CN110168798B - 电池包及该电池包与电子装置之间的数据传输方法 - Google Patents

电池包及该电池包与电子装置之间的数据传输方法 Download PDF

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Abstract

本公开公开一种电池包,包括:壳体;电芯组,容纳于壳体内,电芯组包括多个电连接的电芯;电池包连接端子,用于与电子装置的连接端子连接;其中,电池包连接端子包括:电池包正极电源端子,电连接至电芯组的负极;电池包负极电源端子,电连接电芯组的正极;第一电池包端子,用于传输第一类数据;第二电池包端子,用于传输第二类数据。本公开还公开一种上述电池包与电子装置之间的数据传输方法,本公开的电池包及该电池包与电子装置之间的数据传输方法,能够在保证电池包与电子装置的正常工作的同时还能收集用于数据分析的数据,为研究开发提供数据支持,且方便维修人员进行故障诊断、故障维修,节省人力物力。

Description

电池包及该电池包与电子装置之间的数据传输方法
技术领域
本公开涉及一种电池包以及该电池包与电子装置之间的数据传输方法,具体涉及一种便于数据采集的电池包以及该电池包与电子装置之间的数据传输方法。
背景技术
随着电池技术的发展,电动工具正在逐渐取代引擎工具。为了实现近似于引擎工作的工作效果和续航时间,电池包的额定功率和容量也越来越大。在户外进行工作,往往需要交流电源来为一些工作或设施供电,为此,能够持续提供交流电的便携式电源装置应运而生。
在电池包以及与电池包配合使用的电子装置(例如,电动工具、充电器、便携式电源装置)的原型机制造的过程中,往往需要考虑到电池包和电子装置的多种功能需求,例如要求便携式电源装置能够将用于为电动工具供电的电池包的直流电转化成交流电输出,也要求其能为电池包提供直流充电电流,这样就需要厂商做大量的现场调研,收集电池包和电子装置的用于数据分析的数据,以满足客户需求,需要花费大量的人力物力,然而,往往在花费大量人力物力后还不能设计出令人满意的产品。此外,当设备出现故障需要维修时,需要维修人员赶赴现场分析情况后才能给出诊断,给维修工作也带来了不便。
发明内容
为解决现有技术的不足,本公开的目的在于提供一种便于数据收集的电池包。
为了实现上述目标,本公开采用如下的技术方案:
一种电池包,包括:壳体;电芯组,容纳于壳体内,所述电芯组包括多个电连接的电芯;电池包连接端子,用于与电子装置的连接端子连接;其中,所述电池包连接端子包括:电池包正极电源端子,电连接至所述电芯组的负极;电池包负极电源端子,电连接所述电芯组的正极;第一电池包端子,用于传输第一类数据;第二电池包端子,用于传输第二类数据。
进一步地,所述电池包能够安装至电子装置,所述电子装置包括:正极电源连接端子和负极电源连接端子,分别用于与所述电池包正极电源端子和电池包负极电源端子连接以传输电能;第一连接端子,用于与所述第一电池包端子连接以传输第一类数据;第二连接端子,用于与所述第二电池包端子连接以传输第二类数据。所述电池包具有正常工作模式和数据传输模式;在所述正常工作模式下,所述第一电池包端子传输所述电池包和/或与所述电池包连接的电子装置的用于正常工作时的第一类数据;在所述数据传输模式下,所述第二电池包端子传输所述电池包和/或与所述电池包连接的电子装置的用于数据分析的第二类数据。
进一步地,所述电池包包括控制器,所述控制器用于控制所述电池包在所述正常工作模式和所述数据传输模式之间切换。
进一步地,所述电池包包括:识别电阻或温度传感器,与所述第二电池包端子连接,在所述正常工作模式下,所述第二电池包端子用于传输所述电池包的属性或所述电池包的温度;至少一个开关元件,与所述识别电阻或温度传感器电连接,以接通或断开所述识别电阻或温度传感器与所述第二电池包端子之间的电连接;所述控制器用于控制所述开关元件的通断状态,以使所述电池包切换到所述正常工作模式或所述数据传输模式。
进一步地,在所述正常工作模式结束后,所述电池包切换到所述数据传输模式。
进一步地,所述电子装置具有身份信息,所述身份信息包括所述电子装置是否具有无线通信模块,所述无线通信模块用于建立所述电子装置与外部设备之间的无线通信连接,所述电子装置能够通过所述无线通信模块向外部设备发送第二类数据;所述外部设备包括无线通信模块,所述外部设备具有数据处理和分析功能;所述第一电池包端子还用于获取所述电子装置的所述身份信息。
