CN113612281A - 供电***及供电方法 - Google Patents

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CN113612281A
CN113612281A CN202110896921.0A CN202110896921A CN113612281A CN 113612281 A CN113612281 A CN 113612281A CN 202110896921 A CN202110896921 A CN 202110896921A CN 113612281 A CN113612281 A CN 113612281A
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张占军
李斌
樊红杰
吴晓彤
方坤
程涛
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Liaoning Ruihua Industrial Group High And New Technology Co ltd
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Abstract

本公开涉及供电***及供电方法。供电***包括一个主电池单元和至少一个从电池单元，从电池单元的从控制器将从电池单元的电池信息发送至主电池单元的主控制器。主控制器根据主电池单元的电池信息以及从电池单元的电池信息确定各电池单元的剩余电量，并在确定***处于放电模式下，根据各电池单元的剩余电量和当前放电阶段，确定满足放电条件的目标放电单元，生成对应于目标放电单元的放电控制指令；或在确定***处于充电模式下，根据各电池单元的剩余电量和当前充电阶段，确定满足充电条件的目标充电单元，生成对应于目标充电单元的充电控制指令。有序控制供电***中的各电池单元为负载供电，或为各电池单元充电，满足不同生产***的供电时长需求。

Description

供电***及供电方法
技术领域
本公开涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种供电***及供电方法。
背景技术
为了防止由于矿井下的外部供电电源不稳定、停电等情况的发生，需要为矿井下的生产设备设置矿用电池，以便在外部供电电源不稳定、停电等情况时，及时通过矿用电池为负载供电。由于矿用电池需要进行防爆认证，在完成防爆认证之后，其对应的参数不能随意更改，另外，制作较大容量的矿用电池较困难，且危险系数较高，因此，相关技术中所使用的都是固定的、小容量的矿用电池，所以，相关技术中的矿用电池其工作时间也应是固定的。考虑到矿井下不同生产***的工作时间不同，例如煤矿瓦斯监控***要求设备的工作时间不低于4小时，煤矿人员管理***要求设备的工作时间不低于2小时，因此，如何提出一种满足不同生产***的供电时长需求的供电***是本技术领域亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种供电***及供电方法。
根据本公开的一方面，提供了一种供电***，该供电***包括多个电池单元，所述多个电池单元包括一个主电池单元和至少一个从电池单元，所述主电池单元包括主控制器，从电池单元包括从控制器，
所述从控制器，用于将接收到的从电池单元的电池信息发送至所述主控制器；
所述主控制器，用于根据接收到的主电池单元的电池信息以及所述从电池单元的电池信息确定每个所述电池单元的剩余电量；
所述主控制器，还用于在确定所述***处于放电模式下，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前放电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足放电条件的目标放电单元，并生成对应于所述目标放电单元的放电控制指令，以使所述目标放电单元的控制器根据所述放电控制指令为负载供电；或者
在确定所述***处于充电模式下，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前充电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足充电条件的目标充电单元，并生成对应于所述目标充电单元的充电控制指令，以使所述目标充电单元的控制器根据所述充电控制指令执行为所述目标充电单元进行充电的操作。
在一种可能的实现方式中，所述放电阶段包括第一阶段和第二阶段，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前放电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足放电条件的目标放电单元，包括以下任意一种操作：
在所述当前放电阶段为所述第一阶段的情况下，将每个电池单元的剩余电量中的最大剩余电量对应的电池单元中的一个确定为所述目标放电单元；
在所述当前放电阶段为所述第二阶段、且所述至少一个从电池单元的剩余电量不一致或每个电池单元的剩余电量一致的情况下，将需要放电的从电池单元中的一个确定为所述目标放电单元；
在所述当前放电阶段为所述第二阶段、所述至少一个从电池单元的剩余电量一致且所述从电池单元的剩余电量与所述主电池单元的剩余电量不一致的情况下，将所述主电池单元确定为所述目标放电单元。
在一种可能的实现方式中，所述放电控制指令中包括所述目标放电单元所需释放的释放电量和/或完成放电后的目标剩余电量。
在一种可能的实现方式中，所述充电阶段包括第三阶段和第四阶段，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前充电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足充电条件的目标充电单元，包括以下任意一种操作：
