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1. WO2020107471 - CIRCUIT DE COMMANDE D'ÉGALISATION ACTIVE, PROCÉDÉ ET DISPOSITIF, BATTERIE, ARTICLE ET SUPPORT DE STOCKAGE

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37  

附图

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

说明书

发明名称 : 主动均衡控制电路、方法、设备、电池、物体和存储介质

技术领域

[0001]
本发明实施例涉及控制技术领域,尤其涉及一种主动均衡控制电路、一种电池管理方法、一种电池管理设备、一种智能电池、一种可移动物体和一种计算机可读存储介质。

背景技术

[0002]
可充电电池凭借体积小、容量大、可靠性高和充电多次使用等优点,而被广泛应用于各种用电设备上。但是,电池在使用过程中自身容量和/或电压不均衡,对用电设备的使用造成影响。
[0003]
传统技术中,主动均衡方案和被动均衡方案用于解决电池不均衡的问题。被动均衡的工作原理是通过开关控制容量相对较高的电芯的耗电电阻消耗电量来实现容量均衡,典型均衡能力为0.25%SOC/小时~0.5%SOC/小时,其中,SOC(State of Charge)为电池(组)荷电状态,对于5%的容量差异,需要大约10小时~20小时完成被动均衡。考虑到长期静置电芯自耗电造成的能量损失,因此,BMS(Battery management system,电池管理系统)启动被动均衡需要满足特定的条件,典型条件是电芯荷电状态(SOC)高于一个安全值,安全值设定通常大于20%,那么对于容量低于20%的电池组无法进行被动均衡。如果将上述电池均衡技术应用于飞行器、空中突袭采集设备和电动交通工具等产品时,采用被动均衡方案对电池组进行均衡效率较低,并且会造成能量的浪费。主动均衡的工作原理是通过使用电感、电容等器件来布置电量转移回路,并将容量高的电芯中的电量通过电量转移回路搬运到容量低的电芯中,以实现电芯间的荷电状态均衡。主动均衡的搬运效率通常在90%以上,因此在同样的发热情况下,能够达到相较于被动均衡10倍以上的均衡能力。而目前,主动均衡方案中往往增加BMS控制板的电路面积和电池整体体积,同时导致了电池制造成本显著提高,尤其不利于集成于小型化的飞行器中,同时,主动均衡过程中电量转移回路中产生的热量也会浪费掉。
[0004]
需要特别指出的是,整个说明书对背景技术的任何讨论,并不代表该背景技术一定是所属领域技术人员所知晓的现有技术,整个说明书中的对现有技术的任何讨论并不代表认为该现有技术一定是广泛公知的或一定构成本领域的公知常识。
[0005]
发明内容
[0006]
本发明的实施例旨在提供了一种主动均衡控制电路、电池管理方法、电池管理设备、智能电池、可移动物体和计算机可读存储介质,解决了现有的电池管理方案中存在的诸多技术问题。
[0007]
为了实现上述目的,本发明实施例的第一方面的技术方案提供了一种主动均衡控制电路,包括:控制电路,用于采集多个所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元的参数,并根据所述参数生成对应的控制信号;均衡电路,用于根据所述控制信号选定所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元,以对所述电池单元进行电量管理;所述控制电路能够通过所述控制信号控制所述均衡电路与所述电池单元的电连接;所述控制电路能够与所述均衡电路以及所述电池单元形成一电量转移回路,并能够控制所述电量转移回路的导通或断开;所述均衡电路用于设于待加热部件的附近,能够将自身产生的热量对所述待加热部件进行加热;当所述控制电路生成所述控制信号,所述均衡电路获取到所述控制信号时,所述均衡电路能够与所述电池单元电连接,所述均衡电路能够对所述电池单元进行电量管理,同时能够对所述待加热部件进行加热;其中,所述均衡电路具有第一端,能够电连接于所述电池单元中选定的所述电池单元;所述均衡电路还具有第二端,能够电连接于所述多个电池单元中未选定的所述电池单元。
[0008]
本发明实施例的第二方面的技术方案提供了一种电池管理方法,包括:采集所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元的参数,并根据所述参数生成对应的控制信号;根据所述控制信号选定所述电池组中的至少一个所述电池单元,将选定的所述至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以对所述电池组进行电量管理;其中,当获取到所述控制信号时,能够对所述电池组进行电量管理;以及,根据所述待加热部件的温度,调整所述均衡电路的电流。
[0009]
本发明实施例的第三方面的技术方案,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,计算机程序被执行时实现如本发明的实施例第二方面提供的电池管理方法的步骤。
[0010]
本发明实施例的第四方面的技术方案提供了一种电池管理设备,包括:采样装置,用于采集所述电池组中的至少一个所述电池单元的参数,并根据所述参数生成对应的控制信号;管理装置,用于根据所述控制信号选定所述电池组中的至少一个所述电池单元,将选定的所述至少一个所述电池单元接入所述主动均衡控制电路的均衡电路,以对所述电池组进行电量管理,其中,当获取到所述控制信号时,能够对所述电池组进行电量管理。
[0011]
本发明实施例的第五方面的技术方案,提供了一种智能电池,包括: 电池外壳,设有容纳腔;至少一个电池单元,收容在所述容纳腔内;控制组件,安装在所述容纳腔内;以及如上述任一项技术方案限定的主动均衡控制电路,所述主动均衡控制电路设于所述电池单元的附近,被配置为管理所述电池单元,并能够为所述电池单元加热。
[0012]
本发明实施例的第六方面的技术方案,提供了一种可移动物体,包括:一个或多个动力装置,其被配置为实现所述可移动物体的移动;控制组件,安装在所述容纳腔内;以及如上述任一项技术方案限定的主动均衡控制电路,所述主动均衡控制电路设于所述电池单元的附近,被配置为管理所述电池单元,并能够为所述电池单元加热。
[0013]
基于本发明实施例的上述技术方案提供的主动均衡控制电路、电池管理方法、电池管理设备、智能电池、可移动物体和计算机可读存储介质,所述控制电路能够通过所述控制信号控制所述均衡电路与所述电池单元的电连接,并且所述控制电路能够与所述均衡电路以及所述电池单元形成一电量转移回路,并能够控制所述电量转移回路的导通或断开,优化了均衡电路布局面积,提高了电池管理效率和电池的使用寿命,另外,通过将均衡电路设于待加热部件的附近,能够将自身产生的热量对所述待加热部件进行加热,尤其适用于飞行器在高空或低温环境中飞行的场景,有利于提升飞行器的整机可靠性和飞行安全。
[0014]
以上发明内容提供的仅仅是本发明实施例的表述,而不是发明本身。发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果,而不是发明所有的全部效果。

附图说明

[0015]
为了更清楚地说明本发明的实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明实施例的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]
图1示出了本发明的一个实施例的无人飞行器系统的示意图;
[0017]
图2示出了本发明的一个实施例的电池系统的示意图;
[0018]
图3示出了本发明的另一个实施例的电池系统的示意图;
[0019]
图4示出了本发明的一个实施例的电池管理方案的示意图;
[0020]
图5示出了本发明的另一个实施例的电池管理方案的示意图;
[0021]
图6示出了本发明的一个实施例的电池系统的结构示意图;
[0022]
图7示出了本发明的另一个实施例的电池系统的结构示意图;
[0023]
图8示出了本发明的一个实施例的电池管理方法的示意流程图;
[0024]
图9示出了本发明的一个实施例的计算机可读存储介质的示意图。

具体实施方式

[0025]
下面将结合本发明的实施例中的附图,对本发明的实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0026]
