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智能電池管理方法及系統(tǒng)與流程

文檔序號(hào):12738491閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種智能電池管理方法,其特征在于,包括:

開(kāi)機(jī)初始化MCU功能模塊,使各模塊正常工作,所述MCU功能模塊包括:主機(jī)從機(jī)模塊、輸出電壓控制模塊、輸出電壓校準(zhǔn)模塊、充電記錄模塊、功耗管理模塊、UART通訊模塊;

外部附屬設(shè)備初始化,所述外部附屬設(shè)備包括:數(shù)模轉(zhuǎn)換及放大模塊、時(shí)鐘模塊、計(jì)量及存儲(chǔ)模塊、UART保護(hù)模塊;

MCU獲取校正電壓,并通過(guò)喚醒中斷觸發(fā)智能電池向MCU進(jìn)行通訊的請(qǐng)求;

MCU通過(guò)串口通訊處理函數(shù),完成MCU與智能電池的通訊連接;

MCU獲取智能電池的電壓、電流參數(shù)信息,根據(jù)電池的電流方向信息獲取智能電池的充電次數(shù)信息;

MCU進(jìn)入省電模式,保持與智能電池的通訊連接,等待中斷事件到來(lái),執(zhí)行中斷事件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述開(kāi)機(jī)初始化MCU功能模塊,使各模塊正常工作包括:

啟動(dòng)主機(jī)從機(jī)模塊,完成主機(jī)與從機(jī)之間的通訊連接,通過(guò)主機(jī)控制從機(jī),實(shí)現(xiàn)主機(jī)向從機(jī)的讀數(shù)據(jù)和寫(xiě)數(shù)據(jù);

啟動(dòng)UART通訊模塊,實(shí)現(xiàn)MCU與外部附屬設(shè)備的通訊連接,通過(guò)中斷程序完成數(shù)據(jù)接收與數(shù)據(jù)發(fā)送的轉(zhuǎn)換;

啟動(dòng)輸出電壓控制模塊,從計(jì)量及存儲(chǔ)模塊中讀取的剩余電量為輸出對(duì)應(yīng)的電壓,并通過(guò)SPI接口驅(qū)動(dòng)數(shù)模轉(zhuǎn)換及放大模塊,使其輸出為可調(diào)電壓,監(jiān)測(cè)智能電池的輸出口電壓,并通過(guò)此電壓來(lái)補(bǔ)償輸出電壓;

啟動(dòng)輸出電壓校準(zhǔn)模塊,根據(jù)設(shè)定的參考電壓對(duì)輸出電壓進(jìn)行精確校準(zhǔn),并生成相應(yīng)智能電池的電壓校準(zhǔn)因子,存儲(chǔ)到計(jì)量及存儲(chǔ)模塊,或讀取計(jì)量及存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的電壓校準(zhǔn)因子,進(jìn)行輸出電壓精確校準(zhǔn);

啟動(dòng)充電記錄模塊,根據(jù)智能電池的電流方向,通過(guò)濾波算法計(jì)算計(jì)量及存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的充電記錄信息;

啟動(dòng)功耗管理模塊,通過(guò)監(jiān)控主機(jī)中斷信號(hào)進(jìn)行喚醒,當(dāng)?shù)却_(dá)到設(shè)定的進(jìn)入省電模式時(shí)間閾值,則進(jìn)入省電模式,直至主機(jī)發(fā)送中斷信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述啟動(dòng)主機(jī)從機(jī)模塊,完成主機(jī)與從機(jī)之間的通訊連接,通過(guò)主機(jī)控制從機(jī),實(shí)現(xiàn)主機(jī)向從機(jī)的讀數(shù)據(jù)和寫(xiě)數(shù)據(jù)包括:

所述主機(jī)向從機(jī)的讀數(shù)據(jù)包括:

主機(jī)和從機(jī)連接成功,主機(jī)向從機(jī)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào);

主機(jī)向從機(jī)發(fā)送器件地址和數(shù)據(jù)地址;

從機(jī)接收到主機(jī)發(fā)送的器件地址和數(shù)據(jù)地址,并將接收成功的信號(hào)反饋至主機(jī);

主機(jī)從從機(jī)讀取數(shù)據(jù),直至到達(dá)最后一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)或者達(dá)到數(shù)據(jù)讀取的最大長(zhǎng)度;

所述主機(jī)向從機(jī)的寫(xiě)數(shù)據(jù)包括:

