電池保護(hù)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電池保護(hù)系統(tǒng)及方法。該電池保護(hù)系統(tǒng)包括電池組、與電池組耦接的開關(guān)及用于控制開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)的電池保護(hù)裝置。該電池保護(hù)裝置包括基帶處理器、用于檢測(cè)電池組中的電池的電壓的電壓檢測(cè)單元、用于檢測(cè)電池組的電流的電流檢測(cè)單元以及用于檢測(cè)電池組中的電池的溫度的溫度檢測(cè)單元。基帶處理器將電池的電壓、電流和溫度與對(duì)應(yīng)的閾值進(jìn)行比較并產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。本發(fā)明的電池保護(hù)系統(tǒng)和方法利用一個(gè)基帶處理器，實(shí)現(xiàn)了電池的安全控制和用戶實(shí)時(shí)信息的獲取，而不需要額外使用獨(dú)立的GSM模塊，從而節(jié)約了成本。
【專利說明】電池保護(hù)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池安全控制領(lǐng)域，特別是涉及一種電池保護(hù)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前鋰電池或鋰聚合物電池由于較高的能量密度，應(yīng)用越來越廣，例如被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)工具中，以給電動(dòng)工具供電。電動(dòng)工具包括但不限于電動(dòng)車和混合動(dòng)力電動(dòng)車。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大和使用群體的迅速增加，用戶對(duì)電池組的功能和性能提出了越來越多的要求，電池的安全性就是其中一項(xiàng)十分重要的性能指標(biāo)。
[0003]—種現(xiàn)有的保護(hù)電池的方法是給電池加入保護(hù)板，然而在保護(hù)板產(chǎn)生保護(hù)或保護(hù)板自身有問題后，用戶卻不知道，因而還是會(huì)帶來安全問題。另一種現(xiàn)有的保護(hù)電池的方法是采用單獨(dú)的系統(tǒng)，如額外增加一塊獨(dú)立的無線GSM或3G模塊，來實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)。然而，由于需要一塊獨(dú)立的GSM或3G模塊，從而導(dǎo)致成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種電池保護(hù)系統(tǒng)及方法，以較低的成本實(shí)現(xiàn)電池的安全控制和用戶實(shí)時(shí)信息的獲取。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電池保護(hù)系統(tǒng)。該電池保護(hù)系統(tǒng)包括電池組、與電池組耦接的開關(guān)及用于控制開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)的電池保護(hù)裝置。電池保護(hù)裝置包括基帶處理器、用于檢測(cè)電池組中的電池的電壓的電壓檢測(cè)單元、用于檢測(cè)電池組的電流的電流檢測(cè)單元以及用于檢測(cè)電池組中的電池的溫度的溫度檢測(cè)單元?；鶐幚砥鲗㈦姵氐碾妷骸㈦娏骱蜏囟扰c對(duì)應(yīng)的閾值進(jìn)行比較并產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0006]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，電池保護(hù)裝置還包括射頻接口，基帶處理器通過射頻接口將開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)、電池的電壓、電流和溫度發(fā)送給外部系統(tǒng)。
[0007]電池保護(hù)裝置還包括通訊接口，外部系統(tǒng)經(jīng)由射頻接口、基帶處理器和通訊接口發(fā)送第二控制信號(hào)，以對(duì)所述電池組進(jìn)行充電的充電器進(jìn)行控制。
[0008]本發(fā)明還提供了一種電池保護(hù)裝置，其包括基帶處理器、用于檢測(cè)電池的電壓的電壓檢測(cè)單元、用于檢測(cè)電池的電流的電流檢測(cè)單元、用于檢測(cè)電池的溫度的溫度檢測(cè)單元?；鶐幚砥饔糜诟鶕?jù)電池的電壓、電流和溫度產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電池的充電開關(guān)或放電開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。
