基于个性化配置的动力电池管理系统

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，具体地涉及一种基于个性化配置的动力电池管理系统。

背景技术

随着近年新能源技术的不断发展以及相关产业的不断完善，电池技术被不断应用到更多领域，动力电池也越来越多的应用至工程设备领域，随之而来的，是人们对动力电池相关用户体验的要求也在不断提高。

在非工程设备领域，动力电池被广泛应用于汽车等领域，由于其巨大的可复制性，因此动力电池在上述领域的标准化发展越来越成熟，具体为，对同一车型或相同配置的车型，设计一套动力电池的电池配置以及控制方案即可满足大量的需求。然而技术人员在将上述方案应用至工程设备领域的过程中，发现了至少存在的如下技术问题：

一方面，工程设备领域往往需求量不大，一家企业可能只需要少数几台工程设备即可满足其普遍的使用需求；另一方面，不同企业对于工程设备的动力需求参数各不相同，甚至可能存在巨大差异，因此在现有技术中，往往为每个企业提供定制化的动力电池管理系统以满足其个性化需求，由此导致电池管理系统的供应企业成本较高，且无法规模化、系统化地输出对应产品，制约了企业的发展。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供一种基于个性化配置的动力电池管理系统，通过对现有的动力电池管理系统进行改进，采用个性化配置架构实现对用户任意个性化需求的匹配，从而降低了电池厂家的生产制造成本，增大了电池管理系统的应用场景范围，提高了用户体验。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于个性化配置的动力电池管理系统，所述动力电池管理系统包括：动力电池配置端，设置多组动力电池连接接口，每组动力电池连接接口与对应的动力电池单元连接；动力总线，所述动力电池单元通过对应组的动力电池连接接口与所述动力总线连接；充电配置端，设置至少一组充电连接接口，充电装置通过对应组的充电连接接口与所述动力总线连接；供电配置端，设置至少一组供电连接接口，工程设备的设备输入接口通过对应组的供电连接接口与所述动力总线连接，所述工程设备包括至少一组设备输入接口；主控单元，分别与所述动力电池单元和所述充电装置通信连接，用于根据通信信息控制所述动力电池连接接口、所述充电连接接口、以及所述供电连接接口的通断操作；其中，所述动力电池连接接口的第一接通组数、所述充电连接接口的第二接通组数、所述供电连接接口的第三接通组数基于用户的个性化配置参数确定。

优选地，所述动力电池单元的数量基于所述个性化配置参数确定，所述动力电池单元之间的连接方式基于所述第一接通组数确定，所述动力电池单元与所述动力总线的连接方式基于所述个性化配置参数确定。

优选地，所述动力电池管理系统还包括电压调整电路，所述电压调整电路包括第一形态电路和第二形态电路，所述第一形态电路和所述第二形态电路的输入/输出电压不同，所述动力总线通过所述电压调整电路与所述动力电池单元连接；所述主控单元还用于：根据所述动力电池单元的当前控制状态，执行针对所述电压调整电路的电路切换操作。

优选地，所述第一形态电路为充电电路，所述第二形态电路为与所述充电电路相互独立的放电电路，所述主控单元用于：在当前控制状态为充电控制时，控制所述充电电路处于导通状态；在当前控制状态为放电控制时，控制所述放电电路处于导通状态；或所述电压调整电路包括配置于所述动力电池单元的电流回路的多个第一开关控制装置，所述主控单元用于：根据所述动力电池单元的当前控制状态，控制所述第一开关控制装置执行对应的开关动作，以将所述电压调整电路切换为与当前控制状态对应的充电电路或放电电路。

优选地，所述动力总线为条状总线，所述条状总线包括依次布设于其一边的动力接口以及布设于其另一边的用户接口；或所述动力总线为板状总线，所述板状总线包括依次布设于其周围的动力接口，所述用户接口设置于所述板状总线上未布设动力接口的一边或所述板状总线的中心；或所述动力总线为三维总线，所述三维总线包括多个面，所述动力接口布设于至少一个面上，所述用户接口布设于所述多个面中未布设动力接口的面上。

优选地，所述动力电池单元为多个电性参数统一的动力电池单元；或所述动力电池单元包括至少一个具有第一电性参数的第一动力电池单元和至少一个具有第二电性参数的第二动力电池单元。

优选地，所述充电连接接口包括充电正极接口、正极充电电路、充电负极接口和负极充电电路，所述充电正极接口通过所述正极充电电路与所述动力总线的正极输出接口连接，所述充电负极接口通过所述负极充电电路与所述动力总线的负极输出接口连接，所述正极充电电路配置第二开关控制装置，所述负极充电电路配置第三开关控制装置。