在所述当前充电阶段为所述第三阶段的情况下，将每个电池单元的剩余电量中的最小剩余电量对应的电池单元中的一个确定为所述目标充电单元；
在所述当前充电阶段为所述第四阶段、且每个电池单元的剩余电量一致的情况下，将所述主电池单元确定为所述目标充电单元；
在所述当前充电阶段为所述第四阶段、所述从电池单元的剩余电量与所述主电池单元的剩余电量不一致、且所述至少一个从电池单元的剩余电量不一致的情况下，将需要充电的从电池单元中的一个确定为所述目标充电单元。
在一种可能的实现方式中，所述充电控制指令中包括所述目标充电单元所需充入的充电电量和/或完成充电后的目标剩余电量。
在一种可能的实现方式中，所述主控制器，还用于进行负载检测和外部供电电源检测，并根据检测结果确定所述***的工作模式，所述工作模式包括所述放电模式、所述充电模式、外部供电模式；
其中，根据检测结果确定所述***的工作模式，包括以下任意一种：
在所述检测结果为检测到所述负载且未检测到外部供电电源的情况下，确定所述***处于所述放电模式；
在所述检测结果为未检测到所述负载且检测到所述外部供电电源的情况下，确定所述***处于充电模式，以使所述外部供电电源为所述目标充电单元充电；
在所述检测结果为检测到所述负载且检测到所述外部供电电源的情况下，确定所述***处于所述外部供电模式，以使所述外部供电电源为所述负载供电和所述目标充电单元充电。
在一种可能的实现方式中，所述主控制器，还用于在确定所述***处于放电模式、且所述检测结果为检测到所述外部供电电源的情况下，确定所述***处于所述外部供电模式，以及生成对应于所述目标放电单元的放电停止控制指令，以使所述目标放电单元的控制器根据所述放电停止控制指令控制所述目标放电单元停止放电。
在一种可能的实现方式中，所述主电池单元还包括主极性保护电路、主充电开关、主放电开关、主电池组、主充放电保护电路；
所述主极性保护电路包括主第一二极管和主第二二极管，所述主第一二极管的正极连接到所述主放电开关，所述主第二二极管的负极连接到所述主充电开关，所述主第一二极管的负极和所述主第二二极管的正极连接到所述外部供电电源和/或所述负载；
所述主放电开关还连接到所述主充放电保护电路、所述主控制器；
所述主充电开关还连接到所述主充放电保护电路和所述主控制器；
所述主充放电保护电路还连接到所述主控制器和所述主电池组的第一端，所述主电池组的第二端连接到所述外部供电电源和/或所述负载，所述主充放电保护电路用于实时采集所述主电池组的电池信息，并将所述主电池组的电池信息作为所述主电池单元的电池信息发送至所述主控制器；
所述从电池单元还包括从极性保护电路、从充电开关、从放电开关、从电池组、从充放电保护电路；
所述从极性保护电路包括从第一二极管和从第二二极管，所述从第一二极管的正极连接到所述从放电开关，所述从第二二极管的负极连接到所述从充电开关，所述从第一二极管的负极和所述从第二二极管的正极连接到所述外部供电电源和/或所述负载；
所述从放电开关还连接到所述从充放电保护电路、所述从控制器；
所述从充电开关还连接到所述从充放电保护电路和所述从控制器；
所述从充放电保护电路还连接到所述从控制器和所述从电池组的第一端，所述从电池组的第二端连接到所述外部供电电源和/或所述负载，所述从充放电保护电路用于实时采集所述从电池组的电池信息，并将所述从电池组的电池信息作为所述从电池单元的电池信息发送至所述从控制器；
所述主控制器连接到所述从控制器。
在一种可能的实现方式中，所述目标放电单元的控制器还用于在根据接收到的目标放电单元的电池信息确定目标放电单元的剩余电量小于第一阈值的情况下，停止接收来自所述主控制器的放电控制指令。
在一种可能的实现方式中，每个电池单元中的控制器用于在检测到自身满足主控制器设置条件的情况下，确定自身为主控制器；
其中，主控制器设置条件包括以下任意一种：
检测到控制器上的拨码开关被打开；
接收到的标识与预设标识一致。
根据本公开的另一方面，提供了一种供电方法，应用于上述供电***中的主控制器，所述供电***包括多个电池单元，所述多个电池单元包括一个主电池单元和至少一个从电池单元，所述主电池单元包括所述主控制器，所述方法包括：
根据接收到的主电池单元的电池信息以及从电池单元的电池信息确定每个所述电池单元的剩余电量；
在确定所述***处于放电模式下，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前放电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足放电条件的目标放电单元，并生成对应于所述目标放电单元的放电控制指令，以使所述目标放电单元的控制器根据所述放电控制指令为负载供电；或者、在确定所述***处于充电模式下，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前充电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足充电条件的目标充电单元，并生成对应于所述目标充电单元的充电控制指令，以使所述目标充电单元的控制器根据所述充电控制指令执行为所述目标充电单元进行充电的操作。
本公开所提供的供电***通过将每个电池单元的电池信息发送至主控制器，使主控制器确定出供电***在不同的工作模式下的目标放电单元或目标充电单元，可以有序地控制供电***中的各电池单元为负载供电，或者，为该供电***中的各电池单元充电，在保证为负载提供稳定的供电电压的同时，还可以保护供电***中的各电池单元。并且，由于本公开提供的供电***能够根据实际应用场景设置供电***中电池单元的个数，因此，该供电***能够满足不同生产***的供电时长需求，符合智慧矿山、安全生产的理念。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出了根据本公开实施例提供的供电***的结构示意图。
图2示出了根据本公开实施例提供的另一供电***的结构示意图。
图3示出了根据本公开实施例提供的又一供电***的结构示意图。
