CN107276179A - 智能电池管理系统及其共享使用方法和预约使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能电池管理系统，系统包括智能电池、APP应用终端以及后台服务器，该系统根据智能电池自身的电池状态信息或者根据其接收来自APP应用终端或者后台服务器的控制指令后，实现对智能电池的充电开关或者放电开关的控制。本发明还提供了基于该系统的智能电池共享使用方法和预约使用方法。本发明通过APP应用终端实现对智能电池远程管理或者控制，同时也可以通过后台服务器实现对智能电池自动管理和控制，使得用户随时获取电池的信息，也能防止电池被盗。同时也能提高电池的使用率，避免资源浪费。

Description

智能电池管理系统及其共享使用方法和预约使用方法

技术领域

本发明涉电动设备电池领域，具体地，涉及一种智能电池管理系统以及基于该系统的智能电池共享使用方法和预约使用方法。

背景技术

随着电动自行车、电动汽车等电动设备在人们日常生活中越来越普及，而为电动设备提供能量的电池性能也愈加为人们所关注。因此，对电池进行有效的管理，使得电池的安全性得到保障，并且使电池的性能得到最大程度的发挥成为重要的课题。

目前电动设备的电池属于电动设备的价值较高的核心部分，由于其易于拆卸，且拆卸下来之后可以重复使用，很容易被盗，给用户带来非常大的麻烦和经济损失。另外，电池制造商一旦卖出电池后就很少了解电池的信息，也无法对卖出的电池进行同时管理或者信息采集，这样用户买了电池之后就只有他自己或者家人使用，当他们不使用的时候，就闲置在家里，大大的浪费了资源，从而降低了电池的使用效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供一种智能电池管理系统，该系统通过APP应用终端实现对智能电池远程管理或者控制，同时也可以通过后台服务器实现对智能电池自动管理和控制，使得用户随时获取电池的信息，也能防止电池被盗。同时也能提高电池的使用率，避免资源浪费。

为了达到上述目的，提供一种智能电池管理系统，所述系统包括智能电池、APP应用终端以及后台服务器，

所述智能电池分别与所述APP应用终端和后台服务器进行无线通讯连接，所述APP应用终端与所述后台服务器进行无线通讯连接；

所述智能电池包括处理器、存储器、用于采集所述智能电池状态信息的传感器模块、高低电平切换输出模块、以及用于数据收发的无线通讯模块，所述存储器、传感器模块、高低电平切换出书模块以及无线通讯模块均与所述处理器相连接；

所述智能电池根据所述传感器模块获取的电池状态信息或者根据所述无线通讯模块接收来自所述APP应用终端或者所述后台服务器的控制指令后，由所述处理器对接收的数据进行分析并控制所述高低电平切换输出模块输出高电平或者低电平，实现对所述智能电池的充电开关或者放电开关的控制。

根据本发明的一个实施例，所述智能电池包括相互串联的第一电池芯片、第二电池芯片、……、第N电池芯片，所述智能电池设置有外接正极和外接负极，所述智能电池第N电池芯片的正极为所述智能电池的外接正极，所述智能电池的外接负极与第一电池芯片负极之间设置有用于实现充电开关的第一组N沟道场效应管和实现放电开关的第二组N沟道场效应管，所述第一组N沟道场效应管包括四个相互并联的N沟道场效应管UB、UB1、UB2、UB3，所述第二组为N沟道场效应管包括四个相互并联的N沟道场效应管UA、UA1、UA2、UA3；所述N沟道场效应管UB、UB1、UB2、UB3的源极均接入所述智能电池的外接负极，所述N沟道场效应管UA、UA1、UA2、UA3的源极均接入所述第一电池芯片的负极，所述N沟道场效应管UB、UB1、UB2、UB3、UA、UA1、UA2、UA3的漏极均接在一起；

所述高低电平切换输出模块的逻辑输出端与二极管D1串联后依次串联二极管D3、电阻R61，所述电阻R61输出端接入NPN型三极管Q31的基极，所述NPN型三极管Q31的射电极接入所述智能电池的外接负极，所述N沟道场效应管UB、UB1、UB2、UB3的栅极均接入NPN型三极管Q31的集电极；所述电阻R61的输出端与NPN型三极管Q31的射电极之间串联有电阻R62；