优选地，当所述第二接通组数大于1时：所述充电连接接口分别与多个具有相同充电参数的充电装置连接；或所述充电连接接口与至少一个具有第一充电参数的充电装置连接，以及与至少一个具有第二充电参数的充电装置连接。

优选地，所述第三接通组数等于所述设备输入接口的组数；或所述第三接通组数大于所述设备输入接口的组数。

优选地，在所述第三接通组数大于1时，所述供电连接接口为多个具有相同供电参数的供电连接接口；或所述供电连接接口包括至少一个具有第一供电参数的第一供电连接接口，以及至少一个具有第二供电参数的第二供电连接接口。

优选地，所述动力电池管理系统还包括电池自启电路，所述电池自启电路与动力总线连接，用于提供与所述主控单元对应的电压以启动所述主控单元。

优选地，所述电池自启电路包括第一电压转换模块以及自启触发端口，所述自启触发端口与所述第一电压转换模块和所述主控单元连接，所述第一电压转换模块与所述动力总线的输出接口连接；或所述电池自启电路包括外部启动终端和自启触发端口，所述自启触发端口与所述主控单元和外部启动终端连接，所述外部启动终端提供与所述主控单元对应的启动电压。

通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：

通过对现有的动力电池管理系统进行改进，采用基于动力总线的配置架构，根据客户的个性化需求配置对应的动力电池单元、充电装置以及供电端口，从而能够实现一个硬件框架满足各种客户的各种需求，能够适配不同电压和不同功率的应用场景，降低了其研发、生产、制造成本，提高了竞争力，同时满足了客户的个性化需求，提高了用户体验。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明实施例提供的基于个性化配置的动力电池管理系统的结构示意图；

图2是本发明第二实施例提供的基于个性化配置的动力电池管理系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的电压调整电路的示意图；

图4是本发明实施例提供的板状总线的示意图；

图5是本发明实施例提供的三维总线的示意图；

图6是本发明实施例提供的配置不同动力电池单元的示意图；

图7a是本发明实施例提供的在充电连接接口配置开关控制装置的示意图；

图7b是本发明实施例提供的将配置的多个充电连接接口并联的示意图；

图8是本发明实施例提供的为充电电路和供电电路配置互锁电路的示意图；

图9是本发明实施例提供的配置不同参数的供电连接接口的示意图；

图10a是本发明第一实施例提供的电池自启电路的示意图；

图10b是本发明第二实施例提供的电池自启电路的示意图。

附图标记说明

10 动力电池单元11 第一动力电池单元

12 第二动力电池单元100 动力电池配置端

101 动力电池连接接口 200 动力总线

201 动力接口 202 用户接口

30 充电装置

300 充电配置端 301 充电连接接口

3011 充电正极接口3012 充电负极接口

3013 正极充电电路3014 负极充电电路

40 工程设备41 设备输入接口

400 供电配置端 401 供电连接接口

4013 正极供电电路4014 负极供电电路

411 第一供电连接接口 421 第二供电连接接口

422 第二电压转换模块 50 第二开关控制装置

500 主控单元 60 第三开关控制装置

620 自启触发端口 630 第一电压转换模块

640 外部启动终端

81 第六开关控制装置82 第七开关控制装置

83 互锁电路810 第一形态电路

820 第二形态电路

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

本发明实施例中的术语“系统”和“网络”可被互换使用。“多个”是指两个或两个以上，鉴于此，本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

下面首先介绍本发明的背景技术。

由于新能源技术的不断发展，在传统的蓄电池应用的基础上，人们将电池技术应用到越来越多的技术领域，例如新能源汽车。由于汽车具有配置一致性强，输入输出标准性强，充电规范性强等优点，因此利于动力电池的标准化和规模化应用。然而在将动力电池应用至工业设备领域时，技术人员发现至少存在如下技术问题：

一方面，工业设备应用于不同的工业场景，而不同的工业场景其所需要使用的动力参数是各不相同的，且在不同工业场景其动力参数的差别较为巨大，因此无法使用同一配置的动力电池系统来应用至不同的工业场景；另一方面，每个工业场景所使用的工业设备数量相比于新能源汽车领域要少很多，即使在企业规模较大的工业场景，其工业设备的使用数量可能也仅有几十台，因此现有的动力电池管理系统无法简单的应用至所有工业场景，即电池企业无法进行规模化生产，而是需要针对不同的工业企业为其定制对应的动力电池管理系统，由此大大提高了电池企业的生产、制造成本。

