一种基于CAN通讯带有反向充电的双电池平衡器及控制方法与流程

本发明涉及电动车充电技术领域，具体涉及一种基于can通讯带有反向充电的双电池平衡器及控制方法。

背景技术：

近年来，随着社会的高速发展，能源问题和环境问题日益显现，以电动车为代表的环保型交通工具越来越受到人们的关注。电动车是一种以电池为能量来源，通过控制器、电机等部件将电能转换为机械动能的车辆。由于锂系电池较传统电池(例如铅酸电池)具有高效能及高续航力的优势，故目前电动车所使用的电池主要以锂系电池为主。

在现有技术中，电动自行车在刹车时一般均采用了电动刹车，即通过制动电机来实现刹车，在电机的制动的过程中会产生较高的电压，现有技术中并没有对此进行利用，因此会造成能源的浪费。此外，为了延长电动车特别是电动自行车的续航里程，有的电动车配备了二组电池，带有两组电池的电动车仍存在不能自由切换充电、存在互充的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于can通讯带有反向充电的双电池平衡器及控制方法，该方案能够利用电动车在电机制动时产生的高压被电池吸收，从而实现对电池的反向充电，提高了电能的利用率，节约了能源。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于can通讯带有反向充电的双电池平衡器控制方法，包括如下过程：

步骤一：mcu初始化后，搜索can通讯，判断是否有can通讯指令，有can通讯指令，mcu按照操作指令进行模式切换，没有则进行步骤二；

步骤二：mcu进入自动平衡模式，根据实时检测的两路电池输入及输出的电流电压，判断输出电压是否大于输入电压；若大于，进入反充电模式，电动车电机制动时产生的电能对双电池充电；若不大于进入放电模式，双电池放电以给电动车充电。

进一步的，所述步骤二反充电模式下，根据实时检测的两路电池的输入输出电流电压值，进行如下过程：判断两路电池输入端的压差是否小于20mv，小于20mv进入双路充电模式，电动车电机制动时产生的电能均配给两路电池充电；不小于20mv，进入单路充电模式，电动车电机制动时产生的电能自动分配给电压低的电池进行充电。

进一步的，所述步骤二中放电模式下，根据实时检测的两路电池的输入输出电流电压值，进行如下过程：判断两路电池输入端的压差是否小于20mv，小于20mv进入双路放电模式，两路电池同时给电动车进行充电；不小于20mv进入单路放电模式，电压高的电池优先给电动车进行充电，直至两路电池输入端的压差小于20mv，以实现自平衡循环。

进一步的，所述步骤一中mcu按照操作指令进行模式切换，所述模式包括双电池自动切换模式、单路打开模式以及自动平衡模式。

一种基于can通讯带有反向充电的双电池平衡器，采用上述方法，所述双电池平衡器输入端连接有双电池，输出端连接有电动车控制器，所述双电池平衡器包括输入检测模块、mcu模块、输出检测模块、电源转换模块以及mos管控制模块；

所述输入检测模块、输出检测模块均与所述mcu模块电连接，所述输入检测模块用于检测双电池输入的电压和电流，所述输出检测模块用于检测输出给电动车电机的电压和电流，所述mos管控制模块通过所述电源转换模块与所述mcu模块电连接，所述mcu模块通过接收到输入检测模块、输出检测模块检测的输入、输出电压进行判断，若输出电压大于输入电压，则控制电源转换模块驱动mos管控制模块导通给双电池充电从而实现反向充电。

进一步的，还包括can通讯模块和高测驱动模块，所述can通讯模块与所述mcu模块电连接，所述can通讯模块用于实现远程控制，所述高测驱动模块与所述mos管控制模块电连接，所述高测驱动模块用于驱动mos管控制模块以控制双电池放电。

在本发明中，优选的，所述双电池组包括第一电池组和第二电池组，所述输入检测模块包括第一输入检测模块和第二输入检测模块，所述第一输入检测模块与所述第一电池组连接，用于检测第一电池组输入端的电压电流，所述第二输入模块与所述第二电池组电连接，用于检测第二电池组输入端的电压电流。

在本发明中，优选的，所述高测驱动模块包括第一高测驱动模块和第二高测驱动模块，所述第一高测驱动模块、第二高测驱动模块均与所述mcu模块电连接，用于实现mcu模块通过第一高测驱动模块、第二高测驱动模块驱动mos管控制电路。