[0009]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，電池保護(hù)裝置還包括與基帶處理器耦合的射頻接口，基帶處理器通過射頻接口將充電開關(guān)或放電開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)、電池的電壓、電流和溫度發(fā)送給外部系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明還提供了一種電池保護(hù)方法，包括以下步驟:檢測(cè)電池包中的電池的參數(shù)；及由基帶處理器根據(jù)所述參數(shù)進(jìn)行安全處理，若所述參數(shù)的值在預(yù)設(shè)參數(shù)閾值范圍內(nèi)，所述基帶處理器將所述參數(shù)發(fā)送至后臺(tái)服務(wù)器，若所述參數(shù)的值在所述預(yù)設(shè)參數(shù)閾值范圍夕卜，所述基帶處理器則斷開充電開關(guān)或放電開關(guān)，并發(fā)送告警信號(hào)至所述后臺(tái)服務(wù)器。[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電池保護(hù)系統(tǒng)和方法至少具有以下優(yōu)點(diǎn):利用一個(gè)基帶處理器實(shí)現(xiàn)了電池的安全控制和用戶實(shí)時(shí)信息的獲取，而不需要額外使用獨(dú)立的無線GSM或3G模塊，從而節(jié)約了成本。通過網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)時(shí)對(duì)電池包進(jìn)行保護(hù)、定位、告警等安全控制，從而很好地保護(hù)電池的安全。在電池包安裝于電動(dòng)車中時(shí)，可以防止電動(dòng)車被盜，如利用網(wǎng)絡(luò)通過手機(jī)控制電池保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)放電禁止功能。而在電池包或電動(dòng)車發(fā)生失竊后，不僅可及時(shí)通知用戶，還可通過基站定位確定電池包的位置，從而找到失竊的電池包或電動(dòng)車。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明，以使本發(fā)明的特性和優(yōu)點(diǎn)更為明顯。
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖1中的電池保護(hù)系統(tǒng)與外部系統(tǒng)通信的示意圖。
[0015]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池保護(hù)系統(tǒng)在第一種工作模式下執(zhí)行的控制流程圖。
[0016]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池保護(hù)系統(tǒng)在第二種工作模式下執(zhí)行的控制流程圖。
[0017]圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電池保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖6是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電池保護(hù)系統(tǒng)在第二種工作模式下執(zhí)行的控制流程圖。
[0019]圖7是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池保護(hù)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例給出詳細(xì)的說明。在以下對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中，為了提供一個(gè)針對(duì)本發(fā)明的完全的理解，闡明了大量的具體細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。在另外的一些實(shí)例中，對(duì)于大家熟知的方案、流程、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于L顯本發(fā)明的主旨。
[0021]本發(fā)明的電池保護(hù)系統(tǒng)包括電池組、與電池組耦接的開關(guān)以及電池保護(hù)裝置。電池保護(hù)裝置包括基帶處理器、用于檢測(cè)電池組中的每個(gè)電池的電壓的電壓檢測(cè)單元、用于檢測(cè)電池組的電流的電流檢測(cè)單元以及用于檢測(cè)電池組中的每個(gè)電池的溫度的溫度檢測(cè)單元?；鶐幚砥鲗㈦姵氐碾妷?、電流和溫度與對(duì)應(yīng)的閾值進(jìn)行比較并產(chǎn)生第一控制信號(hào)，以控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。電池保護(hù)裝置還包括射頻接口，基帶處理器通過射頻接口將開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)以及電池的電壓、電流和溫度發(fā)送給外部系統(tǒng)。
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。電池保護(hù)系統(tǒng)100包括用于保護(hù)電池組110的電池保護(hù)裝置120。電池保護(hù)裝置120包括均衡單元1202、均衡控制單元1204、電壓檢測(cè)單元1206、電流檢測(cè)單元1208、溫度檢測(cè)單元1210、模擬信號(hào)開關(guān)陣列1212、基帶處理器1214、射頻接口 1216和通訊接口 1218。電池組110給負(fù)載130提供電能，并由充電器140充電。當(dāng)電池組110應(yīng)用于電動(dòng)車中，負(fù)載130即為電動(dòng)車本身。電池組110包括多個(gè)串聯(lián)連接的電池。電壓檢測(cè)單元1206檢測(cè)每個(gè)電池的電壓。均衡控制單元1204根據(jù)電壓檢測(cè)單元1206檢測(cè)到的每個(gè)電池的電壓來控制均衡單元1202，以實(shí)現(xiàn)電池組110中所有電池的均衡。
