CN103956710A - 一种电池充放电保护方法及电池管理*** - Google Patents
一种电池充放电保护方法及电池管理*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种电池充放电保护方法，包括：电池管理***获取电池的当前特征参数；电池管理***根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定所述获取的当前特征参数对应的电池保护门限值；电池管理***采集电池的电压值及/或电流值；电池管理***将确定的所述电池保护门限值与采集的电压值及/或电流值进行比较，并根据比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制。本发明还公开了一种电池管理***。采用本发明，根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，动态的确定获取的当前特征参数对应的电池保护门限值，可更加准确的对放电回路和充电回路进行控制，提高电池的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及到电源领域，特别涉及到一种电池充放电保护方法及电池管理***。
背景技术
采用电池作为电源或备用电源的电子产品越来越多。电池在使用过程中，经过充电过程和放电过程，当电池放电过度或充电过度时，会严重的损害电池本身，影响电池的容量和寿命，甚至影响整个电子产品的可靠性和安全性，因此，需要对电池进行充电保护和放电保护。例如：在通信领域，通信基站的电源一般包括交流供电子***，直流供电子***、配电子***和接地子***，而交流供电子***和直流供电子***均要求配备备用电源，交流供电子***一般采用无间断电源***（Uninterruptible Power Supply，UPS）作为备用电源，而直流供电子***一般采用蓄电池组（也称作基站后备电池组或基站后备蓄电池组）作为备用电源。基站的后备电源是通信网络的关键基础设施，在市电突然掉电情况下，为了保证关键的计费***、用户注册***等关键设备内的数据和服务不丢失、不中断，UPS和电池组会分别为基站内的关键交流设备和直流设备提供电力保障。通信设备的重要程度决定了备用电源的重要程度，为了保证可靠的备电时间，电池组的工作可靠性要求非常高。此外，随着***移动通信网络长期演进（Long Term Envolution，LTE）逐渐商用，为了节省通信基站站址资源，2G/3G/4G基站多数为共站址布局，导致基站站房空间需求非常紧张，要求电池组体积尽量小，重量尽量轻、容量尽量大，这都增加了电池组的可靠性保障难度。
目前，通信后备电池组主要包括铅酸蓄电池组和锂离子电池组。铅酸蓄电池组以其使用简单、价格低廉等优势广泛应用，而锂离子电池（尤以磷酸铁锂电池为例）虽然在同等电压、同等容量条件下的体积和重量一般为铅酸电池组的三分之一至二分之一左右，工业循环寿命为铅酸电池组的5倍左右，工作温度范围更宽，且没有重金属污染和酸液泄露等，但是锂离子电池的容量、寿命和可靠性等方面容易受到过度充电（简称过充）、过度放电（简称过放）的影响，所以锂离子电池组一般情况下均需要可靠的电池管理***BMS（Battery Management System，BMS）来管理才能正常工作。BMS***主要包括微控制器（Micro Control Unit，MCU）、金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)简称MOS管、各种监测电路等模块和器件。在基于锂离子电池的通信后备电池组中主要包括锂离子电池组和BMS，充电时锂离子电池组在BMS监控下将电能存储为化学能，放电时锂离子电池组在BMS监控下将化学能释放为电能。具体地，BMS实时监测电池的电压、充放电电流，控制充放电状态，对过充、过放、短路等事件实施保护，保证整个电池组正常、稳定工作。BMS实现充电和放电（简称充放电）等保护的过程为：MCU通过取样等电路实时监测电池组的工作参数（包括电压、电流、温度等），MCU根据一定算法与各种电池参数的保护门限进行比较，进而输出控制信号，通过控制电路控制电池充放电过程，保护电池组正常、可靠工作。BMS***一方面依赖于电池参数的实时监测值，另一方面依赖于电池参数的保护门限，但是锂离子电池的重要特性是电池性能与电池已经历的工作过程、工作环境严格相关，工作过程主要指充放电次数、充放电过程等，而工作环境主要指环境温度、湿度、气压等，这些因素直接影响电池性能。在现有技术中，对电池进行充电保护和放电保护的方案是：采用固定的保护门限值，以磷酸铁锂电池为例，如设置单节电池的充电保护电压门限为3.65V，放电保护电压门限为2.5V，当电池在充电时，只要充电电压高于3.65V，都会切断充电回路停止充电，而不管一些外在因素，如电池的本身温度、环境温度、电池的使用情况，但是这些外在因素恰恰对电池的使用寿命影响很大，因此，固定的采用一个充电保护电压在对电池进行充电保护时，不能最大程度提高电池的使用寿命；同理，当电池在放电时，只要放电电压低于2.5V，都会切断放电回路停止放电，而不管一些外在因素，如电池的本身温度、环境温度、电池的使用情况。因此，采用固定的保护门限在对电池进行充放电保护时，不能最大程度提高电池的使用寿命。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种电池充放电保护方法，旨在对电池进行充放电保护，更加合理地利用电池的容量，提高电池的使用寿命和可靠性。
