智能電池管理系統及其共享使用方法和預約使用方法與流程

2023-05-13 17:56:56

本發明涉電動設備電池領域，具體地，涉及一種智能電池管理系統以及基於該系統的智能電池共享使用方法和預約使用方法。

背景技術：

隨著電動自行車、電動汽車等電動設備在人們日常生活中越來越普及，而為電動設備提供能量的電池性能也愈加為人們所關注。因此，對電池進行有效的管理，使得電池的安全性得到保障，並且使電池的性能得到最大程度的發揮成為重要的課題。

目前電動設備的電池屬於電動設備的價值較高的核心部分，由於其易於拆卸，且拆卸下來之後可以重複使用，很容易被盜，給用戶帶來非常大的麻煩和經濟損失。另外，電池製造商一旦賣出電池後就很少了解電池的信息，也無法對賣出的電池進行同時管理或者信息採集，這樣用戶買了電池之後就只有他自己或者家人使用，當他們不使用的時候，就閒置在家裡，大大的浪費了資源，從而降低了電池的使用效率。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的缺陷和不足，提供一種智能電池管理系統，該系統通過app應用終端實現對智能電池遠程管理或者控制，同時也可以通過後臺伺服器實現對智能電池自動管理和控制，使得用戶隨時獲取電池的信息，也能防止電池被盜。同時也能提高電池的使用率，避免資源浪費。

為了達到上述目的，提供一種智能電池管理系統，所述系統包括智能電池、app應用終端以及後臺伺服器，

所述智能電池分別與所述app應用終端和後臺伺服器進行無線通訊連接，所述app應用終端與所述後臺伺服器進行無線通訊連接；

所述智能電池包括處理器、存儲器、用於採集所述智能電池狀態信息的傳感器模塊、高低電平切換輸出模塊、以及用於數據收發的無線通訊模塊，所述存儲器、傳感器模塊、高低電平切換出書模塊以及無線通訊模塊均與所述處理器相連接；

所述智能電池根據所述傳感器模塊獲取的電池狀態信息或者根據所述無線通訊模塊接收來自所述app應用終端或者所述後臺伺服器的控制指令後，由所述處理器對接收的數據進行分析並控制所述高低電平切換輸出模塊輸出高電平或者低電平，實現對所述智能電池的充電開關或者放電開關的控制。

根據本發明的一個實施例，所述智能電池包括相互串聯的第一電池晶片、第二電池晶片、……、第n電池晶片，所述智能電池設置有外接正極和外接負極，所述智能電池第n電池晶片的正極為所述智能電池的外接正極，所述智能電池的外接負極與第一電池晶片負極之間設置有用於實現充電開關的第一組n溝道場效應管和實現放電開關的第二組n溝道場效應管，所述第一組n溝道場效應管包括四個相互並聯的n溝道場效應管ub、ub1、ub2、ub3，所述第二組為n溝道場效應管包括四個相互並聯的n溝道場效應管ua、ua1、ua2、ua3；所述n溝道場效應管ub、ub1、ub2、ub3的源極均接入所述智能電池的外接負極，所述n溝道場效應管ua、ua1、ua2、ua3的源極均接入所述第一電池晶片的負極，所述n溝道場效應管ub、ub1、ub2、ub3、ua、ua1、ua2、ua3的漏極均接在一起；

所述高低電平切換輸出模塊的邏輯輸出端與二極體d1串聯後依次串聯二極體d3、電阻r61，所述電阻r61輸出端接入npn型三極體q31的基極，所述npn型三極體q31的射電極接入所述智能電池的外接負極，所述n溝道場效應管ub、ub1、ub2、ub3的柵極均接入npn型三極體q31的集電極；所述電阻r61的輸出端與npn型三極體q31的射電極之間串聯有電阻r62；