进一步地,所述电池包包括:识别电阻或温度传感器,与所述第二电池包端子连接,在所述正常工作模式下,所述第二电池包端子用于传输所述电池包的属性或所述电池包的温度;至少一个开关元件,与所述识别电阻或温度传感器电连接,以接通或断开所述识别电阻或温度传感器与所述第二电池包端子之间的电连接;控制器,至少用于控制所述开关元件的通断状态,所述控制器被配置为:根据所述第一电池包端子获得的所述电子装置的身份信息判断所述电子装置是否具有所述无线通信模块;在判断所述电子装置具有所述无线通信模块后,控制所述开关元件以使所述识别电阻或温度传感器与所述第二电池包端子之间的电连接断开,以使所述第二电池包端子传输所述用于数据分析的第二类数据。
进一步地,所述第二类数据包括历史数据、统计数据、实时数据中的至少一个。
进一步地,所述电池包和/或所述电子装置包括存储器,所述数据按照历史数据、统计数据、实时数据的不同类型分别存储在所述存储器的规定的存储区域,并在所述规定的存储区域溢满时,使用当前数据覆盖原数据。
进一步地,所述电池包包括无线通信模块,用于与外部设备建立无线通信连接,所述电池包能够通过所述无线通信模块向外部设备发送第二类数据;所述外部设备包括无线通信模块,所述外部设备具有数据处理和分析功能。
进一步地,所述电子装置具有无线通信模块,用于与外部设备建立无线通信连接,所述电子装置能够通过所述无线通信模块向外部设备发送第二类数据;所述外部设备包括无线通信模块,所述外部设备具有数据处理和分析功能。
进一步地,所述电子装置和所述电池包具有唯一标识符,所述第二类数据包含有所述唯一标识符。
进一步地,所述第二类数据包含有相同的时间信息,所述外部设备被配置为将时间相同且唯一标识符相同的数据删除。
进一步地,所述电子装置为电动工具或充电器或便携式电源装置。
进一步地,所述第一电池包端子用于传输第一类数据和第二类数据,所述第二电池包端子用于传输第一类数据和第二类数据。
进一步地,所述第一电池包端子和所述第一连接端子中的至少一个具有第一数据传输速率,所述第二电池包端子和所述第二连接端子中的至少一个具有高于所述第一数据传输速率的第二数据传输速率。
进一步地,所述第一类数据包括所述电池包的当前状态数据和/或所述电子装置的当前工况的数据;所述第二类数据包括所述电池包的当前状态数据、历史状态数据和使用情况数据中的至少一个,和/或所述电子装置的当前工况数据、历史状态数据和使用情况数据中的至少一个。
一种电池包与电子装置之间的数据传输方法,所述电池包具有正常工作模式,所述电池包包括第一电池包端子和第二电池包端子,所述电子装置包括第一连接端子和第二连接端子,所述第一连接端子用于与所述第一电池包端子连接,所述第二连接端子用于与所述第二电池包端子连接;所述数据传输方法包括:在正常工作模式下,所述电池包与所述电子装置通过所述第一电池包端子和第一连接端子传输第一类数据;在数据传输模式下,所述电池包与所述电子装置通过所述第二电池包端子和第二连接端子传输第二类数据。
进一步地,在所述电池包与所述电子装置连接的初始阶段,所述电池包在所述正常工作模式下工作,在所述正常工作模式结束后,所述电池包切换到所述数据传输模式。
进一步地,在所述电池包与所述电子装置连接的初始阶段,所述电池包工作在所述正常工作模式下工作;在所述正常工作模式结束后,所述电池包根据所述电子装置的身份信息判断所述电子装置是否具有无线通信模块,并在判断所述电子装置具有无线通信模块后,所述电池包切换到所述数据传输模式。
进一步地,所述电池包与所述电子装置之一具有无线通信模块,用于与外部设备建立无线通信连接,所述电池包与所述电子装置之一能够通过所述无线通信模块将所述电池包和所述电子装置的所述第二类数据发送到所述外部设备。
进一步地,所述电子装置和所述电池包具有唯一标识符,所述第二类数据包含有所述唯一标识符;所述第二类数据还包含有相同的时间信息,所述外部设备被配置为将时间相同且唯一标识符相同的数据删除。
进一步地,所述第一类数据为所述电池包和/或所述电子装置的用于正常工作的数据,所述第二类数据为所述电池包和/或所述电子装置的用于数据分析的数据。