[0023]基帶處理器1214控制模擬信號(hào)開關(guān)陣列1212以接收電壓檢測(cè)單元1206檢測(cè)到的電池電壓、溫度檢測(cè)單元1210檢測(cè)到的電池溫度和電流檢測(cè)單元1208檢測(cè)到的電池組110的充電電流或放電電流，以及從電壓檢測(cè)單元1206接收電池的均衡狀況，并根據(jù)電池電壓、電池溫度、充電電流及放電電流產(chǎn)生第一控制信號(hào)以控制充電開關(guān)150和放電開關(guān)160的導(dǎo)通和關(guān)斷。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電流檢測(cè)單元1208可以是電阻，溫度檢測(cè)單元1210可以是熱敏電阻，充電開關(guān)150和放電開關(guān)160均為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)，每個(gè)MOSFET都具有體二極管。
[0024]射頻接口 1216用于將電池組110的數(shù)據(jù)(例如，電池電壓、電池電流和電池溫度)、充電開關(guān)150和放電開關(guān)160的導(dǎo)通狀態(tài)、電池的均衡狀況和電池組110的安全情況等發(fā)送給外部系統(tǒng)。通訊接口 1218用于與外部系統(tǒng)通訊。
[0025]下面以圖2為例進(jìn)一步說明本發(fā)明的電池保護(hù)系統(tǒng)100的具體應(yīng)用。圖2中與圖1標(biāo)號(hào)相同的元件具有相同的功能，為簡(jiǎn)明起見，這里不再贅述。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電池保護(hù)裝置120內(nèi)置在電池包內(nèi)。電池保護(hù)系統(tǒng)100通過網(wǎng)絡(luò)與終端設(shè)備進(jìn)行通信。雖然在圖2至圖7的例子中是以GSM網(wǎng)絡(luò)為例進(jìn)行說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明的電池保護(hù)系統(tǒng)100不限于應(yīng)用在GSM網(wǎng)絡(luò)中，也可以應(yīng)用于其他網(wǎng)絡(luò)，例如3G網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)圖1中的基帶處理器1214采用GSM基帶處理器時(shí)，則電池保護(hù)系統(tǒng)100可以應(yīng)用于GSM網(wǎng)絡(luò)中。而當(dāng)圖1中的基帶處理器1214采用3G基帶處理器時(shí)，則電池保護(hù)系統(tǒng)100可以應(yīng)用于3G網(wǎng)絡(luò)中。
[0026]下面結(jié)合圖1對(duì)圖2進(jìn)行描述。如圖2所示，GSM網(wǎng)絡(luò)包括GSM基站202、移動(dòng)交換中心204及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(后臺(tái)服務(wù)器)206。當(dāng)終端設(shè)備為移動(dòng)終端210時(shí)，電池保護(hù)系統(tǒng)100和移動(dòng)終端210通過GSM基站202進(jìn)行通信。移動(dòng)終端210可以是但不限于手機(jī)、掌上電腦、MP3等。當(dāng)終端設(shè)備為固定終端220時(shí)，例如個(gè)人電腦，電池保護(hù)系統(tǒng)100通過GSM基站202、移動(dòng)交換中心204和后臺(tái)服務(wù)器206與固定終端220進(jìn)行通信。
[0027]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述的外部系統(tǒng)包括GSM基站202、移動(dòng)交換中心204、后臺(tái)服務(wù)器206、移動(dòng)終端210和固定終端220。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1和2，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，后臺(tái)服務(wù)器206可以將更新后的參數(shù)(如溫度閾值、電壓閾值、電流閾值等)和系統(tǒng)軟件通過射頻接口 1216發(fā)送給基帶處理器1214。后臺(tái)服務(wù)器206還可以經(jīng)由射頻接口1216發(fā)送第二控制信號(hào)給基帶處理器1214，基帶處理器1214再經(jīng)由通訊接口 1218將第二控制信號(hào)發(fā)送給充電器140或電動(dòng)車的電機(jī)控制器(電池包安裝在電動(dòng)車中的情況),以實(shí)現(xiàn)后臺(tái)服務(wù)器206對(duì)充電器140或電機(jī)控制器的控制。