所述高低電平切換輸出模塊的邏輯輸出端還二極體d2串聯後再串聯一電阻r72，所述電阻r72的輸出端接入npn型三極體q34的基極，所述n溝道場效應管ua、ua1、ua2、ua3的柵極均接入npn型三極體q34的集電極，所述npn型三極體q34的射電極與電阻r72的輸出端之間串聯有電阻r71。

根據本發明的一個實施例，所述傳感器模塊包括gps模塊、gprs模塊、北鬥定位模塊、溫度傳感器模塊、電池充電檢測模塊、電池放電檢測模塊、陀螺儀傳感器模塊。

根據本發明的一個實施例，所述智能電池還包括報警裝置，所述報警裝置與所述處理器相連接。

根據本發明的一個實施例，當用戶通過所述app應用終端鎖好所述智能電池後，所述陀螺儀傳感器模塊或者gprs模塊或者北鬥定位模塊檢測到該智能電池出現位置狀態變化後，所述報警裝置發出防盜報警信號，並向所述後臺伺服器或者app應用終端發送報警信息。

根據本發明的一個實施例，所述無線通訊模塊包括wifi模塊、藍牙模塊、2g通訊模塊、3g通訊模塊、4g通訊模塊。

本發明的另外一個目的還在於提供一種智能電池共享使用的方法，所述共享使用方法包括如下步驟：

s1、獲取智能電池信息步驟：用戶通過app應用終端獲取所述智能電池的信息，並將該信息和用戶的使用申請信息發送至後臺伺服器，所述信息包括智能電池id信息、電量剩餘信息和位置信息；

s2、使用授權步驟：所述後臺伺服器接收來自app應用終端發出的信息並核准，核准後向app應用終端和智能電池均發出授權秘鑰指令；

s3、秘鑰驗證使用步驟：用戶收到秘鑰指令後並將該秘鑰發送給所述智能電池，所述智能電池將接收到來自app應用終端的秘鑰與接收到來自後臺伺服器的秘鑰指令進行驗證，完成身份驗證，實現用戶對該智能電池的共享使用。

根據本發明的一個實施例，所述步驟s1中，用戶可以通過app應用終端掃描智能電池的二維碼獲取智能電池的信息或者通過智能電池向所述app應用終端發送智能電池的信息。

本發明的第三個目的在於提供一種智能電池預約使用的方法，所述預約使用方法包括如下步驟：

p1、預約步驟：用戶通過app應用終端將自助選擇預約智能電池使用信息發送給後臺伺服器，所述預約電池使用信息包括智能電池的地址和預約時間；

p2、預約授權步驟：後臺伺服器接收來自app應用終端發出的信息並核准，核准後向app應用終端和智能電池均發出授權秘鑰指令；

p3、秘鑰驗證使用步驟：用戶收到秘鑰指令後，走到預約的智能電池處並將該秘鑰發送給所述智能電池，所述智能電池將接收到來自app應用終端的秘鑰與接收到來自後臺伺服器的秘鑰指令進行驗證，完成身份驗證，實現用戶對該智能電池的預約使用。

本發明相對於現有技術，具有以下有益效果：

1、本發明智能電池管理系統通過app應用終端實現對智能電池遠程管理或者控制，同時也可以通過後臺伺服器實現對智能電池自動管理和控制。

2、由於智能電池需要通過智能電池管理系統對其充電或者放電進行控制，所以一旦電池被偷後，由於盜匪無法進行身份驗證，使得被盜的電池無法使用，同時，用戶可以根據定位系統獲取被盜電池的位置信息，從而易於找回以及便於警察破案。