为实现上述目的，本发明提供一种电池充放电保护方法，该方法包括：
电池管理***获取电池的当前特征参数；
电池管理***根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定所述获取的当前特征参数对应的电池保护门限值；
电池管理***采集电池的电压值及/或电流值；
电池管理***将确定的所述电池保护门限值与采集的电压值及/或电流值进行比较，并根据比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制。
优选地，所述确定的电池保护门限值包括电压保护门限值及/或电流保护门限值，其中：
电压保护门限值包括单节电池欠压保护门限值、单节电池过压保护门限值、电池组欠压保护门限值及/或电池组过压保护门限值；
电流保护门限值包括电池组放电电流保护门限值及/或电池组充电电流保护门限值。
优选地，所述采集的电压值包括单节电池电压值及/或电池组电压值；所述采集的电流值包括电池组充电电流值及/或电池组放电电流值。
优选地，所述当前特征参数包括温度及/或当前电池充放电循环次数。
优选地，所述温度包括电池电芯温度、电池所处位置的环境温度及/或电池管理***中所用器件温度。
优选地，所述电池管理***将确定的所述电池保护门限值与采集的电压值及/或电流值进行比较，并根据比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制的步骤包括：
在充电过程中，电池管理***将确定的所述单节电池过压保护门限值与所述采集的单节电池电压值进行比较及/或将所述确定的电池组过压保护门限值与所述采集的电池组电压值进行比较；若所述采集的单节电池电压值大于确定的所述单节电池过压保护门限值及/或所述采集的电池组电压值大于所述确定的电池组过压保护门限值，则所述电池管理***对充电回路进行关断控制；
在放电过程中，电池管理***将确定的所述单节电池欠压保护门限值与所述采集的单节电池电压值进行比较及/或将所述确定的电池组欠压保护门限值与所述采集的电池组电压值进行比较；若所述采集的单节电池电压值小于确定的所述单节电池欠压保护门限值及/或所述采集的电池组电压值小于所述确定的电池组欠压保护门限值，所述电池管理***对放电回路进行关断控制。
优选地，所述电池管理***将确定的所述电池保护门限值与采集的电压值及/或电流值进行比较，并根据比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制的步骤包括：
在充电过程中，电池管理***将确定的所述电池组充电电流保护门限值与所述采集的电池组充电电流值进行比较，若所述采集的电池组充电电流值大于确定的所述电池组充电电流保护门限值，所述电池管理***对充电回路进行关断控制；
在放电过程中，电池管理***将确定的所述电池组放电电流保护门限值与所述采集的电池组放电电流值进行比较，若所述采集的电池组放电电流值大于确定的所述电池组放电电流保护门限值，所述电池管理***对放电回路进行关断控制。
优选地，所述电池管理***根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定所述获取的当前特征参数对应的电池保护门限值是指：温度允许范围为[T1,T2]，电池充放电循环次数允许范围为[C1,C2],电池保护门限值允许范围为[P1,P2]，确定的电池保护门限值p所属范围[p1,p2]与当前温度t所属温度范围[t1,t2]和当前电池充放电循环次数c所属范围[c1,c2]存在一一对应关系，若当前电温度t满足t∈[t1,t2]及/或当前电池充放电循环次数c满足c∈[c1,c2]，c1≤c≤c2,则确定的电池保护门限值p满足p∈[p1,p2]；其中：
优选地，所述电池管理***根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定所述获取的当前特征参数对应的电池保护门限值的步骤包括：
所述电池管理***将获取的当前特征参数发送给上位机，以供上位机根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定所述获取的当前特征参数对应的电池保护门限值；
所述电池管理***从所述上位机接收当前特征参数对应的电池保护门限值。
本发明进一步提供一种电池管理***，该***包括：
获取模块，用于获取电池的当前特征参数；
确定模块，用于根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定所述获取的当前特征参数对应的电池保护门限值；
采集模块，用于采集电池的电压值及/或电流值；
控制模块，用于将确定的所述电池保护门限值与采集的电压值及/或电流值进行比较，并根据比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制。
采用本发明，电池管理***获取电池的当前特征参数；电池管理***根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定所述获取的当前特征参数对应的电池保护门限值；电池管理***采集电池的电压值及/或电流值；电池管理***将确定的所述电池保护门限值与采集的电压值及/或电流值进行比较，并根据比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制。在本发明中，根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，动态的确定获取的当前特征参数对应的电池保护门限值，可更加准确的对放电回路和充电回路进行控制，从而更加合理地利用电池的容量，提高电池的使用寿命和可靠性。