进一步地,所述第一电池包端子和所述第一连接端子中的至少一个具有第一数据传输速率,所述第二电池包端子和所述第二连接端子中的至少一个具有高于所述第一数据传输速率的第二数据传输速率。
进一步地,所述第一类数据包括所述电池包的当前状态数据和/或所述电子装置的当前工况的数据;所述第二类数据包括所述电池包的当前状态数据、历史状态数据和使用情况数据中的至少一个,和/或所述电子装置的当前工况数据、历史状态数据和使用情况数据中的至少一个。
本公开的有益之处在于通过在电池包上设置两组连接端子使电池包与电子装置能够传输至少两类数据,可以利用电池包或电子装置收集电池包和电子装置的数据,在保证正常工作的同时还能收集用于数据分析的大量数据,为研究开发提供数据支持,也方便维修人员进行故障诊断、故障维修,节省人力物力。
附图说明
图1是作为一种实施方式的电池包的结构图;
图2是作为一种实施方式的电池包的电路示意图;
图3是图2所示的电池包中的一种实施方式的第二通信电路;
图4是电池包和第一种实施方式的电子装置的结构图;
图5是电池包和第二种实施方式的电子装置的结构图;
图6是电池包和第三种实施方式的电子装置的结构图;
图7是包括第三种实施方式的电子装置、电池包、电动工具连接示意图;
图8是第三种实施方式的电子装置与与外部设备之间的信息交互网络图;
图9至图11是与第三种实施方式的电子装置无线通信连接的用户手机应用程序界面;
图12是闪存内部程序存储区分配示意图;
图13是升级模式下通信装置和节点之间的信息交互过程;
图14是图13中通信装置的工作流程图;
图15是图13中节点的工作流程图;
图16是通信装置与主控模块以及逆变模块的具体接线图;
图17是通信装置对主控模块和逆变模块进行固件升级的工作流程;
图18是升级装置与电动工具部分内部构成示意图;
图19是图18所示的升级装置与电动工具在升级模式下的信息交互;
图20是升级装置与电池包部分内部构成示意图;
图21是图20所示的升级装置与电池包在升级模式下的信息交互;
图22是超时重传机制的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本公开,而非对本公开的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本公开相关的部分而非全部结构。
参照图1,作为一种实施方式的电池包200,主要包括:壳体210;电芯组220,容纳于壳体210内,电芯组220包括多个电芯221;电池包连接端子230,用于与电池包200连接的电子装置的连接端子连接。
电芯组220容纳于壳体210内,其包括一个以上的串联模块。在串联模块的数目大于等于2时,不同串联模块之间串联,它们构成的整体为电芯组220。一个串联模块包括:一个以上的电芯221。在同一个串联模块内的电芯221的数目大于2时,不同的电芯221之间并联构成一个串联模块。电芯221用于存储能量,其能被反复充放电。电芯221之间通过连接组件222实现电连接。
电池包连接端子230包括电池包正极电源端子233和电池包负极电源端子234,电池包正极电源端子233电连接至电芯组220的负极,电池包负极电源端子234电连接所述电芯组220的正极。在本实施方式中,电池包连接端子230还包括第一电池包端子231和第二电池包端子232,其中,第一电池包端子231用于传输第一类数据,第二电池包端子232用于传输第二类数据。第一类数据为用于正常工作时的数据,第二类数据为用于数据分析的数据。这样,电池包200不仅能传输正常工作时的数据还能传输用于数据分析的数据,保证正常工作的同时,还能进行数据收集。
在其他的实施方式中,第一电池包端子231也可以用于传输第一类数据和第二类数据,所述第二电池包端子232用于第一类数据和第二类数据。
由于第一类数据是用于正常工作的数据,第二类数据是用于数据分析的数据,第二类数据的数据量要大于第一类数据。作为一种实施方式,第一电池包端子231和第一连接端子中的至少一个具有第一数据传输速率,第二电池包端子232和第二连接端子中的至少一个具有高于所述第一数据传输速率的第二传输速率。这样的好处在于,可以使得传输第二类数据的端子传输速率高于第一类数据的数据传输速率,区分了传输不同类似的数据的传输速率,可以保证两类数据高效传输的同时不会增加成本。
