应用于电动设备,其特征在于,所述方法包括:实时检测电动设备工作过程中锂电池工作的参数信息,所述参数信息包括放电电流、放电功率、放电电压、电池剩余电量和温度;
当检测到所述参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,控制对锂电池的输出进行斩波,以限制锂电池的电流输出;
所述控制对锂电池的输出进行斩波的步骤包括:
当检测到所述参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,根据所超出的差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比,以限制用于控制锂电池电流输出的放电MOS管的电流输出大小;
所述根据所超出的差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比的步骤包括:动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比,并检测所超出的差值是否加大;
若是,则继续动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比;
若否,则动态增加锂电池中放电MOS管的导通占空比且保持所超出的差值逐渐减小,直至所述参数信息中的各个数值恢复至所对应设定的阈值范围。
2.如权利要求1所述的锂电池工作控制方法,其特征在于,所述控制对锂电池的输出进行斩波的步骤之后还包括:当检测到所述参数信息中的各个数值恢复至所对应设定的阈值范围时,取消对锂电池的输出进行斩波控制,以恢复锂电池的电流输出。
3.如权利要求1所述的锂电池工作控制方法,其特征在于,所述根据所超出的差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比的步骤包括:当检测到锂电池的电池剩余电量低于第一预设电量阈值时,根据电量差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比;
当检测到锂电池的电池剩余电量降低至低于第二预设电量阈值时,停止锂电池的电流输出,所述第一预设电量阈值大于第二预设电量阈值。
4.一种锂电池工作控制系统,应用于电动设备,其特征在于,所述系统包括:参数信息检测模块,用于实时检测电动设备工作过程中锂电池工作的参数信息,所述参数信息包括放电电流、放电功率、放电电压、电池剩余电量和温度;
斩波控制模块,用于当检测到所述参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,控制对锂电池的输出进行斩波,以限制锂电池的电流输出;
所述斩波控制模块包括:
占空比调节单元,用于当所述参数信息检测模块检测到所述参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,根据所超出的差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比,以限制用于控制锂电池电流输出的放电MOS管的电流输出大小;
所述占空比调节单元用于:
动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比,并检测所超出的差值是否加大;
若是,则继续动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比;
若否,则动态增加锂电池中放电MOS管的导通占空比且保持所超出的差值逐渐减小,直至所述参数信息中的各个数值恢复至所对应设定的阈值范围。
5.如权利要求4所述的锂电池工作控制系统,其特征在于,所述系统还包括:输出恢复模块,用于当所述参数信息检测模块检测到所述参数信息中的各个数值恢复至所对应设定的阈值范围时,取消对锂电池的输出进行斩波控制,以恢复锂电池的电流输出。
6.如权利要求4所述的锂电池工作控制系统,其特征在于,所述占空比调节单元包括:占空比调节子单元,用于当所述参数信息检测模块检测到锂电池的电池剩余电量低于第一预设电量阈值时,根据电量差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比;
停止输出子单元,用于当所述参数信息检测模块检测到锂电池的电池剩余电量降低至低于第二预设电量阈值时,停止锂电池的电流输出,所述第一预设电量阈值大于第二预设电量阈值。