附图说明
图1为本发明电池充放电保护方法的优选实施例流程示意图；
图2为本发明电池管理***的优选实施例结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种电池充放电保护方法，参照图1，在一实施例中，该方法包括：
S10、电池管理***获取电池的当前特征参数。
该电池可以是锂电池，锂电池具有工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应，循环寿命长等优点，其应用越来越广泛。该电池可以是单节电池或者是电池组。为了实现不同的电池容量，通常单节电池由一节电池组成，或者由多节电池并联组成（之所以仍然称作单节电池，是因为并联后电压不变），多个单节电池串联后得到电池组。
该电池的当前特征参数包括温度及/或当前电池充放电循环次数。该温度包括电池电芯温度、电池所处位置的环境温度及/或电池管理***中所用器件温度。该电池管理***可通过温度传感器采集电池电芯温度、电池所处位置的环境温度和电池管理***中所用器件温度，该器件包括电感、MOS管或者散热片，该电池管理***可通过计数单元获取当前电池充放电循环次数，例如，该计数单元可根据充电回路和放电回路的导通及断开情况、充放电量计数当前电池充放电循环次数。
该电池的当前特征参数还可以包括电池所处位置的环境湿度、气压等，该电池管理***通过湿度传感器测量电池所处位置的环境湿度。
该电池的当前特征参数可以分为放电特征参数和充电特征参数，该放电特征参数可与充电特征相同或不同，如该放电特征参数可以包括温度和当前电池充放电循环次数，该充电特征参数可以包括温度和电池所处位置的环境湿度。
在该步骤S10中，该电池管理***可实时或按照预设时间间隔定时获取电池的当前特征参数，如该预设时间间隔可以为10秒。
S20、电池管理***根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定该获取的当前特征参数对应的电池保护门限值。
该确定的电池保护门限值包括电压保护门限值及/或电流保护门限值，其中：电压保护门限值包括单节电池欠压保护门限值、单节电池过压保护门限值、电池组欠压保护门限值及/或电池组过压保护门限值；电流保护门限值包括电池组放电电流保护门限值及/或电池组充电电流保护门限值。
该预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系可根据实际需要设置。
如当特征参数为温度、电池保护门限值为单节电池欠压保护门限值时，则该预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系为：温度与单节电池欠压保护门限值的映射关系，在具体实施时，该温度可以是电池电芯温度、电池所处位置的环境温度或电池管理***中所用器件温度，优选为电池电芯温度，该温度与单节电池欠压保护门限值的映射关系可细分为：电池电芯温度与单节电池欠压保护门限值的映射关系（如表一所示）、电池所处位置的环境温度与单节电池欠压保护门限值的映射关系、电池管理***中所用器件温度与单节电池欠压保护门限值的映射关系。
当特征参数为温度、电池保护门限值为电池组放电电流保护门限值时，则该预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系为：温度与电池组放电电流保护门限值的映射关系，在具体实施时，该温度可以是电池电芯温度、电池所处位置的环境温度或电池管理***中所用器件温度，该温度与电池组放电电流保护门限值的映射关系可细分为：电池电芯温度与电池组放电电流保护门限值的映射关系（如表二所示）、电池所处位置的环境温度与电池组放电电流保护门限值的映射关系、电池管理***中所用器件温度与电池组放电电流保护门限值的映射关系。
当特征参数为电池所处位置的环境湿度、电池保护门限值为单节电池欠压保护门限值时，该预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系为：电池所处位置的环境湿度与单节电池欠压保护门限值的映射关系；等等。
表一：
表二：
在该步骤S20中，根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定该获取的当前特征参数对应的电池保护门限值，如当获取的当前特征参数为电池电芯温度10℃，从表一中可以查到对应的单节电池欠压保护门限值为2.50V；如当获取的当前特征参数为电池电芯温度10℃，从表二中可以查到对应的电池组放电电流保护门限值为30A。
当特征参数为当前电池充放电循环次数、电池保护门限值为单节电池欠压保护门限值时，通过以下公式确定电池保护门限值P：P=P2-（P2-P1）c/C；其中，P表示确定的电池保护门限值（保留有限位数的小数），P2表示单节电池的最大欠压保护门限值，P1表示单节电池的最小欠压保护门限值，c表示当前电池充放电循环次数，C表示电池的最大允许的充放电循环次数或者额定充放电循环次数。
该预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系可存储在电池管理***中，该电池管理***在获取到电池的当前特征参数时，根据该存储的预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定该获取的当前特征参数对应的电池保护门限值。