所述高低电平切换输出模块的逻辑输出端还二极管D2串联后再串联一电阻R72，所述电阻R72的输出端接入NPN型三极管Q34的基极，所述N沟道场效应管UA、UA1、UA2、UA3的栅极均接入NPN型三极管Q34的集电极，所述NPN型三极管Q34的射电极与电阻R72的输出端之间串联有电阻R71。

根据本发明的一个实施例，所述传感器模块包括GPS模块、GPRS模块、北斗定位模块、温度传感器模块、电池充电检测模块、电池放电检测模块、陀螺仪传感器模块。

根据本发明的一个实施例，所述智能电池还包括报警装置，所述报警装置与所述处理器相连接。

根据本发明的一个实施例，当用户通过所述APP应用终端锁好所述智能电池后，所述陀螺仪传感器模块或者GPRS模块或者北斗定位模块检测到该智能电池出现位置状态变化后，所述报警装置发出防盗报警信号，并向所述后台服务器或者APP应用终端发送报警信息。

根据本发明的一个实施例，所述无线通讯模块包括WIFI模块、蓝牙模块、2G通讯模块、3G通讯模块、4G通讯模块。

本发明的另外一个目的还在于提供一种智能电池共享使用的方法，所述共享使用方法包括如下步骤：

S1、获取智能电池信息步骤：用户通过APP应用终端获取所述智能电池的信息，并将该信息和用户的使用申请信息发送至后台服务器，所述信息包括智能电池ID信息、电量剩余信息和位置信息；

S2、使用授权步骤：所述后台服务器接收来自APP应用终端发出的信息并核准，核准后向APP应用终端和智能电池均发出授权秘钥指令；

S3、秘钥验证使用步骤：用户收到秘钥指令后并将该秘钥发送给所述智能电池，所述智能电池将接收到来自APP应用终端的秘钥与接收到来自后台服务器的秘钥指令进行验证，完成身份验证，实现用户对该智能电池的共享使用。

根据本发明的一个实施例，所述步骤S1中，用户可以通过APP应用终端扫描智能电池的二维码获取智能电池的信息或者通过智能电池向所述APP应用终端发送智能电池的信息。

本发明的第三个目的在于提供一种智能电池预约使用的方法，所述预约使用方法包括如下步骤：

P1、预约步骤：用户通过APP应用终端将自助选择预约智能电池使用信息发送给后台服务器，所述预约电池使用信息包括智能电池的地址和预约时间；

P2、预约授权步骤：后台服务器接收来自APP应用终端发出的信息并核准，核准后向APP应用终端和智能电池均发出授权秘钥指令；

P3、秘钥验证使用步骤：用户收到秘钥指令后，走到预约的智能电池处并将该秘钥发送给所述智能电池，所述智能电池将接收到来自APP应用终端的秘钥与接收到来自后台服务器的秘钥指令进行验证，完成身份验证，实现用户对该智能电池的预约使用。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

1、本发明智能电池管理系统通过APP应用终端实现对智能电池远程管理或者控制，同时也可以通过后台服务器实现对智能电池自动管理和控制。

2、由于智能电池需要通过智能电池管理系统对其充电或者放电进行控制，所以一旦电池被偷后，由于盗匪无法进行身份验证，使得被盗的电池无法使用，同时，用户可以根据定位系统获取被盗电池的位置信息，从而易于找回以及便于警察破案。

3、任何用户都可以通过本发明系统对智能电池进行预约使用，大大提高了电池的使用效率，减少了资源浪费。

附图说明

图1是本发明智能电池管理系统的结构示意图；

图2是本发明智能电池的机构示意图；

图3是本发明智能电池的实施例电路原理。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，为本发明一种智能电池管理系统的结构示意图，该系统包括智能电池、APP应用终端以及后台服务器，其中，智能电池分别与APP应用终端和后台服务器进行无线通讯连接，APP应用终端与后台服务器进行无线通讯连接；上述三者之间的通讯方式可以是现有技术的常规无线通讯方式，包括蓝牙、wifi、3G、4G网络通讯方式，均是属于本发明的保护范畴。本发明实施例中，APP应用终端可以是手机或者ipad，或者其他基于安卓平台或IOS平台的智能终端。