请参见图1，本发明实施例提供一种基于个性化配置的动力电池管理系统，所述动力电池管理系统包括：动力电池配置端100，设置多组动力电池连接接口101，每组动力电池连接接口101与对应的动力电池单元10连接；动力总线200，所述动力电池单元10通过对应组的动力电池连接接口101与所述动力总线200连接；充电配置端300，设置至少一组充电连接接口301，充电装置30通过对应组的充电连接接口301与所述动力总线200连接；供电配置端400，设置至少一组供电连接接口401，工程设备40的设备输入接口41通过对应组的供电连接接口401与所述动力总线200连接，所述工程设备40包括至少一组设备输入接口41；主控单元500，分别与所述动力电池单元10和所述充电装置30通信连接，用于根据通信信息控制所述动力电池连接接口101、所述充电连接接口301、以及所述供电连接接口401的通断操作；其中，所述动力电池连接接口101的第一接通组数、所述充电连接接口301的第二接通组数、所述供电连接接口401的第三接通组数基于用户的个性化配置参数确定。

在一种可能的实施方式中，某工业企业（即用户）需要为其工程设备40配置对应的动力电池管理系统，首先确定其个性化配置参数，用户的个性化配置参数包括但不限于：需求输出电压、需求输出电流、需求输出功率、可配置充电电压、可配置充电电流、可配置充电功率、需求供电端口数、需求输出电能类型等。例如在本实施例中，该工业企业需要配置具有160V输出电压，600A输出电流的动力电池系统，根据该个性化配置需求，首先确定所需的动力电池单元10的数量。

在本发明实施例中，所述动力电池单元10的数量基于所述个性化配置参数确定，所述动力电池单元10之间的连接方式基于所述第一接通组数确定，所述动力电池单元10与所述动力总线200的连接方式基于所述个性化配置参数确定。

在一种可能的实施方式中，该动力电池单元10为具有封装结构的电池组单元，包括但不限于封装好的电芯、电池模组、电池包等，由于工业设备的安装空间非常有限，因此动力电池系统的散热空间非常小，为了保证其使用安全性，优选地，所述动力电池单元10由至少一个低内阻电芯构成，所述低内阻电芯的内阻小于等于0.5mΩ，以尽可能的采用自散热的方式，减少散热设备的投入开销。例如在一种实施例中，动力电池单元10为封装好的电池包，每个电池包具有80V的输出电压和200A的输出电流的标准配置，因此可以确定该工业企业需要配置6块电池包，其中每2个电池包串联连接以形成具有160V输出电压、200A输出电流的电池包组合，然后在将3个该电池包组合并联，以形成具有160V输出电压、600A输出电流的动力电池包组合。

在具体的实施过程中，为了降低电池厂家的定制化成本，电池厂家可以根据实际需要确定多种不同的配置方式，例如在第一种配置方式中，动力电池管理系统包括设置有3组动力电池连接接口101的动力电池配置端100，且将至少3组动力电池单元10按照用户的个性化配置需要连接至对应的动力电池连接接口101；在第二种配置方式中，动力电池管理系统包括设置有3组动力电池连接接口101的动力电池配置端100，然而用户仅需要使用其中的2组动力电池连接接口101，在具体的配置过程中，用户可以将2组动力电池单元10连接至对应的动力电池连接接口101，此时主控单元500根据所连接的动力电池单元10进行对应的控制操作。

在另一种可能的实施方式中，电池厂家为了保留一定的动力余量，将3组动力电池单元10连接至上述3组动力电池连接接口101，但主控单元500仅控制其中2组动力电池连接接口101的通断操作，从而实现对动力电池连接接口101的第一接通数量的“软控制”，以满足客户的实际需求。

基于同样的原理，主控单元500可以根据实际需要，按照用户的个性化配置参数控制充电连接接口301的第二接通组数、以及控制所述供电连接接口401的第三接通组数，即在本发明实施例中，动力电池连接接口101的第一接通数量、充电连接接口301的第二接通组数、以及供电连接接口401的第三接通组数均可以小于等于其实际的设置数量，以满足个性化配置的需求，同时有利于电池厂家的标准化生产，使其在满足不同用户、不同应用场景的不同配置需求的同时，能够最大化实现产品的标准化生产，大大降低了其满足非标应用场景时的产品实现成本，提高了企业的竞争力。

上述动力电池单元10的配置仅为一种较佳的实施例，然而在实际应用过程中，由于工程设备的空间非常有限，因此可能存在无法为每个动力电池单元10均配置对应的动力电池连接接口101的问题（例如在某动力设备上的剩余空间仅能够配置4组动力电池连接接口10，但需要8个动力电池单元10才能满足实际动力需求），因此为了解决上述技术问题，请参见图2，在另一种实施例中，用户需要配置具有320V电压、800A电流的动力电池系统，为了减小空间占用，采用设置4组动力电池连接接口101的方式，首先将4组动力电池单元10分别连接至对应的动力电池连接接口101，然后在每组动力电池单元10后面直接串联一组动力电池单元10，以形成4组具有320V电压、200A电流的动力电池组，然后这4组动力电池组并联连接至动力总线200，以形成具有320V电压、800A电流的动力电池系统，从而满足了客户需求。