需要说明的是,当组件被称为“固定于”另一个组件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个元件被称为“电连接”另一个元件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件,它可以是接触连接,例如,可以是导线连接的方式,也可以是非接触式连接,例如,可以是非接触式耦合的方式。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。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。
[0027]
本发明实施例公开了一种电池管理装置,例如,控制电路、电池管家、充电器、智能电池、可移动物体、云台等,用于对已置入其中的电池单元进行电量管理。
[0028]
在其中一个实施例中,该电池控制装置包括控制电路以及均衡电路,通过控制电路选择电池单元,并控制均衡电路对电池单元进行电量管理。
[0029]
在其中一个实施例中,该电池控制装置包括控制电路以及均衡电路。均衡电路用于设于待加热部件的附近,能够将自身产生的热量对所述待加热部件进行加热。控制电路能够控制均衡电路对所述电池单元进行电量管理,同时能够控制均衡电路对待加热部件进行加热。
[0030]
在其中一个实施例中,该电池控制装置包括采样装置以及管理装置。采样装置用于采集电池单元的参数,并根据所述参数生成对应的控制信号;管理装置,用于根据控制信号以对所述电池组进行电量管理。
[0031]
在其中一个实施例中,该电池控制装置包括设有容纳腔的电池外壳、至少一个电池单元、控制组件,安装在所述容纳腔内以及主动均衡控制电路。至少一个电池单元、控制组件收容在收容腔内,主动均衡控制电路设于电池单元的附近,被配置为管理所述电池单元,并能够为所述电池单元加热。
[0032]
下面结合附图,对本发明实施例的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0033]
如图1所示,所述无人飞行器系统10可以包括可移动物体110和无人飞行器120。其中,所述无人飞行器120可以为单旋翼或者多旋翼无人飞行器。
[0034]
无人飞行器120可以包括动力系统102、控制系统104和机身。其中,当无人飞行器120具体为多旋翼无人飞行器时,机身可以包括中心架以及与中心架连接的一个或多个机臂,一个或多个机臂呈辐射状从中心架延伸出。无人飞行器还可以包括脚架,其中,脚架与机身连接,用于在无人飞行器着陆时起支撑作用。
[0035]
动力系统102可以包括一个或多个电机1022,电机1022用于为无人飞行器120提供动力,该动力使得无人飞行器120能够实现一个或多个自由度的运动。
[0036]
控制系统104可以包括控制器1042和传感系统1044。传感系统1044用于测量无人飞行器120的状态信息和/或无人飞行器120所处的环境的信息,其中,所述状态信息可以包括姿态信息、位置信息、剩余电量信息等。所述环境的信息可以包括海拔高度、坐标位置、气压、湿度、温度和亮度等。其中,传感系统1044例如可以包括气压计、陀螺仪、超声传感器、电子罗盘、惯性测量单元、视觉传感器、全球导航卫星系统和气压计等传感器中的至少一种。例如,全球导航卫星系统可以是全球定位系统(Global Positioning System,GPS)。
[0037]
控制器1042用于控制无人飞行器的各种操作。例如,控制器1042可以控制无人飞行器的移动,再例如,控制器1042可以控制无人飞行器的传感系统1044采集数据。
[0038]
在诸多实施例中,无人飞行器120可以包括图像采集设备1064,图像采集设备1064例如可以是照相机或摄像机等用于捕获图像的设备,图像采集设备1064可以与控制器1042通信,并在控制器1042的控制下进行拍摄,控制器1042也可以根据图像采集设备1064拍摄的图像控制无人飞行器120的飞行轨迹。
[0039]
在诸多实施例中,无人飞行器120还包括云台106,云台106可以包括电机1062,云台106用于携带图像采集设备1064,控制器1042可以通过电机控制云台106的运动。应理解,云台106可以独立于无人飞行器120,也可以为无人飞行器120的一部分。在诸多实施例中,所述图像采集设备1064可以固定连接在无人飞行器120的机身上。
[0040]
无人飞行器120还包括传输设备112,在控制器1042的控制下,所述传输设备112可以将传感系统1044和/或图像采集设备1064采集的数据发送到控制终端110。控制终端110可以包括传输设备(未示出),控 制终端的传输设备可以与无人飞行器120的传输设备112建立无线通信连接,控制终端的传输设备可以接收传输设备112发送的数据,另外,控制终端110还可以通过自身配置的传输设备向无人飞行器120发送控制指令。
[0041]
控制终端110可以包括控制器1102和显示设备1104。控制器1102可以控制控制终端的各种操作。例如,控制器1102可以控制传输设备接收无人飞行器120通过传输设备112发送的数据;再例如,控制器1104可以控制显示设备1104显示发送的数据,其中,所述数据可以包括图像采集设备1064捕捉的环境的图像、姿态信息、位置信息和电量信息等等。
[0042]
另外,无人飞行器120还包括电池系统108,电池系统可以包括电池单元1082和主动均衡控制电路200,多个电连接的电池单元1082构成电池组,用于协同工作对动力系统102、传输设备112、电机、图像采集设备1064、控制器和显示器等硬件电子器件进行供电,而主动均衡控制电路200用于均衡电池组的多个电池单元1082之间的电量,以进一步地优化电池组的供电性能和使用寿命。
[0043]
可以理解的是,上述任一控制器可以包括一个或多个处理器,其中,所述一个或多个处理器可以单独地或者协同地工作。
[0044]
应理解,上述对于无人飞行器120的各组成部分的命名仅是出于标识的目的,并不应理解为对本发明的实施例的限制。
[0045]
一并参见图2和图3,本实施例中的电池系统108主要包括电池单元1082和主动均衡控制电路200。其中,主动均衡控制电路200对至少一个电池单元1082进行电量管理,并具体包括控制电路202以及均衡电路204。
[0046]
其中,控制电路202用于采集多个所述多个电池单元1082中的至少一个所述电池单元1082的参数,并根据所述参数生成对应的控制信号。
[0047]
均衡电路204用于根据所述控制信号选定所述多个电池单元1082中的至少一个所述电池单元1082,以对所述电池单元1082进行电量管理。
[0048]
所述控制电路202能够通过所述控制信号控制所述均衡电路204与所述电池单元1082的电连接。
[0049]
所述控制电路202能够与所述均衡电路204以及所述电池单元1082形成一电量转移回路,并能够控制所述电量转移回路的导通或断开。
[0050]
所述均衡电路204用于设于待加热部件的附近,能够将自身产生的热量对所述待加热部件进行加热。
[0051]
当所述控制电路202生成所述控制信号,所述均衡电路204获取到所述控制信号时,所述均衡电路204能够与所述电池单元1082电连接,所述均衡电路204能够对所述电池单元1082进行电量管理,同时能够对所述待加热部件进行加热。
[0052]
其中,所述均衡电路204具有第一端,能够电连接于所述电池单元1082中选定的所述电池单元1082。
[0053]
所述均衡电路204还具有第二端,能够电连接于所述多个电池单元1082中未选定的所述电池单元1082。
[0054]
本发明的实施例提供的主动均衡控制电路202,相较于现有技术,至少具备以下可以预期的技术效果:
[0055]
首先,通过设置控制电路202来采集多个所述多个电池单元1082中的至少一个所述电池单元1082的参数,并根据所述参数生成对应的控制信号,旨在根据上述参数确定是否需要进行电量管理,尤其是能够实时地触发执行多个电池单元1082之间的电量主动均衡,不仅均衡效率高、且能够随时执行上述多个电池单元1082之间的电量主动均衡,而不存在SOC安全值的限制,均衡能力高,能够有效地提升电池组的使用效率和使用寿命。
[0056]
其次,通过将主动均衡控制电路202设置为包括控制电路202和均衡电路204,其中,均衡电路204用于根据所述控制信号选定所述多个电池单元1082中的至少一个所述电池单元1082,以对所述电池单元1082进行电量管理,能够有效地简化主动均衡控制电路202的布局,即无需设置复杂的谐振充电电路及BMS控制板,有利于实现主动均衡控制电路202的小型化和集成度,尤其是有利于集成于小型的电动飞行器中。
[0057]
再次,所述控制电路202能够通过所述控制信号控制所述均衡电路204与所述电池单元1082的电连接,所述控制电路202能够与所述均衡电路204以及所述电池单元1082形成一电量转移回路,并能够控制所述电量转移回路的导通或断开。
[0058]