7.一种电动设备,其特征在于,包括处理器、存储器、以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器运行所述计算机程序时,所述电动设备执行权利要求1至3任一项所述的锂电池工作控制方法。 说明书 : 锂电池工作控制方法、系统及电动设备技术领域[0001] 本发明属于锂电池技术领域,尤其涉及一种锂电池工作控制方法、系统及电动设备。背景技术[0002] 现有电动设备如电动车原常采用铅酸电池作为动力来源,其电流越大时相应的功率也越大,在电池没电的时候,其铅酸电池电压也越来越低,其下降速度较快,输出电流能力越来越差,但是其不会直接进行断电,使得电动车可以缓慢的骑行,且其速度越来越慢,使得用户可以明显感知电池没电,因此用户可以停下或者踩刹车等操作,使得其不会对用户造成危险。[0003] 然而由于铅酸电池的能量密度低、使用循环寿命短、体积质量大等缺点,因此现在越来越多的电动设备选择电池能量密度高、寿命长、体积质量小的锂电池作为动力来源。同时由于锂电池过放电、过电流或过温度都有可能降低电池使用寿命,甚至使锂电池报废,因此由多个锂电池单元所组成的电池组中通常会配备BMS系统(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM,电池管理系统)实现对智能化管理及维护各个电池单元,使得可以对过放电、过电流或过温度等进行保护。[0004] 现有的BMS系统只有开或关功能,使得只能将锂电池实现输出或停止输出,然而锂电池平台较稳定,即使处于较少电量状态,其电压还是保持较高状态,使得电动设备在骑行过程中还是感知为比较有力;而在锂电池组没电或者电池过放或电池过温等异常情况发生时,其会直接触发BMS系统的保护,使得其BMS系统会控制锂电池组直接掉电以关断锂电池组的输出,因而电动设备在骑行过程中突然断电时可能造成车辆失控的风险,其车辆仪表没电,电动设备动力系统没电,使用户无法正常骑行至目标地点,甚至因为车辆的照明和制动系统突然断电导致危险的发生,如在上很陡的坡时可能发生倒溜现象而严重影响用户的安全。发明内容[0005] 本发明实施例的目的在于提供一种锂电池工作控制方法,旨在解决现有锂电池在过放过温等异常情况下电池管理系统控制锂电池直接断电而造成危险的问题。[0006] 本发明实施例是这样实现的,一种锂电池工作控制方法,所述方法包括:[0007] 实时检测电动设备工作过程中锂电池工作的参数信息,所述参数信息包括放电电流、放电功率、放电电压、电池剩余电量和温度;[0008] 当检测到所述参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,控制对锂电池的输出进行斩波,以限制锂电池的电流输出。[0009] 更进一步地,所述控制对锂电池的输出进行斩波的步骤包括:[0010] 当检测到所述参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,根据所超出的差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比,以限制用于控制锂电池电流输出的放电MOS管的电流输出大小。[0011] 更进一步地,所述控制对锂电池的输出进行斩波的步骤之后还包括:[0012] 当检测到所述参数信息中的各个数值恢复至所对应设定的阈值范围时,取消对锂电池的输出进行斩波控制,以恢复锂电池的电流输出。[0013] 更进一步地,所述根据所超出的差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比的步骤包括:[0014] 当检测到锂电池的电池剩余电量低于第一预设电量阈值时,根据电量差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比;[0015] 当检测到锂电池的电池剩余电量降低至低于第二预设电量阈值时,停止锂电池的电流输出,所述第一预设电量阈值大于第二预设电量阈值。[0016] 更进一步地,所述根据所超出的差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比的步骤包括:[0017] 动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比,并检测所超出的差值是否加大;[0018] 若是,则继续动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比;[0019] 若否,则动态增加锂电池中放电MOS管的导通占空比且保持所超出的差值逐渐减小,直至所述参数信息中的各个数值恢复至所对应设定的阈值范围。[0020] 本发明另一实施例的目的还在于提供一种锂电池工作控制系统,所述系统包括:[0021] 参数信息检测模块,用于实时检测电动设备工作过程中锂电池工作的参数信息,所述参数信息包括放电电流、放电功率、放电电压、电池剩余电量和温度;[0022] 斩波控制模块,用于当检测到所述参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,控制对锂电池的输出进行斩波,以限制锂电池的电流输出。