在一个实施例中，该步骤S20是指：
温度允许范围为[T1,T2]，电池充放电循环次数允许范围为[C1,C2],电池保护门限值允许范围为[P1,P2]，确定的电池保护门限值p所属范围[p1,p2]与当前温度t所属温度范围[t1,t2]和当前电池充放电循环次数c所属范围[c1,c2]存在一一对应关系，若当前电温度t满足t∈[t1,t2]及/或当前电池充放电循环次数c满足c∈[c1,c2]，c1≤c≤c2,则确定的电池保护门限值p满足p∈[p1,p2]；其中：
例如：如表二所示，T1=-∝，T2=+∝，P1=0，P2=30，若通过温度传感器测得当前温度为10度，且t1=0，t2=40，p1=30，p2=30时，根据表二的映射关系得到p=30。
需要说明的是，区间类型可以根据实际对应关系为开区间、闭区间或半开半闭区间，在非常简化的映射关系中，区间可以简化为一个实数。例如，[t1,t2]实际为半开半闭区间(0,40]，[p1,p2]简化为实数30。
在另一个实施例中，该步骤S20包括：
S21、该电池管理***将获取的当前特征参数发送给上位机，以供上位机根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定该获取的当前特征参数对应的电池保护门限值。
该上位机预先设置了特征参数与电池保护门限值的映射关系，该电池管理***将获取的当前特征参数发送给上位机，上位机根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定该获取的当前特征参数对应的电池保护门限值，如当前特征参数为温度、预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系为温度与单节电池欠压保护门限值的映射关系时，该上位机根据获取的温度在该温度与单节电池欠压保护门限值的映射关系查找到对应的单节电池欠压保护门限值。该上位机将确定的电池保护门限值返回给电池管理***。
S22、该电池管理***从该上位机接收当前特征参数对应的电池保护门限值。
S30、电池管理***采集电池的电压值及/或电流值。
在该步骤S30中，电池管理***实时采集电池的电压值及/或电流值，该采集的电压值包括单节电池电压值及/或电池组电压值；该采集的电流值包括电池组充电电流值及/或电池组放电电流值。
在该步骤S30中，该电池管理***可以只是采集电池的电压值以对电池的充电回路和放电回路进行关断控制，也可以只是采集电池的电流值以对电池的充电回路和放电回路进行关断控制，也可以同时采集电池的电压值和电流值以对电池的充电回路和放电回路进行关断控制；且在采集电池的电压值时，可以只是采集单节电池电压值，也可以只是采集电池组电压值，也可以同时采集单节电池电压值和电池组电压值。
S40、电池管理***将确定的该电池保护门限值与采集的电压值及/或电流值进行比较，并根据比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制。
在该步骤S40中，该电池管理***可只根据确定的该电池保护门限值与采集的电压值的比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制，也可以只根据确定的该电池保护门限值与采集的电流值的比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制，也可以根据确定的该电池保护门限值与采集的电压值和电流值的比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制。
在一个实施例中，该步骤S40包括以下步骤：
S41、在充电过程中，电池管理***将确定的该单节电池过压保护门限值与该采集的单节电池电压值进行比较及/或将该确定的电池组过压保护门限值与该采集的电池组电压值进行比较；若该采集的单节电池电压值大于确定的该单节电池过压保护门限值及/或该采集的电池组电压值大于该确定的电池组过压保护门限值，则该电池管理***对充电回路进行关断控制，否则可继续维持充电回路的导通。
电池管理***可以只将确定的该单节电池过压保护门限值与该采集的单节电池电压值进行比较，在该采集的单节电池电压值大于确定的该单节电池过压保护门限值时，对充电回路进行关断控制，即只根据单节电池电压值对充电回路进行过压保护。在具体实施时，只要电池中的任意一节电池的单节电池电压值大于确定的该单节电池过压保护门限值时，都对充电回路进行关断控制。
电池管理***也可以只将确定的该电池组过压保护门限值与该采集的电池组电压值进行比较，在该采集的电池组电压值大于确定的该电池组过压保护门限值时，对充电回路进行关断控制，即只根据电池组电压值对充电回路进行过压保护。
电池管理***也可以同时将确定的该单节电池过压保护门限值与该采集的单节电池电压值进行比较和将确定的该电池组过压保护门限值与该采集的电池组电压值进行比较，在比较结果为：该采集的单节电池电压值大于确定的该单节电池过压保护门限值和该采集的电池组电压值大于该确定的电池组过压保护门限值时，对充电回路进行关断控制，即同时根据单节电池电压值和电池组电压值对充电回路进行过压保护。
S42、在放电过程中，电池管理***将确定的该单节电池欠压保护门限值与该采集的单节电池电压值进行比较及/或将该确定的电池组欠压保护门限值与该采集的电池组电压值进行比较；若该采集的单节电池电压值小于确定的该单节电池欠压保护门限值及/或该采集的电池组电压值小于该确定的电池组欠压保护门限值，该电池管理***对放电回路进行关断控制，否则可继续维持放电回路的导通。