所述均衡电路204具有第一端,能够电连接于所述电池单元1082中选定的所述电池单元1082。所述均衡电路204还具有第二端,能够电连接于所述多个电池单元1082中未选定的所述电池单元1082。在控制电路202根据参数生成对应的控制信号后,通过均衡电路204的第一端、第二端,以及所述电池单元1082形成电量转移回路。其中,第一端和第二端中的一个是输入端时,另一个是输出端。
[0059]
最后,由于电子元件如电容、温敏电阻和电池的固有参数可能受到低温环境的影响,例如,电池在10℃以下的低温环境中,电池的供电性能急剧下降,甚至难以维持最低供电指标。另外,诸多硬件结构可能在低温环境下发生较大的形变,可能导致机身结构损坏或断裂。因此,通过将所述均衡电路204设于待加热部件的附近,能够将自身产生的热量对所述待加热部件进行加热。尤其是,在所述均衡电路204对所述电池单元1082进行电量管理时,同时能够对所述待加热部件进行加热,不仅能够提升电 池系统108、动力系统、传输设备、控制系统和云台在带电运行状态下的稳定性和可靠性,也能够有效地降低机身结构的故障率。
[0060]
其中,待加热部件可以是上述电子元件和上述硬件结构,在对上述电子元件和上述硬件结构进行加热时,并不影响上述电子元件和上述硬件结构的正常工作。
[0061]
可选地,至少部分所述均衡电路204设置于导热介质2046上,并能够设于所述待加热部件的附近,其中,所述导热介质2046包括以下至少一种:PCB板、硅脂、垫片、导热胶。
[0062]
本发明的实施例提供的主动均衡控制电路202中,考虑到均衡电路204自身可能存在的电磁干扰和结构可靠性,通过将均衡电路204设置于导热介质2046上,一方面,导热介质2046可以作为电磁屏蔽层来隔离均衡电路204对待加热部件的电磁干扰,另一方面,导热介质2046可以提高均衡电路204向待加热布局传热的效率,再一方面,导热介质2046作为均衡电路204的承载,还能作为缓冲结构降低其他电子元件或硬件结构对均衡电路204的碰撞,以进一步地提升均衡电路204的结构可靠性。
[0063]
可选地,所述PCB板为硬质电路板或柔性电路板。
[0064]
在一些实施例中,所述均衡电路204包括处理电路2044。所述处理电路2044用于获取控制信号,并根据所述控制信号执行所述多个电池单元1082中的至少一个所述电池单元1082与所述电池单元1082中的其他电池单元1082之间的电量转移,同时能够对所述待加热部件进行加热。当所述均衡电路204获取到所述控制信号时,所述电池单元1082中选定的至少一个所述电池单元1082、所述均衡电路204和所述多个电池单元1082中未选定的其他电池单元1082之间形成串联的电量转移回路。
[0065]
本发明的实施例提供的主动均衡控制电路202中,处理电路2044根据控制信号执行多个未选定的电池单元1082与任一选定的电池单元1082之间的电量转移,其中,控制信号可以是占空比信号或其他导通控制信号,也即处理电路2044在控制信号的作用下,即时触发或停止上述电量转移,有利于进一步地提高主动均衡控制电路202的可靠性和管理效率。
[0066]
可选地,所述处理电路2044至少包括以下一种:电感、电容、变压器。
[0067]
可选地,所述处理电路2044设置至少两个能够相互感应的线圈,用于对电连接于所述电池单元1082中选定的至少一个所述电池单元1082进行电量管理,同时能够对所述待加热部件进行加热。
[0068]
可选地,所述线圈包括第一线圈以及第二线圈,所述第一线圈能够电连接于所述多个电池单元1082中的至少一个所述电池单元1082,所述第 二线圈电连接于所述第二端,能够电连接至所述电池单元1082中的其他电池单元1082;其中,所述第一线圈以及所述第二线圈能够设置于PCB板的同一平面或不同平面。
[0069]
本发明的实施例提供的主动均衡控制电路202中,第一线圈和第二线圈可以相互感应,其实质为一组相互隔离且双向导通的电感线圈,因此,第一线圈和第二线圈中的一个为输入端时,另一个为输出端,在进行主动放电均衡或主动充电均衡时,无需对主动均衡控制电路202进行任何调制,且调整转移电量通过向均衡电路204输入给定的控制信号即可实现。
[0070]
可选地,至少部分所述线圈能够设置于所述待加热部件的附近,当所述处理电路2044执行所述电量转移时,所述线圈生成的热量能够传递至所述待加热部件,能够对所述待加热部件进行加热,或者,至少部分所述线圈能够与一导热层贴合,经由所述导热层设置于所述待加热部件附近,当所述处理电路2044执行所述电量转移时,所述线圈生成的热量能够经由所述导热层传递至所述待加热部件,能够对所述待加热部件进行加热,其中,所述导热层与所述待加热部件之间的距离被配置为预设距离。
[0071]
下面结合图6和图7所示的实施例进行具体说明。
[0072]
如图6所示,将处理电路2044的部分线圈(或导线)缠绕于电池单元1082的表面,上述处理电路2044的其他线圈(或导线)可以承载于导热介质2046或电路板设置。
[0073]
如图7所示,处理电路2044整体被配置为承载于导热介质2046上,导热介质2046与电池单元1082之间的距离被配置为预设距离L,导热介质2046不仅用于处理电路2044与电池单元1082之间的热传导,也能够用于屏蔽处理电路2044和电池单元1082之间的电磁干扰。
[0074]
本发明的实施例提供的主动均衡控制电路202中,其中,硬质电路板由于本身具备一定的硬度和刚性,因此,在组装于主动均衡控制电路202时,仅需要设置几个通孔或几个预设区域点胶即可实现组装,组装方式简单且成本低廉,另外,柔性电路板的突出优点是厚度薄且极其柔韧,能够无限近地靠近待加热部件设置,设置方式更为灵活且有助于提高导热效率。
[0075]
可选地,所述待加热部件包括如下至少一种:图像采集设备、处理器、电机、电池单元1082、传感器。
[0076]
本发明的实施例提供的主动均衡控制电路202中,图像采集设备可以是摄像头、照相机和录像机等,处理器可以是上述控制系统、控制器和控制电路202等,且具备通信接口和数据交互接口,上述电机可以是风机、压缩机和动力电机等,传感器可以是环境传感器、电流计(如图2所示的电流感应电路210)、电压计、加速度计、陀螺仪等,其中,环境传感器 用于检测所处环境的温度、湿度、亮度、气压和能见度等环境参数。
[0077]
继续参见图2以及图3,在一些实施例中,所述均衡电路204包括:开关选通电路2042,用于获取所述控制信号,根据所述控制信号选定所述多个电池单元1082中的至少一个所述电池单元1082,并导通或断开所述电池单元1082中选定的至少一个所述电池单元1082与所述处理电路2044的电连接。
[0078]
可选地,所述开关选通电路2042的一端电连接于所述第一端,所述开关选通电路2042的另一端电连接于所述处理电路2044。
[0079]
可选地,所述开关选通电路2042包括:开关控制电路202,用于获取所述控制信号,并根据所述控制信号导通或截止所述多个电池单元1082中的至少一个所述电池单元1082与所述处理电路2044之间的电连接;其中,所述开关控制电路202中设有开关元件,当获取到所述控制信号为导通信号时,所述开关元件控制所述开关控制电路202形成所述多个电池单元1082中的至少一个所述电池单元1082与所述均衡电路204之间的电连接电路,当所述开关元件获取到所述控制信号为截止信号时,控制所述开关控制电路202断开,以切断所述多个电池单元1082中的至少一个所述电池单元1082与所述均衡电路204之间的电连接。
[0080]
本发明的实施例提供的主动均衡控制电路202中,当获取到所述控制信号为导通信号时,所述开关元件控制所述开关控制电路202形成所述多个电池单元1082中的至少一个所述电池单元1082与所述均衡电路204之间的电连接电路,此时即确定选定的电池单元1082电连接至均衡电路204的第一端,而未选定的电池单元1082则电连接至均衡电路204的第二端,同时,当所述开关元件获取到所述控制信号为截止信号时,控制所述开关控制电路202断开,以切断所述多个电池单元1082中的至少一个所述电池单元1082与所述均衡电路204之间的电连接,此时,不能够对电池单元1082进行电量管理。
[0081]
可选地,所述控制电路202能够电连接于所述均衡电路204以及所述电池单元1082,当所述均衡电路204选定所述多个电池单元1082中的至少一个所述电池单元1082时,所述均衡电路204能够与所述电池单元1082中选定的至少一个所述电池单元1082、所述多个电池单元1082中未选定的电池单元1082形成导通的电量转移回路,对所述电池单元1082进行电量管理。
[0082]
