电源管理系统、可穿戴设备、电源管理方法和存储介质与流程

本发明涉及电源管理，尤其涉及一种电源管理系统、可穿戴设备、电源管理方法和存储介质。

背景技术：

1、随着可穿戴设备功能不断拓展与性能持续提升，其对电池包的充放电管理提出了更高要求。为适配可穿戴设备的充放电需求，相关技术中已研发出若干电源管理系统。但这些电源管理系统在应对多电池管理场景时，无法做到对多个电池包进行独立、精准的充放电控制。

技术实现思路

1、本发明旨在至少从一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的第一个目的在于提供一种电源管理系统，该系统通过给每个电池包设置一个电池管理模块以监测电池包的状态数据，并将状态数据发送给控制模块，控制模块在获取到各电池包的状态数据，基于状态数据生成针对各所述电池包的控制指令，并将控制指令下发至对应的电池管理模块，通过电池管理模块根据接收到的控制指令执行对应的充放电控制操作，以实现对多个电池包独立、精准的充放电控制。

3、本发明的第二个目的在于提出一种可穿戴设备。

4、本发明的第三个目的在于提出一种电源管理方法。

5、本发明的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

6、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电源管理系统，包括：n个电池包，n为大于或等于2的整数；n个电池管理模块，每个所述电池管理模块连接一个所述电池包，用于监测对应电池包的状态数据，并根据接收到的控制指令执行对应的充放电控制操作；控制模块，通过通信总线与各所述电池管理模块通信连接，用于获取各所述电池包的状态数据，基于所述状态数据生成针对各所述电池包的控制指令，并将所述控制指令下发至对应的电池管理模块，以实现对各所述电池包的管理。

7、本发明实施例的电源管理系统，通过给每个电池包设置一个电池管理模块以监测电池包的状态数据，并将状态数据发送给控制模块，控制模块在获取到各电池包的状态数据，基于状态数据生成针对各电池包的控制指令，并将控制指令下发至对应的电池管理模块，通过电池管理模块根据接收到的控制指令执行对应的充放电控制操作，以实现对多个电池包的独立、精准的充放电控制。

8、另外，本发明第一方面实施例提出的电源管理系统还可以具有如下附加的技术特征：

9、在本发明的一些实施例中，上述电源管理系统还包括：

10、充电接口和负载端子，所述充电接口与所述负载端子并联连接至系统电源总线；

11、n个开关模块，每个所述开关模块连接在所述系统电源总线与对应的电池包之间，用于控制对应电池包的充电回路和放电回路的导通或关断；

12、其中，各所述电池管理模块，还用于根据所述控制模块下发的控制指令，生成并输出开关控制信号，以控制各电池包的充电回路和/或放电回路的状态。

13、在本发明的一些实施例中，任一所述开关模块，包括：第一开关管、第二开关管、第一二极管和第二二极管；其中，

14、所述第一开关管的第一端分别与所述系统电源总线和所述第一二极管的阳极连接；

15、所述第二开关管的第一端分别与所述第二二极管的阳极和对应的电池包连接；

16、所述第一开关管的第二端分别与所述第二开关管的第二端、所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阴极连接；

17、所述第一开关管的控制端和所述第二开关管的控制端均与对应的电池管理模块连接，用于接收所述开关控制信号。

18、在本发明的一些实施例中，上述电源管理系统还包括：

19、电源转换模块，所述电源转换模块连接在所述电源管理系统的充电接口和所述控制模块之间，用于在检测到外部电源接入的情况下，将所述外部电源的电压转换为所述控制模块所需的工作电压，并为所述控制模块供电；

20、其中，所述电源转换模块还用于生成电源接入指示信号，并将所述电源接入指示信号发送至所述控制模块；

21、所述控制模块，还用于响应于接收到所述电源接入指示信号，生成充电控制指令，并将所述充电控制指令下发至各所述电池管理模块，以对各所述电池包的充电过程进行管理。

22、在本发明的一些实施例中，上述电源管理系统还包括：

23、n个电池保护模块，每个所述电池保护模块串联在对应电池包的充电回路和/或放电回路中，并与对应的电池包连接，用于检测对应的电池包的工作参数，并在任一工作参数连续超过预设安全阈值达到设定次数或持续时长超过设定时长阈值时，自主切断对应电池包的充电回路和/或放电回路。

