一种电动车多电池控制方法及系统

技术领域

本发明属于电动交通工具领域，尤其涉及一种电动车多电池控制方法及系统。

背景技术

现有的电动车、电动摩托车等电动交通工具，有许多都存在多个电池。但是如果毫无规律的对多个电池进行充电或使用，势必会造成充电浪费，以及低效使用，最终带来的影响很可能是续航能力差，电池寿命短，充电次数频繁，无法充分利用多个电池。因此，如何控制和调度多个电池的充电与工作，使其能够充分发挥放电能力，延长续航能力，延长电池寿命，在不同的环境下如何选择使用不同的电池，是有待解决的技术问题。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的电动交通工具中多个电池不好控制和调度的问题，本发明提供一种电动车多电池控制方法及系统。

技术方案：一种电动车多电池控制方法，包括以下步骤：

步骤一、检测是否插入充电器，若有充电器插入，执行步骤二；若无充电器插入，检测控制开关是否闭合，若控制开关闭合，执行步骤三，若控制开关断开，重复执行本步骤检测是否插入充电器；

步骤二、检测至少两个通道是否都有电池，若两个通道都有电池，判断两个通道电池的SOC，打开SOC较小的通道的开关管，SOC较小的电池放电；若不是两个通道都有电池，则打开有电池的通道的开关管，该通道上的电池放电；

步骤三、检测至少两个通道是否都有电池，若两个通道都有电池，第一通道上的电池优先放电，若第一通道电池的SOC小于预设值，则使用第二通道上的电池放电，不使用第一通道电池；若不是两个通道都有电池，则打开有电池的通道的开关管，该通道上的电池放电。

进一步地，步骤一中检测是否插入充电器的方法包括：

步骤a1、定义充电器状态标志，所述状态标志包括拔出标志位、插入标志位、插入脉冲标志位、拔出脉冲标志位；

步骤a2、充电器插入信号输入控制单元的第一检测引脚，若检测到低电平，清除充电器拔出标志，判断低电平延时时长，若低电平延时时间为固定延时时长，则插入脉冲标志位置位，若低电平延时时间大于固定延时时长，则插入标志位置位，若低电平延时时间小于固定延时时长，重复执行步骤a2；

若检测到高电平，清除充电器插入标志，判断高电平延时时长，若高电平延时时间为固定延时时长，则拔出脉冲标志位置位，若高电平延时时间大于固定延时时长，则拔出标志位置位，若高电平延时时间小于固定延时时长，重复执行步骤a2。

进一步地，步骤二和步骤三中检测通道是否有电池的方法包括：

步骤b1、定义电池状态标志，所述状态标志包括拔出标志位、插入标志位、异常标志位；

步骤b2、检测该通道是否有通讯，若有则清除电池拔出标志位，判断通讯信号是否达到固定时长，若达到该通道电池插入标志位置位，若未达到则重复步骤b2；若无通讯，则清除电池插入标志位，判断无通讯信号是否达到固定时长，若达到则执行步骤b3，若未达到则重复步骤b2；

步骤b3、检测该通道是否有电压，若有电压，则电池异常标志位置位，且该通道电池插入标志位置位，且清除该通道电池拔出标志位；若没有检测到电压，则拔出标志位置位。

进一步地，步骤一中，还包括控制单元是否输出LOCK信号，具体为：当电动车钥匙开关闭合或者插入了充电器时，使能LOCK信号输出；否则LOCK信号不输出。

进一步地，步骤一中，检测控制开关是否闭合的方法包括：

步骤c1、定义开关闭合状态标志，所述状态标志包括开关断路标志位、开关闭合标志位；

步骤c2、检测开关所在回路是否通路，若检测到通路，清除开关断路标志位，判断通路保持时间是否达到固定时长，若达到固定时长，则开关闭合标志位置位，若未达到固定时长，则重复执行步骤c2；