[0023] 进一步地,所述斩波控制模块包括:[0024] 占空比调节单元,用于当所述参数信息检测模块检测到所述参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,根据所超出的差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比,以限制用于控制锂电池电流输出的放电MOS管的电流输出大小。[0025] 进一步地,所述系统还包括:[0026] 输出恢复模块,用于当所述参数信息检测模块检测到所述参数信息中的各个数值恢复至所对应设定的阈值范围时,取消对锂电池的输出进行斩波控制,以恢复锂电池的电流输出。[0027] 进一步地,所述占空比调节单元包括:[0028] 占空比调节子单元,用于当所述参数信息检测模块检测到锂电池的电池剩余电量低于第一预设电量阈值时,根据电量差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比;[0029] 停止输出子单元,用于当所述参数信息检测模块检测到锂电池的电池剩余电量降低至低于第二预设电量阈值时,停止锂电池的电流输出,所述第一预设电量阈值大于第二预设电量阈值。[0030] 进一步地,所述占空比调节单元用于:[0031] 动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比,并检测所超出的差值是否加大;[0032] 若是,则继续动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比;[0033] 若否,则动态增加锂电池中放电MOS管的导通占空比且保持所超出的差值逐渐减小,直至所述参数信息中的各个数值恢复至所对应设定的阈值范围。[0034] 本发明另一实施例还提供一种电动设备,包括处理器、存储器、以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器运行所述计算机程序时,所述电动设备执行如上述所述的锂电池工作控制方法。[0035] 本发明实施例提供的锂电池工作控制方法,通过检测锂电池工作的参数信息,并当任一参数数值超过设定的阈值范围时,控制对锂电池的输出进行斩波,使得以限制锂电池的电流输出,其在现有直接关断输出的方式上增加一个限制输出的缓冲阶段,使得在放电MOS管完全关断之前进入放电限流模式,此时车辆仪表、照明和刹车可以正常上电工作,其动力被限制,只能低速骑行,降低电动设备骑行过程中突然断电造成车辆失控的风险,从而避免锂电池直接掉电而产生的车辆失控或刹车问题等带来的安全问题,解决了现有锂电池在过放过温等异常情况下电池管理系统控制锂电池直接断电而造成危险的问题。附图说明[0036] 图1是本发明实施例提供的锂电池工作控制方法的流程图;[0037] 图2是本发明实施例提供的锂电池工作控制方法的又一流程图;[0038] 图3是本发明实施例提供的锂电池工作控制方法具体应用电路的电路结构图;[0039] 图4是本发明实施例提供的锂电池工作控制系统的模块示意图;[0040] 图5是本发明实施例提供的锂电池工作控制系统的又一模块示意图。具体实施方式[0041] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。[0042] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。[0043] 本发明通过检测锂电池工作的参数信息,并当任一参数数值超过设定的阈值范围时,控制对锂电池的输出进行斩波,使得以限制锂电池的电流输出,避免锂电池直接掉电而产生的车辆失控或刹车问题等带来的安全问题,使得解决了现有锂电池在过放过温等异常情况下电池管理系统控制锂电池直接断电而造成危险的问题。[0044] 实施例一[0045] 请参阅图1,是本发明第一实施例提供的锂电池工作控制方法的流程示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,该锂电池工作控制方法应用于电动设备,方法包括:[0046] 步骤S10,实时检测电动设备工作过程中锂电池工作的参数信息,参数信息包括放电电流、放电功率、放电电压、电池剩余电量和温度;[0047] 其中,本发明实施例中,该锂电池工作控制方法应用于具体如电动车等电动设备中,其中本实施例中的电动设备采用由多个锂电池单元所组成的锂电池组作为电力来源,其中电动设备中同时还配备有BMS电池管理系统,其BMS系统设置于锂电池组与电动设备之间,其BMS系统可以实现包括但不限于如下的几个功能:(1)电池端电压的测量;(2)单体电池间的能量均衡:即为单体电池均衡充电,使电池组中各个单体电池都达到均衡一致的状态;(3)电池组总电压测量;(4)电池组总电流测量;(5)SOC计算:即准确估测电池组的荷电状态(StateofCharge,即SOC),即电池剩余电量,保证SOC维持在合理的范围内,防止由于过充电或过放电对电池的损伤;(6)动态监测电池组的工作状态:即在电池组充放电过程中,实时采集电池组中的每个单体电池的端电压和温度、充放电电流及电池组总电压,防止电池发生过充电或过放电现象;(7)实时数据显示;(8)数据记录及分析,同时挑选出有问题的电池,保持整个电池组运行的可靠性和高效性;(9)通讯组网功能,通过无线通信模块与服务器端连接通讯。