电池管理***可以只将确定的该单节电池欠压保护门限值与该采集的单节电池电压值进行比较，在该采集的单节电池电压值小于确定的该单节电池过压保护门限值时，对放电回路进行关断控制，即只根据单节电池电压值对放电回路进行欠压保护。在具体实施时，只要电池中的任意一节电池的单节电池电压值小于确定的该单节电池欠压保护门限值时，都对放电回路进行关断控制。
电池管理***也可以只将确定的该电池组欠压保护门限值与该采集的电池组电压值进行比较，在该采集的电池组电压值小于确定的该电池组欠压保护门限值时，对放电回路进行关断控制，即只根据电池组电压值对放电回路进行欠压保护。
电池管理***也可以同时将确定的该单节电池欠压保护门限值与该采集的单节电池电压值进行比较和将确定的该电池组欠压保护门限值与该采集的电池组电压值进行比较，在比较结果为：该采集的单节电池电压值小于确定的该单节电池欠压保护门限值和该采集的电池组电压值小于该确定的电池组欠压保护门限值时，对放电回路进行关断控制，即同时根据单节电池电压值和电池组电压值对放电回路进行欠压保护。
在另外一个实施例中，该步骤S40包括：
S43、在充电过程中，电池管理***将确定的该电池组充电电流保护门限值与该采集的电池组充电电流值进行比较，若该采集的电池组充电电流值大于确定的该电池组充电电流保护门限值，该电池管理***对充电回路进行关断控制，否则可继续维持充电回路的导通。
在该步骤S43中，该电池管理***将确定的该电池组充电电流保护门限值与该采集的电池组充电电流值进行比较，根据比较结果对充电回路进行关断控制，在采集的电池组充电电流值大于确定的电池组充电电流保护门限值时，断开充电回路，以对电池进行过充保护，停止对电池进行充电。
S44、在放电过程中，电池管理***将确定的该电池组放电电流保护门限值与该采集的电池组放电电流值进行比较，若该采集的电池组放电电流值大于确定的该电池组放电电流保护门限值，该电池管理***对放电回路进行关断控制，否则可继续维持放电回路的导通。
在该步骤S44中，该电池管理***将确定的该电池组放电电流保护门限值与该采集的电池组放电电流值进行比较，根据比较结果对放电回路进行关断控制，在采集的电池组放电电流值大于确定的电池组放电电流保护门限值时，断开放电回路，以对电池进行过放保护，停止对负载进行供电。
本发明进一步提供一种电池管理***，参照图2，在一实施例中，该***包括获取模块10，与该获取模块10连接的确定模块20，与该确定模块20连接的控制模块30，与该控制模块30连接的采集模块40，其中：
该获取模块10，用于获取电池的当前特征参数；
该确定模块20，用于根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定该获取的当前特征参数对应的电池保护门限值；
该采集模块40，用于采集电池的电压值及/或电流值；
该控制模块30，用于将确定的该电池保护门限值与采集的电压值及/或电流值进行比较，并根据比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制。
该电池可以是锂电池，锂电池具有工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应，循环寿命长等优点，其应用越来越广泛。该电池可以是单节电池或者是电池组。为了实现不同的电池容量，通常单节电池由一节电池组成，或者由多节电池并联组成（之所以仍然称作单节电池，是因为并联后电压不变），多个单节电池串联后得到电池组。
该电池的当前特征参数包括温度及/或当前电池充放电循环次数。该温度包括电池电芯温度、电池所处位置的环境温度及/或电池管理***中所用器件温度。该电池管理***可通过温度传感器采集电池电芯温度、电池所处位置的环境温度和电池管理***中所用器件温度，该器件包括电感、MOS管或者散热片，该电池管理***可通过计数单元获取当前电池充放电循环次数，例如，该计数单元可根据充电回路和放电回路的导通及断开情况、充放电量计数当前电池充放电循环次数。
该电池的当前特征参数还可以包括电池所处位置的环境湿度、气压等，该电池管理***通过湿度传感器测量电池所处位置的环境湿度。
该电池的当前特征参数可以分为放电特征参数和充电特征参数，该放电特征参数可与充电特征相同或不同，如该放电特征参数可以包括温度和当前电池充放电循环次数，该充电特征参数可以包括温度和电池所处位置的环境湿度。
该获取模块10可实时或按照预设时间间隔定时获取电池的当前特征参数，如该预设时间间隔可以为10秒。
该确定的电池保护门限值包括电压保护门限值及/或电流保护门限值，其中：电压保护门限值包括单节电池欠压保护门限值、单节电池过压保护门限值、电池组欠压保护门限值及/或电池组过压保护门限值；电流保护门限值包括电池组放电电流保护门限值及/或电池组充电电流保护门限值。
该预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系可根据实际需要设置。
如当特征参数为温度、电池保护门限值为单节电池欠压保护门限值时，则该预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系为：温度与单节电池欠压保护门限值的映射关系，在具体实施时，该温度可以是电池电芯温度、电池所处位置的环境温度或电池管理***中所用器件温度，优选为电池电芯温度，该温度与单节电池欠压保护门限值的映射关系可细分为：电池电芯温度与单节电池欠压保护门限值的映射关系（如上述表一所示）、电池所处位置的环境温度与单节电池欠压保护门限值的映射关系、电池管理***中所用器件温度与单节电池欠压保护门限值的映射关系。