继续参见图2以及图3,在一些实施例中,主动均衡控制电路202还包括:充放电控制电路208,用于获取所述控制信号,并根据所述控制信号导通或截止所述均衡电路204与所述电池单元1082之间的电量转移回 路;其中,所述充放电控制电路208的一端电连接于所述第二端,所述充放电控制电路208的另一端电连接于所述电池单元1082,所述充放电控制电路208还能够电连接于所述控制电路202,以获取所述控制信号。
[0083]
可选地,所述充放电控制电路208中设有开关元件,用于获取所述控制信号,并根据所述控制信号控制所述充放电控制电路208导通或截止所述电量转移,当所述开关元件获取到所述控制信号为导通信号时,所述充放电控制电路208导通所述电量转移回路,所述开关元件在获取到所述控制信号为截止信号时,所述充放电控制电路208截止所述电量转移回路。
[0084]
可选地,所述充放电控制电路208包括:单向导通的充电控制电路202和单向导通的放电控制电路202,均用于获取所述控制信号(图中未示出)。其中,所述充电控制电路202和所述放电控制电路202中均设有所述开关元件,所述充电控制电路202中的开关元件导通时,依次沿所述多个电池单元1082中未选定的其他电池单元1082、所述充电控制电路202、所述均衡电路204和所述电池单元1082中选定的至少一个所述电池单元1082的单向流经顺序进行电量转移,以及所述放电控制电路202中的开关元件导通时,依次沿所述多个电池单元1082中的至少一个所述电池单元1082、所述放电控制电路202、所述均衡电路204、所述开关选通电路2042和所述电池单元1082中的其他电池单元1082的单向流经顺序进行电量转移。
[0085]
本发明的实施例提供的主动均衡控制电路202中,通过设置充放电控制电路208为单向导通的充电控制电路202和单向导通的放电控制电路202,分别进行充电和放电,且均为单向导通电路,能够有效地降低浪涌信号或其他反向噪声信号导致主动均衡控制电路202中的电子元件损坏的概率。
[0086]
可选地,所述充放电控制电路208包括:至少一组对接的开关元件,所述对接的开关元件能够获取所述控制信号,并根据所述控制信号同时导通时,所述充放电控制电路208导通所述处理电路2044与所述电池单元1082之间的电量转移电路,任一所述开关元件不能导通时,所述充放电控制电路208截止所述处理电路2044与所述电池单元1082之间的电量转移电路。
[0087]
本发明的实施例提供的主动均衡控制电路202中,通过设置充放电控制电路208包括至少一组对接的开关元件,能够起到双向限流的作用。
[0088]
开关元件可以包括MOS管、三极管。MOS管可以包括NMOS、PMOS,且MOS管均可以设有体二极管。本实施例中,以开关元件为NMOS进行示例性说明。具体地,设置N沟道MOS管为开关元件且对应 于图2所示的充电控制元件2082和放电控制元件2084。且充电控制元件2082漏极和放电控制元件2084的漏极连接,放电控制元件2084的源极连接至均衡电路204的第二端,充电控制元件2082的源极连接至所述电池单元1082(充电端),则充电控制元件2082和放电控制元件2084同时导通时,电量转移电路中的电流由选定的电池单元1082的放电端、开关控制电路202、均衡电路204的第一端、均衡电路204的第二端、充电控制元件2082、放电控制元件2084、未选定的电池单元1082的充电端,即将选定的电池单元1082的电量转移至未选定的电池单元1082,以实现多个电池单元1082之间高效地主动均衡。充电控制元件2082的栅极以及放电控制元件2084的栅极分别电连接至控制电路202,当控制电路202检测到电池单元1082的参数不满足预设条件时,控制电路202向充电控制元件2082的栅极和/或放电控制元件2084的栅极输出控制信号,以控制充电控制元件2082和/或放电控制元件2084的导通或断开。当充电控制元件2082和/或放电控制元件2084断开时,不再进行对多个电池单元1082主动均衡。从而实现对电池单元2082的充放电过程进行控制和保护。
[0089]
继续参见图3,设置N沟道MOS管为开关元件且对应于图3所示的充电控制元件2082和放电控制元件2084。与图2所示实施例不同的是,充电控制元件2082的源极电连接至电池单元(充电端),充电控制元件2082的漏极电连接至均衡电路204的第二端,放电控制元件2084的漏极电连接至电池单元(充电端),充电控制元件2084的源极电连接至均衡电路204的第二端。充电控制元件2082的栅极以及放电控制元件2084的栅极分别电连接至控制电路202,当控制电路202检测到电池单元1082的参数不满足预设条件时,控制电路202向充电控制元件2082的栅极和/或放电控制元件2084的栅极输出控制信号,以控制充电控制元件2082和/或放电控制元件2084的导通或断开。当充电控制元件2082、放电控制元件2084导通时,能够进行对多个电池单元1082主动均衡;当充电控制元件2082和/或放电控制元件2084断开时,不再进行对多个电池单元1082主动均衡。从而实现对电池单元2082的充放电过程进行控制和保护。
[0090]
其中,MOS管包括增强型和耗尽型两种,均能够适用于本申请的主动均衡控制电路202,二者的区别是增强型MOS管在栅-源电压vGS=0时,漏-源极之间没有导电沟道存在,即使加上电压vDS(在一定的数值范围内),也没有漏极电流产生(iD=0),而耗尽型MOS管在vGS=0时,漏-源极间就有导电沟道存在,但是,漏电流均非常小,且功耗非常低。
[0091]
另外,由于开关元件的工作电流远小于电池单元1082向动力系统供电的电流,因此,在电池单元1082对控制系统、动力系统、传输设备或 云台供电的同时,可以通过本申请限定的主动均衡控制电路202执行多个电池单元1082之间的电量主动均衡。
[0092]
可选地,所述开关元件包括如下至少一种:继电器、晶闸管、MOS管。
[0093]
可选地,主动均衡控制电路202还包括:插接件电路206,用于对外设的电子设备和所述电池单元1082进行电量转移,其中,所述插接件电路206能够电连接于所述均衡电路204与所述外设的电子设备之间。
[0094]
本发明的实施例提供的主动均衡控制电路202中,通过设置插接件电路206以用于对外设的电子设备和电池单元1082进行电量转移,其实质是通过均衡电路204的变压功能来将外设的电子设备的电量转移至选定的电池单元1082,或将选定的电池单元1082的电量转移至外设的电子设备。
[0095]
如图4和图5所示,外设的电子设备也可以是另一电池组Z,也即电池组A和电池组Z之间能够通过插接件电路206进行电量转移,尤其是在电池组需要进行维护的时候,将电池组A接入本申请限定的主动均衡控制电路200A中,同时,将电池组Z接入本申请限定的主动均衡控制电路200Z中,且将两个电路的插接件电路206对接,进而在均衡电路204的作用下,实现电池组A和电池组Z之间的充放电维护。
[0096]
具体地,图4和图5所示的方案可以基于以下条件触发执行:
[0097]
(1)当检测到当前电池组所有电池的总能量Qn小于在(n-1)个电池的理论容量之和Q'(n-1)。
[0098]
(2)在限定的时间周期内执行电池组之间的电量转移。
[0099]
(3)检测到电流在预设电流范围内,执行电池组之间的电量转移。
[0100]
一并参看图2至图5,所述插接件电路206包括并行的高压总线和低压总线,所述均衡电路204包括一高压信号端口以及一低压信号端口,所述高压信号端口电连接至所述高压总线,所述低压信号端口电连接至所述低压总线,其中,所述均衡电路204根据控制线路输出的所述控制信号输出电量时,经所述高压总线和所述低压总线将电量转移至所述外设的电子设备,所述外设的电子设备输出的电量经所述高压总线和所述低压总线转移至所述均衡电路204,并经所述均衡电路204转移至所述电池组。
[0101]
本发明的实施例提供的主动均衡控制电路202中,通过设置插接件电路206包括并行的高压总线和低压总线,外设的电子设备和均衡电路204的高压信号端口均连接至高压总线,外设的电子设备和均衡电路204的低压信号端口均连接至低压总线(可以是数字地线、模拟地线或参考地线),总线的阈值电流通常较大,因此,可以有效地提高电池组的维护效率,另外,可以进一步地将高压总线和低压总线采用不同的标识结构进行区别, 能够有效地降低总线错接导致的电气隐患。
[0102]
可选地,所述电量管理包括如下至少一种:电量主动均衡、充电、放电。
[0103]
可选地,所述电池单元1082的参数包括如下至少一种:剩余电量、电压、温度、用电时长。
[0104]
如图8所示,本发明的实施例提供了一种电池管理方法。图1至7为本发明的实施例提供的主动均衡控制电路的结构图。本实施例所述的电池管理方法可适用于如前所述的主动均衡控制电路具体包括:
[0105]
如图8所示,步骤S802,采集所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元的参数,并根据所述参数生成对应的控制信号。