由于慢速通讯抗干扰性能强,有利于电机控制等强干扰电磁环境下工作,而高速通讯速率,抗干扰性比慢速通讯抗干扰性弱,但其数据传输能力强。因此,作为一种实施方式,可以仅在电池包200和电子装置中电磁干扰较强的一个中设置第一数据传输速率的第二连接端子或第二电池包端子232,而在电池包200和电子装置中的电磁干扰较弱的一个中设置第二数据传输速率的第二连接端子或第二电池包端子232。这样,可以避免强干扰电磁影响传输数据的可靠性。
参照图2,电池包200的正常运行还依赖于电路部件,电路部件主要包括:电池包控制器241、温度传感器242、第一通信电路243、第二通信电路244、电压检测电路245。
电池包控制器241主要用于实现逻辑运算、进程控制等功能,其能对电池包200中的各个电路部件进行控制,保证电池包200充电、放电时的安全。电池包控制器241可以是单片机等具有控制功能的芯片。
温度传感器242用于检测电池包100的内部温度。温度传感器242与第二通信电路243连接,第二通信电路243与第二电池包端子232连接,这样,温度传感器242能够与第二电池包端子232实现电连接,从而与电池包200连接的电子装置能够通过与第二电池包端子232的连接获得电池包200的温度,第二电池包端子232用于传输电池包的温度。
温度传感器242设置在电池包200的内部,具体而言温度传感器242设置在电池包200内靠近电芯221的位置,使其能够检测到电芯221温度的变化。作为优选方案,温度传感器242可以采用热敏电阻,尤其是一NTC热敏电阻。
作为可选地,温度传感器242还与电池包控制器241电连接,其能将温度传感器242的检测结果反馈给电池包控制器241并受到电池包控制器241的控制。
在其他实施方式中,电池包200包括电池包识别电阻(未示出),电池包识别电阻用于表征电池包的属性,例如电池包的电压或电池化学性质的能够,电池包识别电阻与第二通信电路244电连接,这样,电池包识别电阻能够与第二电池包端子232实现电连接,从而与电池包200连接的电子装置能够通过与第二电池包端子244的连接获得电池包200的属性,此时,第二电池包端子232用于传输电池包200的属性。当电池包装配到电子装置时,电子装置能够通过与第二电池包端子232的连接测量识别电阻的电压,从而根据该电压获得该识别电阻的阻值,从而获取电池包200的属性。
第一通信电路243与电池包控制器241,其用于实现数据或信号的交换。第一通信电路243既可以采用硬件连接实现数据传输也可以采用无线连接实现数据传输。由于的电池包100具有较高的电压和输出功率,因此在与充电器、电动工具、便携式电源装置等电子装置等连接时,对通讯连接的可靠性要求较高,作为一种优选方案,第一通信电路243采用硬件连接的方式实现数据传送,其与第一电池包端子231连接以实现数据传输。在电池包200与外部的电子装置装配时,第一电池包端子231能与外部的电子装置中对应的端子构成物理连接。
第二通信电路244与温度传感器242电连接,用于将温度传感器242的信号转换成与电池包200连接的外部电子装置能够识别的电信号。第二通信电路244还与电池包控制器244电连接,受电池包控制器243的控制。
作为可选地,电池包200还包括电压检测电路245用于检测电芯组220中各个串联模块111的电压值,电压检测电路245分别与电芯组220和电池包控制器241构成电连接。
电压检测电路245检测电芯组220中的电压信号并将电压信号传送给电池包控制器241,电池包控制器241根据电压检测电路245传送的电压信号计算电压值,以实现对电池包100的电压安全的监控。
在一些实施方式中,电池包200还包括电池包存储器246,用于存储电池包的数据,也可以存储与电池包200连接的电子装置的数据。具体地,当电池包200装配到充电器400、电动工具300、便携式电源装置100等电子装置时,通过第二电池包端子232与电子装置的连接端子的连接获取电子装置的数据,并将其存储在电池包存储器246上,电池包存储器246存储到所述数据为第二类数据,用于数据分析。
在一些实施方式中,电池200还包括与电池包控制器241电连接的电池包电量显示模式(图2未示),该电池包电量显示模块用于显示电池包200的中剩余电量。
