CN104249781B - 一种带指纹识别的电动车电池管理系统 - Google Patents

一种带指纹识别的电动车电池管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带指纹识别的电动车电池管理系统，包括中央处理单元、电源管理电路、指纹识别模块、报警器和电池组，中央处理单元和指纹识别模块由电源管理电路供电，中央处理单元同时与指纹识别模块和报警器相连接。电动车电池管理系统在电动车电池被盗时能及时预警，防盗效果较好，且对电池的过充、过放、断路、过流等情况能进行有效防护，延长电池使用寿命。同时，本发明的指纹采集效果较好，适合电动车长时间的户外环境使用。

Description

一种带指纹识别的电动车电池管理系统
技术领域
本发明涉及电动车电池技术领域，尤其是指一种带指纹识别的电动车电池管理系统。
背景技术
目前，电动车已经在人们的生活中普遍应用，随着时代的发展，锂电池在电动自行车上的运用也越来越广泛，但由于锂电池电动车的价格较高，所以在电池防盗方面就显得尤为重要，目前的防盗方式一般仅采用机械锁的进行防盗，但防盗锁往往很容易就被小偷打开，造成电动车拥有者的损失。中国专利公开号103640650A，公开日2014年3月19日，名称为“一种电动车及蓄电池防盗器与防盗方法”的发明专利中公开了一种电动车及蓄电池防盗器与防盗方法，单片机模块确认同时产生振动传感器、人体红外传感器、滚珠开关传感器传送的三个检测信号时，控制报警器进行一级防盗报警；当连接蓄电池和回路破坏检测模块的导线分离，防盗回路被破坏，单片机模块控制报警器进行蓄电池的防盗报警；通过差动电容传感器检测到电动车龙头转角发生变化，不管是否已经进行一级报警，单片机控制报警器进行二级报警；依据对电动车防盗条件多重判断，实现对电动车的整车两级防盗报警和蓄电池防盗报警。不足之处在于，该防盗器只能在电动车及蓄电池被盗后进行报警，不能对被盗的过程进行预防措施。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中电动车电池防盗措施较为缺乏，容易被盗的缺点，提供一种防盗性强的带指纹识别的电动车电池管理系统。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：
一种带指纹识别的电动车电池管理系统，包括中央处理单元、电源管理电路、指纹识别模块、报警器和电池组，中央处理单元和指纹识别模块由电源管理电路供电，中央处理单元同时与指纹识别模块和报警器相连接。
使用者启动电动车或者移动电池时，必须先通过指纹识别模块确认，指纹识别模块通过与预存的指纹信息作对比，如匹配了则中央处理单元发送信号至电源管理电路，电源管理电路控制电池组输出；如不匹配则中央处理单元发送信号至报警器，报警器发出报警提醒，有效防止电动车被盗。
作为一种优选方案，电动车电池管理系统还包括单体电压采集IC，单体电压采集IC通过单体电压采集接口与电池组相连接，单体电压采集IC还与中央处理单元相连接；电池组的正极通过单体电压采集接口同时与电源管理电路和负载正极相连接；电池组的负极通过单体电压采集接口同时与电源管理电路和采样电阻的一端相连接，采样电阻的另一端同时与控制开关和中央处理单元相连接，控制开关同时与负载负极和中央处理单元相连接。
当指纹识别模块确认为匹配的指纹信息后，单体电压采集IC检测电池单体的电压，如果电池单体电压超过或低于预设阀值时，则中央处理单元会通过控制控制开关关闭对电池组的充电或放电；同时，当中央处理单元通过采样电阻检测到回路电流超过预设值时，则认为池组发生短路或过流，中央处理器会通过控制充放电控制开关关闭电池组的充电或放电。
作为一种优选方案，控制开关包括第一N-MOS管和第二N-MOS管，第一N-MOS管漏极与第二N-MOS管的漏极相连接，第一N-MOS管的源极与负载负极相连接，第二N-MOS管的源极与采样电阻的另一端相连接，第一N-MOS管栅极和第二N-MOS管栅极均与中央处理单元相连接。当对电池组进行放电操作时，第一N-MOS管导通，第二N-MOS管不导通；当对电池组进行充电操作时，第一N-MOS管不导通，第一N-MOS管导通；当电池单体电压有超过或低于预设阈值或电池组发生短路或过流时，第一N-MOS管和第二N-MOS管均不导通。
作为一种优选方案，报警器包括发光二极管、扬声器、电阻R11、电阻R12和三极管Q，中央处理单元与电阻R11一端电连接，电阻R11另一端与三极管Q的基极电连接，三极管好Q的发射极接地，三极管Q的集电极与发光二极管的阴极和扬声器的负极电连接，发光二极管的阳极与电阻R12一端电连接，电阻R12另一端与扬声器正极和电源管理电路的正极输出端电连接。
作为一种优选方案，指纹识别模块包括用于指纹识别的三棱镜，三棱镜的采集面的两侧分别设有两个滑槽，两个滑槽之间连接有毛刷。设置在电动车上的三棱镜由于环境因素，容易积累灰尘或雨水等影响指纹识别模块的正常识别，此时，使用者只要将毛刷通过滑槽上下移动，即可清除灰尘或雨水，使指纹识别模块恢复正常使用。
作为一种优选方案，两个滑槽的底部均为锯齿形底部。锯齿形底部的作用是使毛刷在推动的过程中能更好的与三棱镜的采集面相接触，清除灰尘或雨水的效果更好。
本发明的有益效果是，电动车电池管理系统在电动车电池被盗时能及时预警，防盗效果较好，且对电池的过充、过放、断路、过流等情况能进行有效防护，延长电池使用寿命。同时，本发明的指纹采集效果较好，适合电动车长时间的户外环境使用。
附图说明
图1是本发明的一种电路原理连接图；
图2是本发明的报警器电路原理连接图；
图3是本发明的指纹采集模块的采集面的结构示意图；
图4是滑槽的截面示意图。
其中：1、指纹识别模块，2、报警器，3、控制开关，4、中央处理单元，5、单体电压采集IC，6、单体电压采集接口，7、采样电阻，8、发光二极管，9、扬声器，11、三棱镜，12、采集面，13、滑槽，14、毛刷，15、锯齿形底部，31、第一N-MOS管，32、第二N-MOS管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。
实施例：一种带指纹识别的电动车电池管理系统，其电路原理连接图如图1所示，包括中央处理单元、电源管理电路、指纹识别模块和报警器，中央处理单元和指纹识别模块由电源管理电路供电，中央处理单元同时与指纹识别模块和报警器相连接。电池管理系统还包括单体电压采集IC，单体电压采集IC通过单体电压采集接口与电池组相连接，单体电压采集IC还与中央处理单元相连接；电池组的正极通过单体电压采集接口同时与电源管理电路和负载正极相连接；电池组的负极通过单体电压采集接口同时与电源管理电路和采样电阻的一端相连接，采样电阻的另一端同时与控制开关和中央处理单元相连接，控制开关同时与负载负极和中央处理单元相连接。控制开关包括第一N-MOS管和第二N-MOS管，第一N-MOS管漏极与第二N-MOS管的漏极相连接，第一N-MOS管的源极与负载负极相连接，第二N-MOS管的源极与采样电阻的另一端相连接，第一N-MOS管栅极和第二N-MOS管栅极均与中央处理单元相连接。
报警器电路原理连接图如图2所示，报警器包括发光二极管、扬声器、电阻R11、电阻R12和三极管Q，中央处理单元与电阻R11一端电连接，电阻R11另一端与三极管Q的基极电连接，三极管Q的发射极接地，三极管Q的集电极与发光二极管的阴极和扬声器的负极电连接，发光二极管的阳极与电阻R12一端电连接，电阻R12另一端与扬声器正极和电源管理电路的正极输出端电连接。
指纹采集模块的采集面的结构示意图如图3所示，指纹识别模块包括用于指纹识别的三棱镜，三棱镜的采集面的两侧分别设有两个滑槽，两个滑槽之间连接有毛刷。滑槽的截面示意图如图4所示，两个滑槽的底部均为锯齿形底部。设置在电动车上的三棱镜由于环境因素，容易积累灰尘或雨水等影响指纹识别模块的正常识别，此时，使用者只要将毛刷通过滑槽上下移动，即可清除灰尘或雨水，使指纹识别模块恢复正常使用。
使用者启动电动车或者移动电池时，必须先通过指纹识别模块确认，指纹识别模块通过与预存的指纹信息作对比，如匹配了则中央处理单元发送信号至电源管理电路，电源管理电路控制电池组输出；如不匹配则中央处理单元发送信号至报警器，报警器发出报警提醒，有效防止电动车被盗。当指纹识别模块确认为匹配的指纹信息后，单体电压采集IC检测电池单体的电压，如果电池单体电压超过或低于预设阀值时，则中央处理单元会通过控制控制开关关闭对电池组的充电或放电；同时，当中央处理单元通过采样电阻检测到回路电流超过预设值时，则认为池组发生短路或过流，中央处理器会通过控制充放电控制开关关闭电池组的充电或放电。