当特征参数为温度、电池保护门限值为电池组放电电流保护门限值时，则该预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系为：温度与电池组放电电流保护门限值的映射关系，在具体实施时，该温度可以是电池电芯温度、电池所处位置的环境温度或电池管理***中所用器件温度，该温度与电池组放电电流保护门限值的映射关系可细分为：电池电芯温度与电池组放电电流保护门限值的映射关系（如上述表二所示）、电池所处位置的环境温度与电池组放电电流保护门限值的映射关系、电池管理***中所用器件温度与电池组放电电流保护门限值的映射关系。
当特征参数为电池所处位置的环境湿度、电池保护门限值为单节电池欠压保护门限值时，该预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系为：电池所处位置的环境湿度与单节电池欠压保护门限值的映射关系；等等。
该确定模块20根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定该获取的当前特征参数对应的电池保护门限值，如当获取的当前特征参数为电池电芯温度10℃，从表一中可以查到对应的单节电池欠压保护门限值为2.50V；如当获取的当前特征参数为电池电芯温度10℃，从表二中可以查到对应的电池组放电电流保护门限值为30A。
当特征参数为当前电池充放电循环次数、电池保护门限值为单节电池欠压保护门限值时，该确定模块20可通过以下公式确定电池保护门限值P：P=P2-（P2-P1）c/C；其中，P表示确定的电池保护门限值（保留有限位数的小数），P2表示单节电池的最大欠压保护门限值，P1表示单节电池的最小欠压保护门限值，c表示当前电池充放电循环次数，C表示电池的最大允许的充放电循环次数或额定的充放电循环次数。
该预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系可存储在电池管理***中，该电池管理***的确定模块20在获取模块10获取到电池的当前特征参数时，根据该存储的预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定该获取的当前特征参数对应的电池保护门限值。
在一个实施例中，该确定模块20通过以下方式确定获取的当前特征参数对应的电池保护门限值p：
温度允许范围为[T1,T2]，电池充放电循环次数允许范围为[C1,C2]，电池保护门限值允许范围为[P1,P2]，确定的电池保护门限值p所属范围[p1,p2]与当前温度t所属温度范围[t1,t2]和当前电池充放电循环次数c所属范围[c1,c2]存在一一对应关系，若当前电温度t满足t∈[t1,t2]及/或当前电池充放电循环次数c满足c∈[c1,c2]，c1≤c≤c2,则确定的电池保护门限值p满足p∈[P1,P2]；其中：
例如：如表二所示，T1=-∝，T2=+∝，P1=0，P2=30，若通过温度传感器测得当前温度为10度，且t1=5，t2=40，p1=30，p2=30时，根据表二的映射关系得到p=30。
需要说明的是，区间类型可以根据实际对应关系为开区间、闭区间或半开半闭区间，在非常简化的映射关系中，区间可以简化为一个实数。例如，[t1,t2]实际为半开半闭区间(0,40]，[p1,p2]简化为实数30。
在另一个实施例中，该确定模块20包括收发单元，该收发单元用于将获取的当前特征参数发送给上位机，以供上位机根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定该获取的当前特征参数对应的电池保护门限值；及用于从该上位机接收当前特征参数对应的电池保护门限值。
该上位机预先设置了特征参数与电池保护门限值的映射关系，该收发单元将获取的当前特征参数发送给上位机，上位机根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定该获取的当前特征参数对应的电池保护门限值，如当前特征参数为温度、预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系为温度与单节电池欠压保护门限值的映射关系时，该上位机根据获取的温度在该温度与单节电池欠压保护门限值的映射关系查找到对应的单节电池欠压保护门限值。该上位机将确定的电池保护门限值返回给收发单元。
该采集模块40实时采集电池的电压值及/或电流值，该采集的电压值包括单节电池电压值及/或电池组电压值；该采集的电流值包括电池组充电电流值及/或电池组放电电流值。
该采集模块40可以只是采集电池的电压值以对电池的充电回路和放电回路进行关断控制，也可以只是采集电池的电流值以对电池的充电回路和放电回路进行关断控制，也可以同时采集电池的电压值和电流值以对电池的充电回路和放电回路进行关断控制；且在采集电池的电压值时，可以只是采集单节电池电压值，也可以只是采集电池组电压值，也可以同时采集单节电池电压值和电池组电压值。