[0028]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池保護(hù)系統(tǒng)100在第一種工作模式下執(zhí)行的控制流程圖300。第一種工作模式是指電池保護(hù)系統(tǒng)100的基帶處理器1214工作在正常模式?；鶐幚砥?214根據(jù)電池的電壓進(jìn)行過充電或過放電的保護(hù)，并根據(jù)電池的溫度進(jìn)行過高溫或過低溫的保護(hù)，還根據(jù)電池的充電電流或放電電流進(jìn)行過電流的保護(hù)。具體而言，當(dāng)電池的電壓高于預(yù)設(shè)最高電壓閾值時(shí)，基帶處理器1214斷開充電開關(guān)150 ;當(dāng)電池的電壓低于預(yù)設(shè)最低電壓閾值時(shí)，基帶處理器1214斷開放電開關(guān)160。當(dāng)充電過程中電池的溫度高于預(yù)設(shè)最高溫度閾值或低于預(yù)設(shè)最低溫度閾值時(shí)，斷開充電開關(guān)150 ;當(dāng)放電過程中電池的溫度高于預(yù)設(shè)最高溫度閾值或低于預(yù)設(shè)最低溫度閾值時(shí)，斷開放電開關(guān)160。當(dāng)電池的充電電流高于預(yù)設(shè)電流閾值時(shí)，斷開充電開關(guān)150 ;當(dāng)電池的放電電流高于預(yù)設(shè)電流閾值時(shí)，斷開放電開關(guān)160。
[0029]下面結(jié)合圖1和圖2對(duì)圖3進(jìn)行詳細(xì)描述。在步驟302中，給包括電池保護(hù)系統(tǒng)100的電池包上電。在步驟304中，判斷GSM注冊(cè)是否成功，若判斷為是，則流程圖300進(jìn)入步驟306，否則進(jìn)入步驟308，基帶處理器1214定時(shí)檢測(cè)GSM網(wǎng)絡(luò)。在步驟306中，檢測(cè)電池的電壓、溫度和電流(如充電電流或放電電流)。具體而言，由電壓檢測(cè)單元1206檢測(cè)電池的電壓，由溫度檢測(cè)單元1210檢測(cè)電池的溫度，以及由電流檢測(cè)單元1208檢測(cè)電池的電流。在步驟310中，基帶處理器1214根據(jù)電池的電壓、溫度和電流進(jìn)行安全處理，并決定是否產(chǎn)生安全告警。具體而言，例如在電池組110的充電過程中，若電池的電壓高于預(yù)設(shè)最高電壓閾值，或電池的溫度高于預(yù)設(shè)最高溫度閾值或低于預(yù)設(shè)最低溫度閾值，又或電池的充電電流高于預(yù)設(shè)電流閾值，基帶處理器1214則斷開充電開關(guān)150，并產(chǎn)生安全告警。又例如在電池組110的放電過程中，若電池的電壓低于預(yù)設(shè)最低電壓閾值，或電池的溫度高于預(yù)設(shè)最高溫度閾值或低于預(yù)設(shè)最低溫度閾值，又或電池的放電電流高于預(yù)設(shè)電流閾值，基帶處理器1214則斷開放電開關(guān)160，并產(chǎn)生安全告警。若在步驟312判斷為產(chǎn)生安全告警，則流程圖300進(jìn)入步驟314。在步驟314中，基帶處理器1214通過射頻接口 1216發(fā)送告警信號(hào)至后臺(tái)服務(wù)器206。在步驟316中，判斷告警是否加重，例如，基帶處理器1214產(chǎn)生第一控制信號(hào)以關(guān)斷充電開關(guān)150，而事實(shí)上由于控制器件損壞或電池異常，使得電池的電壓繼續(xù)上升，或電池溫度繼續(xù)上升，或電池的充電電流還存在，則判斷為告警加重。若告警加重，流程圖300則進(jìn)入步驟318，否則返回步驟306。在步驟318中，基帶處理器1214將告警數(shù)據(jù)發(fā)回后臺(tái)服務(wù)器，同時(shí)將基帶處理器1214注冊(cè)連接的GSM基站202的信息發(fā)回后臺(tái)服務(wù)器206，后臺(tái)服務(wù)器206對(duì)電池包進(jìn)行定位。在步驟320中，后臺(tái)服務(wù)器206緊急通知用戶或廠家進(jìn)行處理，例如，后臺(tái)服務(wù)器206發(fā)送電池包的位置信息和緊急處理通知給用戶或廠家使用的終端設(shè)備，例如手機(jī)，以通知用戶或廠家對(duì)電池包進(jìn)行相應(yīng)的處理。
[0030]繼續(xù)參照?qǐng)D3，若在步驟312中不產(chǎn)生安全告警，流程圖300則進(jìn)入步驟322。在步驟322中，基帶處理器1214通過射頻接口 1216定期發(fā)送電池組的數(shù)據(jù)(例如電池的電壓、電池的溫度及電池的充電電流和放電電流)至后臺(tái)服務(wù)器206。在步驟324中，后臺(tái)服務(wù)器206將接收的電池組的數(shù)據(jù)與后臺(tái)服務(wù)器206中預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較來決定是否產(chǎn)生后臺(tái)預(yù)警。例如，當(dāng)后臺(tái)服務(wù)器206判斷為電池的電壓高于后臺(tái)服務(wù)器206設(shè)定的最高電壓閾值，后臺(tái)服務(wù)器206則產(chǎn)生后臺(tái)預(yù)警。其中，后臺(tái)服務(wù)器206設(shè)定的最高電壓閾值低于基帶處理器1214中的預(yù)設(shè)最高電壓閾值。若在步驟324中產(chǎn)生后臺(tái)預(yù)警，則在步驟326中，后臺(tái)服務(wù)器206記錄預(yù)警信息，否則流程圖回到步驟306。