[0048] 本实施例中,其电动设备在工作时,其BMS系统实时检测其锂电池工作的参数信息,其中该参数信息包括但不限于放电电流、放电功率、放电电压、电池剩余电量和温度,其参数信息主要为现有技术当中的一旦超过所对应设定的阈值范围时BMS系统就会进行断电保护的参数信息。其中需要指出的是,其虽然锂电池平台的电压很稳定,但是在锂电池处于少电量状态时,其电压还是会有轻微的下降,且其下降至超出对应设定的阈值范围时,其BMS系统也会相应的进行断电保护。其中BMS系统在实时检测电动设备工作过程中锂电池工作的参数信息之后,其BMS系统还实时监测参数信息中的数值是否超出所对应设定的阈值范围。[0049] 步骤S20,当检测到参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,控制对锂电池的输出进行斩波,以限制锂电池的电流输出;[0050] 其中,本发明实施例中,应用于该锂电池工作控制方法的电路结构参照图3所示,其包括锂电池组、与锂电池组连接的控制IC、与锂电池组及控制IC连接的用于电流采样的采样电阻Rs、及与控制IC的放电端连接的放电MOS管Q1、及与放电MOS管Q1连接的电动设备,需要指出的是,其实际使用时的电路结构还应当包括有充电MOS管等充电部分,但其并非为本发明实施例的发明点,因此未进行具体标识,其与现有技术中的结构一致,在此不予赘述。同时需要指出的是,现有技术中任意能实现BMS系统控制其充电MOS管及放电MOS管工作的电路结构也可为本申请所应用的锂电池工作控制方法采用的电路结构,其根据实际使用需求相应的设置其电动设备中电池组中的电路结构。[0051] 其中,锂电池组正常使用时,其BMS系统控制其放电MOS管一直处于打开状态,使得其锂电池组可以直接给电动设备进行输出供电,以提供电动设备的正常工作供电,同时其BMS系统根据该采样电阻可采集锂电池组放电时的放电电流。此时BMS系统根据所实时检测的参数信息监测判断各个数值是否超出所对应设定的阈值范围,当BMS系统检测到其各个参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,此时BMS系统直接控制对锂电池的输出进行斩波,使得可以限制锂电池的电流输出。[0052] 具体例如,当电动设备在上一段很陡的坡,同时其锂电池组处于较少电量状态,此时BMS系统检测到电池放电电流或放电功率大于所对应设定的阈值范围且过大时,此时确定锂电池组处于过流或过功率,现有技术中的BMS系统会根据检测到的放电功率过大而直接关断放电MOS管使得断开电流输出,此时电动设备由于失去动力很可能发生倒溜现象,而本发明实施例中,其BMS系统直接控制对锂电池的输出进行斩波,使得可以限制锂电池的输出功率,其斩波的方式具体为控制IC控制放电MOS管的导通占空比进行降低,使得其输出电流降低,对输出实现限制。其中需要指出的是,本实施例所应用的如图3所示的电路结构中,其BMS系统通过控制IC直接对输出至放电MOS管中的驱动信号进行PWM斩波控制,使得可以控制其放电MOS管的导通占空比而实现对输出的限制。可以理解的,在本发明的其他实施例中,其还可以通过在BMS系统中设置一连接与控制IC及放电MOS管之间的斩波驱动电路,使得其控制IC输出信号至斩波驱动电路中,其通过斩波驱动电路实现对放电MOS管进行斩波控制。其如何对放电MOS管进行斩波的方式根据实际使用需要进行设置,在此不做具体限定。本实施例中,其保护要点为当BMS系统检测到参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,控制对锂电池的输出进行斩波,其所实现的电路结构可完全与现有相同或根据实际使用需要进行自行设置。[0053] 依此上述,其BMS系统检测到锂电池组温度过高或温度过低等超出对应设定的阈值范围时,其也相应的参照上述所述的控制对锂电池的输出进行斩波,以限制锂电池的电流输出,使得避免现有采用锂电池的电动设备在骑行过程中由于过放、过温等异常而突然断电所造成的电动设备失控的问题。[0054] 其中,通过在现有直接关断输出的方式上增加一个限制输出功率的缓冲阶段,使得在放电MOS管完全关断之前进入放电限流模式,此时车辆仪表、照明和刹车可以正常上电工作,其动力被限制,只能低速骑行,降低电动设备骑行过程中突然断电造成车辆失控的风险,并让用户有一定的电量骑行至可以给锂电池充电的地点。