图4示出了根据本公开实施例提供的供电方法的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
图1示出了根据本公开实施例提供的供电***的结构示意图。如图1所示，该供电***10包括多个电池单元，所述多个电池单元包括一个主电池单元1和至少一个从电池单元2，所述主电池单元1包括主控制器1＇，从电池单元2包括从控制器1＂。其中，本领域技术人员可以根据负载20所需的供电时长设置电池单元的数量，供电时长越长、电池单元的数量越大，本公开对此不作限制。
所述从控制器1＂，用于将接收到的从电池单元2的电池信息发送至所述主控制器1＇。
所述主控制器1＇，用于根据接收到的主电池单元1的电池信息以及所述从电池单元2的电池信息确定每个所述电池单元的剩余电量，也即确定出主电池单元1和每个从电池单元2的剩余电量。
所述主控制器1＇，还用于在确定所述***10处于放电模式下，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前放电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足放电条件的目标放电单元(也即从一个主电池单元1和至少一个从电池单元2中确定出满足放电条件的目标放电单元)，并生成对应于所述目标放电单元的放电控制指令，以使所述目标放电单元的控制器根据所述放电控制指令为负载20供电；或者，在确定所述***10处于充电模式下，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前充电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足充电条件的目标充电单元(也即从一个主电池单元1和至少一个从电池单元2中确定出满足充电条件的目标充电单元)，并生成对应于所述目标充电单元的充电控制指令，以使所述目标充电单元的控制器根据所述充电控制指令执行为所述目标充电单元进行充电的操作。
本公开所提供的供电***通过将每个电池单元的电池信息发送至主控制器，使主控制器确定出供电***在不同的工作模式下的目标放电单元或目标充电单元，可以有序地控制供电***中的各电池单元为负载供电，或者，为该供电***中的各电池单元充电，在保证为负载提供稳定的供电电压的同时，还可以保护供电***中的各电池单元。并且，由于本公开提供的供电***能够根据实际应用场景设置供电***中电池单元的个数，因此，该供电***能够满足不同生产***的供电时长需求，符合智慧矿山、安全生产的理念。
其中，主控制器1＇还可以用于检测***10中是否有新的从电池单元2接入。从而使整个供电***可以实时地根据电池单元的个数控制供电***为负载供电，和/或，为该供电***中的电池单元充电。
在一种可能的实现方式中，所述放电控制指令中可以包括所述目标放电单元所需释放的释放电量和/或完成放电后的目标剩余电量。其中，释放电量可以指示目标放电单元执行完该放电控制指令所要释放的电量，可以根据放电前目标放电单元的剩余电量以及预设放电比例确定。完成放电后的目标剩余电量可以指示目标放电单元执行完该放电控制指令后其所剩余的电量，可以根据释放电量(或者预设放电比例)以及放电前目标放电单元的剩余电量确定，本公开对此不作具体限制。例如，可以设置预设放电比例为2％，则在发出该放电控制指令前目标放电单元的剩余电量为a的情况下，释放电量可以为2％a，完成放电后的目标剩余电量可以为98％a。其中，完成放电后的目标剩余电量应大于或等于目标电池单元在达到终止电压(电池单元因输出电压过低而无法正常为负载20供电而停止放电的电压)时其所残余的电量，以保证目标电池单元的安全、有效放电。
在一种可能的实现方式中，所述主控制器1＇，还可以用于在所述放电模式下，在根据所述目标放电单元的电池信息确定所述目标放电单元满足放电停止条件的情况下，生成对应于所述目标放电单元的放电停止控制指令，以使所述目标放电单元的控制器根据所述放电停止控制指令控制所述目标放电单元停止放电。其中，所述放电停止条件可以包括所述目标放电单元所释放的电量与所需释放的释放电量一致和/或所述目标放电单元的完成放电后的剩余电量与完成放电后的目标剩余电量一致。
通过设置释放电量和/或完成放电后的目标剩余电量，并且，在目标放电单元所释放的电量与释放电量一致，和/或，目标放电单元的完成放电后的剩余电量与完成放电后的目标剩余电量一致的情况下，控制目标放电单元停止放电，可以有效控制目标放电单元的每次释放的释放电量，以及有序控制各电池单元放电。
在一种可能的实现方式中，所述充电控制指令中可以包括所述目标充电单元所需充入的充电电量和/或完成充电后的目标剩余电量。其中，充电电量可以指示目标充电单元执行完该充电控制指令后该目标充电单元所要充入的电量，可以根据充电前目标充电单元的剩余电量以及预设充电比例确定。完成充电后的目标剩余电量可以指示目标充电单元执行完该充电控制指令后其所剩余的电量，可以根据充电电量(或者预设充电比例)以及充电前目标充电单元的剩余电量确定，本公开对此不作具体限制。例如，可以设置预设充电比例为2％，则在发出该充电控制指令前目标放电单元的剩余电量为b的情况下，充电电量为2％b，完成充电后的目标剩余电量为102％b。其中，完成充电后的目标剩余电量应小于或等于目标电池单元最多所能充入的电量，以保证目标电池单元的充电安全、有效充电。
在一种可能的实现方式中，所述主控制器1＇，还可以用于在所述充电模式下，在根据所述目标充电单元的电池信息确定所述目标充电单元满足充电停止条件的情况下，生成对应于所述目标充电单元的充电停止控制指令，以使所述目标充电单元的控制器根据所述充电停止控制指令控制所述目标充电单元停止执行为所述目标充电单元进行充电的操作。其中，所述充电停止条件可以包括所述目标充电单元所充入的电量与所需充入的充电电量一致和/或所述目标充电单元的完成充电后的剩余电量与完成充电后的目标剩余电量一致。
通过设置充电电量和/或完成充电后的目标剩余电量，并且，在目标充电单元所充入的电量与充电电量一致，和/或，目标充电单元的完成充电后的剩余电量与完成充电后的目标剩余电量一致的情况下，控制目标充电单元停止执行为目标充电单元进行充电的操作，可以有效控制每次为目标充电单元充入的实际电量，以及有序为各电池单元充电。