当然，技术人员可以根据实际需求配置具有其他电性参数的动力电池单元10，或采用其他动力电池单元10的连接方式以满足实际需求，例如可以采用部分直接串联或部分并联的连接方式进行连接，以实现容量配置的更高灵活性，在此不做过多赘述。

即根据工业企业的个性化配置参数，确定其所需要配置的动力电池单元10的数量以及其连接方式，连接方式包括但不限于串联连接、并联连接以及串并混合连接等方式，每个动力电池单元10均具有电池正极和电池负极，分别通过不同的动力连线与动力电池配置端100的对应动力电池连接接口101连接。

在确定所需配置的动力电池单元10及其连接方式后，将每个动力电池单元10与对应组（动力电池正极-动力电池正极连接接口、动力电池负极-动力电池负极连接接口）动力电池连接接口101连接，然后动力电池连接接口101与动力总线200按照上述连接方式连接，从而实现了动力电池的按需、个性化配置。

在本发明实施例中，通过根据用户的个性化需求确定个性化的动力电池配置，并以类似积木的方式执行对应的安装操作，从而满足了用户的个性化需求，同时上述方式能够极大的降低电池厂家的生产制造成本，从而提高了产品竞争力，提高了社会效益。

然而在实际应用过程中，简单的将动力电池单元10与动力总线200直接进行串并联连接，无法满足更广泛的需求，例如在一种实施场景中，用户期望在对电池系统充电时，能够以高压（例如320V）充电，以极大的提高充电效率，降低充电时间，在放电时，期望其输出低压（例如80V）以满足工程设备40的实际需求，而现有的动力电池管理系统均只能输出固定且相同的输入输出电压，由此无法满足用户的实际需求。

为了解决上述技术问题，在本发明实施例中，所述动力电池管理系统还包括电压调整电路，所述电压调整电路包括第一形态电路810和第二形态电路820，所述第一形态电路810和所述第二形态电路820的输入/输出电压不同，所述动力总线200通过所述电压调整电路与所述动力电池单元10连接；所述主控单元500还用于：根据所述动力电池单元10的当前控制状态，执行针对所述电压调整电路的电路切换操作。

请参见图3，在第一实施例中，所述第一形态电路810为充电电路，所述第二形态电路820为放电电路，例如该充电电路为串联电路，在本实施例中，当前用户配置的动力电池系统为由4个动力电池单元10构成的输出电压为80V的系统，在充电时，用户期望能够以320V的高压进行充电，以提高充电效率，因此主控单元500控制充电电路导通（放电电路断开），具体的，例如在充电电路上和放电电路上分别配置开关装置（例如为继电器），在需要时控制对应的继电器开闭以导通或关闭对应的电路。结合到本实施例，主控单元500控制充电电路导通后，实现将上述4个动力电池单元10串联连接，此时插入充电电压为320V的充电枪，则能够以高压大功率进行充电，由此极大的提高了充电效率；当充电完成后，主控单元500控制充电电路断开并导通放电电路，例如该放电电路为并联电路，此时将4个动力电池单元10切换为并联连接，在向工程设备40输出电压时，能够进行低压大电流输出，从而满足了用户的个性化、动态配置需求。

需要说明的是，附图所示仅为动力电池单元10、电压调整电路以及动力总线200的电性连接示意图，并不能视为上述组件的物理连接关系的限制，技术人员可以根据实际需要选择恰当的物理连接方式，例如技术人员可以将部分动力电池单元10通过电压调整电路与动力总线200连接，其余部分直接与动力总线200连接，以满足更大的配置灵活性需求，在此不做过多赘述。

然而电压调整电路的上述实现方式需要在主控柜里配置多个电路模式，导致连线、插接口的大大增加，由此增大了漏电事故的风险，同时对主控柜内的空间占用造成了一定的压力，因此本发明提供另一实施方式。

在第二实施例中，在每个动力电池单元10的电流回路上均配置至少一个第一开关装置（未示出），需要说明的是，本发明实施例所述的开关装置均可以为继电器、氮化镓功率器件或者可控硅等功率开关器件中的任意一者。通过对第一开关装置执行不同的开关控制操作，将每个动力电池单元10的连接关系进行动态切换，在进行充电时，将连接关系切换为串联的充电电路；在进行放电时，将连接关系切换为并联的放电电路，从而实现了对电压调整电路的动态管理，满足了用户的个性化需求。

当然，还可以通过控制上述第一开关装置，实现在进行充电时，将连接关系切换为并联的充电电路，以实现低压充电；在进行放电时，将连接关系切换为串联的放电电路，以实现高压放电，以满足低充高放的实际场景需求，有效兼容了低压充电枪，减少了地面固定设施的重新改造，同时让大功率的高压设备也能正常充电和使用，满足了客户的个性化需求。