同时本实施例通过不直接对锂电池进行掉电,而是模拟现有铅酸电池进行缓慢输出,使得用户可以根据骑行时的感知可相应的进行刹车、靠边停车等操作,避免了现有电动设备由于锂电池没电而进行上坡时由于BMS系统直接控制关断放电MOS管的输出而使得可能在坡上发生倒溜等危险。[0055] 本实施例中,通过检测锂电池工作的参数信息,并当任一参数数值超过设定的阈值范围时,控制对锂电池的输出进行斩波,使得以限制锂电池的电流输出,其在现有直接关断输出的方式上增加一个限制输出的缓冲阶段,使得在放电MOS管完全关断之前进入放电限流模式,此时车辆仪表、照明和刹车可以正常上电工作,其动力被限制,只能低速骑行,降低电动设备骑行过程中突然断电造成车辆失控的风险,从而避免锂电池直接掉电而产生的车辆失控或刹车问题等带来的安全问题,解决了现有锂电池在过放过温等异常情况下电池管理系统控制锂电池直接断电而造成危险的问题。[0056] 实施例二[0057] 请参阅图2,是本发明第二实施例提供的一种锂电池工作控制方法的流程示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,该锂电池工作控制方法应用于电动设备,方法包括:[0058] 步骤S11,实时检测电动设备工作过程中锂电池工作的参数信息,参数信息包括放电电流、放电功率、放电电压、电池剩余电量和温度。[0059] 步骤S21,当检测到参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,控制对锂电池的输出进行斩波,以限制锂电池的电流输出;[0060] 其中,本发明实施例中,当BMS系统检测到放电电流、放电功率、放电电压、电池剩余电量及温度中的任意一个数值超出所对应设定的阈值范围,例如放电电流大于设定的放电电流阈值而确定的锂电池组过流、放电功率大于设定的放电功率阈值而确定的锂电池组过功率、放电电压小于设定的放电电压阈值而确定的锂电池组过低压、电池剩余电量小于设定的剩余电量阈值而确定的锂电池组过放、温度高于设定的第一温度阈值而确定的锂电池组过高温及温度低于设定的第二温度阈值而确定的锂电池组过低温时,其BMS系统即通过驱动锂电池中放电MOS管工作的PWM控制信号控制相应的降低放电MOS管的导通占空比,实现对放电电流进行斩波控制,使得可进入至放电限流模式,从而实现对总体放电电流的大小限制。[0061] 其中,降低放电MOS管的导通占空比的方式可以为直接将PWM控制信号中的导通占空比降低为一预设数值,如直接控制放电MOS管的导通占空比为第一占空比(例如40%),此时实现放电限流模式,避免了现有直接关断放电MOS管而产生的电动设备失控的问题,其可实现锂电池组快没电时通过限制输出以使得用户感知到电动设备输出缓慢,但是当其例如超功率使用或长时间使用导致温度过高等异常时,其所降低至预设数值的导通占空比无法有效快速的实现对锂电池组的散热而可能造成损坏电池,因此本实施例中其还可智能动态的调节导通占空比,其实现限制输出,但又不关断输出,同时还可控制其各个参数数值快速恢复至所设定的阈值范围。[0062] 因此,本发明的一个实施例中,上述控制对锂电池的输出进行斩波的步骤包括:[0063] 当检测到参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,根据所超出的差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比,以限制用于控制锂电池电流输出的放电MOS管的电流输出大小。[0064] 具体的,根据所超出的差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比的步骤包括:[0065] 一、动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比,并检测所超出的差值是否加大;[0066] 二、若是,则继续动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比;[0067] 三、若否,则动态增加锂电池中放电MOS管的导通占空比且保持所超出的差值逐渐减小,直至参数信息中的各个数值恢复至所对应设定的阈值范围。[0068] 其中,本实施例中BMS系统在检测到参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,其开始智能动态的降低驱动放电MOS管通断的PWM控制信号中的导通占空比,例如当电动设备工作过程中其锂电池的放电电流、放电功率及温度慢慢增加使得逐渐开始超出所对应的阈值范围时,其在降低导通占空比时可以使占空比处于较大数值范围(如从100%逐渐降低至80%或90%),使得通过轻微的限制输出而使得各个参数信息恢复至所对应设定的阈值范围。