在一种可能的实现方式中，所述放电阶段可以包括第一阶段和第二阶段。其中，主控制器1＇可以用于在确定***10处于放电模式下之后，先确定每个电池单元的剩余电量，在各电池单元中至少有两个电池单元的剩余电量不相同(也即多个电池单元的剩余电量不一致)的情况下，确定***10进入第一阶段，并执行第一阶段对应的操作：确定出多个电池单元的剩余电量中的最小值，并按照剩余电量由大到小的顺序依次控制剩余电量大于“最小值”的各电池单元进行放电，直至多个电池单元的剩余电量均为“最小值”。在执行完第一阶段使得每个电池单元的剩余电量均相同的情况下，确定***10进入第二阶段，并执行第二阶段对应的操作：控制剩余电量相同的各电池单元按照设定放电规则的依次放电。
为保证各电池单元的有序放电，需要预先确定出多个电池单元中的目标放电单元，则根据每个所述电池单元的剩余电量和当前放电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足放电条件的目标放电单元，可以包括以下操作1-操作3中的任意一种操作。
操作1：在所述当前放电阶段为所述第一阶段的情况下，可以将每个电池单元的剩余电量中的最大剩余电量对应的电池单元中的一个确定为所述目标放电单元。其中，在根据每个电池单元的剩余电量确定多个电池单元中最大剩余电量对应的电池单元为一个的情况下，可以将每个电池单元的剩余电量中的最大剩余电量对应的电池单元确定为目标放电单元。在根据每个电池单元的剩余电量确定多个电池单元中最大剩余电量对应的电池单元为多个的情况下，可以将任意一个最大剩余电量对应的电池单元确定为目标放电单元，也可以通过以下任意一种预设方式确定目标放电单元，例如，可以预先为每个电池单元设置如1、2、3、4的编号，而后可以将多个最大剩余电量对应的电池单元的编号的最小值对应的电池单元确定为目标放电单元，可以将多个最大剩余电量对应的电池单元的编号的最大值对应的电池单元确定为目标放电单元，也可以将多个最大剩余电量对应的电池单元的编号的中值对应的电池单元确定为目标放电单元，本公开对此不作限制。
操作2：在所述当前放电阶段为所述第二阶段、且所述至少一个从电池单元2的剩余电量不一致或每个电池单元的剩余电量一致的情况下，可以将需要放电的从电池单元2中的一个确定为所述目标放电单元。其中，可以将多个剩余电量一致的从电池单元2中任意一个从电池单元2确定为目标放电单元，也可以通过以下任意一种预设方式确定目标放电单元，例如，可以预先为每个电池单元设置如1、2、3、4的编号，而后可以将多个剩余电量一致的从电池单元2中编号的最小值对应的从电池单元2确定为目标放电单元，可以将多个剩余电量一致的从电池单元2中编号的最大值对应的从电池单元2确定为目标放电单元，也可以将多个剩余电量一致的从电池单元2中编号的中值对应的从电池单元2确定为目标放电单元，本公开对此不作限制。
操作3：在所述当前放电阶段为所述第二阶段、所述至少一个从电池单元2的剩余电量一致且所述从电池单元2的剩余电量与所述主电池单元1的剩余电量不一致的情况下，可以将所述主电池单元1确定为所述目标放电单元。
在确定供电***处于放电模式下，通过执行第一阶段的操作使得各电池单元的剩余电量均相同，并在确定每个电池单元的剩余电量均相同的情况下，确定***进入第二阶段。在第二阶段，先控制从电池单元为负载供电，直至从电池单元的剩余电量与主电池单元的剩余电量不一致(也即，主电池单元的剩余电量大于从电池单元的剩余电量，且主电池单元的剩余电量与从电池单元的剩余电量之间的差值为上述释放电量)，再控制主电池单元为负载供电，能够最大限度地使主电池单元保持足够的电量，以使主电池单元持续为主控制器供电，从而可以使主控制器控制整个供电***的放电过程的有序进行。
在一种可能的实现方式中，所述充电阶段可以包括第三阶段和第四阶段，其中，主控制器1＇可以用于在确定***10处于充电模式下，先确定每个电池单元的剩余电量，在各电池单元中至少有两个电池单元的剩余电量不相同的情况下，确定***10进入第三阶段，并执行第三阶段对应的操作：确定出多个电池单元的剩余电量中的最大值，并按照剩余电量由小到大的顺序依次控制剩余电量小于“最大值”的各电池单元进行充电，直至多个电池单元的剩余电量均为“最大值”。在执行完第三阶段对应的操作之后，且使得每个电池单元的剩余电量均相同的情况下，确定***10进入第四阶段，并执行第四阶段对应的操作：控制剩余电量相同的各电池单元按照设定充电规则的依次充电。
为保证为电池单元有序充电，需要预先确定出多个电池单元中的目标充电单元，则根据每个所述电池单元的剩余电量和当前充电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足充电条件的目标充电单元，可以包括以下操作4-操作6中的任意一种操作。
操作4：在所述当前充电阶段为所述第三阶段的情况下，可以将每个电池单元的剩余电量中的最小剩余电量对应的电池单元中的一个确定为所述目标充电单元。其中，在根据每个电池单元的剩余电量确定多个电池单元中最小剩余电量对应的电池单元为一个的情况下，可以将每个电池单元的剩余电量中的最小剩余电量对应的电池单元确定为目标充电单元。在根据每个电池单元的剩余电量确定多个电池单元中最小剩余电量对应的电池单元为多个的情况下，可以将任意一个最小剩余电量对应的电池单元确定为目标充电单元，也可以通过以下任意一种预设方式确定目标充电单元，例如，可以预先为每个电池单元设置如1、2、3、4的编号，而后可以将多个最小剩余电量对应的电池单元的编号的最小值对应的电池单元确定为目标充电单元，可以将多个最小剩余电量对应的电池单元的编号的最大值对应的电池单元确定为目标充电单元，也可以将多个最小剩余电量对应的电池单元的编号的中值对应的电池单元确定为目标充电单元，本公开对此不作限制。
操作5：在所述当前充电阶段为所述第四阶段、且每个电池单元的剩余电量一致的情况下，可以将所述主电池单元1确定为所述目标充电单元。