如图2所示，智能电池包括处理器、存储器、用于采集智能电池状态信息的传感器模块、高低电平切换输出模块、以及用于数据收发的无线通讯模块，存储器、传感器模块、高低电平切换出书模块以及无线通讯模块均与处理器相连接；本发明实施例中，电池的状态信息包括电池内部所有电池芯片的充电或者放电状态信息、电池的电量信息、智能电池的位置信息、智能电池的工作温度信息等等，除此之外也可以采集到其他与电池相关的信息。智能电池根据传感器模块获取的电池状态信息或者根据无线通讯模块接收来自APP应用终端或者所述后台服务器的控制指令后，由处理器对接收的数据进行分析并控制高低电平切换输出模块输出高电平或者低电平，实现对智能电池的充电开关或者放电开关的控制，比如，智能电池通过其传感器模块检测到智能电池出现充电异常或者放电异常后，处理器识别该智能电池放电异常或者充电异常后，自动输出高电平，控制充电开关或者放电开关关闭。又比如，当用户使用了电动设备，忘记关闭电池的开关，害怕被别人盗取，用户可以通过手机向智能设备直接发送关闭智能电池开关的指令，也可以通过向后台服务器发送指令，再由后台服务器向智能电池发送关闭开关的指令，从而智能电池的处理器识别指令后，自动输出高电平，控制开关关闭。

本发明实施例中，无线通讯模块采用现有常用的通讯方式，包括WIFI模块、蓝牙模块、2G通讯模块、3G通讯模块、4G通讯模块等等。

本发明实施例中，智能电池通常包括相互串联的第一电池芯片、第二电池芯片、……、第N电池芯片，如图3所示，智能电池设置有外接正极P+和外接负极P-，智能电池第N电池芯片的正极为智能电池的外接正极P+，以十个相互串联的电池芯片组成的智能电池为例的话，第十个电池芯片的正极B10+即为该智能电池的外接正极P+，智能电池的外接负极P-与第一电池芯片负极B-之间设置有用于实现充电开关的第一组N沟道场效应管和实现放电开关的第二组N沟道场效应管，其中，第一组N沟道场效应管包括四个相互并联的N沟道场效应管UB、UB1、UB2、UB3，第二组为N沟道场效应管包括四个相互并联的N沟道场效应管UA、UA1、UA2、UA3；N沟道场效应管UB、UB1、UB2、UB3的源极均接入智能电池的外接负极，N沟道场效应管UA、UA1、UA2、UA3的源极均接入所述第一电池芯片的负极，N沟道场效应管UB、UB1、UB2、UB3、UA、UA1、UA2、UA3的漏极均接在一起；高低电平切换输出模块的逻辑输出端与二极管D1串联后依次串联二极管D3、电阻R61，电阻R61输出端接入NPN型三极管Q31的基极，NPN型三极管Q31的射电极接入所述智能电池的外接负极，N沟道场效应管UB、UB1、UB2、UB3的栅极均接入NPN型三极管Q31的集电极；电阻R61的输出端与NPN型三极管Q31的射电极之间串联有电阻R62；高低电平切换输出模块的逻辑输出端还二极管D2串联后再串联一电阻R72，电阻R72的输出端接入NPN型三极管Q34的基极，N沟道场效应管UA、UA1、UA2、UA3的栅极均接入NPN型三极管Q34的集电极，NPN型三极管Q34的射电极与电阻R72的输出端之间串联有电阻R71。

根据本发明实施例中，传感器模块包括GPS模块、GPRS模块、北斗定位模块、温度传感器模块、电池充电检测模块、电池放电检测模块、陀螺仪传感器模块。另外，智能电池还包括报警装置，报警装置与所述处理器相连接。当用户通过所述APP应用终端锁好所述智能电池后，陀螺仪传感器模块或者GPRS模块或者北斗定位模块检测到该智能电池出现位置状态变化后，报警装置发出防盗报警信号，并向后台服务器或者APP应用终端发送报警信息。当然，智能电池的工作温度过高或者过低也会出现报警信号。