若未检测到通路，清除开关闭合标志位，判断断路保持时间是否达到固定时长，若达到固定时长，则开关断路标志位置位，若未达到固定时长，则重复执行步骤c2。

进一步地，还包括将电池信息发送至整车系统的控制器。

进一步地，在步骤二、步骤三期间，电池电压通过ADC采样模块采样，ADC采样模块还对各通道的开关管温度进行采样，具体采样方法包括：

设定唤醒周期和定时周期；

检测工作状态是休眠状态还是唤醒状态，若在休眠状态下，等待唤醒周期达到进入唤醒状态，进入唤醒状态后直接开启ADC采样，换算实际物理值；

若在唤醒状态下，判断是否达到定时周期，若未达到则返回检测工作状态；若达到定时周期，再判断是否刚刚被唤醒，若是，则需要等待所有ADC都更新一次再采样；若不是，则进行采样计算，换算实际物理值。

进一步地，在换算实际物理值时，如需要快速计算，则不使用滤波值计算物理值；若无需快速计算，则使用滤波值计算物理值。

进一步地，采样出电池电压及开关管温度后，还将电池电压及开关管温度发送至整车系统的控制器。

一种上述电动车多电池控制方法所使用的电动车多电池控制系统，包括控制单元及与控制单元连接的充电器插入检测模块、电池插入检测模块、控制开关检测模块、ADC采样模块、开关管控制模块及信息整合通讯模块，所述信息整合通讯模块用于将至少两个通道上的电池信息及开关管的温度信息进行整合，再通过单线通讯传输至整车系统的控制器或充电器。

本发明提供一种电动车多电池控制方法及系统，相比较现有技术，存在以下有益效果：

可以根据充电器插入、电池插入及控制开关的情况，切换使用不同的电池放电使整个供电系统达到最佳的工作状态，从而延长续航能力，延长电池寿命，充分发挥电池的放电能力，减少充电次数；对收集到的电池信息及开关管温度信息进行数据整合并上报，实时反应多电池的工作状态，及时发现异常，及时调整，对各种特殊异常情况便于及时采取措施进行保护。

附图说明

图1为多电池控制方法的流程图；

图2为充电器插入检测部分的流程图；

图3为电池插入检测部分的流程图；

图4为开关检测和LOCK信号控制部分的流程图；

图5为ADC采样部分的流程图；

图6为信息整合通讯模块整合信息的流程图；

图7为电动车多电池控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。

一种电动车多电池控制系统，如图7，包括控制单元及与控制单元连接的充电器插入检测模块、电池插入检测模块、控制开关检测模块、ADC采样模块、开关管控制模块及信息整合通讯模块。充电器插入检测模块用于检测是否有充电器插入，电池插入检测模块用于检测各通道中是否有电池在线，控制开关检测模块用于检测该多电池控制系统是否打开钥匙开关，ADC采样模块用于对电池输出电压及MOS管温度进行采样。如图6所示，所述信息整合通讯模块用于将至少两个通道上的电池信息及MOS管温度信息进行整合，再通过单线通讯传输至整车系统的控制器或充电器。控制单元采用Silicon Labs的EFM32HG210F64系列MCU，主要应用于电动摩托车的动力电池。

该控制系统用于根据充电器插入状态、电池插入状态，选择最优的放电方式，同时不停通过ADC采样模块采集电池电压及MOS管温度信息，并将检测到的电池信息以及温度信息一起整合并发送至整车系统的控制器，其电池信息主要包含电池状态，电压情况等，使用户能够随时关注到电池状态及MOS管温度变化。

另一方面，通道电池将自身采集的数据不断单向发送给控制单元，不需要接收主控系统的轮询命令，并具备完整的保护功能(欠压保护功能，过压保护功能，放电过流保护功能，充电过流保护功能，过温保护功能，低温保护功能以及内部元器件失效保护功能)。

控制单元通过电压及通讯检测在线电池，收集模块发送过来数据，对比与分析后，控制对应的电池进行动力输出或充电。

该系统可应用于至少两个电池的电动车，还可以有多个电池，控制思想一致。下面，本实施例以两个电池的电动车为例，对其电池进行合理控制。

一种电动车多电池控制方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤一、检测是否插入充电器，若有充电器插入，执行步骤二；若无充电器插入，检测控制开关是否闭合，若控制开关闭合，执行步骤三，若控制开关断开，重复执行本步骤检测是否插入充电器；