[0031]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池保護(hù)系統(tǒng)在第二種工作模式下執(zhí)行的控制流程圖400。第二種工作模式是指電池保護(hù)系統(tǒng)100的基帶處理器1214工作在防盜模式。下面以包括電池保護(hù)系統(tǒng)100的電池包安裝在電動(dòng)車中為例進(jìn)行說明。請(qǐng)結(jié)合圖1和圖2，用戶可以通過終端設(shè)備，例如手機(jī)，對(duì)電池保護(hù)系統(tǒng)100進(jìn)行鎖定，將放電開關(guān)160斷開，這樣非法用戶將無法開動(dòng)電動(dòng)車，從而實(shí)現(xiàn)無線鑰匙鎖定。一旦該電動(dòng)車的電池包被非法移動(dòng)，后臺(tái)服務(wù)器206根據(jù)電池保護(hù)系統(tǒng)100發(fā)送的不同基站位置信息，判斷是否發(fā)生非法移動(dòng)，一旦判斷為非法移動(dòng)，后臺(tái)服務(wù)器206將向手機(jī)發(fā)送即時(shí)信息或電話，以給用戶進(jìn)行告警，使得用戶可以進(jìn)行相應(yīng)的處理，例如用戶可以通過后臺(tái)服務(wù)器206發(fā)送給手機(jī)的電池包的位置，以幫助找到被非法移動(dòng)的電池包。
[0032]請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1、圖2和圖4，在步驟402中，用戶使用終端設(shè)備發(fā)送鎖定信號(hào)(第三控制信號(hào))至基帶處理器1214，例如，用戶使用手機(jī)通過GSM網(wǎng)絡(luò)及射頻接口 1216發(fā)送鎖定信號(hào)至基帶處理器1214。在步驟404中，基帶處理器1214響應(yīng)于鎖定信號(hào)，斷開放電開關(guān)160，電池保護(hù)系統(tǒng)100進(jìn)入防盜模式。在步驟406中，基帶處理器1214根據(jù)GSM基站信息定期發(fā)送電池包的位置給后臺(tái)服務(wù)器206。在步驟408中，后臺(tái)服務(wù)器206根據(jù)基帶處理器1214發(fā)送的電池包的位置，判斷電池包是否被非法移動(dòng)。例如，后臺(tái)服務(wù)器206判斷預(yù)存的電池包的位置(基帶處理器1214斷開放電開關(guān)160時(shí)，發(fā)送給后臺(tái)服務(wù)器206的電池包的位置)與從基帶處理器1214接收的電池包的位置是否相同，若不同，則判斷為非法移動(dòng)。一旦判斷為非法移動(dòng)，流程圖400進(jìn)入步驟410，否則返回步驟406。在步驟410中，后臺(tái)服務(wù)器206向手機(jī)發(fā)送即時(shí)信息或電話，以給用戶進(jìn)行告警，使得用戶可以進(jìn)行相應(yīng)的處理。
[0033]當(dāng)用戶需要開動(dòng)電動(dòng)車，用戶使用手機(jī)通過GSM網(wǎng)絡(luò)和射頻接口 1216發(fā)送開啟信號(hào)至基帶處理器1214，基帶處理器1214響應(yīng)開啟信號(hào)接通放電開關(guān)160。
[0034]圖4所示的控制流程適用于圖1所示的電池保護(hù)系統(tǒng)100中的充電開關(guān)150和放電開關(guān)160為非串聯(lián)連接的情況，同樣也適用于電池保護(hù)系統(tǒng)100中的充電開關(guān)150和放電開關(guān)160為串聯(lián)連接的情況。圖5所示為充電開關(guān)150和放電開關(guān)160為串聯(lián)連接的電池保護(hù)系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5中與圖1和圖2標(biāo)號(hào)相同的元件具有相同的功能，為簡(jiǎn)明起見，這里不再贅述。值得注意的是，圖4的控制流程在應(yīng)用于圖5中充電開關(guān)150和放電開關(guān)160為串聯(lián)連接的情況下，電池組110的充電電流會(huì)流過放電開關(guān)160的體二極管，導(dǎo)致功率損耗和溫度升高，影響電池包的使用壽命。為克服該缺陷，圖6所示是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電池保護(hù)系統(tǒng)100在第二種工作模式下執(zhí)行的控制流程圖600。
[0035]下面以包括電池保護(hù)系統(tǒng)100的電池包安裝在電動(dòng)車中為例進(jìn)行說明。請(qǐng)參照?qǐng)D5和圖6，在步驟602中，用戶使用終端設(shè)備發(fā)送鎖定信號(hào)至基帶處理器1214，例如，用戶使用手機(jī)通過GSM網(wǎng)絡(luò)及射頻接口 1216發(fā)送鎖定信號(hào)至基帶處理器1214。在步驟604中，基帶處理器114保持導(dǎo)通充電開關(guān)150和放電開關(guān)160，并檢測(cè)放電電流。在步驟606中，基帶處理器1214判斷放電電流是否大于預(yù)設(shè)閾值，例如3安培，一旦判斷為放電電流大于預(yù)設(shè)閾值，則進(jìn)入步驟608，否則回到步驟604。在步驟608中，基帶處理器1214斷開充電開關(guān)150和放電開關(guān)160。在步驟610中，基帶處理器1214通過GSM網(wǎng)絡(luò)和射頻接口 1216發(fā)送告警信號(hào)至后臺(tái)服務(wù)器206。在步驟612中，基帶處理器1214根據(jù)GSM基站信息對(duì)電池包定位，并將電池包的位置信息發(fā)送至后臺(tái)服務(wù)器206。在步驟614中，后臺(tái)服務(wù)器206向手機(jī)發(fā)送即時(shí)信息或電話，以給用戶進(jìn)行告警，使得用戶可以進(jìn)行相應(yīng)的處理。