操作6：在所述当前充电阶段为所述第四阶段、所述从电池单元2的剩余电量与所述主电池单元1的剩余电量不一致、且所述至少一个从电池单元2的剩余电量不一致的情况下，可以将需要充电的从电池单元2中的一个确定为所述目标充电单元。其中，可以将多个剩余电量一致的从电池单元2中任意一个从电池单元2确定为目标充电单元，也可以通过以下任意一种预设方式确定目标充电单元，例如，可以预先为每个电池单元设置如1、2、3、4的编号，而后可以将多个剩余电量一致的从电池单元2中编号的最小值对应的从电池单元2确定为目标充电单元，可以将多个剩余电量一致的从电池单元2中编号的最大值对应的从电池单元2确定为目标充电单元，也可以将多个剩余电量一致的从电池单元2中编号的中值对应的从电池单元2确定为目标充电单元。
在确定供电***处于充电模式下，通过执行第三阶段的操作使得各电池单元的剩余电量均相同，并在确定每个电池单元的剩余电量均相同的情况下，确定***进入第四阶段。在第四阶段，先为主电池单元充电，直至从电池单元的剩余电量与主电池单元的剩余电量不一致(也即，主电池单元的剩余电量大于从电池单元的剩余电量，且主电池单元的剩余电量与从电池单元的剩余电量之间的差值为上述充电电量)、且至少一个从电池单元的剩余电量不一致，再为各从电池单元充电，能够最大限度地使主电池单元保持足够的电量，以使主电池单元持续为主控制器供电，从而可以使主控制器控制整个供电***的充电过程的有序进行。
为便于理解本公开实施例所提供的供电***10，下面以供电***10包括一个主电池单元1以及一个从电池单元2为例，结合图2对本公开所提供的供电***10进行描述。
图2示出了根据本公开实施例提供的另一供电***的结构示意图。如图2所示，该供电***10可以包括一个主电池单元1以及一个从电池单元2。所述主电池单元1还可以包括主极性保护电路2＇、主充电电路3＇、主充电开关4＇、主放电开关5＇、主电池组6＇、主充放电保护电路7＇。所述从电池单元2还可以包括从极性保护电路2＂、从充电电路3＂、从充电开关4＂、从放电开关5＂、从电池组6＂、从充放电保护电路7＂。
其中，所述主极性保护电路2＇可以包括主第一二极管D1＇和主第二二极管D2＇，所述主第一二极管D1＇的正极连接到所述主放电开关5＇，所述主第二二极管D2＇的负极连接到所述主充电电路3＇，所述主第一二极管D1＇的负极和所述主第二二极管D2＇的正极连接到所述外部供电电源30和/或所述负载20。其中，主极性保护电路2＇还可以为包括MOS管等具有单向开关性质的器件组成的电路。
所述主充电电路3＇还连接到所述主充电开关4＇、所述主控制器1＇。
所述主放电开关5＇还连接到所述主充放电保护电路7＇、所述主控制器1＇。
所述主充电开关4＇还连接到所述主充放电保护电路7＇、所述主控制器1＇。
所述主充放电保护电路7＇还连接到所述主控制器1＇和所述主电池组6＇的第一端，所述主电池组6＇的第二端连接到所述外部供电电源30和/或所述负载20。主电池组6＇用于为主电池单元1中的其他部件供电。
其中，所述从极性保护电路2＂可以包括从第一二极管D1＂和从第二二极管D2＂，所述从第一二极管D1＂的正极连接到所述从放电开关5＂，所述从第二二极管D2＂的负极连接到所述从充电电路3＂，所述从第一二极管D1＂的负极和所述从第二二极管D2＂的正极连接到所述外部供电电源30和/或所述负载20。其中，从极性保护电路2＂还可以为包括MOS管等具有单向开关性质的器件组成的电路。
所述从充电电路3＂还连接到所述从充电开关4＂、所述从控制器1＂。
所述从放电开关5＂还连接到所述从充放电保护电路7＂、所述从控制器1＂。
所述从充电开关4＂还连接到所述从充放电保护电路7＂、所述从控制器1＂。
所述从充放电保护电路7＂还连接到所述从控制器1＂和所述从电池组6＂的第一端，所述从电池组6＂的第二端连接到所述外部供电电源30和/或所述负载20。所述从电池组6＂用于为所述从电池单元2中的其他部件供电。
在一种可能的实现方式中，目标充电单元(也即，从一个主电池单元1和至少一个从电池单元2中确定出的满足充电条件的目标充电单元)的控制器可以根据充电控制指令控制充电开关打开，以使外部供电电源30为目标充电单元充电。例如，假定目标充电单元为主电池单元1，则主控制器1＇可以根据充电控制命令控制主充电开关4＇打开，以使外部供电电源30为主电池单元1充电。
在一种可能的实现方式中，目标放电单元(也即，从一个主电池单元1和至少一个从电池单元2中确定出满足放电条件的目标放电单元)的控制器可以根据放电控制指令控制放电开关打开，以使目标放电单元为负载20供电。例如，假定目标充电单元为从电池单元2，则从控制器1＂可以根据放电控制指令控制从放电开关5＂打开，以使从电池单元2为负载20供电。
通过在各电池单元(也即，主电池单元以及从电池单元)中设置充电电路，可以将外部供电电源输出的电压转换为各电池组的额定输入电压，从而在外部供电电源为目标充电单元充电时，能够保护各目标充电单元。例如，假定目标充电单元为主电池单元1，则主充电电路3＇可以将外部供电电源30输出的电压转换成主电池组6＇的额定输入电压，从而在外部供电电源30为主电池单元1充电时，能够保护主电池单元1。
通过在各电池单元(也即，主电池单元以及从电池单元)中设置极性保护电路，可以在***处于外部供电模式或充电模式下，通过极性保护电路中的第二二极管形成包括第二二极管、充电电路、充电开关、充放电保护电路、电池组、外部供电电源的充电电流回路；并通过极性保护电路中的第一二极管防止外部供电电源输出的电流经过放电开关、充放电保护电路输入至电池组，避免对电池组造成损坏。可以在***处于放电模式下，通过极性保护电路中的第一二极管形成包括负载、第一二极管、放电开关、充放电保护电路、电池组的放电电流回路，并通过极性保护电路中的第二二极管防止各电池组输出的电流直接经过充电开关、充电电路输出至负载。例如，假定目标充电单元为从电池单元2，则在***处于外部供电模式或充电模式下可以通过从极性保护电路2＂中的从第二二极管D2＂形成包括从第二二极管D2＂、从充电电路3＂、从充电开关4＂、从充放电保护电路7＂、从电池组6＂、外部供电电源30的充电电流回路，并通过从极性保护电路2＂中的从第一二极管D1＂防止外部供电电源30输出的电流经过从放电开关5＂、从充放电保护电路7＂输入至从电池组6＂，避免对从电池组6＂造成损坏。假定目标放电单元为主电池单元1，则在***处于放电模式下可以通过主极性保护电路2中的主第一二极管D1＇形成包括负载20、主第一二极管D1＇、主放电开关5＇、主充放电保护电路7＇、主电池组6＇的放电电流回路，并通过主极性保护电路2中的主第二二极管D2＇防止主电池组6＇输出的电流直接经过主充电开关4＇、主充电电路3＇输出至负载20。
