[发明专利]一种用于矿用电源的电池组管理系统及其管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿用电源技术领域，特别涉及一种用于矿用电源的电池组管理系统及其管理方法。

背景技术

用于煤矿井下的紧急救生舱或避难硐室是一种密封式逃生避难场所，用于提供维持生命的安全空间环境。当煤矿井下出现紧急情况时，矿工能够及时进入紧急救生舱或避难硐室避险，从而保证旷工的生命安全。

随着紧急救生舱或避难硐室的不断发展，监测监控系统、紧急避险设施和辅助运输设备等煤矿井下设备对矿用电源的要求越来越高，能量比高、无记忆效应的锂离子电池成为矿用电源电池的最佳选择之一。

矿用电源包括一个电池组，该电池组由多个锂离子电池单体构成。为了保证锂离子电池单体的安全运行，并充分发挥电池组的性能，矿用电源采用电池组管理系统对其电池组进行管理。该电池组管理系统能够实时地对锂离子电池单体的充放电电流、电池温度、电池信息采集以及监控模块进行管理。

衡量用于矿用电源的电池组管理系统的关键技术指标是其稳定性。如图1所示，现有技术中，用于矿用电源的电池组管理系统为主从式结构，其包括一个主控机和若干个从控机，主控机控制所有从控机进行相应的操作。现有技术的用于矿用电源的电池组管理系统的缺点是，当主控机出现意外故障时，所有的从控机将无法进行操作，导致整个电池组管理系统瘫痪。换言之，现有技术的用于矿用电源的电池组管理系统的稳定性较差。如果要恢复整个电池组管理系统，一种方法是人工重新设置主控机，该方法需要的人工成本较高；另一种方法是增加一台主控机作为备用主控机，以改善整个电池组管理系统的稳定性，降低主控机的故障率，该方法导致电池组管理系统的结构更复杂，其成本也相应增加。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种用于矿用电源的电池组管理系统。

本发明的目的之二是提供一种用于矿用电源的电池组管理方法。

本发明提供的用于矿用电源的电池组管理系统包括现场总线和接入现场总线的多个电池组，该多个电池组位于同一逻辑级且相互独立，每一个电池组具有唯一的数字标识符，每一个电池组包括多个锂离子电池单体和一个存储器。

本发明提供的用于矿用电源的电池组管理方法采用所述的电池组管理系统，该电池组管理方法包括如下步骤：

启动后的每一个电池组以第一阈值时间为周期向现场总线发送广播数据；

启动状态的每一个电池组自动从当前的现场总线获得所有广播数据并将其保存到自身的存储器中，并且根据保存到自身存储器中的所有所述广播数据确定当前的启动状态的电池组的数量；

当前的启动状态的所有电池组根据竞选规则竞选确定主电池组，除主电池组外的电池组为从电池组；

当前的主电池组向外供电并以第二阈值时间为周期向当前的所有从电池组发送响应数据，当当前的主电池组向外供电结束时，当前的主电池组向当前的所有从电池组发送重新竞选信息；

当前的从电池组收到所述重新竞选信息后根据所述竞选规则重新竞选确定新的主电池组；

如果当前的主电池组超过第一阈值时间没有收到来自当前的一个从电池组的所述广播数据，则判定该从电池组故障，且该从电池组不再参与主电池组的竞选；

如果当前的从电池组超过第二阈值时间没有收到来自当前的主电池组的所述响应数据，则判定该主电池组故障，当前的从电池组根据所述竞选规则重新竞选确定新的主电池组。

优选地，如果有电池组新启动，所述电池组管理方法还包括如下步骤：

新启动的电池组以所述第一阈值时间为周期向现场总线发送所述广播数据；

当前的启动状态的所有电池组自动从当前的现场总线获得新启动的电池组的所述广播数据并将其保存到自身的存储器中，并且根据保存到自身存储器中的所有所述广播数据确定当前的启动状态的电池组的数量；

如果新启动的电池组的标识符的数值大于当前的主电池组的标识符的数值，新启动的电池组能参与下一次的主电池组竞选；如果新启动的电池组的标识符的数值小于当前主电池组的标识符的数值，新启动的电池组在当前的启动状态的标识符数值最大的电池组竞选为主电池组并且向外供电之后才能参与主电池组的竞选。

优选地，所述广播数据包括电池组的数字标识符、电池组的功能状态信息和电池组的主从状态信息。

进一步优选地，所述电池组的功能状态包括良好和故障两种状态。

进一步优选地，所述电池组的主从状态包括主电池组和从电池组两种状态。

优选地，所述竞选规则为：功能状态良好且标识符数值最小的电池组当选为主电池组。

优选地，所述第一阈值时间为1s。