在本发明中，优选的，所述mos管控制模块包括第一mos管控制模块和第二mos管控制模块，所述第一mos管控制模块与所述第一高测驱动模块电连接，所述第一高测驱动模块驱动第一mos管控制模块中mos管导通以实现对第一电池组的放电控制，所述第二mos管控制模块与所述第二高测驱动模块电连接，所述第二高测驱动模块用于驱动第二mos管的控制模块中mos管的导通以实现第二电池组的放电控制模式控制。

在本发明中，优选的，所述电源转换模块与所述第一mos管控制模块和第二mos管控制模块电连接，所述电源转换模块用于控制第一mos管控制模块、第二mos管控制模块的导通以实现对第一电池组、第二电池组反向充电模式控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的中当双电池连接电动车控制器后，不仅能够利用双电池给电动车充电，电动自行车的续航里程，还能将电动车在制动时电机产生的高压进行吸收，从而实现对双电池的反向充电，延长电池的使用时间，提高了电能的利用率，节约了能源。

(2)本发明设有can通讯模块，可通过can通讯模块可与上位机进行远程通讯，实现远程充放电控制。同时，在本发明中，远程控制下设有三种模式，分别为双电池自动切换模式、单路打开模式以及自动平衡模式，可以根据双电池各自的电量进行模式选择，实现两个电池组同时进行充电、单独充电或自动切换充电等多种选择，切换方便。

(3)本发明中设有mos管控制模块，通过该mos管控制模块对充放电回路的分开控制，以实现两块电池共同使用时不会相互充电，并且可以根据电压电流值进行自动切换。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的一种基于can通讯带有反向充电的双电池平衡器控制方法的流程图；

图2是本发明的一种基于can通讯带有反向充电的双电池平衡器控制方法的自动平衡模式实现的流程图；

图3是本发明的一种基于can通讯带有反向充电的双电池平衡器的接线图；

图4是本发明的一种基于can通讯带有反向充电的双电池平衡器的结构框图；

图5是本发明的一种基于can通讯带有反向充电的双电池平衡器的电路连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

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。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

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。

请同时参见图1至图5，本发明一较佳实施方式提供一种基于can通讯带有反向充电的双电池平衡器控制方法，包括如下过程：

步骤一：mcu初始化后，搜索can通讯，判断是否有can通讯指令，有can通讯指令，mcu按照操作指令进行模式切换，没有则进行步骤二；

具体的，mcu初始化后，配置文件，通过can通讯与上位机之间实现通讯，mcu接收到can通讯指令后，可以根据上位机的指令进行模式切换，具体包括电池自动切换模式、单路打开模式以及自动平衡模式三种模式，在电池自动切换模式下，先用一个电池组进行充电，当该电池组电量不足时自动切换到另外一个电池组。在单路打开模式下，根据操作指令只打开某一路电池组进行充电。在自动平衡模式下，两个双电池之间的电量保持近乎一致。

步骤二：mcu进入自动平衡模式，根据实时检测的两路电池输入及输出的电流电压，判断输出电压是否大于输入电压；若大于，进入反充电模式，电动车电机制动时产生的电能对双电池充电；若不大于进入放电模式，双电池放电以给电动车充电。

具体的，若在没有接收到操作指令或操作指令为自动平衡模式的情况下，mcu会实时接收到两个电池组的输入以及输出端的电流电压值，并根据该检测值进行判断，输出电压大于输入电压为电动车进行电动刹车的情况，则进入反充电模式，将电动车电机制动时产生的高压电存储到双电池中，从而实现对双电池的反向充电，延长电池的使用时间，提高了电能的利用率，节约了能源，也进一步增加了电动自行车的续航里程。

在本发明中，所述步骤二反充电模式下，根据实时检测的两路电池的输入输出电流电压值，进行如下过程：判断两路电池输入端的压差是否小于20mv，小于20mv进入双路充电模式，电动车电机制动时产生的电能均配给两路电池充电；不小于20mv，进入单路充电模式，电动车电机制动时产生的电能自动分配给电压低的电池进行充电。具体的，20mv为两路电池电量保持平衡的判据，在小于20mv时，电动车电机制动时产生的电能自动分配给电压低的电池进行充电直至使两路电池组的电压差小于20mv，则进行双路充电模式，以此实现反充电下的自平衡充电。

进一步的，所述步骤二中放电模式下，根据实时检测的两路电池的输入输出电流电压值，进行如下过程：判断两路电池输入端的压差是否小于20mv，小于20mv进入双路放电模式，两路电池同时给电动车进行充电；不小于20mv进入单路放电模式，电压高的电池优先给电动车进行充电，直至两路电池输入端的压差小于20mv进入双路放电模式，以实现放电下的自平衡循环。