能够与电池包200连接的所述电子装置包括正极电源连接端子、负极电源连接端子、第一连接端子和第二连接端子,其中,正极电源连接端子和负极电源连接端子分别用于与电池包正极电源端子233和电池包负极电源端子234连接以传输电能;第一连接端子,用于与第一电池包端子231连接以传输第一类数据;第二连接端子用于与第二电池包端子232连接以传输第二类数据。
电池包200能够安装至电子装置,当电池包200安装至电子装置时,正极电源连接端子与电池包正极电源端子233连接,负极电源连接端子与电池包负极电源端234子连接,第一连接端子与第一电池包端子231连接,第二连接端子与第二电池包端子232。
电池包200具有正常工作模式和数据传输模式,在正常工作模式下,第一电池包端子231传输电池包232和/或与电池包200连接的电子装置的用于正常工作时的第一类数据;在数据传输模式下,第二电池包端子232传输电池包200和/或与电池包200连接的电子装置的用于数据分析的第二类数据。
为了使电池包200能够正常工作模式和数据传输模式之间进行切换,电池包控制器241还被配置为用于控制电池包200切换到正常工作模式或数据传输模式。
为了实现电池包200能够正常工作模式和数据传输模式之间进行切换,第二通信电路244还包括至少一个开关元件,所述开关元件与温度传感器242电连接,以接通或断开温度传感器242与第二电池包端子2323之间的电连接。控制器241用于控制所述开关元件的通断状态,以使所述电池包200切换到所述正常工作模式或所述数据传输模式。所述的开关元件可以是半导体开关(例如,三极管、场效应管),也可以是其他开关,所述的开关元件具有控制端,控制端连接到电池包控制器241。当然,在其他的实施方式中,也可以用识别电阻替换温度传感器242。
参照图3,作为一种具体的实施方式的第二通信电路244,RT为温度传感器242,用于检测电池包200的温度,其具体为一个NTC热敏电阻RT。热敏电阻RT的一端与电池包200的第二电池包端子232连接,另一端与三极管Q1连接的一端连接,三极管Q1的控制端通过电阻D1与电池包控制器241的控制信号输出端PIN_NTC连接,三极管的Q1另一端与接地。
第二通信电路244还包括三极管Q3,用于控制电池包200处于接收状态还是或发送状态。
在正常工作模式下,电池包控制器241将控制信号输出端PIN_NTC置高,使三极管Q1导通、三极管Q3关断,热敏电阻RT接入第二通信电路244用于电池包200的温度采集,第二电池包端子232传输电池包的温度,而第一电池包端子231则用于传输用于正常工作的第一类数据,例如电池包的电池包200的充电或电放电时的充电电流或放电电流、单节电芯电压、电芯组电压等数据,也可以传输与电池包连接的电子装置的数据,该数据则与具体的电子装置相关,所述的第一类数据用于使电子装置和电池包200维护正常工作以及保护电池包200和电子装置。
这样的好处在于,第二电池包端子232不仅可以传输电子装置和电池包200的用于数据分析的第二类数据,还能用于传输电池包200的温度或电池包的属性,实现了一个端子两种使用功能,可以减少使用的端子的数量,降低了成本,在保证正常工作的同时还能用于数据传输,且成本较低。
作为一种实施方式,在正常工作模式结束后(例如,电池包200停止充电或放电后),电池包200切换到数据传输模式。具体地,电池包控制器241控制开关元件使电池包200切换到数据传输模式。
这样的好处在于,在正常工作模式结束后,即电池包200停止充电或放电后,才切换到数据传输模式,可以避免在正常工作模式还未结束时,突然切换到数据传输模式,造成系统紊乱,影响电池包200和电子装置的正常工作,从而损坏电池包和电子装置,以及传输的数据的可靠性的问题;并且在正常工作模式结束后再切换到数据传输模式,与在正常工作模式前先进入数据传输模式相比,可以及时将电池包200和电子装置的第二类数据通过无线通信模块发送出去,避免长时间占用空间。
具体地,电池包控制器241将控制信号输出端PCB_NTC置低,使Q3导通、Q1断开,热敏电阻RT无电流通过,热敏电阻RT与第二电池包端子232断开电连接,如此电池包200可以通过数据发送端BT_TX发送数据给电子装置,也可以从数据接收端BT_RX接收电子装置的数据,电池包200的控制器将BT_RX和BT_TX端初始化为串口,这样第二电池包端子232就变为双向的串口了。