[0036]顯然，圖6的控制流程也適用于圖1所示的電池保護(hù)系統(tǒng)100中的充電開關(guān)150和放電開關(guān)160為非串聯(lián)連接的情況。
[0037]當(dāng)用戶需要開動(dòng)電動(dòng)車，用戶使用手機(jī)通過GSM網(wǎng)絡(luò)和射頻接口 1216發(fā)送開啟信號(hào)至基帶處理器1214，基帶處理器1214響應(yīng)開啟信號(hào)接通充電開關(guān)150和放電開關(guān)160。
[0038]需要說明的是，圖3、圖4和圖6所揭示的具體的控制流程僅僅作為示例。也就是說，本發(fā)明適用其他合理的控制流程或?qū)D3、圖4和圖6進(jìn)行改進(jìn)的步驟。例如，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，電池包安裝在電動(dòng)車中時(shí)，基帶處理器1214將電池組110的數(shù)據(jù)(例如電池的電壓、電池的溫度及電池的充電電流和放電電流)通過射頻接口 1216和GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給后臺(tái)服務(wù)器206。后臺(tái)服務(wù)器206對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，并存儲(chǔ)和顯示接收到的數(shù)據(jù)信息。因此，在電動(dòng)車的使用過程中，后臺(tái)服務(wù)器206可以實(shí)時(shí)收集電池的數(shù)據(jù)，收集的數(shù)據(jù)不僅可用于將來的數(shù)據(jù)分析，還可在電池出現(xiàn)意外時(shí)，通過手機(jī)提醒用戶及時(shí)檢查、維修，以避免發(fā)生事故，達(dá)到24小時(shí)不斷檢測(cè)保護(hù)的目的。
[0039]又例如，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，由于電池保護(hù)系統(tǒng)100的保護(hù)閾值(例如溫度閾值、電壓閾值、電流閾值)出現(xiàn)異?；蛳到y(tǒng)軟件運(yùn)行異常，導(dǎo)致電池的告警信息一直得不到處理，電池的電壓、電流、溫度一直維持在保護(hù)閾值的范圍外，系統(tǒng)所執(zhí)行的保護(hù)動(dòng)作沒有發(fā)生并產(chǎn)生效果，同時(shí)還在不斷惡化，有可能帶來事故危險(xiǎn)時(shí)，后臺(tái)服務(wù)器206則發(fā)送關(guān)斷充電開關(guān)150或放電開關(guān)160的指令給基帶處理器1214，基帶處理器1214無需對(duì)電池組的數(shù)據(jù)和保護(hù)閾值進(jìn)行比較而直接斷開充電開關(guān)150或放電開關(guān)160。同時(shí)后臺(tái)服務(wù)器206迅速通知用戶或廠家，進(jìn)行安全檢查，以更新系統(tǒng)的參數(shù)(例如保護(hù)閾值)或系統(tǒng)軟件，甚至對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)維修，做到事故預(yù)防。
[0040]本發(fā)明的電池保護(hù)方法包括以下步驟:檢測(cè)電池包中的電池的參數(shù)；及由基帶處理器根據(jù)上述參數(shù)進(jìn)行安全處理，若上述參數(shù)的值在預(yù)設(shè)參數(shù)閾值范圍內(nèi)，基帶處理器將上述參數(shù)發(fā)送至后臺(tái)服務(wù)器，若上述參數(shù)的值在預(yù)設(shè)參數(shù)閾值范圍外，基帶處理器則斷開充電開關(guān)或放電開關(guān)，并發(fā)送告警信號(hào)至后臺(tái)服務(wù)器。其中參數(shù)為電壓、電流和溫度中的至少一種。
[0041]圖7是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池保護(hù)方法的流程圖700。下面結(jié)合圖1對(duì)圖7進(jìn)行詳細(xì)說明。在步驟702中，檢測(cè)電池的電壓、電流(如充電電流或放電電流)和溫度。具體而言，由電壓檢測(cè)單元1206檢測(cè)電池的電壓，由電流檢測(cè)單元1208檢測(cè)電池的電流，以及由溫度檢測(cè)單元1210檢測(cè)電池的溫度。在步驟704中，基帶處理器1214根據(jù)電池的電壓、電流和溫度進(jìn)行安全處理，并決定是否產(chǎn)生安全告警。具體而言，例如在電池組110的充電過程中，若電池的電壓高于預(yù)設(shè)最高電壓閾值，或電池的溫度高于預(yù)設(shè)最高溫度閾值或低于預(yù)設(shè)最低溫度閾值，又或電池的充電電流高于預(yù)設(shè)電流閾值，基帶處理器1214則斷開充電開關(guān)150，并產(chǎn)生安全告警。