在本发明实施例中，通过在动力总线200和动力电池单元10之间设置电压调整电路，从而能够进一步满足用户的个性化需求，提高了动力电池管理系统的兼容性和可应用场景范围，能够进一步降低电池企业的生产制造复杂度，降低其成本，提高了企业的竞争能力。

在现有技术中，由于动力电池的动力线往往较为粗大，折弯较为麻烦，因此动力总线200往往采用条状总线，在将动力电池单元10与动力总线200连接的过程中，一般将动力电池单元10的动力线直接与动力总线200的一边连接，例如与动力总线200一边布设的动力接口201连接，另一边作为动力总线200的输出端，具体的，可以为布设的用户接口202。

然而在实际应用过程中，由于动力线的粗大以及基于电气安全考虑的间隔距离，上述条状总线的安装方式较为占用空间，而工程设备40上可用于配置动力电池系统的空间较小，因此技术人员提出改进方案。

请参见图4，在一种可能的实施方式中，所述动力总线200为板状总线，所述板状总线包括依次布设于其周围的动力接口201，所述用户接口202设置于所述板状总线上未布设动力接口201的一边或所述板状总线的中心。在安装时，将动力线依次连接于沿板状总线周围布设的动力接口201，用户接口202设置于未布设动力接口201的侧边或板状总线的中心，从而对动力电池单元10的动力线进行电气规避，保障其使用安全性。

进一步的，请参见图5，在另一种可能的实施方式中，所述动力总线200为三维总线，所述三维总线包括多个面，所述动力接口201布设于至少一个面上，所述用户接口202布设于所述多个面中未布设动力接口201的面上。在安装的过程中，技术人员将动力线依次与布设于不同面的动力接口201连接，用户接口202布设于未布设动力接口201的面上，优选地，布设用户接口202的面朝向工程设备40的设备输入接口。

在本发明实施例中，通过对动力总线200的形状结构进行改进，从而大大减小了动力总线200在主控柜中的空间占用，提高了空间利用率，实现了以更小的空间配置更大输出功率的动力电池系统的技术效果，满足了用户的需求，提高了用户体验。

在现有技术中动力电池管理系统中配置的动力电池单元10往往为多个具有同一电性参数的标准电池组单元，例如为标准电池包。然而在实际使用过程中，为了满足客户的更多个性化需求以及电池企业的实际生产经营需求，该动力电池单元10还被配置为：包括至少一个具有第一电性参数的第一动力电池单元11和至少一个具有第二电性参数的第二动力电池单元12。

例如请参见图6，在一种可能的实施方式中，根据用户的个性化需求，为适配用户车辆有限的电池空间，或者比较特殊的电压需求，无法全部使用单一电性参数的动力电池单元来满足用户要求时（例如在输出需求为200A、200V的应用场景时），为客户配置2个输出电压为80V、输出电流为200A的第一动力电池单元11，将其串联连接；同时为用户配置2个输出电压为40V、输出电流为100A的第二动力电池单元12，将其并联连接，然后将串联连接的第一动力电池单元11与并列连接的第二动力电池单元12串联连接，以构成输出电压为200V、输出电流为200A的动力电池组合，此时将其与动力总线200连接以进行动力输出。

需要说明的是，上述电性参数包括但不限于输出电压、输出电流、工作温度、工作湿度、工作压强、电池曲线等电性参数，为了满足用户或电池企业的不同需求，可以根据实际情况采用满足上述电性参数的动力电池单元10，在此不做过多赘述。

在本发明实施例中，通过对构成动力电池管理系统的动力电池单元进行个性化、非标准化配置，结合本发明实施例提供的动力电池管理架构，能够进一步满足用户的个性化需求，满足企业的实际生产经营需求，提高了产品的可应用场景范围，提高了用户体验，同时不同参数的动力电池单元具有不同的体积形状，便于技术人员更加灵活的布置，实现更好的空间利用率。

在确定其动力电池单元10的配置需求后，进一步根据其个性化配置参数确定其充电配置，请参见图7a，在本发明实施例中，所述充电连接接口301包括充电正极接口3011、正极充电电路3013、充电负极接口3012和负极充电电路3014，所述充电正极接口3011通过正极充电电路3013与所述动力总线200的正极输出接口连接，所述充电负极接口3012通过负极充电电路与所述动力总线200的负极输出接口连接，所述正极充电电路3013配置第二开关控制装置50，所述负极充电电路3014配置第三开关控制装置60。

在一种可能的实施方式中，工业企业的应用场景中配置有输出电压为160V的充电装置30，该充电装置30包括但不限于充电桩、专用充电插座、充电站等，比如在本实施例中，该充电装置30为充电枪。通过该充电枪能够满足上述动力电池包组合的额定充电需求，因此为动力电池包组合配置一个充电枪即可满足需求。