其中，所述主充放电保护电路7＇可以用于实时采集所述主电池组6＇的电池信息(也即，主电池单元1的电池信息)，并将所述主电池组6＇的电池信息作为所述主电池单元1的电池信息发送至所述主控制器1＇。
所述从充放电保护电路7＂可以用于实时采集所述从电池组6＂的电池信息(也即，从电池单元2的电池信息)，并将所述从电池组6＂的电池信息作为所述从电池单元2的电池信息发送至所述从控制器1＂，以使从控制器1＂将接收到的从电池单元2的电池信息发送至所述主控制器1＇。
在一种可能的实现方式中，电池信息可以包括电池组的电量、电池组的输入电压、电池组的输出电压、电池组的输入电流、电池组的输出电流、电池组的温度等，从而可以根据电池组的输入电压、电池组的输出电压、电池组的输入电流、电池组的输出电流确定电池组当前的工作状态，所述工作状态包括充电状态或放电状态。
在一种可能的实现方式中，电池信息还可以包括电池组当前的工作状态。
其中，充放电保护电路(即，主充放电保护电路7＇、从充放电保护电路7＂)可以为电池保护芯片，该电池保护芯片上可以集成有热敏电阻、电阻分压采样电路、电阻检测电路等，本公开对此不作限制。可以通过热敏电阻温度，通过电阻分压采样电路采集电压，通过电阻检测电路采集电流等。电池保护芯片基于采集到的数据进行分析，可以确定出电池组当前的工作状态(也即，该电池组对应的电池单元当前的工作状态)。
通过设置充放电保护电路(即，主充放电保护电路7＇、从充放电保护电路7＂)，可以实时获取各电池组的电池信息，以便各控制器及时根据各电池组的电池信息执行相关操作。
在一种可能的实现方式中，所述目标放电单元的控制器还用于在根据接收到的目标放电单元的电池信息确定目标放电单元的剩余电量小于第一阈值的情况下，停止接收来自所述主控制器1＇的放电控制指令。其中，第一阈值可以根据目标放电单元的电池信息确定，本公开对此不作限制。例如，可以设置第一阈值为目标放电单元的电池组的额定容量的1％至5％。
通过设置目标放电单元的控制器在目标放电单元的剩余电量小于第一阈值的情况下，停止接收来自主控制器的放电控制指令，可以避免目标放电单元在电量过低的情况下，仍然持续放电，导致因过度放电影响目标放电单元的寿命。
其中，所述主控制器1＇连接到所述从控制器1＂。如图2所示，在一种可能的实现方式中，该主电池单元1还可以包括主通信接口8＇，从电池单元2还可以包括从通信接口8＂，主通信接口8＇连接到主控制器1＇、从通信接口8＂，从通信接口8＂连接到从控制器1＂、主通信接口8＇，从而使得主控制器1＇与从控制器1＂建立通信连接。其中，通信接口(也即，主通信接口8＇以及从通信接口8＂)可以为I/O接口、RS-485接口、RS-422接口等，本公开对此不作限制。其中，从控制器1＂可以通过从通信接口8＂、主通信接口8＇，将接收到的从电池单元2的电池信息发送至所述主控制器1＇。
通过在各电池单元之间建立通信接口，能够使多个电池单元之间互相建立通信连接，使得控制器可以及时获取各电池单元的电池信息，以便更好地控制供电***进行有序的充放电过程。其中，主电池单元还可以用于通过主通信接口检测***中是否有新的从电池单元接入。
在一种可能的实现方式中，在可以确定外部供电电源输出的电压与各电池单元中电池组的额定输入电压一致的情况下，可以不在各电池单元中设置充电电路，例如，以图2中的主电池单元1为例，可以不设置主充电电路3＇，直接将主第二二极管D2＇的负极连接到主充电开关4＇。以图2中的从电池单元2为例，可以不设置从充电电路3＂，直接将从第二二极管D2＂的负极连接到从充电开关4＂。
在一种可能的实现方式中，各电池单元可以为相同的电池单元，根据各电池单元中的控制器是否被设置为主控制器1＇，将各电池单元划分为主电池单元1和从电池单元2。
在一种可能的实现方式中，每个电池单元中的控制器用于在检测到自身满足主控制器1＇设置条件的情况下，可以确定自身为主控制器1＇；其中，主控制器1＇设置条件包括以下任意一种：检测到控制器上的拨码开关被打开；接收到的标识与预设标识一致。其中，预设标识可以为多个电池单元中任意一个电池单元的标识。
在一种可能的实现方式中，所述主控制器1＇还可以用于进行负载20检测和外部供电电源30检测，并根据检测结果确定所述***10的工作模式，所述工作模式可以包括所述放电模式、所述充电模式、外部供电模式。
其中，每个电池单元中的控制器中可以设置有电压检测电路，该电压检测电路用于进行外部供电电源30检测。例如，电压检测电路可以用于在确定外部供电电源30的电压大于第二阈值的情况下，确定检测到外部供电电源30；或者，在确定外部供电电源30的电压小于第二阈值的情况下，确定没有检测到外部供电电源30。其中，第二阈值可以根据外部供电电源30的输出电压、各电池组(也即，主电池组6＇或从电池组6＇＇)的电压确定，例如，外部供电电源30的输出电压为24V，各电池组(也即，主电池组6＇或从电池组6＇＇)的最大电压为16V，可以设置第二阈值为20V。
通过在外部供电电源大于第二阈值的情况下，确定检测到外部供电电源，可以保证外部供电电源能够提供稳定的供电电压。
其中，所述主控制器1＇根据检测结果确定所述***10的工作模式，可以包括以下任意一种：
在所述检测结果为检测到所述负载20且未检测到外部供电电源30的情况下，确定所述***10处于所述放电模式。
在所述检测结果为未检测到所述负载20且检测到所述外部供电电源30的情况下，确定所述***10处于充电模式，以使所述外部供电电源30为所述目标充电单元充电。