[0106]
根据上述电池管理方法的步骤S802,通过采集所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元的参数,并根据所述参数生成对应的控制信号,其中,参数可以是用于反映电池单元的剩余电量的指标,例如,电量、电压、输出电流等,上述指标主要用于确定是否进行多个电池单元之间的主动均衡,另外,参数还可以是工作记录中的各项数据,例如工作时长和工作频次等,上述记录数据主要用于确定是否需要进行电池维护,再者,参数还可以是电池所处环境的各项数据,例如温度和气压等,上述环境数据主要用于确定是否需要对待加热部件进行加热。
[0107]
如图8所示,步骤S804,根据所述控制信号选定所述电池组中的至少一个所述电池单元,将选定的所述至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以对所述电池组进行电量管理;其中,当获取到所述控制信号时,能够对所述电池组进行电量管理。
[0108]
根据上述电池管理方法的步骤S804,通过根据所述控制信号选定所述电池组中的至少一个所述电池单元,将选定的所述至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以对所述电池组进行电量管理,不需要设置复杂的谐振充放电电路,电路设计更简洁,对电池单元的选取也更为灵活和可靠。
[0109]
在一些实施例中,步骤S804具体包括以下步骤:响应于获取到的所述控制信号,对所述参数的数值进行比较,并依据预设的排序方式依次将所述电池组中的至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以经所述均衡电路对电池组中的至少一个所述电池单元与所述电池组中的其他电池单元之间进行电量转移。
[0110]
根据上述电池管理方法的步骤S804的具体步骤,在对所有电池单元的一种参数进行采集和排序后,例如,按照由大到小的顺序或由小到达的顺序,依次接入均衡电路,以基于均衡电路的变压原理实现电量转移,有效地提高了电量转移的可靠性和转移效率。
[0111]
具体地,采集参数和电量转移可以是实时进行的,譬如,依次执行完全部电池单元的电量转移后,再次根据参数确定是否需要继续执行下一批次的电量转移,或任一电池单元接入均衡单元并完成电量转移后,根据参数确定是否需要继续选定下一电池单元以执行电量转移。
[0112]
在一些实施例中,步骤S804具体包括以下步骤:响应于获取到的所述控制信号,计算所述电池组中的任两个电池单元的参数之间的数值差,并判断所述数值差是否大于或等于预设差值;根据所述数值差是否大于或等于预设差值的判断结果,依据所述预设的排序方式进行排序,并按照所述排序依次将所述电池组中的至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,均衡电路对所述电池组中选定的至少一个所述电池单元与所述电池组中未选定的其他电池单元之间进行电量转移。
[0113]
根据上述电池管理方法的步骤S804的具体步骤,通过计算所述电池组中的任两个电池单元的参数之间的数值差,按照所述排序依次将所述电池组中的至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,此时均衡电量的主要作用是减小电池单元之间的参数差异,因此,在一些实施例中,对参数差异较大的电池单元进行电量转移,以提高电池组的整体放电效率。
[0114]
在一些实施例中,步骤S804具体包括以下步骤:记录所述电池组的工况温度低于预设工况温度的累积时长和/或持续时长;当检测到所述累积时长大于或等于第一预设时长,和/或所述持续时长大于或等于第二预设时长时,触发所述主动均衡控制电路对所述电池单元进行主动均衡,至所述工况温度大于或等于预设工况温度为止。
[0115]
根据上述电池管理方法的步骤S804的具体步骤,由于无人飞行器在较低的工况温度下飞行较长时间时,多个电池单元之间的不均衡情况更为严重,因此,通过记录所述电池组的工况温度低于预设工况温度的累积时长和/或持续时长,并在检测到所述累积时长大于或等于第一预设时长,和/或所述持续时长大于或等于第二预设时长时,触发所述主动均衡控制电路对所述电池单元进行主动均衡,至所述工况温度大于或等于预设工况温度为止,即通过主动均衡的方式,一方面,解决多个电池单元之间的电量不均衡问题,另一方面,即通过均衡电路在主动均衡过程中生成的热量对待加热布局进行加热,以降低电池耗电速率和硬件结构的脆性。
[0116]
在一些实施例中,步骤S804具体包括以下步骤:记录所述电池组的当前持续工作时长;当检测到所述当前持续工作时长大于或等于预设工作时长时,触发所述主动均衡控制电路对所述电池组进行主动均衡,至所述工况属性信息中的至少一种参数信息的数值满足预设参数范围为止。
[0117]
根据上述电池管理方法的步骤S804的具体步骤,由于电池单元之间 的固有偏差,随着工作时长的进行,也即供电时间越久,累积的不均衡情况越为严重,因此,通过记录所述电池组的当前持续工作时长,并在检测到所述当前持续工作时长大于或等于预设工作时长时,触发所述主动均衡控制电路对所述电池组进行主动均衡,能够及时解决电池单元的电量不均衡的问题,且至所述工况属性信息中的至少一种参数信息的数值满足预设参数范围为止,能够有效地提升电池组的整体供电效率。
[0118]
如图8所示,步骤S806,获取所述待加热部件的温度。
[0119]
结合图2,以待加热部件为电池单元1082为例,获取所述待加热部件的温度的元件可以是温度感测电路(图中未示出),所述温度感测电路可以位于控制电路202中。以温度感测电路可以位于控制电路202中进行说明。控制电路202能够采集电池单元1082的参数,包括:剩余电量、电压、温度、用电时长。
[0120]
如图8所示,步骤S808,根据所述待加热部件的温度,调整所述均衡电路的电流。
[0121]
在均衡电路通有电流的情况下,能够对待加热部件进行加热。待加热部件的工况温度会随着均衡电路通电电流时间的变化而改变,也会因均衡电路中通电电流的强度不同而不同。待加热部件正常工况温度通常具有一定的范围,例如,无人机电池的正常工况温度通常为0℃至40℃。
[0122]
在一些实施例中,当所述待加热部件的工况温度满足预设温度时,无需调整所述均衡电路的电流。
[0123]
在一些实施例中,当所述待加热部件的工况温度高于预设温度时,调整所述均衡电路的电流满足第一电流阈值。以待加热部件为电池单元1082为例,例如,电池单元1082的预设温度为0℃至40℃,结合图2,当控制电路202检测到电池单元1082的工况温度为50℃,说明电池单元1082此时的工况温度高于电池单元1082的工况温度,因此需要调整均衡电路中的电流至第一电流阈值,以调整对电池单元1082的加热,例如减缓或停止对电池单元1082的加热。
[0124]
在一些实施例中,当所述待加热部件的工况温度低于预设温度时,调整所述均衡电路的电流满足第二电流阈值。以待加热部件为电池单元1082为例,例如,电池单元1082的预设温度为0℃至40℃,结合图2,当控制电路202检测到电池单元1082的工况温度为-1℃,说明电池单元1082此时的工况温度低于电池单元1082的工况温度,因此需要调整均衡电路中的电流至第二电流阈值,以调整对电池单元1082的加热,例如加快对电池单元1082的加热。
[0125]
在图8的基础上,本实施例中的电池管理设备900(如图9所示), 可以包括:处理器902、存储器904、电池系统108(图1所示),其中,处理器902可以执行计算机可读存储介质1000上存储的电池管理程序1002,上述电池管理程序1002被处理器902执行时实现上述如图8所述的电池管理方法的步骤。
[0126]
与上述电池管理方法相对于的电池管理设备,具体包括的硬件装置和实现方案如下:
[0127]
采样装置和管理装置,其中,采样装置用于采集所述电池组中的至少一个所述电池单元的参数,并根据所述参数生成对应的控制信号。
[0128]
根据上述电池管理设备的采样装置,通过采集所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元的参数,并根据所述参数生成对应的控制信号,其中,参数可以是用于反映电池单元的剩余电量的指标,例如,电量、电压、输出电流等,上述指标主要用于确定是否进行多个电池单元之间的主动均衡,另外,参数还可以是工作记录中的各项数据,例如工作时长和工作频次等,上述记录数据主要用于确定是否需要进行电池维护,再者,参数还可以是电池所处环境的各项数据,例如温度和气压等,上述环境数据主要用于确定是否需要对待加热部件进行加热。
[0129]