而当电动设备的放电电流、放电功率快速突变至超出所对应的阈值范围且超出较多时,其在降低导通占空比时可以直接使占空比处于较小数值范围(如从100%快速降低至30%或40%),使得通过强烈的限制输出而使得各个参数信息较快恢复至所对应设定的阈值范围。[0069] 其中在降低锂电池的导通占空比时,当参数信息的各个数值与所对应设定的阈值范围之间的差值越来越小时,其可以动态的增加导通占空比使得保证所电动设备输出的动力,而当参数信息的各个数值与所对应设定的阈值范围的差值越来越大时,则需要继续降低锂电池的导通占空比,甚至减小到直至关断放电MOS管的输出,此时在放电MOS管完全关断之前进入放电限流模式也可使得用户根据骑行时的感知进行刹车、靠边停车等应急操作。[0070] 进一步的,其锂电池由于过放而导致电池剩余电量不足时,其根据所超出的差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比的步骤还包括:[0071] 一、当检测到锂电池的电池剩余电量低于第一预设电量阈值时,根据电量差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比;[0072] 二、当检测到锂电池的电池剩余电量降低至低于第二预设电量阈值时,停止锂电池的电流输出,第一预设电量阈值大于第二预设电量阈值。[0073] 其中,例如该第一预设电流阈值为10%,第二预设电量阈值为5%,此时当BMS系统检测到锂电池的电池剩余电量低于该第一预设电量阈值时,其即根据电量差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比,也即随着电池剩余电量的降低,其导通占空比从较高数值逐渐动态降低为较低数值,使得模拟现有铅酸电池而限制其电动设备进行缓慢输出,而使用户可以根据骑行时的感知可相应的进行刹车、靠边停车及对电动设备进行充电等操作,同时其电池组所输出的电流可供电动设备的车辆仪表告警,灯和刹车可以正常上电工作,动力被限制只能缓慢骑行,降低电动设备骑行过程中突然断电造成车辆失控的风险,并让用户有一定的电量骑行至可以给电池充电的地点。同时其通过第一预设电量阈值和第二预设电量阈值的设置,使得电动设备可以留有一定的电量余量以实现限制输出的缓冲阶段,而在锂电池电量用尽达到第二预设电量阈值以下时断开放电MOS管,避免了现有锂电池过放所导致的BMS系统控制直接掉电的风险。[0074] 步骤S31,当检测到参数信息中的各个数值恢复至所对应设定的阈值范围时,取消对锂电池的输出进行斩波控制,以恢复锂电池的电流输出;[0075] 其中,本发明实施例中,当BMS系统检测到参数信息中的各个数值恢复至所对应设定的阈值范围时,取消对锂电池的输出进行斩波控制,以恢复锂电池的电流输出,如锂电池的温度开始低于第一预设温度或高于第二预设温度,其根据温度差值动态降低PWM控制信号的导通占空比后,使得其锂电池的温度恢复到第一预设温度至第二预设温度之间的温度范围时,此时BMS系统将该PWM控制信号的导通占空比恢复为正常工作状态(也即100%),此时恢复锂电池的正常电流输出。[0076] 其中,本发明实施例中,通过检测锂电池工作的参数信息,并当任一参数数值超过设定的阈值范围时,控制对锂电池的输出的放电MOS管的导通占空比进行智能动态调节,使得以限制锂电池的电流输出,而当限制电流输出一段时间后而使得锂电池工作的参数信息中各个参数数值恢复所对应设定的阈值范围时,恢复锂电池的正常电流输出,使得其锂电池在过放过温等异常情况不会直接对电动设备进行掉电而是处于限制输出的缓冲阶段,同时在锂电池的参数信息中各个参数数值恢复时又可恢复锂电池的正常输出而使得电动设备正常工作,解决了现有锂电池在过放过温等异常情况下电池管理系统控制锂电池直接断电而造成危险的问题。[0077] 实施例三[0078] 请参阅图4,是本发明第三实施例提供的锂电池工作控制系统的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,该锂电池工作控制系统应用于电动设备,该系统包括:[0079] 参数信息检测模块10,用于实时检测电动设备工作过程中锂电池工作的参数信息,所述参数信息包括放电电流、放电功率、放电电压、电池剩余电量和温度;[0080] 斩波控制模块20,用于当参数信息检测模块10检测到所述参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,控制对锂电池的输出进行斩波,以限制锂电池的电流输出。[0081] 本发明实施例所提供的锂电池工作控制系统,其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同,为简要描述,装置实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。