主機(jī)將所有待寫(xiě)數(shù)據(jù)發(fā)送到存儲(chǔ)器,或者查找存儲(chǔ)器中所有的已存儲(chǔ)數(shù)據(jù),并將已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備發(fā)送;

主機(jī)向從機(jī)發(fā)送連接請(qǐng)求,直至連接成功;

主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)和發(fā)送器件的寫(xiě)地址;

從機(jī)接收主機(jī)信號(hào),并將接收信號(hào)成功信息反饋至主機(jī);

主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)地址,從機(jī)接收成功后反饋至主機(jī);

主機(jī)根據(jù)游標(biāo)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù),直至數(shù)據(jù)發(fā)送完畢;

從機(jī)接收數(shù)據(jù)完畢,并向主機(jī)反饋,主機(jī)將游標(biāo)值加1,并向從機(jī)發(fā)送總線停止命令。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述啟動(dòng)輸出電壓控制模塊,從計(jì)量及存儲(chǔ)模塊中讀取的剩余電量為輸出對(duì)應(yīng)的電壓,并通過(guò)SPI接口驅(qū)動(dòng)數(shù)模轉(zhuǎn)換及放大模塊,使其輸出為可調(diào)電壓,監(jiān)測(cè)智能電池的輸出口電壓,并通過(guò)此電壓來(lái)補(bǔ)償輸出電壓包括:

檢測(cè)智能電池的濾波計(jì)算條件,計(jì)算真實(shí)的電壓值;

判斷目標(biāo)值與真實(shí)值的大??;

如果目標(biāo)值大于真實(shí)值0.1V,則將真實(shí)值送入數(shù)模轉(zhuǎn)換及放大模塊中,并將電壓真實(shí)值加1,并設(shè)置數(shù)模轉(zhuǎn)換標(biāo)志位;

如果目標(biāo)值小于真實(shí)值0.1V,則將真實(shí)值送入數(shù)模轉(zhuǎn)換及放大模塊中,并將電壓真實(shí)值減1,并設(shè)置數(shù)模轉(zhuǎn)換標(biāo)志位;

若數(shù)模轉(zhuǎn)換標(biāo)志位為真,則清除數(shù)模轉(zhuǎn)換標(biāo)志位,并對(duì)待寫(xiě)入數(shù)模轉(zhuǎn)換及放大模塊中的真實(shí)值限幅后,再寫(xiě)入數(shù)模轉(zhuǎn)換及放大模塊中;

將采集的真實(shí)值累加。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述啟動(dòng)輸出電壓校準(zhǔn)模塊,根據(jù)設(shè)定的參考電壓對(duì)輸出電壓進(jìn)行精確校準(zhǔn),并生成相應(yīng)智能電池的電壓校準(zhǔn)因子,存儲(chǔ)到計(jì)量及存儲(chǔ)模塊,或讀取計(jì)量及存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的電壓校準(zhǔn)因子,進(jìn)行輸出電壓精確校準(zhǔn)包括:

采集智能電池的輸出端輸出的電壓值,并對(duì)多次采集的電壓值求平均值;

如果所得采集的多次電壓平均值在有效范圍內(nèi),則將平均值寫(xiě)入計(jì)量及存儲(chǔ)模塊中,并設(shè)置校正有效標(biāo)志位,

如果所得采集的多次電壓平均值不在有效范圍內(nèi),則從計(jì)量及存儲(chǔ)模塊中讀取計(jì)算因子,計(jì)算輸出端的輸出電壓。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述啟動(dòng)充電記錄模塊,根據(jù)智能電池的電流方向,通過(guò)濾波算法計(jì)算計(jì)量及存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的充電記錄信息包括:

如果檢測(cè)電流值大于設(shè)定閾值,則對(duì)正在充電計(jì)數(shù)值加1,并以此判斷正在充電計(jì)數(shù)值的大??;

如果正在充電計(jì)數(shù)值為3,則配置正在充電標(biāo)志位;

如果正在充電計(jì)數(shù)值為8,依照游標(biāo)值在相應(yīng)位置記錄充電開(kāi)始信息;

如果正在充電計(jì)數(shù)值大于8,則限制充電記錄值的幅度;

如果檢測(cè)電流值小于設(shè)定閾值,則對(duì)充電結(jié)束計(jì)數(shù)值加1,并以此判斷充電結(jié)束計(jì)數(shù)值的大小;

如果充電結(jié)束計(jì)數(shù)值為3,則清除正在充電標(biāo)志位;

如果充電結(jié)束計(jì)數(shù)值為8,依照游標(biāo)值在相應(yīng)位置記錄充電結(jié)束信息;