其中，如图2，检测是否插入充电器的方法包括：

步骤a1、定义充电器状态标志，所述状态标志包括拔出标志位、插入标志位、插入脉冲标志位、拔出脉冲标志位；

步骤a2、充电器插入信号输入控制单元的第一检测引脚，若检测到低电平，清除充电器拔出标志，判断低电平延时时长，若低电平延时时间为固定延时时长，如100ms，则插入脉冲标志位置位，若低电平延时时间大于固定延时时长，则插入标志位置位，若低电平延时时间小于固定延时时长，重复执行步骤a2；

若检测到高电平，清除充电器插入标志，判断高电平延时时长，若高电平延时时间为固定延时时长，则拔出脉冲标志位置位，若高电平延时时间大于固定延时时长，则拔出标志位置位，若高电平延时时间小于固定延时时长，重复执行步骤a2。

其中，如图4，检测控制开关是否闭合的方法包括：

步骤c1、定义开关闭合状态标志，所述状态标志包括开关断路标志位、开关闭合标志位；

步骤c2、检测开关所在回路是否通路，若检测到通路，清除开关断路标志位，判断通路保持时间是否达到固定时长100ms，若达到固定时长，则开关闭合标志位置位，若未达到固定时长，则重复执行步骤c2；

若未检测到通路，清除开关闭合标志位，判断断路保持时间是否达到固定时长，若达到固定时长，则开关断路标志位置位，若未达到固定时长，则重复执行步骤c2。

该步骤还包括控制单元是否输出LOCK信号，LOCK信号输出给电池,用于激活电池。具体为：当电动车钥匙开关闭合或者插入了充电器时，使能LOCK信号输出；否则LOCK信号不输出。

步骤二、检测两个通道是否都有电池，若两个通道都有电池，判断两个通道电池的SOC，打开SOC较小的通道的开关管，SOC较小的电池放电；若不是两个通道都有电池，则打开有电池的通道的开关管，该通道上的电池放电；

步骤三、检测两个通道是否都有电池，若两个通道都有电池，第一通道上的电池优先放电，若第一通道电池的SOC小于预设值，如20％，则使用第二通道上的电池放电，不使用第一通道电池；若不是两个通道都有电池，则打开有电池的通道的开关管，该通道上的电池放电。且每次只会打开一条通道，不能同时打开两条通道，即每次仅有一个电池放电。

所述开关管指的是MOS管，通过控制MOS管开关来控制电池放电与否，需要哪个电池放电，对应打开驱动该电池的MOS管即可。

其中，如图3，步骤二和步骤三中检测通道是否有电池在线的方法包括：

步骤b1、定义电池状态标志，所述状态标志包括拔出标志位、插入标志位、异常标志位；

步骤b2、检测该通道是否有通讯，若有则清除电池拔出标志位，判断通讯信号是否达到固定时长，如10ms，若达到该通道电池插入标志位置位，若未达到则重复步骤b2；若无通讯，则清除电池插入标志位，判断无通讯信号是否达到固定时长，若达到则执行步骤b3，若未达到则重复步骤b2；

步骤b3、检测该通道是否有电压，若有电压，则电池异常标志位置位，且该通道电池插入标志位置位，且清除该通道电池拔出标志位；若没有检测到电压，则拔出标志位置位。

在步骤二和步骤三期间，通过ADC采样模块对电池输出电压进行采样，还同时检测MOS管的温度，所述温度采样也由ADC采样模块控制，如图5，具体采样方法包括：

设定唤醒周期和定时周期，如本实施例唤醒周期为1s，定时周期为10ms；

检测工作状态是休眠状态还是唤醒状态，若在休眠状态下，等待唤醒周期达到进入唤醒状态，进入唤醒状态后直接开启ADC采样，换算实际物理值，物理值包括电池输出电压及MOS管温度；

若在唤醒状态下，判断是否达到定时周期，若未达到则返回检测工作状态；若达到定时周期，再判断是否刚刚被唤醒，若是，则需要等待所有ADC都更新一次再采样；若不是，则进行采样计算，换算实际物理值，如需要快速计算，则不使用滤波值计算物理值；若无需快速计算，则使用滤波值计算物理值。

两个通道的电池分别通过单线与多电池控制系统的控制单元进行通信，采样出电池电压及温度信息后，控制单元把两个通道的电池信息及温度信息进行整合，通过单线通讯发送至整车系统的控制器或充电器。其次，与充电器或控制器通讯的单线，还可以配置成串口通信，用于多电池控制系统的控制单元自身程序升级与配置。