该控制模块30将确定的该电池保护门限值与采集的电压值及/或电流值进行比较，并根据比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制，具体的，该控制模块30可只根据确定的该电池保护门限值与采集的电压值的比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制，也可以只根据确定的该电池保护门限值与采集的电流值的比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制，也可以根据确定的该电池保护门限值与采集的电压值和电流值的比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制。
在一个实施例中，该控制模块30包括第一控制单元和第二控制单元，其中：
该第一控制单元，用于在充电过程中，将确定的该单节电池过压保护门限值与该采集的单节电池电压值进行比较及/或将该确定的电池组过压保护门限值与该采集的电池组电压值进行比较；若该采集的单节电池电压值大于确定的该单节电池过压保护门限值及/或该采集的电池组电压值大于该确定的电池组过压保护门限值，则该电池管理***对充电回路进行关断控制，否则可继续维持充电回路的导通。
该第二控制单元，用于在放电过程中，将确定的该单节电池欠压保护门限值与该采集的单节电池电压值进行比较及/或将该确定的电池组欠压保护门限值与该采集的电池组电压值进行比较；若该采集的单节电池电压值小于确定的该单节电池欠压保护门限值及/或该采集的电池组电压值小于该确定的电池组欠压保护门限值，该电池管理***对放电回路进行关断控制，否则可继续维持放电回路的导通。
该第一控制单元可以只将确定的该单节电池过压保护门限值与该采集的单节电池电压值进行比较，在该采集的单节电池电压值大于确定的该单节电池过压保护门限值时，对充电回路进行关断控制，即只根据单节电池电压值对充电回路进行过压保护。在具体实施时，只要电池中的任意一节电池的单节电池电压值大于确定的该单节电池过压保护门限值时，都对充电回路进行关断控制。
该第一控制单元也可以只将确定的该电池组过压保护门限值与该采集的电池组电压值进行比较，在该采集的电池组电压值大于确定的该电池组过压保护门限值时，对充电回路进行关断控制，即只根据电池组电压值对充电回路进行过压保护。
该第一控制单元也可以同时将确定的该单节电池过压保护门限值与该采集的单节电池电压值进行比较和将确定的该电池组过压保护门限值与该采集的电池组电压值进行比较，在比较结果为：该采集的单节电池电压值大于确定的该单节电池过压保护门限值和该采集的电池组电压值大于该确定的电池组过压保护门限值时，对充电回路进行关断控制，即同时根据单节电池电压值和电池组电压值对充电回路进行过压保护。
该第二控制单元可以只将确定的该单节电池欠压保护门限值与该采集的单节电池电压值进行比较，在该采集的单节电池电压值小于确定的该单节电池过压保护门限值时，对放电回路进行关断控制，即只根据单节电池电压值对放电回路进行欠压保护。在具体实施时，只要电池中的任意一节电池的单节电池电压值小于确定的该单节电池欠压保护门限值时，都对放电回路进行关断控制。
该第二控制单元也可以只将确定的该电池组欠压保护门限值与该采集的电池组电压值进行比较，在该采集的电池组电压值小于确定的该电池组欠压保护门限值时，对放电回路进行关断控制，即只根据电池组电压值对放电回路进行欠压保护。
该第二控制单元也可以同时将确定的该单节电池欠压保护门限值与该采集的单节电池电压值进行比较和将确定的该电池组欠压保护门限值与该采集的电池组电压值进行比较，在比较结果为：该采集的单节电池电压值小于确定的该单节电池欠压保护门限值和该采集的电池组电压值小于该确定的电池组欠压保护门限值时，对放电回路进行关断控制，即同时根据单节电池电压值和电池组电压值对放电回路进行欠压保护。
在另一个实施例中，该控制模块30包括第三控制单元和第四控制单元，其中：
该第三控制单元，用于在充电过程中，将确定的该电池组充电电流保护门限值与该采集的电池组充电电流值进行比较，若该采集的电池组充电电流值大于确定的该电池组充电电流保护门限值，该电池管理***对充电回路进行关断控制，否则可继续维持充电回路的导通。
该第四控制单元，用于在放电过程中，将确定的该电池组放电电流保护门限值与该采集的电池组放电电流值进行比较，若该采集的电池组放电电流值大于确定的该电池组放电电流保护门限值，该电池管理***对放电回路进行关断控制，否则可继续维持放电回路的导通。
该第三控制单元将确定的该电池组充电电流保护门限值与该采集的电池组充电电流值进行比较，根据比较结果对充电回路进行关断控制，在采集的电池组充电电流值大于确定的电池组充电电流保护门限值时，断开充电回路，以对电池进行过充保护，停止对电池进行充电。
该第四控制单元将确定的该电池组放电电流保护门限值与该采集的电池组放电电流值进行比较，根据比较结果对放电回路进行关断控制，在采集的电池组放电电流值大于确定的电池组放电电流保护门限值时，断开放电回路，以对电池进行过放保护，停止对负载进行供电。
电池管理***除了过充和过放保护以外，一般还包括过温保护，过温保护包括过低温度保护（简称低温保护）和过高温度保护（简称高温保护），与上述保护方法相似，电池管理***通过温度传感器采集电池电芯温度、电池所处位置的环境温度和电池管理***中所用器件温度，并根据低温保护门限和高温保护门限比较，根据比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制。而低温保护门限和高温保护门限也可以根据特征参数（例如，循环次数、环境湿度）来动态确定，不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种电池充放电保护方法，其特征在于，该方法包括：