在实际应用过程中，当充电枪被插入充电连接接口时，主控单元500通过与充电枪的通讯获取到充电请求，例如充电连接接口还包括充电通讯接口，主控单元500通过该充电通讯接口与充电枪连接通讯。此时主控单元500首先判断当前是否满足预设的充电条件，该预设的充电条件包括但不限于每个动力电池单元10（对应的继电器）处于接通状态、每组供电连接接口处于断开状态、确定充电协议等条件。在确定当前满足预设的充电条件后，控制配置于正极充电电路的第二开关控制装置50以及配置于所述负极充电电路的第三开关控制装置60均开启，从而导通充电回路以进行充电操作。

由于在动力电池系统领域，所输入或输出的电流非常巨大，因此在继电器使用较长时间后，可能因老化而出现粘连或故障的情况，将导致充电端和供电端的直连，造成极大的安全隐患。因此在本发明实施例中，通过在正极充电电路3013和负极充电电路3014均配置开关装置，任意一路充电回路的开关装置发生粘连或故障都不会对整个充电回路的断开控制造成影响，从而能够有效解决由此导致的安全隐患，同时主控单元500能够及时发现故障的开关装置并进行报警处理，从而保证了整个动力电池管理系统的安全性。

请参见图7b，在第二实施例中，根据某第二工业企业的个性化配置参数，确定其动力电池包组合的额定充电参数为电压160V，电流400A，虽然该第二工业企业的应用场景中配置了输出电压为160V的充电装置30，但该充电装置30的充电电流仅有200A，因此充电效率低下；因此根据其个性化配置参数，确定需要为其配置1-2个充电装置30，当配置2个时，可以通过同时插入2个充电装置30并将其所连接的充电连接接口301并联以达到最大充电效率。

在本发明实施例中，通过根据用户的个性化配置需求以及其可提供的充电参数，为其提供对应的充电接口配置，从而能够满足客户的任意充电配置需求，极大的提高了动力电池管理系统的兼容范围，降低了企业的生产制造复杂度，降低了成本。

在实际应用过程中，工业企业可能基于实际需要（例如基于安全考虑、基于成本考虑等因素）在应用场景配置多种充电装置30，例如配置至少一个快充充电枪和至少一个慢充充电枪，或配置2组快充接口以提高充电效率，在进行充电时，可以同时插入一个快充充电枪和一个慢充充电枪，在电池电量较低时，两个充电枪均进行充电操作，当电池电量达到一定值（例如80%）时，通过主控单元500控制快充充电枪停止充电，并控制慢充充电枪继续进行充电，直至电池电量充满，以实现电池的均衡和优化。

在另一种可能的实施方式中，为了满足充电电压的统一要求，同时提高充电装置30的综合充电效率，充电连接接口301可以分别与一个具有第一充电电压和第一充电电流的充电装置连接，以及与具有第一充电电压和第二充电电流的充电装置连接，以满足上述需求，实现更好的、个性化的需求。

在本发明实施例中，通过采用多种规格的充电装置30，能够满足用户的个性化充电需求，提高了用户体验，降低了用户的配置成本，同时减少了充电过程对电池的损伤，提高了电池寿命。

此时进一步根据工业企业的个性化配置参数确定供电连接接口401的配置数量。基于同样的原理，在本发明实施例中，所述供电连接接口401也可以包括对应的供电正极接口（未示出）、正极供电电路4013、供电负极接口（未示出）和负极供电电路4014，在所述正极供电电路可以配置第四开关控制装置（未示出），以及在所述负极供电电路可以配置第五开关控制装置（未示出）。

在一种可能的实施方式中，用户的工程设备40上配备了一个设备输入接口41，即需求提供1个动力输入，因此在供电配置端400为其配置一组供电连接接口401，用户在将工程设备40的设备输入接口41插入该供电连接接口401后，主控单元500可以首先判断当前是否符合预设的供电条件，该预设的供电条件包括但不限于每个动力电池单元10（对应的继电器）处于接通状态、每组充电连接接口均处于断开状态、确定供电通讯协议等。在确定当前满足预设的供电条件后，主控单元500控制配置于正极供电电路的第四开关控制装置以及配置于负极供电电路的第五开关控制装置闭合，以对工程设备40进行动力输出。

在本发明实施例中，通过在供电电路的正极和负极也均配置开关装置，从而实现对工程设备40的有效保护，能够有效避免因供电回路的任意一个开关装置的粘连或故障导致的安全事故发生，提高了动力电池管理系统的安全性。