一种基于can通讯带有反向充电的双电池平衡器，采用上述方法，双电池平衡器输入端连接有双电池，输出端连接有电动车控制器，双电池平衡器包括输入检测模块、mcu模块、输出检测模块、电源转换模块以及mos管控制模块；

进一步的，输入检测模块、输出检测模块均与mcu模块电连接，输入检测模块用于检测双电池组输入的电压和电流，输出检测模块用于检测输出给电动车电机的电压和电流，mos管控制模块通过电源转换模块与mcu模块电连接，mcu模块通过接收到输入检测模块、输出检测模块检测的输入、输出电压进行判断，若输出电压大于输入电压，则控制电源转换模块驱动mos管控制模块导通给双电池充电从而实现反向充电。具体的，输入检测模块、输出检测模块可以选用电压、电流检测传感器，以实现对输入输出电压电流的实时检测，mos管控制模块中包含若干控制不同功能的mos管。

进一步的，can通讯模块和高测驱动模块，can通讯模块与mcu模块电连接，can通讯模块用于实现远程控制，高测驱动模块与mos管控制模块电连接，高测驱动模块用于驱动mos管控制模块以控制双电池放电。具体的，mcu模块通过接收到输入检测模块、输出检测模块检测的输入、输出电压进行判断，若输出电压小于输入电压，则mcu模块向mos管控制模块发出信号，用于控制放电的mos管导通，则双电池进行放电来给电动车进行充电。

在本发明中，优选的，双电池包括第一电池组和第二电池组，输入检测模块包括第一输入检测模块和第二输入检测模块，第一输入检测模块与第一电池组连接，用于检测第一电池组输入端的电压电流，第二输入模块与所述第二电池组电连接，用于检测第二电池组输入端的电压电流。

在本发明中，优选的，高测驱动模块包括第一高测驱动模块和第二高测驱动模块，第一高测驱动模块、第二高测驱动模块均与所述mcu模块电连接，用于实现mcu模块通过第一高测驱动模块、第二高测驱动模块驱动mos管控制模块。具体的，第一高测驱动模块、第二高测驱动模块是用于在第一电池组和第二电池组放电过程中

在本发明中，优选的，mos管控制模块包括第一mos管控制模块和第二mos管控制模块，第一mos管控制模块与第一高测驱动模块电连接，第一高测驱动模块驱动第一mos管控制模块中mos管导通以实现对第一电池组的放电控制，第二mos管控制模块与所述第二高测驱动模块电连接，第二高测驱动模块用于驱动第二mos管的控制模块中mos管的导通以实现第二电池组的放电控制模式控制。

在本发明中，优选的，电源转换模块与所述第一mos管控制模块和第二mos管控制模块电连接，电源转换模块用于控制第一mos管控制模块、第一mos管控制模块的导通以实现对第一电池组、第二电池组反向充电模式控制。

在本实施方式中，工作原理：

mcu模块初始化后，检测can通讯模块是否有信号传输，当有信号传输时，mcu模块依据上位机的操作指令进行模块选择。在没有can通讯指令的情况下，默认为自动平衡模式。在该模式下，第一输入检测模块和第二输入检测模块分别对第一电池组和第二电池组进行实时检测，输出检测模块实时检测输出给电动车电机的电压和电流，mcu模块根据上述检测数据进行逻辑判断，若输出电压大于输入电压，将进入反充电模式。若输出电压小于输入电压，将进入放电模式。

在反充电模式下，mcu模块判断反向第一电池组和第二电池组之间的电压差是否小于20mv，若满足条件，则mcu模块控制电源转换模块将第一mos管控制模块、第二mos管控制模块中控制反向充电的mos管导通，则电动车制动产生的电压均会储存到双电池中。若不满足条件，mcu模块控制控制电源转换模块将电压低的电池组的mos管控制模块导通，来优先给电量低的电池组进行充电直至使两路压差小于20mv，从而实现反向充电自平衡的循环。

在放电模式下，mcu模块判断反向第一电池组和第二电池组之间的电压差是否小于20mv，若满足条件，则mcu模块控制向第一高测驱动模块和第二高测驱动模块中发送信号，则第一mos管控制模块、第二mos管控制模块中控制放电的mos管导通，则第一电池组、第二电池组同时给电动车进行充电。若不满足条件，mcu模块控制电量较高的电池组的相对应的高测驱动模块先导通，通过该电池组先给电动车进行充电，直至两路电池组的压差小于20mv，mcu模块将控制另外一mos管控制模块导通，进行双电源充电，从而实现电动车双电源充电自平衡循环。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

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