24、在本发明的一些实施例中，上述电源管理系统还包括：

25、n个dc-dc变换模块，每个所述dc-dc变换模块连接在所述电源管理系统中对应的开关模块和电池包之间，用于在充电过程中调节输出至电池包的电压，以适配各所述电池包的充电需求；

26、其中，所述控制模块，还用于根据各所述电池包的状态数据，确定对应的电池包处于恒流充电阶段或系统电源总线上的输入电压大于电池包的充电电压时，生成降压模式控制指令，并将所述降压模式控制指令下发至各所述电池管理模块，以控制与所述对应电池包对应的dc-dc变换模块进入降压模式；

27、或者，根据各所述电池包的状态数据，确定系统电源总线上的输入电压小于或等于电池包的充电电压时，生成升压模式控制指令，并将所述升压模式控制指令下发至各所述电池管理模块，以控制与所述对应电池包对应的dc-dc变换模块进入升压模式。

28、在本发明的一些实施例中，所述状态数据包括各所述电池包的温度；

29、所述控制模块，还用于响应于检测到任一电池包的温度大于第一设定温度阈值，生成充电电流调节指令，并将所述充电电流调节指令下发至各所述电池管理模块，以调低所述对应电池包的充电电流；

30、或者，响应于检测到任一电池包的温度大于第二设定温度阈值，生成热保护控制指令，并将所述热保护控制指令下发至各所述电池管理模块，以控制与对应电池包对应的dc-dc变换模块进入降压模式，或切断对应电池包的充电回路；

31、其中，第一设定温度阈值小于第二设定温度阈值。

32、在本发明的一些实施例中，所述状态数据还包括各所述电池包的充电电压和充电电流；

33、所述控制模块，还用于响应于各所述电池包的充电电压大于设定电压阈值，且所述充电电流小于设定电流阈值，生成充电完成指令，并将所述充电完成指令下发至对应的电池管理模块，以切断对应电池包的充电回路。

34、在本发明的一些实施例中，所述状态数据还包括各所述电池包的放电电压；

35、所述控制模块，还用于根据各所述电池包的放电电压，生成放电控制指令，并将所述放电控制指令下发至对应的电池管理模块，以对各所述电池包的放电过程进行管理。

36、在本发明的一些实施例中，所述控制模块用于根据各所述电池包的放电电压，生成放电控制指令，并将所述放电控制指令下发至对应的电池管理模块，以对各所述电池包的放电过程进行管理时，包括：

37、响应于检测到任一电池包的放电电压小于设定电压下限，生成的放电控制指令为放电禁止指令，并将所述放电禁止指令下发至对应的电池管理模块，以切断对应电池包的放电回路；或，

38、响应于检测到任一电池包的放电电压大于或等于所述设定电压下限，且任意两个电池包的放电电压的电压差值大于设定差值阈值，生成放电均衡调节指令，并将所述放电均衡调节指令下发至对应的电池管理模块，以控制放电电压较高的电池包降低放电电流或暂停放电。

39、在本发明的一些实施例中，所述状态数据还包括各所述电池包的放电保护状态；

40、所述控制模块，还用于响应于检测到任一电池包的放电保护状态被激活，生成放电切断指令，并将所述放电切断指令下发至对应的电池管理模块，以切断对应电池包的放电回路。

41、在本发明的另一实施例中，所述电源管理系统应用于可穿戴设备；

42、n个电池包，包括：第一电池包和第二电池包；

43、其中，所述第一电池包和所述第二电池包分别设置在所述可穿戴设备的两个延伸部件内。

44、在本发明的一些实施例中，所述可穿戴设备包括第一延伸部件、第二延伸部件和设备本体，所述第一延伸部件和所述第二延伸部件分别设置在所述设备本体的两侧；其中，

45、所述第一电池包，包括并联的第一单体电池和第二单体电池，其中，所述第一单体电池设置第一延伸部件远离所述设备本体的一端，所述第二单体电池设置在第一延伸部件靠近所述设备本体的一端；