另外,管理装置用于根据所述控制信号选定所述电池组中的至少一个所述电池单元,将选定的所述至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以对所述电池组进行电量管理;其中,当获取到所述控制信号时,能够对所述电池组进行电量管理。
[0130]
根据上述电池管理设备的管理装置,通过根据所述控制信号选定所述电池组中的至少一个所述电池单元,将选定的所述至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以对所述电池组进行电量管理,不需要设置复杂的谐振充放电电路,电路设计更简洁,对电池单元的选取也更为灵活和可靠。
[0131]
在一些实施例中,根据上述电池管理设备的管理装置还用于:响应于获取到的所述控制信号,对所述参数的数值进行比较,并依据预设的排序方式依次将所述电池组中的至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以经所述均衡电路对电池组中的至少一个所述电池单元与所述电池组中的其他电池单元之间进行电量转移。
[0132]
根据上述电池管理设备的管理装置,在对所有电池单元的一种参数进行采集和排序后,按照由大到小的顺序或由小到达的顺序,依次接入均衡电路,以基于均衡电路的变压原理实现电量转移,有效地提高了电量转移的可靠性和转移效率。
[0133]
具体地,采集参数和电量转移可以是实时进行的,譬如,依次执行完全部电池单元的电量转移后,再次根据参数确定是否需要继续执行下一批 次的电量转移,或任一电池单元接入均衡单元并完成电量转移后,根据参数确定是否需要继续选定下一电池单元以执行电量转移。
[0134]
在一些实施例中,所述管理装置还用于:响应于获取到的所述控制信号,计算所述电池组中的任两个电池单元的参数之间的数值差,并判断所述数值差是否大于或等于预设差值;所述管理装置还用于:在判定所述数值差大于或等于预设差值时,按照所述参数的数值由大到小的顺序依次将所述电池组中的至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以经所述均衡电路对电池组中的至少一个所述电池单元与所述电池组中的其他电池单元之间进行电量转移。
[0135]
根据上述电池管理设备的管理装置,通过计算所述电池组中的任两个电池单元的参数之间的数值差,按照所述排序依次将所述电池组中的至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,此时均衡电量的主要作用是减小电池单元之间的参数差异,因此,在一些实施例中,对参数差异较大的电池单元进行电量转移,以提高电池组的整体放电效率。
[0136]
在一些实施例中,上述电池管理设备还包括:计时装置,用于记录所述电池组的工况温度低于预设工况温度的累积时长和/或持续时长;所述管理装置还用于:在检测到所述累积时长大于或等于第一预设时长,和/或所述持续时长大于或等于第二预设时长时,触发所述主动均衡控制电路对所述电池单元进行主动均衡,至所述工况温度大于或等于预设工况温度为止。
[0137]
根据上述电池管理设备的管理装置,由于无人飞行器在较低的工况温度下飞行较长时间时,多个电池单元之间的不均衡情况更为严重,因此,通过记录所述电池组的工况温度低于预设工况温度的累积时长和/或持续时长,并在检测到所述累积时长大于或等于第一预设时长,和/或所述持续时长大于或等于第二预设时长时,触发所述主动均衡控制电路对所述电池单元进行主动均衡,至所述工况温度大于或等于预设工况温度为止,即通过主动均衡的方式,一方面,解决多个电池单元之间的电量不均衡问题,另一方面,即通过均衡电路在主动均衡过程中生成的热量对待加热布局进行加热,以降低电池耗电速率和硬件结构的脆性。
[0138]
在一些实施例中,上述电池管理设备还包括:计时装置,用于记录所述电池组的当前持续工作时长;所述管理装置还用于:在检测到所述当前持续工作时长大于或等于预设工作时长时,触发所述主动均衡控制电路对所述电池单元进行主动均衡,至所述工况属性信息中的至少一种参数信息的数值满足预设参数范围为止。
[0139]
根据上述电池管理设备的管理装置,由于电池单元之间的固有偏差, 随着工作时长的进行,也即供电时间越久,累积的不均衡情况越为严重,因此,通过记录所述电池组的当前持续工作时长,并在检测到所述当前持续工作时长大于或等于预设工作时长时,触发所述主动均衡控制电路对所述电池组进行主动均衡,能够及时解决电池单元的电量不均衡的问题,且至所述工况属性信息中的至少一种参数信息的数值满足预设参数范围为止,能够有效地提升电池组的整体供电效率。
[0140]
值得特别指出的是,上述采样装置、管理装置和计时装置均为概括的硬件实体名称,而不是软件上的功能化模块,譬如,采样装置可以是温度计、电压计、电流计、电量计等传感器件,管理装置可以是MCU、DSP、CPU、单片机和嵌入式设备等逻辑运算器件,计时装置可以是脉冲计时器和时钟等。
[0141]
如图9所示,本发明的实施例提供了一种计算机可读存储介质1000,其上存储有电池管理程序1002,电池管理程序1002被处理器902执行时实现如上任一实施例限定的电池管理方法的步骤。
[0142]
上述处理器902可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),该处理器902还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0143]
其中,所述存储器904用于存储程序代码。
[0144]
在一些实施例中,所述处理器902用于调用所述电池管理程序1002的代码以执行对电池系统108的管理,处理器902具体执行以下步骤:采集所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元的参数,并根据所述参数生成对应的控制信号;
[0145]
根据所述控制信号选定所述电池组中的至少一个所述电池单元,将选定的所述至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以对所述电池组进行电量管理;
[0146]
其中,当获取到所述控制信号时,能够对所述电池组进行电量管理。
[0147]
上述处理器902还执行以下步骤:
[0148]
响应于获取到的所述控制信号,对所述参数的数值进行比较,并依据预设的排序方式依次将所述电池组中的至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以经所述均衡电路对电池组中的至少一个所述电池单元与所述电池组中的其他电池单元之间进行电量转移。
[0149]
上述处理器902还执行以下步骤:
[0150]
响应于获取到的所述控制信号,计算所述电池组中的任两个电池单元的参数之间的数值差,并判断所述数值差是否大于或等于预设差值;根据所述数值差是否大于或等于预设差值的判断结果,依据所述预设的排序方式进行排序,并按照所述排序依次将所述电池组中的至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,均衡电路对所述电池组中选定的至少一个所述电池单元与所述电池组中未选定的其他电池单元之间进行电量转移。
[0151]
上述处理器902还执行以下步骤:
[0152]
记录所述电池组的工况温度低于预设工况温度的累积时长和/或持续时长;当检测到所述累积时长大于或等于第一预设时长,和/或所述持续时长大于或等于第二预设时长时,触发所述主动均衡控制电路对所述电池单元进行主动均衡,至所述工况温度大于或等于预设工况温度为止。
[0153]
上述处理器902还执行以下步骤:
[0154]
记录所述电池组的当前持续工作时长;当检测到所述当前持续工作时长大于或等于预设工作时长时,触发所述主动均衡控制电路对所述电池组进行主动均衡,至所述工况属性信息中的至少一种参数信息的数值满足预设参数范围为止。
[0155]
本发明的实施例提供了一种智能电池,包括:电池外壳,设有容纳腔;至少一个电池单元,收容在所述容纳腔内;控制组件,安装在所述容纳腔内;以及根据上述任一项技术方案限定的主动均衡控制电路,所述主动均衡控制电路设于所述电池单元的附近,被配置为管理所述电池单元,并能够为所述电池单元加热。
[0156]
另外,本发明的实施例还提供了一种可移动物体,其特征在于,包括:一个或多个动力装置,其被配置为实现所述可移动物体的移动;至少一个电池组,其包括多个电池单元,被配置为向所述可移动物体的至少一部分供电;以及根据上述任一项技术方案限定的电池管理设备,所述设备被配置为管理所述电池组。
[0157]
其中,所述可移动物体为飞行器或飞行图像采集设备或电动交通工具。
[0158]