又例如在電池組110的放電過程中，若電池的電壓低于預(yù)設(shè)最低電壓閾值，或電池的溫度高于預(yù)設(shè)最高溫度閾值或低于預(yù)設(shè)最低溫度閾值，又或電池的放電電流高于預(yù)設(shè)電流閾值，基帶處理器1214則斷開放電開關(guān)160，并產(chǎn)生安全告警。在步驟706中判斷基帶處理器1214是否產(chǎn)生安全告警，若判斷為是，則流程圖700進(jìn)入步驟708。在步驟708中，基帶處理器1214通過射頻接口 1216發(fā)送告警信號(hào)至后臺(tái)服務(wù)器206。在步驟710中，判斷告警是否加重。例如，在充電過程中，當(dāng)充電電流高于預(yù)設(shè)電流閾值，基帶處理器1214產(chǎn)生控制信號(hào)以關(guān)斷充電開關(guān)150，而事實(shí)上由于保護(hù)閾值(例如預(yù)設(shè)電流閾值)出現(xiàn)異?；蛳到y(tǒng)軟件運(yùn)行異常，充電開關(guān)150并沒有被關(guān)斷或充電開關(guān)150已發(fā)生損壞，則判斷為告警加重。若告警加重，流程圖700則進(jìn)入步驟712，否則返回步驟702。在步驟712中，基帶處理器1214將與它相連接的GSM基站202的信息發(fā)送至后臺(tái)服務(wù)器206，對(duì)電池包進(jìn)行定位。若在步驟706中判斷為不產(chǎn)生安全告警，流程圖700則進(jìn)入步驟714。在步驟714中，基帶處理器1214通過射頻接口 1216發(fā)送電池的電壓、電流和溫度至后臺(tái)服務(wù)器206。
[0042]本發(fā)明提供的電池保護(hù)系統(tǒng)及方法通過網(wǎng)絡(luò)，例如GSM網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)、Wi_F1、Zigbee等，可以實(shí)時(shí)對(duì)電池包進(jìn)行保護(hù)、定位、告警等安全控制，從而很好地保護(hù)電池的安全。在電池包安裝于電動(dòng)車中時(shí)，可以防止電動(dòng)車被盜，如利用網(wǎng)絡(luò)通過手機(jī)控制電池保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)放電禁止功能。而在電池包或電動(dòng)車發(fā)生失竊后，不僅可及時(shí)通知用戶，還可通過基站定位確定電池包的位置，從而找到失竊的電池包或電動(dòng)車。此外，本發(fā)明的電池保護(hù)系統(tǒng)利用一個(gè)基帶處理器，如GSM基帶處理器，實(shí)現(xiàn)了電池的安全控制和用戶實(shí)時(shí)信息的獲取，而不需要額外使用獨(dú)立的GSM模塊，從而節(jié)約了成本。
[0043]最后所應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種電池保護(hù)系統(tǒng),其特征在于,包括: 電池組； 與所述電池組耦接的開關(guān)；以及 電池保護(hù)裝置，用于控制所述開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)，所述電池保護(hù)裝置包括: 電壓檢測(cè)單元,用于檢測(cè)所述電池組中的電池的電壓； 電流檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述電池組的電流； 溫度檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述電池組中的電池的溫度 '及 基帶處理器，用于將所述電壓、所述電流和所述溫度與對(duì)應(yīng)的閾值進(jìn)行比較并產(chǎn)生第一控制信號(hào)，以控制所述開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電池保護(hù)裝置還包括射頻接口，所述基帶處理器通過所述射頻接口將所述開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)、所述電壓、所述電流、所述溫度發(fā)送給外部系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述外部系統(tǒng)包括后臺(tái)服務(wù)器，所述后臺(tái)服務(wù)器通過所述射頻接口將更新后的所述閾值及系統(tǒng)軟件發(fā)送給所述基帶處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電池保護(hù)裝置還包括通訊接口，所述外部系統(tǒng)經(jīng)由所述射頻接口、所述基帶處理器和所述通訊接口發(fā)送第二控制信號(hào)，以對(duì)所述電池組進(jìn)行充電的充電器進(jìn)行控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述外部系統(tǒng)包括后臺(tái)服務(wù)器，當(dāng)所述開關(guān)被所述第一控制信號(hào)關(guān)斷，所述基帶處理器通過所述射頻接口發(fā)送告警信號(hào)至所述后臺(tái)服務(wù)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述基帶處理器根據(jù)基站信息計(jì)算所述電池保護(hù)系統(tǒng)的位置，并將所述位置發(fā)送至所述后臺(tái)服務(wù)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電池保護(hù)裝置還包括射頻接口，所述基帶處理器通過所述射頻接口從外部系統(tǒng)接收第三控制信號(hào)，并根據(jù)所述第三控制信號(hào)斷開所述開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)為充電開關(guān)，所述電流為所述電池組的充電電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)為放電開關(guān)，所述電流為所述電池組的放電電流。