然而在实际应用过程中，用户的工程设备40往往不止需要1个设备输入接口41，例如在一种实施例中，其所要应用的工程设备40包括2个设备输入接口，其中1个设备输入接口41为用于驱动电动机的输入接口，另一个设备输入接口41为用于驱动其他动力部件（例如液压机械臂）的输入接口。因此为其配置2组供电连接接口401，每组供电连接接口401分别与对应的设备输入接口41连接，以对其进行动力供电操作。

在第二实施例中，工程设备40包括3个设备输入接口41，其中2个设备输入接口41为动力输入接口，分别用于驱动不同的动力部件，第3个设备输入接口41为低压输入接口，用于为低压部件（例如显示屏等）进行供电，因此为其配置3组供电连接接口401，其中第3个供电连接接口401连接至工程设备40上配置的电压转换模块，以为工程设备40提供低压电源。

在本发明实施例中，根据用户的个性化需求，为用户提供个性化的供电接口数量，而不再需要用户为工程设备40配置多个动力电池系统或多套能源供应系统，从而大大降低了用户的资金花费，降低了工程设备40上的空间占用，满足了用户的个性化需求，提高了用户体验。

在应用过程中，对于本领域技术人员很容易知道，由于工程设备往往为大电流设备，其所使用的开关装置，与其是安全性较高的继电器，其价格往往较为昂贵，因此若在每个供电或充电回路均配置继电器，会增加用户的成本。

为了解决上述技术问题，请参见图8，在本发明实施例中，所述充电连接接口301包括正极充电电路3013和负极充电电路3014，所述供电连接接口401包括正极供电电路4013和负极供电电路4014，在所述正极充电电路3013或所述负极充电电路3014上配置第六开关控制装置81，在所述正极供电电路4013或所述负极供电电路4014上配置第七开关控制装置82，所述第六开关控制装置81和所述第七开关控制装置82之间设置互锁电路83。

在一种可能的实施方式中，主控单元500在某时刻获取到发送自工程设备40的供电请求，因此断开第六开关控制装置81并闭合第七开关控制装置82，以进行供电操作，在供电完成后，主控单元500控制第七开关控制装置82断开，然而此时第七开关控制装置82发生粘连而并未有效断开，在主控单元500根据充电请求控制第六开关控制装置81闭合的过程中，由于第七开关控制装置82无法断开而触发互锁电路83，导致第六开关控制装置81无法闭合，即无法向动力电池单元10进行充电，避免了充电装置30输入的电能直接输出至工程设备40，从而有效保护了工程设备40的安全性。

进一步的，为了保证动力电池系统的使用安全性，还可以在充电装置30与充电连接接口301之间设置总的开关控制装置，以及在工程设备40与供电连接接口401之间设置总的开关装置，当主控单元500检测到可能存在继电器粘连的情况时，可以控制对应的总的开关装置断开，以保证所有接口均能有效断开，提高使用安全性。

在本发明实施例中，通过采用继电器结合互锁电路的方式，实现了以最小的控制成本实现最佳的安全控制效果的技术方案，有效保护了用户的使用安全性，保障了工程设备40的供电安全性。

在实施的过程中，工程设备40上一般包括动力驱动部件和低压驱动部件，动力驱动设备由动力电池管理系统输出的动力电能进行驱动，在现有技术中，低压驱动部件，例如显示屏、报警器、传感器等部件，往往由工程设备40上配置的额外低压蓄电池进行供电。另一方面，随着电子部件的功能性越来越强，普及度越来越高，现有工程设备40可能面临功能拓展的需求，例如在工程设备40上额外配置监控摄像头的需求，而这需要额外的低压供电，对用户造成了一定的困扰。

为了解决上述技术问题，供电配置端400上配置的供电连接接口401的第三接通组数大于设备输入接口的组数。例如在一种可能的实施方式中，在供电配置端400设置了3组供电连接接口401，其中1组供电连接接口401用于驱动工程设备40，第二组供电连接接口401用于驱动举升装置，第三组供电连接接口401空置，用于满足工程设备40的额外供电需求。在本实施例中，上述三个供电连接接口401为具有相同供电参数（包括但不限于供电电压、供电电流、供电功率等参数）的供电连接接口。

在实际应用过程中，由于工程设备40上的额外供电需求与动力供电需求的供电电压等参数可能不同，因此所提供的多个具有相同供电参数的供电连接接口401无法满足用户需求，用户需要额外配置电压转换模块来满足实际需求，因此为用户造成了额外的费用支出，降低了用户体验。

请参见图9，在第二实施例中，上述供电连接接口401包括至少一个具有第一供电参数的第一供电连接接口411，以及至少一个具有第二供电参数的第二供电连接接口421。在具体实施过程中，例如第一供电连接接口411直接与动力总线200的输出端连接，而在动力总线200和第二供电连接接口421之间还配置额外的第二电压转换模块422，通过该第二电压转换模块422，可以将动力总线200的输出电压转换为用户可使用的低电压，以供用户满足实际使用。为了保证动力输出的可靠性，上述空置的第三组供电连接接口401可以仅用于输出低压电压，以满足低压低电流的供电需求。