进一步地,可以理解的是,流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0159]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可 以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序,然后将其存储在计算机存储器中。
[0160]
应当理解,本发明实施例的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0161]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0162]
此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0163]
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
[0164]
以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求书

[权利要求 1]
一种主动均衡控制电路,用于对多个电池单元进行电量管理,其特征在于,所述主动均衡控制电路包括: 控制电路,用于采集多个所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元的参数,并根据所述参数生成对应的控制信号; 均衡电路,用于根据所述控制信号选定所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元,以对所述电池单元进行电量管理; 所述控制电路能够通过所述控制信号控制所述均衡电路与所述电池单元的电连接;所述控制电路能够与所述均衡电路以及所述电池单元形成一电量转移回路,并能够控制所述电量转移回路的导通或断开; 所述均衡电路用于设于待加热部件的附近,能够将自身产生的热量对所述待加热部件进行加热;当所述控制电路生成所述控制信号,所述均衡电路获取到所述控制信号时,所述均衡电路能够与所述电池单元电连接,所述均衡电路能够对所述电池单元进行电量管理,同时能够对所述待加热部件进行加热; 其中,所述均衡电路具有第一端,能够电连接于所述电池单元中选定的所述电池单元;所述均衡电路还具有第二端,能够电连接于所述多个电池单元中未选定的所述电池单元。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的主动均衡控制电路,其特征在于,至少部分所述均衡电路设置于导热介质上,并能够设于所述待加热部件的附近,其中,所述导热介质包括以下至少一种:PCB板、硅脂、垫片、导热胶。
[权利要求 3]
根据权利要求2所述的主动均衡控制电路,其特征在于,所述PCB板为硬质电路板或柔性电路板。
[权利要求 4]
根据权利要求1所述的主动均衡控制电路,其特征在于,所述均衡电路包括: 处理电路,用于获取控制信号,并根据所述控制信号执行所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元与所述电池单元中的其他电池单元之间的电量转移,同时能够对所述待加热部件进行加热;以及 当所述均衡电路获取到所述控制信号时,所述电池单元中选定的至少一个所述电池单元、所述均衡电路和所述多个电池单元中未选定的其他电池单元之间形成串联的电量转移回路。
[权利要求 5]
根据权利要求4所述的主动均衡控制电路,其特征在于,所述处理电路至少包括以下一种:电感、电容、变压器。
[权利要求 6]
根据权利要求4所述的主动均衡控制电路,其特征在于, 所述处理电路设置至少两个能够相互感应的线圈,用于对电连接于所述电池单元中选定的至少一个所述电池单元进行电量管理,同时能够对所述待加热部件进行加热。
[权利要求 7]
根据权利要求6所述的主动均衡控制电路,其特征在于, 所述线圈包括第一线圈以及第二线圈,所述第一线圈能够电连接于所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元,所述第二线圈电连接于所述第二端,能够电连接至所述电池单元中的其他电池单元; 其中,所述第一线圈以及所述第二线圈能够设置于PCB板的同一平面或不同平面。
[权利要求 8]
根据权利要求6所述的主动均衡控制电路,其特征在于, 至少部分所述线圈能够设置于所述待加热部件的附近,当所述处理电路执行所述电量转移时,所述线圈生成的热量能够传递至所述待加热部件,能够对所述待加热部件进行加热, 或者,至少部分所述线圈能够与一导热层贴合,经由所述导热层设置于所述待加热部件附近,当所述处理电路执行所述电量转移时,所述线圈生成的热量能够经由所述导热层传递至所述待加热部件,能够对所述待加热部件进行加热,其中,所述导热层与所述待加热部件之间的距离被配置为预设距离。
[权利要求 9]
根据权利要求1所述的主动均衡控制电路,其特征在于, 所述待加热部件包括如下至少一种:图像采集设备、处理器、电机、电池单元、传感器。
[权利要求 10]
根据权利要求2所述的主动均衡控制电路,其特征在于,所述均衡电路包括: 开关选通电路,用于获取所述控制信号,根据所述控制信号选定所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元,并导通或断开所述电池单元中选定的至少一个所述电池单元与所述处理电路的电连接。
[权利要求 11]
根据权利要求10所述的主动均衡控制电路,其特征在于, 所述开关选通电路的一端电连接于所述第一端,所述开关选通电路的另一端电连接于所述处理电路。
[权利要求 12]
根据权利要求10所述的主动均衡控制电路,其特征在于,所述开关选通电路包括: 开关控制电路,用于获取所述控制信号,并根据所述控制信号导通或截止所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元与所述处理电路之间的电连接; 其中,所述开关控制电路中设有开关元件,当获取到所述控制信号为导通信号时,所述开关元件控制所述开关控制电路形成所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元与所述均衡电路之间的电连接电路,当所述开关元件获取到所述控制信号为截止信号时,控制所述开关控制电路断开,以切断所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元与所述均衡电路之间的电连接。
[权利要求 13]
根据权利要求1所述的主动均衡控制电路,其特征在于, 所述控制电路能够电连接于所述均衡电路以及所述电池单元,当所述均衡电路选定所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元时,所述均衡电路能够与所述电池单元中选定的至少一个所述电池单元、所述多个电池单元中未选定的电池单元形成导通的电量转移回路,对所述电池单元进行电量管理。
[权利要求 14]
根据权利要求1所述的主动均衡控制电路,其特征在于,还包括: 充放电控制电路,用于获取所述控制信号,并根据所述控制信号导通或截止所述均衡电路与所述电池单元之间的电量转移回路; 其中,所述充放电控制电路的一端电连接于所述第二端,所述充放电控制电路的另一端电连接于所述电池单元,所述充放电控制电路还能够电连接于所述控制电路,以获取所述控制信号。
[权利要求 15]
根据权利要求14所述的主动均衡控制电路,其特征在于, 所述充放电控制电路中设有开关元件,用于获取所述控制信号,并根据所述控制信号控制所述充放电控制电路导通或截止所述电量转移, 当所述开关元件获取到所述控制信号为导通信号时,所述充放电控制电路导通所述电量转移回路,所述开关元件在获取到所述控制信号为截止信号时,所述充放电控制电路截止所述电量转移回路。
[权利要求 16]
根据权利要求14所述的主动均衡控制电路,其特征在于,所述充放电控制电路包括: 单向导通的充电控制电路和单向导通的放电控制电路,均用于获取所述控制信号, 其中,所述充电控制电路和所述放电控制电路中均设有所述开关元件,所述充电控制电路中的开关元件导通时,依次沿所述多个电池单元中未选定的其他电池单元、所述充电控制电路、所述均衡电路和所述电池单元中选定的至少一个所述电池单元的单向流经顺序进行电量转移,以及 所述放电控制电路中的开关元件导通时,依次沿所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元、所述放电控制电路、所述均衡电路、所述开关选通电路和所述电池单元中的其他电池单元的单向流经顺序进行电量转移。
[权利要求 17]
根据权利要求14所述的主动均衡控制电路,其特征在于,所述充放电控制电路包括: 至少一组对接的开关元件,所述对接的开关元件能够获取所述控制信号,并根据所述控制信号同时导通时,所述充放电控制电路导通所述处理电路与所述电池单元之间的电量转移电路,任一所述开关元件不能导通时,所述充放电控制电路截止所述处理电路与所述电池单元之间的电量转移电路。