3、任何用戶都可以通過本發明系統對智能電池進行預約使用，大大提高了電池的使用效率，減少了資源浪費。

附圖說明

圖1是本發明智能電池管理系統的結構示意圖；

圖2是本發明智能電池的機構示意圖；

圖3是本發明智能電池的實施例電路原理。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。

如圖1所示，為本發明一種智能電池管理系統的結構示意圖，該系統包括智能電池、app應用終端以及後臺伺服器，其中，智能電池分別與app應用終端和後臺伺服器進行無線通訊連接，app應用終端與後臺伺服器進行無線通訊連接；上述三者之間的通訊方式可以是現有技術的常規無線通訊方式，包括藍牙、wifi、3g、4g網絡通訊方式，均是屬於本發明的保護範疇。本發明實施例中，app應用終端可以是手機或者ipad，或者其他基於安卓平臺或ios平臺的智能終端。

如圖2所示，智能電池包括處理器、存儲器、用於採集智能電池狀態信息的傳感器模塊、高低電平切換輸出模塊、以及用於數據收發的無線通訊模塊，存儲器、傳感器模塊、高低電平切換出書模塊以及無線通訊模塊均與處理器相連接；本發明實施例中，電池的狀態信息包括電池內部所有電池晶片的充電或者放電狀態信息、電池的電量信息、智能電池的位置信息、智能電池的工作溫度信息等等，除此之外也可以採集到其他與電池相關的信息。智能電池根據傳感器模塊獲取的電池狀態信息或者根據無線通訊模塊接收來自app應用終端或者所述後臺伺服器的控制指令後，由處理器對接收的數據進行分析並控制高低電平切換輸出模塊輸出高電平或者低電平，實現對智能電池的充電開關或者放電開關的控制，比如，智能電池通過其傳感器模塊檢測到智能電池出現充電異常或者放電異常後，處理器識別該智能電池放電異常或者充電異常後，自動輸出高電平，控制充電開關或者放電開關關閉。又比如，當用戶使用了電動設備，忘記關閉電池的開關，害怕被別人盜取，用戶可以通過手機向智能設備直接發送關閉智能電池開關的指令，也可以通過向後臺伺服器發送指令，再由後臺伺服器向智能電池發送關閉開關的指令，從而智能電池的處理器識別指令後，自動輸出高電平，控制開關關閉。

本發明實施例中，無線通訊模塊採用現有常用的通訊方式，包括wifi模塊、藍牙模塊、2g通訊模塊、3g通訊模塊、4g通訊模塊等等。

本發明實施例中，智能電池通常包括相互串聯的第一電池晶片、第二電池晶片、……、第n電池晶片，如圖3所示，智能電池設置有外接正極p+和外接負極p-，智能電池第n電池晶片的正極為智能電池的外接正極p+，以十個相互串聯的電池晶片組成的智能電池為例的話，第十個電池晶片的正極b10+即為該智能電池的外接正極p+，智能電池的外接負極p-與第一電池晶片負極b-之間設置有用於實現充電開關的第一組n溝道場效應管和實現放電開關的第二組n溝道場效應管，其中，第一組n溝道場效應管包括四個相互並聯的n溝道場效應管ub、ub1、ub2、ub3，第二組為n溝道場效應管包括四個相互並聯的n溝道場效應管ua、ua1、ua2、ua3；n溝道場效應管ub、ub1、ub2、ub3的源極均接入智能電池的外接負極，n溝道場效應管ua、ua1、ua2、ua3的源極均接入所述第一電池晶片的負極，n溝道場效應管ub、ub1、ub2、ub3、ua、ua1、ua2、ua3的漏極均接在一起；高低電平切換輸出模塊的邏輯輸出端與二極體d1串聯後依次串聯二極體d3、電阻r61，電阻r61輸出端接入npn型三極體q31的基極，npn型三極體q31的射電極接入所述智能電池的外接負極，n溝道場效應管ub、ub1、ub2、ub3的柵極均接入npn型三極體q31的集電極；電阻r61的輸出端與npn型三極體q31的射電極之間串聯有電阻r62；高低電平切換輸出模塊的邏輯輸出端還二極體d2串聯後再串聯一電阻r72，電阻r72的輸出端接入npn型三極體q34的基極，n溝道場效應管ua、ua1、ua2、ua3的柵極均接入npn型三極體q34的集電極，npn型三極體q34的射電極與電阻r72的輸出端之間串聯有電阻r71。