46、和/或，所述第二电池包，包括第三单体电池，其中，所述第三单体电池设置在所述第二延伸部件远离所述设备本体的一端。

47、在本发明的一些实施例中，所述第一单体电池和所述第二单体电池并联连接。

48、在本发明的一些实施例中，所述通信总线为下列中任一项：

49、i2c(inter-integrated circuit，集成电路总线)总线；

50、spi(serial peripheral interface，串行外设接口)总线；

51、uart(universal asynchronous receiver/transmitter，通用异步收发传输器)总线。

52、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种可穿戴设备，包括：上述的电源管理系统。

53、为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电源管理方法，包括：获取n个电池包的状态数据；其中，n为大于或等于2的整数；基于所述状态数据，生成针对各所述电池包的控制指令，并将所述控制指令下发至对应的电池管理模块，以通过电池管理模块根据接收到的控制指令执行对应的充放电控制操作。

54、本发明实施例的电源管理方法，获取n个电池包的状态数据，基于状态数据，生成针对各电池包的控制指令，并将控制指令下发至对应的电池管理模块，通过电池管理模块根据接收到的控制指令执行对应的充放电控制操作，以实现对多个电池包的独立、精准的充放电控制。

55、在本发明的一些实施例中，所述状态数据包括各所述电池包的温度；

56、所述基于所述状态数据，生成针对各所述电池包的控制指令，并将所述控制指令下发至对应的电池管理模块，以使对应的电池管理模块根据接收到的所述控制指令执行对应的充放电控制操作，包括以下任一项：

57、响应于检测到任一电池包的温度大于第一设定温度阈值，生成充电电流调节指令，并将所述充电电流调节指令下发至各电池管理模块，以调低对应电池包的充电电流；

58、响应于检测到任一电池包的温度大于第二设定温度阈值，生成热保护控制指令，并将所述热保护控制指令下发至各所述电池管理模块，以控制与相应电池包对应的dc-dc变换模块进入降压模式，或切断对应电池包的充电回路。

59、在本发明的一些实施例中，所述状态数据还包括各所述电池包的充电电压和充电电流；

60、所述基于所述状态数据，生成针对各所述电池包的控制指令，并将所述控制指令下发至对应的电池管理模块，以使对应的电池管理模块根据接收到的所述控制指令执行对应的充放电控制操作，还包括：

61、响应于各所述电池包的充电电压大于设定电压阈值，且所述充电电流小于设定电流阈值，生成充电完成指令，并将所述充电完成指令下发至对应的电池管理模块，以切断对应电池包的充电回路。

62、在本发明的一些实施例中，所述状态数据还包括各所述电池包的放电电压；

63、所述基于所述状态数据，生成针对各所述电池包的控制指令，并将所述控制指令下发至对应的电池管理模块，以使对应的电池管理模块根据接收到的所述控制指令执行对应的充放电控制操作，还包括：

64、根据各所述电池包的放电电压，生成放电控制指令，并将所述放电控制指令下发至对应的电池管理模块，以对各所述电池包的放电过程进行管理。

65、在本发明的一些实施例中，所述根据各所述电池包的放电电压，生成放电控制指令，并将所述放电控制指令下发至对应的电池管理模块，以对各所述电池包的放电过程进行管理，包括以下任一项：

66、响应于检测到任一电池包的放电电压小于设定电压下限，生成的放电控制指令为放电禁止指令，并将所述放电禁止指令下发至对应的电池管理模块，以切断对应电池包的放电回路；

67、响应于检测到任一电池包的放电电压大于或等于所述设定电压下限，且任意两个电池包的放电电压的电压差值大于设定差值阈值，生成放电均衡调节指令，并将所述放电均衡调节指令下发至对应的电池管理模块，以控制放电电压较高的电池包降低放电电流或暂停放电。

68、在本发明的一些实施例中，所述状态数据还包括各所述电池包的放电保护状态；

69、所述基于所述状态数据，生成针对各所述电池包的控制指令，并将所述控制指令下发至对应的电池管理模块，以使对应的电池管理模块根据接收到的所述控制指令执行对应的充放电控制操作，还包括：

70、响应于检测到任一电池包的放电保护状态被激活，生成放电切断指令，并将所述放电切断指令下发至对应的电池管理模块，以切断对应电池包的放电回路。

71、为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。

72、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。