电池管理***获取电池的当前特征参数；
电池管理***根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定所述获取的当前特征参数对应的电池保护门限值；
电池管理***采集电池的电压值及/或电流值；
电池管理***将确定的所述电池保护门限值与采集的电压值及/或电流值进行比较，并根据比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定的电池保护门限值包括电压保护门限值及/或电流保护门限值，其中：
电压保护门限值包括单节电池欠压保护门限值、单节电池过压保护门限值、电池组欠压保护门限值及/或电池组过压保护门限值；
电流保护门限值包括电池组放电电流保护门限值及/或电池组充电电流保护门限值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采集的电压值包括单节电池电压值及/或电池组电压值；所述采集的电流值包括电池组充电电流值及/或电池组放电电流值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前特征参数包括温度及/或当前电池充放电循环次数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述温度包括电池电芯温度、电池所处位置的环境温度及/或电池管理***中所用器件温度。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电池管理***将确定的所述电池保护门限值与采集的电压值及/或电流值进行比较，并根据比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制的步骤包括：
在充电过程中，电池管理***将确定的所述单节电池过压保护门限值与所述采集的单节电池电压值进行比较及/或将所述确定的电池组过压保护门限值与所述采集的电池组电压值进行比较；若所述采集的单节电池电压值大于确定的所述单节电池过压保护门限值及/或所述采集的电池组电压值大于所述确定的电池组过压保护门限值，则所述电池管理***对充电回路进行关断控制；
在放电过程中，电池管理***将确定的所述单节电池欠压保护门限值与所述采集的单节电池电压值进行比较及/或将所述确定的电池组欠压保护门限值与所述采集的电池组电压值进行比较；若所述采集的单节电池电压值小于确定的所述单节电池欠压保护门限值及/或所述采集的电池组电压值小于所述确定的电池组欠压保护门限值，所述电池管理***对放电回路进行关断控制。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电池管理***将确定的所述电池保护门限值与采集的电压值及/或电流值进行比较，并根据比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制的步骤包括：
在充电过程中，电池管理***将确定的所述电池组充电电流保护门限值与所述采集的电池组充电电流值进行比较，若所述采集的电池组充电电流值大于确定的所述电池组充电电流保护门限值，所述电池管理***对充电回路进行关断控制；
在放电过程中，电池管理***将确定的所述电池组放电电流保护门限值与所述采集的电池组放电电流值进行比较，若所述采集的电池组放电电流值大于确定的所述电池组放电电流保护门限值，所述电池管理***对放电回路进行关断控制。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电池管理***根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定所述获取的当前特征参数对应的电池保护门限值是指：温度允许范围为[T1,T2]，电池充放电循环次数允许范围为[C1,C2],电池保护门限值允许范围为[P1,P2]，确定的电池保护门限值p所属范围[p1,p2]与当前温度t所属温度范围[t1,t2]和当前电池充放电循环次数c所属范围[c1,c2]存在一一对应关系，若当前电温度t满足t∈[t1,t2]及/或当前电池充放电循环次数c满足c∈[c1,c2]，c1≤c≤c2，则确定的电池保护门限值p满足p∈[p1,p2]；其中：
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池管理***根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定所述获取的当前特征参数对应的电池保护门限值的步骤包括：
所述电池管理***将获取的当前特征参数发送给上位机，以供上位机根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定所述获取的当前特征参数对应的电池保护门限值；
所述电池管理***从所述上位机接收当前特征参数对应的电池保护门限值。
10.一种电池管理***，其特征在于，该***包括：
获取模块，用于获取电池的当前特征参数；
确定模块，用于根据预设的特征参数与电池保护门限值的映射关系，确定所述获取的当前特征参数对应的电池保护门限值；
采集模块，用于采集电池的电压值及/或电流值；
控制模块，用于将确定的所述电池保护门限值与采集的电压值及/或电流值进行比较，并根据比较结果对充电回路和放电回路进行关断控制。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140730 |