Claims (3)

1.一种带指纹识别的电动车电池管理系统，其特征是，包括中央处理单元、电源管理电路、指纹识别模块和报警器，中央处理单元和指纹识别模块由电源管理电路供电，中央处理单元同时与指纹识别模块和报警器相连接；带指纹识别的电动车电池管理系统还包括单体电压采集IC，单体电压采集IC通过单体电压采集接口与电池组相连接，单体电压采集IC还与中央处理单元相连接；电池组的正极通过单体电压采集接口同时与电源管理电路和负载正极相连接；电池组的负极通过单体电压采集接口同时与电源管理电路和采样电阻的一端相连接，采样电阻的另一端同时与控制开关和中央处理单元相连接，控制开关同时与负载负极和中央处理单元相连接；所述的报警器包括发光二极管、扬声器、电阻R11、电阻R12和三极管Q，中央处理单元与电阻R11一端电连接，电阻R11另一端与三极管Q的基极电连接，三极管Q的发射极接地，三极管Q的集电极与发光二极管的阴极和扬声器的负极电连接，发光二极管的阳极与电阻R12一端电连接，电阻R12另一端与扬声器正极和电源管理电路的正极输出端电连接；所述的指纹识别模块包括用于指纹识别的三棱镜，三棱镜的采集面的两侧分别设有两个滑槽，两个滑槽之间连接有毛刷；所述的两个滑槽的底部均为锯齿形底部。
2.根据权利要求1所述的一种带指纹识别的电动车电池管理系统，其特征是，控制开关包括第一N-MOS管和第二N-MOS管，第一N-MOS管漏极与第二N-MOS管的漏极相连接，第一N-MOS管的源极与负载负极相连接，第二N-MOS管的源极与采样电阻的另一端相连接，第一N-MOS管栅极和第二N-MOS管栅极均与中央处理单元相连接。
3.一种电动车，其特征在是，包括权利要求1-2的任何一项所述的“带指纹识别的电动车电池管理系统”。
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