如果充電結(jié)束計(jì)數(shù)值大于8,則限制結(jié)束記錄值的幅度。

7.一種智能電池管理系統(tǒng),其特征在于,包括:MCU單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換及放大模塊、時(shí)鐘模塊、計(jì)量及存儲(chǔ)模塊、UART保護(hù)模塊;

所述計(jì)量及存儲(chǔ)模塊通過(guò)IIC(Inter-Integrated Circuit,集成電路總線)接口與所述MCU單元連接,用于檢測(cè)智能電池的輸入端、輸出端的電壓和電流參數(shù)信息,并將電壓和電流信息存儲(chǔ);

所述數(shù)模轉(zhuǎn)換及放大模塊通過(guò)SPI(Single Program Initiation,串行外設(shè)接口)接口連接MCU單元,用于將智能電池的輸出數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào),并對(duì)輸出電壓進(jìn)行運(yùn)算放大;

所述時(shí)鐘模塊通過(guò)SPI接口連接MCU單元,對(duì)MCU單元提供時(shí)鐘信號(hào);

所述UART保護(hù)模塊通過(guò)UART接口連接MCU單元,對(duì)UART通訊接口提供保護(hù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其特征在于,所述MCU單元包括:MCU主控芯片,主機(jī)從機(jī)模塊、輸出電壓控制模塊、輸出電壓校準(zhǔn)模塊、充電記錄模塊、功耗管理模塊、UART通訊模塊;

所述主控芯片與所述主機(jī)從機(jī)模塊、輸出電壓控制模塊、輸出電壓校準(zhǔn)模塊、充電記錄模塊、功耗管理模塊、UART通訊模塊連接,負(fù)責(zé)各功能模塊的功能實(shí)現(xiàn);

所述主機(jī)從機(jī)模塊,完成主機(jī)與從機(jī)之間的通訊連接,通過(guò)主機(jī)控制從機(jī),實(shí)現(xiàn)主機(jī)向從機(jī)的讀數(shù)據(jù)和寫(xiě)數(shù)據(jù);

所述UART通訊模塊,實(shí)現(xiàn)MCU與外部附屬設(shè)備的通訊連接,通過(guò)中斷程序完成數(shù)據(jù)接收與數(shù)據(jù)發(fā)送的轉(zhuǎn)換;

所述輸出電壓控制模塊,從計(jì)量及存儲(chǔ)模塊中讀取的剩余電量為輸出對(duì)應(yīng)的電壓,并通過(guò)SPI接口驅(qū)動(dòng)數(shù)模轉(zhuǎn)換及放大模塊,使其輸出為可調(diào)電壓,監(jiān)測(cè)智能電池的輸出口電壓,并通過(guò)此電壓來(lái)補(bǔ)償輸出電壓;

所述輸出電壓校準(zhǔn)模塊,根據(jù)設(shè)定的參考電壓對(duì)輸出電壓進(jìn)行精確校準(zhǔn),并生成相應(yīng)智能電池的電壓校準(zhǔn)因子,存儲(chǔ)到計(jì)量及存儲(chǔ)模塊,或讀取計(jì)量及存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的電壓校準(zhǔn)因子,進(jìn)行輸出電壓精確校準(zhǔn);

所述充電記錄模塊,根據(jù)智能電池的電流方向,通過(guò)濾波算法計(jì)算計(jì)量及存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的充電記錄信息;

所述功耗管理模塊,通過(guò)監(jiān)控主機(jī)中斷信號(hào)進(jìn)行喚醒,當(dāng)?shù)却_(dá)到設(shè)定的進(jìn)入省電模式時(shí)間閾值,則進(jìn)入省電模式,直至主機(jī)發(fā)送中斷信號(hào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其特征在于,所述計(jì)量及存儲(chǔ)模塊包括:計(jì)量芯片和存儲(chǔ)芯片;

所述計(jì)量芯片為T(mén)I公司的BQ27541-G1芯片;

所述存儲(chǔ)芯片為Atmel公司的AT24C02芯片。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng),其特征在于,所述MCU主控芯片為T(mén)I公司的MSP430G2433芯片。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)模轉(zhuǎn)換及放大模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和運(yùn)算放大芯片;

所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片為T(mén)I公司的DAC5311芯片;

所述運(yùn)算放大芯片為T(mén)I公司的LM358芯片。

12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其特征在于,所述時(shí)鐘模塊包括時(shí)鐘芯片,所述時(shí)鐘芯片為美信公司的DS1302芯片。

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