每个动力电池单元10还包括第一通讯线，每个充电装置30还包括第二通讯线，每个设备输入接口41还可以包括第三通讯线，主控单元500通过第一通讯线与每个动力电池单元10连接，以控制动力电池单元10执行对应的动力充放电操作，具体的，在电池箱上与动力电池连接接口101相邻的位置设置动力电池通讯接口，主控单元500通过该动力电池通讯接口与第一通讯线连接，每个动力电池单元10的输入/输出端还包括开关装置，例如该开关装置为继电器，主控单元500通过控制每个继电器的开闭以控制对应动力电池单元10的断开或连接，以控制其执行对应的动力充放电操作。

主控单元500通过第二通讯线与充电装置30连接，以控制充电装置30执行对应的充电操作，例如在一种实施例中，在电池箱上充电连接接口301相邻的位置设置充电通讯接口，主控单元500通过充电通讯接口与第二通讯线连接，技术人员在某一时刻将充电装置30插入对应的充电连接接口301，此时主控单元500获取到充电请求，若主控单元500确定当前动力电池管理系统满足充电条件，则控制该充电装置30执行对应的充电操作。

基于同样的原理，主控单元500也可以通过第三通讯线与设备输入接口41连接，以控制针对工程设备40的供电操作。当然，需要说明的是，主控单元500与设备输入接口41之间的通信不是必须的，当动力设备通过设备输入接口41与供电连接接口401连接后，可以直接由主控单元500控制对其进行动力输出，而无需进行通信或判断。

在现有的动力电池管理系统中，由于动力电池输出的电压和电流，相较于主控单元500均较为巨大，因此目前针对主控单元500的启动或驱动，往往依赖于外部电源（例如外部低压蓄电池）。例如在新能源汽车的动力电池管理系统中，其主控单元需要由外部蓄电池供电以启动，然后由启动后的主控单元控制动力电池的输出。然而在工程设备领域，由于安装空间的限制，以及基于成本限制或工程设备本身的简化设计，上述方式对用户造成了一定困扰。

在本发明实施例中，所述动力电池管理系统还包括电池自启电路，所述电池自启电路与动力总线200连接，用于提供与所述主控单元对应的电压以启动所述主控单元500。

请参见图10a，在第一实施例中，所述电池自启电路包括第一电压转换模块630以及自启触发端口620，所述自启触发端口620与所述第一电压转换模块630和所述主控单元500连接，所述第一电压转换模块630与所述动力总线200的输出接口连接。具体的，第一电压转换模块630通过与动力总线200连接并对动力总线200输出的电压进行低压转换，以输出用于驱动主控单元500的低电压，在本实施例中，该自启触发端口620通过与配置于工程设备40的驾驶室的启动按钮连接，用户在需要启动工程设备40时，通过按压驾驶室的启动按钮，以通过该自启触发端口620将第一电压转换模块630与主控单元500连接，此时主控单元500启动并进行整个动力电源系统的启动。

在本发明实施例中，通过为动力电池管理系统配置电池自启电路，能够在不依赖外部低压蓄电池的基础上进行自启动，大大提高了控制便捷性，提高了用户体验。

在实际使用过程中，技术人员还发现，在某些工程设备的应用场景，工程设备40被严格限制使用，例如只能由收允许或有权限的技术人员使用，而现有的启动方式无法对工程设备40的使用人员进行限制或鉴别。

请参见图10b，在第二实施例中，所述电池自启电路包括外部启动终端640和自启触发端口620，所述自启触发端口620与所述主控单元500和外部启动终端640连接，所述外部启动终端640提供与所述主控单元500对应的启动电压。具体的，该外部启动终端640为具有指令发送功能的终端设备，例如包括但不限于个人电脑、上位机、平板电脑、笔记本电脑、专用手持设备等，该外部启动终端640可以为主控单元500提供对应的启动电压。

在使用过程中，技术人员需要启动当前工程设备40，因此首先登录上述外部启动终端640，例如通过输入被授权的账号和密码或口令等登录该终端，然后在该外部启动终端640的操作界面点击启动按钮以向自启触发端口620发送启动指令，自启触发端口620根据该启动指令将主控单元500和该外部启动终端640通讯连接，此时主控单元500根据外部启动终端640提供的启动电压启动，并进行系统初始化操作。

在本发明实施例中，通过采用基于外部终端进行通信控制和驱动的方式，能够在无需配置额外的低压蓄电池或第一电源转换模块630的基础上，实现对主控单元500的自启动，同时能够有效对启动工程设备40的人员进行安全性验证，提高了工程设备40的使用安全性。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，包括物理上的分割和分离。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。