[0082] 实施例四[0083] 请参阅图5,是本发明第四实施例提供的锂电池工作控制系统的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,该第四实施例与第三实施例的结构大抵相同,其区别在于,本实施例中,该系统还包括:[0084] 输出恢复模块30,用于当检测到参数信息中的各个数值恢复至所对应设定的阈值范围时,取消对锂电池的输出进行斩波控制,以恢复锂电池的电流输出。[0085] 进一步的,斩波控制模块20包括:[0086] 占空比调节单元21,用于当参数信息检测模块10检测到参数信息中的任一数值超出所对应设定的阈值范围时,根据所超出的差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比,以限制用于控制锂电池电流输出的放电MOS管的电流输出大小。[0087] 进一步的,占空比调节单元21包括:[0088] 占空比调节子单元,用于当参数信息检测模块10检测到锂电池的电池剩余电量低于第一预设电量阈值时,根据电量差值动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比;[0089] 停止输出子单元,用于当参数信息检测模块10检测到锂电池的电池剩余电量降低至低于第二预设电量阈值时,停止锂电池的电流输出,所述第一预设电量阈值大于第二预设电量阈值。[0090] 进一步的,占空比调节单元21用于:[0091] 动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比,并检测所超出的差值是否加大;[0092] 若是,则继续动态降低锂电池中放电MOS管的导通占空比;[0093] 若否,则动态增加锂电池中放电MOS管的导通占空比且保持所超出的差值逐渐减小,直至所述参数信息中的各个数值恢复至所对应设定的阈值范围。[0094] 本发明实施例所提供的锂电池工作控制系统,其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同,为简要描述,装置实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。[0095] 本发明实施例还提供了一种可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的锂电池工作控制方法步骤。所述可读存储介质,如:ROM/RAM、磁碟、光盘等。[0096] 本发明实施例还提供了一种电动设备,包括处理器、存储器、以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器运行计算机程序时,电动设备执行上述实施例所述的锂电池工作控制方法。[0097] 本发明实施例提供的电动设备,通过检测锂电池工作的参数信息,并当任一参数数值超过设定的阈值范围时,控制对锂电池的输出进行斩波,使得以限制锂电池的电流输出,其在现有直接关断输出的方式上增加一个限制输出的缓冲阶段,使得在放电MOS管完全关断之前进入放电限流模式,此时车辆仪表、照明和刹车可以正常上电工作,其动力被限制,只能低速骑行,降低电动设备骑行过程中突然断电造成车辆失控的风险,从而避免锂电池直接掉电而产生的车辆失控或刹车问题等带来的安全问题,解决了现有锂电池在过放过温等异常情况下电池管理系统控制锂电池直接断电而造成危险的问题。[0098] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元或模块完成,即将存储装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施方式中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。[0099] 本领域技术人员可以理解,图4及图5中示出的组成结构并不构成对本发明的锂电池工作控制系统的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置,而图1‑2中的锂电池工作控制方法亦采用图4或图5中所示的更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置来实现。本发明所称的单元、模块等是指一种能够被锂电池工作控制系统中的处理器(图未示)所执行并功能够完成特定功能的一系列计算机程序,其均可存储于锂电池工作控制系统的存储设备(图未示)内。[0100] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区:广东

专利申请日期:2021-04-29

专利公开日期:2024-07-26

专利公告号:CN113162180B


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