另外，为了避免资源浪费，通过本发明智能电池管理系统实现大量的智能电池共享使用，所以本发明提供了一种智能电池共享使用的方法，该共享使用方法包括如下步骤：

S1、获取智能电池信息步骤：用户通过APP应用终端获取智能电池的信息，并将该信息和用户的使用申请信息发送至后台服务器，信息包括智能电池ID信息、电量剩余信息和位置信息；比如，用户通过手机扫描贴在智能电池外壳上的二维码，该二维码能够实现用户手机与智能电池相互通讯连接，使得用户容易获取电池的相关信息，比如智能电池是否处于故障状态、是否被被人预约了，或者该智能电池是否有充足的电量使用、或者智能电池自身的身份信息，由这些信息用户就可以根据情况是否要向后台服务器申请使用该智能电池，若用户觉得可以申请该智能电池，用户会通过手机向后台服务器申请使用，同时也会将申请的智能电池的相关信息发送给后台服务器。

S2、使用授权步骤：后台服务器接收来自APP应用终端发出的信息并核准，核准后向APP应用终端和智能电池均发出授权秘钥指令；后台服务器接收到了用户手机发送的申请使用智能电池信息和该智能电池的ID信息后，自动与预先保存在后台服务器的信息进行校验，验证通过后会同时向用户的手机和被申请使用的智能电池发送授权使用的秘钥指令。本发明实施例中，后台服务器预先会存储用户的信息(通常这个是会员信息)以及管理所有智能电池ID信息。

S3、秘钥验证使用步骤：用户收到秘钥指令后并将该秘钥发送给智能电池，智能电池将接收到来自APP应用终端的秘钥与接收到来自后台服务器的秘钥指令进行验证，完成身份验证，实现用户对该智能电池的共享使用。

另外，用户也可以提前预约某个位置的空闲智能电池，本发明基于上述智能电池共享使用的方法又提供了一种智能电池预约使用的方法，该方法包括如下步骤：

P1、预约步骤：用户通过APP应用终端将自助选择预约智能电池使用信息发送给后台服务器，预约电池使用信息包括智能电池的地址和预约时间；

P2、预约授权步骤：后台服务器接收来自APP应用终端发出的信息并核准，核准后向APP应用终端和智能电池均发出授权秘钥指令；

P3、秘钥验证使用步骤：用户收到秘钥指令后，走到预约的智能电池处并将该秘钥发送给所述智能电池，智能电池将接收到来自APP应用终端的秘钥与接收到来自后台服务器的秘钥指令进行验证，完成身份验证，实现用户对该智能电池的预约使用。

综上所述，本发明智能电池管理系统通过APP应用终端实现对智能电池远程管理或者控制，同时也可以通过后台服务器实现对智能电池自动管理和控制，使得用户随时获取电池的信息，也能防止电池被盗。同时也能提高电池的使用率，避免资源浪费。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，根据实际需要做适当调整并优化升级，其他的任何未违背本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能电池管理系统，其特征在于，所述系统包括智能电池、APP应用终端以及后台服务器，

所述智能电池分别与所述APP应用终端和后台服务器进行无线通讯连接，所述APP应用终端与所述后台服务器进行无线通讯连接；

所述智能电池包括处理器、存储器、用于采集所述智能电池状态信息的传感器模块、高低电平切换输出模块、以及用于数据收发的无线通讯模块，所述存储器、传感器模块、高低电平切换出书模块以及无线通讯模块均与所述处理器相连接；

所述智能电池根据所述传感器模块获取的电池状态信息或者根据所述无线通讯模块接收来自所述APP应用终端或者所述后台服务器的控制指令后，由所述处理器对接收的数据进行分析并控制所述高低电平切换输出模块输出高电平或者低电平，实现对所述智能电池的充电开关或者放电开关的控制。