在所述检测结果为检测到所述负载20且检测到所述外部供电电源30的情况下，确定所述***10处于所述外部供电模式，以使所述外部供电电源30为所述负载20供电和为所述目标充电单元充电。
通过在检测到负载且检测到外部供电电源的情况下，使外部供电电源为负载供电；在检测到负载且未检测到外部供电电源的情况下，使目标放电单元为负载供电，可以持续为负载供电，避免在没有外部供电电源的情况下，影响整个生产***的正常运行。并且，在检测到外部供电电源的情况下，使外部供电电源为目标充电单元充电，可以保证供电***中各电池单元为后续放电模式下提供可放电的电量。
在一种可能的实现方式中，所述主控制器1＇还可以用于在确定所述***10处于放电模式、且所述检测结果为检测到所述外部供电电源30的情况下，确定所述***10处于所述外部供电模式，以及生成对应于所述目标放电单元的放电停止控制指令，以使所述目标放电单元的控制器根据所述放电停止控制指令控制所述目标放电单元停止放电。
通过设置供电***在处于放电模式下，也继续进行外部供电电源检测，在检测到外部供电电源的情况下，控制目标放电单元停止放电，可以有效节省供电***中各电池单元的电量。
图3示出了根据本公开实施例提供的又一供电***的结构示意图。如图3所示，该供电***10可以包括一个主电池单元1以及两个从电池单元2。其中，每个从电池单元2均可以通过从通信接口8＂以及主通信接口8＇与主电池单元1建立通信连接，且各从电池单元2之间也可以通过从通信接口8＂建立通信连接。
图4示出了根据本公开实施例提供的供电方法的流程图。如图4所示，该方法应用于上述供电***中的主控制器，所述供电***包括多个电池单元，所述多个电池单元包括一个主电池单元和至少一个从电池单元，所述主电池单元包括所述主控制器，该方法包括步骤S1至步骤S2。其中，步骤S2包括步骤S21以及步骤S22。可以在执行完步骤S1之后直接执行步骤S21，或者，也可以在执行完步骤S1之后直接执行步骤S22，本公开对此不作限制。
在步骤S1中，根据接收到的主电池单元的电池信息以及从电池单元的电池信息确定每个所述电池单元的剩余电量。
在步骤S21中，在确定所述***处于放电模式下，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前放电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足放电条件的目标放电单元，并生成对应于所述目标放电单元的放电控制指令，以使所述目标放电单元的控制器根据所述放电控制指令为负载供电。
在步骤S22中，在确定所述***处于充电模式下，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前充电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足充电条件的目标充电单元，并生成对应于所述目标充电单元的充电控制指令，以使所述目标充电单元的控制器根据所述充电控制指令执行为所述目标充电单元进行充电的操作。
本公开所提供的供电方法通过将每个电池单元的电池信息发送至主控制器，使主控制器确定出供电***在不同的工作模式确定目标放电单元和目标充电单元，可以有序地控制供电***中的各电池单元为负载供电，或者，为该供电***中的各电池单元充电，在保证为负载提供稳定的供电电压的同时，还可以保护供电***中的各电池单元。并且，由于能够根据实际应用场景设置实现该供电方法的供电***中电池单元的个数，因此，该供电方法也能够满足不同生产***的供电时长需求，符合智慧矿山、安全生产的理念。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (11)

1.一种供电***，其特征在于，包括多个电池单元，所述多个电池单元包括一个主电池单元和至少一个从电池单元，所述主电池单元包括主控制器，从电池单元包括从控制器，
所述从控制器，用于将接收到的从电池单元的电池信息发送至所述主控制器；
所述主控制器，用于根据接收到的主电池单元的电池信息以及所述从电池单元的电池信息确定每个所述电池单元的剩余电量；
所述主控制器，还用于在确定所述***处于放电模式下，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前放电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足放电条件的目标放电单元，并生成对应于所述目标放电单元的放电控制指令，以使所述目标放电单元的控制器根据所述放电控制指令为负载供电；或者
在确定所述***处于充电模式下，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前充电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足充电条件的目标充电单元，并生成对应于所述目标充电单元的充电控制指令，以使所述目标充电单元的控制器根据所述充电控制指令执行为所述目标充电单元进行充电的操作。
2.根据权利要求1所述的供电***，其特征在于，所述放电阶段包括第一阶段和第二阶段，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前放电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足放电条件的目标放电单元，包括以下任意一种操作：
在所述当前放电阶段为所述第一阶段的情况下，将每个电池单元的剩余电量中的最大剩余电量对应的电池单元中的一个确定为所述目标放电单元；
在所述当前放电阶段为所述第二阶段、且所述至少一个从电池单元的剩余电量不一致或每个电池单元的剩余电量一致的情况下，将需要放电的从电池单元中的一个确定为所述目标放电单元；
在所述当前放电阶段为所述第二阶段、所述至少一个从电池单元的剩余电量一致且所述从电池单元的剩余电量与所述主电池单元的剩余电量不一致的情况下，将所述主电池单元确定为所述目标放电单元。