[权利要求 18]
根据权利要求15至17中任一项所述的主动均衡控制电路,其特征在于, 所述开关元件包括如下至少一种:继电器、晶闸管、MOS管。
[权利要求 19]
根据权利要求1所述的主动均衡控制电路,其特征在于,还包括: 插接件电路,用于对外设的电子设备和所述电池单元进行电量转移, 其中,所述插接件电路能够电连接于所述均衡电路与所述外设的电子设备之间。
[权利要求 20]
根据权利要求19所述的主动均衡控制电路,其特征在于, 所述插接件电路包括并行的高压总线和低压总线,所述均衡电路包括一高压信号端口以及一低压信号端口, 所述高压信号端口电连接至所述高压总线,所述低压信号端口电连接至所述低压总线, 其中,所述均衡电路根据所述控制信号输出电量时,经所述高压总线和所述低压总线将电量转移至所述外设的电子设备,所述外设的电子设备输出的电量经所述高压总线和所述低压总线转移至所述均衡电路,并经所述均衡电路转移至所述电池组。
[权利要求 21]
根据权利要求1至20中任一项所述的主动均衡控制电路,其特征在于, 所述电量管理包括如下至少一种:电量主动均衡、充电、放电。
[权利要求 22]
根据权利要求1至20中任一项所述的主动均衡控制电路,其特征在于, 所述电池单元的参数包括如下至少一种:剩余电量、电压、温度、用电时长。
[权利要求 23]
一种电池管理方法,适用于如权利要求1至22中任一项所述的主动均衡控制电路,用于对多个电池单元进行电量管理,其特征在于,所述电池管理方法包括: 采集所述多个电池单元中的至少一个所述电池单元的参数,并根据所述参数生成对应的控制信号; 根据所述控制信号选定所述电池组中的至少一个所述电池单元,将选定的所述至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以对所述电池组进行电量管理;其中,当获取到所述控制信号时,能够对所述电池组进行电量管理;以及 获取所述待加热部件的温度; 根据所述待加热部件的温度调整所述均衡电路的电流。
[权利要求 24]
根据权利要求23所述的电池管理方法,其特征在于,根据所述控制信号选定所述电池组中的至少一个所述电池单元,将选定的所述至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以对所述电池组进行电量管理,具体包括以下步骤: 响应于获取到的所述控制信号,对所述参数的数值进行比较,并依据预设的排序方式依次将所述电池组中的至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以经所述均衡电路对电池组中的至少一个所述电池单元与所述电池组中的其他电池单元之间进行电量转移。
[权利要求 25]
根据权利要求23所述的电池管理方法,其特征在于,根据所述控制信号选定所述电池组中的至少一个所述电池单元,将选定的所述至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以对所述电池组进行电量管理,具体包括以下步骤: 响应于获取到的所述控制信号,计算所述电池组中的任两个电池单元的参数之间的数值差,并判断所述数值差是否大于或等于预设差值; 根据所述数值差是否大于或等于预设差值的判断结果,依据所述预设的排序方式进行排序,并按照所述排序依次将所述电池组中的至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,均衡电路对所述电池组中选定的至少一个所述电池单元与所述电池组中未选定的其他电池单元之间进行电量转移。
[权利要求 26]
根据权利要求23所述的电池管理方法,其特征在于,根据所述控制信号选定所述电池组中的至少一个所述电池单元,将所述电池单元中选定的至少一个所述电池单元接入所述主动均衡控制电路的均衡电路,以对所述电池组进行电量管理,具体包括以下步骤: 记录所述电池组的工况温度低于预设工况温度的累积时长和/或持续时长; 当检测到所述累积时长大于或等于第一预设时长,和/或所述持续时长大于或等于第二预设时长时,触发所述主动均衡控制电路对所述电池单元进行主动均衡,至所述工况温度大于或等于预设工况温度为止。
[权利要求 27]
根据权利要求23所述的电池管理方法,其特征在于,根据所述控制信号选定所述电池组中的至少一个所述电池单元,将选定的所述至少 一个所述电池单元接入所述主动均衡控制电路的均衡电路,以对所述电池组进行电量管理,具体包括以下步骤: 记录所述电池组的当前持续工作时长; 当检测到所述当前持续工作时长大于或等于预设工作时长时,触发所述主动均衡控制电路对所述电池组进行主动均衡,至所述工况属性信息中的至少一种参数信息的数值满足预设参数范围为止。
[权利要求 28]
根据权利要求23所述的电池管理方法,其特征在于,根据所述待加热部件的工况温度,调整所述均衡电路的电流,包括: 当所述待加热部件的工况温度满足预设温度时,无需调整所述均衡电路的电流;和/或, 当所述待加热部件的工况温度高于预设温度时,调整所述均衡电路的电流满足第一电流阈值;和/或, 当所述待加热部件的工况温度低于预设温度时,调整所述均衡电路的电流满足第二电流阈值。
[权利要求 29]
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被执行时,实现如权利要求23至28中任一项所述的电池管理方法的步骤。
[权利要求 30]
一种电池管理设备,适用于如权利要求1至22中任一项所述的主动均衡控制电路,其特征在于,所述电池管理设备包括: 采样装置,用于采集所述电池组中的至少一个所述电池单元的参数,并根据所述参数生成对应的控制信号; 管理装置,用于根据所述控制信号选定所述电池组中的至少一个所述电池单元,将选定的所述至少一个所述电池单元接入所述主动均衡控制电路的均衡电路,以对所述电池组进行电量管理, 其中,当获取到所述控制信号时,能够对所述电池组进行电量管理。
[权利要求 31]
根据权利要求30所述的电池管理设备,其特征在于, 所述管理装置还用于:响应于获取到的所述控制信号,按照所述参数的数值由大到小的顺序依次将所述电池组中的至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以经所述均衡电路对电池组中的至少一个所述电池单元与所述电池组中的其他电池单元之间进行电量转移。
[权利要求 32]
根据权利要求30所述的电池管理设备,其特征在于, 所述管理装置还用于:响应于获取到的所述控制信号,计算所述电池组中的任两个电池单元的参数之间的数值差,并判断所述数值差是否大于或等于预设差值; 所述管理装置还用于:在判定所述数值差大于或等于预设差值时,按 照所述参数的数值由大到小的顺序依次将所述电池组中的至少一个所述电池单元接入所述均衡电路,以经所述均衡电路对电池组中的至少一个所述电池单元与所述电池组中的其他电池单元之间进行电量转移。
[权利要求 33]
根据权利要求30所述的电池管理设备,其特征在于,还包括: 计时装置,用于记录所述电池组的工况温度低于预设工况温度的累积时长和/或持续时长; 所述管理装置还用于:在检测到所述累积时长大于或等于第一预设时长,和/或所述持续时长大于或等于第二预设时长时,触发所述主动均衡控制电路对所述电池单元进行主动均衡,至所述工况温度大于或等于预设工况温度为止。
[权利要求 34]
根据权利要求30至33中任一项所述的电池管理设备,其特征在于,还包括: 计时装置,用于记录所述电池组的当前持续工作时长; 所述管理装置还用于:在检测到所述当前持续工作时长大于或等于预设工作时长时,触发所述主动均衡控制电路对所述电池单元进行主动均衡,至所述工况属性信息中的至少一种参数信息的数值满足预设参数范围为止。
[权利要求 35]
一种智能电池,其特征在于,包括: 电池外壳,设有容纳腔; 至少一个电池单元,收容在所述容纳腔内; 控制组件,安装在所述容纳腔内;以及 根据权利要求1至22中任一项所述的主动均衡控制电路,所述主动均衡控制电路设于所述电池单元的附近,被配置为管理所述电池单元,并能够为所述电池单元加热。
[权利要求 36]
一种可移动物体,其特征在于,包括: 一个或多个动力装置,其被配置为实现所述可移动物体的移动;以及 根据权利要求30至34中任一项所述的电池管理设备,所述设备被配置为管理所述电池组。
[权利要求 37]
根据权利要求36所述的可移动物体,其特征在于, 所述可移动物体为飞行器或飞行图像采集设备或电动交通工具。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3]  
[ 图 4]  
[ 图 5]  
[ 图 6]  
[ 图 7]  
[ 图 8]  
[ 图 9]