根據本發明實施例中，傳感器模塊包括gps模塊、gprs模塊、北鬥定位模塊、溫度傳感器模塊、電池充電檢測模塊、電池放電檢測模塊、陀螺儀傳感器模塊。另外，智能電池還包括報警裝置，報警裝置與所述處理器相連接。當用戶通過所述app應用終端鎖好所述智能電池後，陀螺儀傳感器模塊或者gprs模塊或者北鬥定位模塊檢測到該智能電池出現位置狀態變化後，報警裝置發出防盜報警信號，並向後臺伺服器或者app應用終端發送報警信息。當然，智能電池的工作溫度過高或者過低也會出現報警信號。

另外，為了避免資源浪費，通過本發明智能電池管理系統實現大量的智能電池共享使用，所以本發明提供了一種智能電池共享使用的方法，該共享使用方法包括如下步驟：

s1、獲取智能電池信息步驟：用戶通過app應用終端獲取智能電池的信息，並將該信息和用戶的使用申請信息發送至後臺伺服器，信息包括智能電池id信息、電量剩餘信息和位置信息；比如，用戶通過手機掃描貼在智能電池外殼上的二維碼，該二維碼能夠實現用戶手機與智能電池相互通訊連接，使得用戶容易獲取電池的相關信息，比如智能電池是否處於故障狀態、是否被被人預約了，或者該智能電池是否有充足的電量使用、或者智能電池自身的身份信息，由這些信息用戶就可以根據情況是否要向後臺伺服器申請使用該智能電池，若用戶覺得可以申請該智能電池，用戶會通過手機向後臺伺服器申請使用，同時也會將申請的智能電池的相關信息發送給後臺伺服器。

s2、使用授權步驟：後臺伺服器接收來自app應用終端發出的信息並核准，核准後向app應用終端和智能電池均發出授權秘鑰指令；後臺伺服器接收到了用戶手機發送的申請使用智能電池信息和該智能電池的id信息後，自動與預先保存在後臺伺服器的信息進行校驗，驗證通過後會同時向用戶的手機和被申請使用的智能電池發送授權使用的秘鑰指令。本發明實施例中，後臺伺服器預先會存儲用戶的信息(通常這個是會員信息)以及管理所有智能電池id信息。

s3、秘鑰驗證使用步驟：用戶收到秘鑰指令後並將該秘鑰發送給智能電池，智能電池將接收到來自app應用終端的秘鑰與接收到來自後臺伺服器的秘鑰指令進行驗證，完成身份驗證，實現用戶對該智能電池的共享使用。

另外，用戶也可以提前預約某個位置的空閒智能電池，本發明基於上述智能電池共享使用的方法又提供了一種智能電池預約使用的方法，該方法包括如下步驟：

p1、預約步驟：用戶通過app應用終端將自助選擇預約智能電池使用信息發送給後臺伺服器，預約電池使用信息包括智能電池的地址和預約時間；

p2、預約授權步驟：後臺伺服器接收來自app應用終端發出的信息並核准，核准後向app應用終端和智能電池均發出授權秘鑰指令；

p3、秘鑰驗證使用步驟：用戶收到秘鑰指令後，走到預約的智能電池處並將該秘鑰發送給所述智能電池，智能電池將接收到來自app應用終端的秘鑰與接收到來自後臺伺服器的秘鑰指令進行驗證，完成身份驗證，實現用戶對該智能電池的預約使用。

綜上所述，本發明智能電池管理系統通過app應用終端實現對智能電池遠程管理或者控制，同時也可以通過後臺伺服器實現對智能電池自動管理和控制，使得用戶隨時獲取電池的信息，也能防止電池被盜。同時也能提高電池的使用率，避免資源浪費。

上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，根據實際需要做適當調整並優化升級，其他的任何未違背本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。