3.根据权利要求1所述的供电***，其特征在于，所述放电控制指令中包括所述目标放电单元所需释放的释放电量和/或完成放电后的目标剩余电量。
4.根据权利要求1所述的供电***，其特征在于，所述充电阶段包括第三阶段和第四阶段，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前充电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足充电条件的目标充电单元，包括以下任意一种操作：
在所述当前充电阶段为所述第三阶段的情况下，将每个电池单元的剩余电量中的最小剩余电量对应的电池单元中的一个确定为所述目标充电单元；
在所述当前充电阶段为所述第四阶段、且每个电池单元的剩余电量一致的情况下，将所述主电池单元确定为所述目标充电单元；
在所述当前充电阶段为所述第四阶段、所述从电池单元的剩余电量与所述主电池单元的剩余电量不一致、且所述至少一个从电池单元的剩余电量不一致的情况下，将需要充电的从电池单元中的一个确定为所述目标充电单元。
5.根据权利要求1所述的供电***，其特征在于，所述充电控制指令中包括所述目标充电单元所需充入的充电电量和/或完成充电后的目标剩余电量。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的供电***，其特征在于，
所述主控制器，还用于进行负载检测和外部供电电源检测，并根据检测结果确定所述***的工作模式，所述工作模式包括所述放电模式、所述充电模式、外部供电模式；
其中，根据检测结果确定所述***的工作模式，包括以下任意一种：
在所述检测结果为检测到所述负载且未检测到外部供电电源的情况下，确定所述***处于所述放电模式；
在所述检测结果为未检测到所述负载且检测到所述外部供电电源的情况下，确定所述***处于充电模式，以使所述外部供电电源为所述目标充电单元充电；
在所述检测结果为检测到所述负载且检测到所述外部供电电源的情况下，确定所述***处于所述外部供电模式，以使所述外部供电电源为所述负载供电和为所述目标充电单元充电。
7.根据权利要求6所述的供电***，其特征在于，
所述主控制器，还用于在确定所述***处于放电模式、且所述检测结果为检测到所述外部供电电源的情况下，确定所述***处于所述外部供电模式，以及生成对应于所述目标放电单元的放电停止控制指令，以使所述目标放电单元的控制器根据所述放电停止控制指令控制所述目标放电单元停止放电。
8.根据权利要求7所述的供电***，其特征在于，
所述主电池单元还包括主极性保护电路、主充电开关、主放电开关、主电池组、主充放电保护电路；
所述主极性保护电路包括主第一二极管和主第二二极管，所述主第一二极管的正极连接到所述主放电开关，所述主第二二极管的负极连接到所述主充电开关，所述主第一二极管的负极和所述主第二二极管的正极连接到所述外部供电电源和/或所述负载；
所述主放电开关还连接到所述主充放电保护电路、所述主控制器；
所述主充电开关还连接到所述主充放电保护电路和所述主控制器；
所述主充放电保护电路还连接到所述主控制器和所述主电池组的第一端，所述主电池组的第二端连接到所述外部供电电源和/或所述负载，所述主充放电保护电路用于实时采集所述主电池组的电池信息，并将所述主电池组的电池信息作为所述主电池单元的电池信息发送至所述主控制器；
所述从电池单元还包括从极性保护电路、从充电开关、从放电开关、从电池组、从充放电保护电路；
所述从极性保护电路包括从第一二极管和从第二二极管，所述从第一二极管的正极连接到所述从放电开关，所述从第二二极管的负极连接到所述从充电开关，所述从第一二极管的负极和所述从第二二极管的正极连接到所述外部供电电源和/或所述负载；
所述从放电开关还连接到所述从充放电保护电路、所述从控制器；
所述从充电开关还连接到所述从充放电保护电路和所述从控制器；
所述从充放电保护电路还连接到所述从控制器和所述从电池组的第一端，所述从电池组的第二端连接到所述外部供电电源和/或所述负载，所述从充放电保护电路用于实时采集所述从电池组的电池信息，并将所述从电池组的电池信息作为所述从电池单元的电池信息发送至所述从控制器；
所述主控制器连接到所述从控制器。
9.根据权利要求1所述的供电***，其特征在于，所述目标放电单元的控制器还用于在根据接收到的目标放电单元的电池信息确定目标放电单元的剩余电量小于第一阈值的情况下，停止接收来自所述主控制器的放电控制指令。
10.根据权利要求1所述的供电***，其特征在于，每个电池单元中的控制器用于在检测到自身满足主控制器设置条件的情况下，确定自身为主控制器；
其中，主控制器设置条件包括以下任意一种：
检测到控制器上的拨码开关被打开；
接收到的标识与预设标识一致。
11.一种供电方法，其特征在于，应用于权利要求1至10中任意一项所述的供电***中的主控制器，所述供电***包括多个电池单元，所述多个电池单元包括一个主电池单元和至少一个从电池单元，所述主电池单元包括所述主控制器，所述方法包括：
根据接收到的主电池单元的电池信息以及从电池单元的电池信息确定每个所述电池单元的剩余电量；
在确定所述***处于放电模式下，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前放电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足放电条件的目标放电单元，并生成对应于所述目标放电单元的放电控制指令，以使所述目标放电单元的控制器根据所述放电控制指令为负载供电；或者、在确定所述***处于充电模式下，根据每个所述电池单元的剩余电量和当前充电阶段，从所述多个电池单元中确定出满足充电条件的目标充电单元，并生成对应于所述目标充电单元的充电控制指令，以使所述目标充电单元的控制器根据所述充电控制指令执行为所述目标充电单元进行充电的操作。
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