2.根据权利要求1所述的智能电池管理系统，其特征在于，所述智能电池包括相互串联的第一电池芯片、第二电池芯片、……、第N电池芯片，所述智能电池设置有外接正极和外接负极，所述智能电池第N电池芯片的正极为所述智能电池的外接正极，所述智能电池的外接负极与第一电池芯片负极之间设置有用于实现充电开关的第一组N沟道场效应管和实现放电开关的第二组N沟道场效应管，所述第一组N沟道场效应管包括四个相互并联的N沟道场效应管UB、UB1、UB2、UB3，所述第二组为N沟道场效应管包括四个相互并联的N沟道场效应管UA、UA1、UA2、UA3；所述N沟道场效应管UB、UB1、UB2、UB3的源极均接入所述智能电池的外接负极，所述N沟道场效应管UA、UA1、UA2、UA3的源极均接入所述第一电池芯片的负极，所述N沟道场效应管UB、UB1、UB2、UB3、UA、UA1、UA2、UA3的漏极均接在一起；

所述高低电平切换输出模块的逻辑输出端与二极管D1串联后依次串联二极管D3、电阻R61，所述电阻R61输出端接入NPN型三极管Q31的基极，所述NPN型三极管Q31的射电极接入所述智能电池的外接负极，所述N沟道场效应管UB、UB1、UB2、UB3的栅极均接入NPN型三极管Q31的集电极；所述电阻R61的输出端与NPN型三极管Q31的射电极之间串联有电阻R62；

所述高低电平切换输出模块的逻辑输出端还二极管D2串联后再串联一电阻R72，所述电阻R72的输出端接入NPN型三极管Q34的基极，所述N沟道场效应管UA、UA1、UA2、UA3的栅极均接入NPN型三极管Q34的集电极，所述NPN型三极管Q34的射电极与电阻R72的输出端之间串联有电阻R71。

3.根据权利要求1或者2所述的智能电池管理系统，其特征在于，所述传感器模块包括GPS模块、GPRS模块、北斗定位模块、温度传感器模块、电池充电检测模块、电池放电检测模块、陀螺仪传感器模块。

4.根据权利要求3所述的智能电池管理系统，其特征在于，所述智能电池还包括报警装置，所述报警装置与所述处理器相连接。

5.根据权利要求4所述的智能电池管理系统，其特征在于，当用户通过所述APP应用终端锁好所述智能电池后，所述陀螺仪传感器模块或者GPRS模块或者北斗定位模块检测到该智能电池出现位置状态变化后，所述报警装置发出防盗报警信号，并向所述后台服务器或者APP应用终端发送报警信息。

6.根据权利要求1或者2所述的智能电池管理系统，其特征在于，所述无线通讯模块包括WIFI模块、蓝牙模块、2G通讯模块、3G通讯模块、4G通讯模块。

7.一种智能电池共享使用的方法，其特征在于，所述共享使用方法包括如下步骤：

S1、获取智能电池信息步骤：用户通过APP应用终端获取所述智能电池的信息，并将该信息和用户的使用申请信息发送至后台服务器，所述信息包括智能电池ID信息、电量剩余信息和位置信息；

S2、使用授权步骤：所述后台服务器接收来自APP应用终端发出的信息并核准，核准后向APP应用终端和智能电池均发出授权秘钥指令；

S3、秘钥验证使用步骤：用户收到秘钥指令后并将该秘钥发送给所述智能电池，所述智能电池将接收到来自APP应用终端的秘钥与接收到来自后台服务器的秘钥指令进行验证，完成身份验证，实现用户对该智能电池的共享使用。

8.根据权利要求7所述的智能电池共享使用的方法，其特征在于，所述步骤S1中，用户可以通过APP应用终端扫描智能电池的二维码获取智能电池的信息或者通过智能电池向所述APP应用终端发送智能电池的信息。

9.一种智能电池预约使用的方法，其特征在于，所述预约使用方法包括如下步骤：

P1、预约步骤：用户通过APP应用终端将自助选择预约智能电池使用信息发送给后台服务器，所述预约电池使用信息包括智能电池的地址和预约时间；

P2、预约授权步骤：后台服务器接收来自APP应用终端发出的信息并核准，核准后向APP应用终端和智能电池均发出授权秘钥指令；

P3、秘钥验证使用步骤：用户收到秘钥指令后，走到预约的智能电池处并将该秘钥发送给所述智能电池，所述智能电池将接收到来自APP应用终端的秘钥与接收到来自后台服务器的秘钥指令进行验证，完成身份验证，实现用户对该智能电池的预约使用。