10.一種電池保護(hù)裝置，其特征在于，包括: 電壓檢測(cè)單元，用于檢測(cè)電池的電壓； 電流檢測(cè)單元，用于檢測(cè)電池的電流； 溫度檢測(cè)單元，用于檢測(cè)電池的溫度；以及 基帶處理器，用于根據(jù)所述電壓、所述電流和所述溫度產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制電池的充電開關(guān)或放電開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池保護(hù)裝置，其特征在于，還包括: 與所述基帶處理器耦合的射頻接口，所述基帶處理器通過所述射頻接口將所述充電開關(guān)或放電開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)、所述電壓、所述電流和所述溫度發(fā)送給外部系統(tǒng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池保護(hù)裝置，其特征在于，還包括: 與電池耦合的均衡單元；及 均衡控制單元，該均衡控制單元根據(jù)所述電壓檢測(cè)單元檢測(cè)到的電池的電壓，控制所述均衡電路以均衡電池。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池保護(hù)裝置，其特征在于，還包括: 模擬信號(hào)開關(guān)陣列，所述基帶處理器控制所述模擬信號(hào)開關(guān)陣列以接收所述電壓、所述電流、所述溫度和電池的均衡狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池保護(hù)裝置，其特征在于，所述基帶處理器通過所述射頻接口將所述電池的均衡狀態(tài)發(fā)送給所述外部系統(tǒng)。
15.一種電池保護(hù)方法，其特征在于，包括以下步驟: 檢測(cè)電池包中的電池的參數(shù)；及 由基帶處理器根據(jù)所述參數(shù)進(jìn)行安全處理，若所述參數(shù)的值在預(yù)設(shè)參數(shù)閾值范圍內(nèi)，所述基帶處理器將所述參數(shù)發(fā)送至后臺(tái)服務(wù)器，若所述參數(shù)的值在所述預(yù)設(shè)參數(shù)閾值范圍外，所述基帶處理器則斷開充電開關(guān)和/或放電開關(guān)，并發(fā)送告警信號(hào)至所述后臺(tái)服務(wù)器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池保護(hù)方法，其特征在于，還包括: 判斷告警是否加重 '及 若告警加重，所述基帶處理器發(fā)送所述電池包的位置至所述后臺(tái)服務(wù)器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池保護(hù)方法，其特征在于，還包括: 發(fā)送鎖定信號(hào)至所述基帶處理器；及 響應(yīng)于所述鎖定信號(hào)，所述基帶處理器斷開所述放電開關(guān)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電池保護(hù)方法，其特征在于，還包括: 所述基帶處理器定期發(fā)送電池包的位置至所述后臺(tái)服務(wù)器；及 所述后臺(tái)服務(wù)器根據(jù)所述電池包的位置判斷所述電池包是否被非法移動(dòng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池保護(hù)方法，其特征在于，所述參數(shù)為放電電流，所述電池保護(hù)方法還包括: 發(fā)送鎖定信號(hào)至所述基帶處理器； 判斷所述放電電流是否大于預(yù)設(shè)閾值；及 若所述放電電流大于所述預(yù)設(shè)閾值，所述基帶處理器斷開所述充電開關(guān)和所述放電開關(guān)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電池保護(hù)方法，其特征在于，在所述基帶處理器斷開所述充電開關(guān)和所述放電開關(guān)的步驟之后還包括: 所述基帶處理器發(fā)送告警信號(hào)至所述后臺(tái)服務(wù)器；及 所述基帶處理器發(fā)送所述電池包的位置至所述后臺(tái)服務(wù)器。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池保護(hù)方法，其特征在于，所述參數(shù)為電壓、電流和溫度中的至少一種。
【文檔編號(hào)】H02H7/18GK103840435SQ201210475119
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月21日
【發(fā)明者】張衛(wèi) 申請(qǐng)人:張衛(wèi)