此时,第二电池包端子232传输用于数据分析的第二类数据,例如,电池包200通过第二电池包端子232向电子装置传送电池包200的当前的有关电池包200的荷电状态(Stateof Charge,SOC)和健康状态(State of Health,SOH)的数据和/或存储在电池包存储器246中的历史数据和/或统计数据,包括电池包200的故障信息、使用次数、最大电压/电流、当前实际容量等/或电池包收集的其他电子装置的第二类数据,电池包200也可以通过第二电池包端子232接收电子装置的第二类数据,包括电子装置的当前状态数据和/或存储在电子装置的存储器中历史数据和/或统计数据。
本公开的电池包具有两种模式——正常工作模式和数据传输模式,通过设置的两个端子(第一电池包端子231和第二电池包端子232),在正常模式下传输第一类数据,在数据传输模式下传输第二类数据,在保证正常工作的同时,还能进行数据收集。
作为一种实施方式,电池包200或电子装置包括无线通信模块,所述无线通信模块用于建立所述电池包或电子装置与外部设备之间的无线通信连接,电池包或电子装置能够通过无线通信模块向外部设备发送收集到的第二类数据。外部设备包括通信装置,通信装置包括无线通信模块,所述外部设备具有数据处理和分析功能。
这样,电池包200收集到的自身的第二类数据以及通过第二电池包端子232收集到的电子装置的第二类数据可以通过设置在电池包200上的无线通信模块发送给外部设备,或电子装置收集的自身的第二类数据以及通过第二电池包端子232收集到的电池包200的第二类数据可以通过设置在电子装置上的无线通信模块发送给外部设备,外部设备具有数据处理和分析功能,这样,外部设备经过对第二类数据的数据处理和分析后,能够为研究开发电池包和电子装置提供数据支持,也能方便维修人员对电池包200和电子装置进行故障诊断、故障维修,节省人力物力。
无线通信模块可以是作为一个局域网络的无线路由器,其可以直接接入互联网而使局域网内的其他无线通信设备接入互联网,也可以通过能与之通信的一个能接入互联网的无线通信设备而使局域网内的其他无线通信设备接入互联网,当然,无线通信模块也可以仅仅使局域网内的各个无线通信设备实现数据交互,该无线通信设备可采用蓝牙、WiFi、NFC、ZigBee等方式实现无线通信。
外部设备可以包括远程服务器,其具有数据处理和分析功能,所述远程服务器包括无线通信模块,电池包200或电子装置和远程服务器之间通过各自设置的无线通信模块传输数据。当然,外部设备也还可以通过无线通信模块向便携式电源装置100发送数据。
外部设备还可以包括移动终端设备(例如,手机),移动终端设备具有数据发送和接收功能;移动终端设备包括无线通信模块,移动终端设备、远程服务器或电子装置通过各自的无线通信模块传输数据。这样,移动终端设备可以通过无线通信模块向电子装置发送指令或数据,也可以接收电子装置或电池包200的数据,移动终端设备包括显示模块,能够显示电池包200或电子装置发送来的信息,包括的电子装置或电池包的当前状态信息等,例如电池包的剩余电量、可用剩余时间等,方便用户查看,以决定是否对电池包充电或放电、是否需结束正在进行的工作以节省电动。
这样,电池包200或电子装置可以通过无线通信模块将收集到的用于数据分析的第二类数据发送给远程服务器,以便进行数据处理和分析,为研究开发、故障诊断提供支持,或发送给移动终端设备,方便用户查看电子装置或电池包状态情况,以便安排下一步工作,例如,电子装置的故障次数是否已经达到上限需要修理,电池包200的温度是否达到上限需要暂停放电。
当然,也可以用有线通信方式代替无线通信模块的无线通信方式,但是考虑到电池包和电子装置工况的复杂性以及环境的限制,采用无线通信模块的无线通信方式将收集到的数据发送给外部设备,操作更加方便,节省人力物力。
按照上述方式,通过设置的第二电池包端子232与电子装置相应的第二连接端子连接,能够利用电池包200收集电池包和电子装置的用于数据分析的第二类数据或利用电子装置收集电池包200和电子装置的第二类数据,无需单独使用其他设备分别收集电子装置和电池包200的用于数据分析的第二类数据,既保证了电子装置和电池包200的工作,同时实现了数据的收集,节省额外的数据收集的设备,且在正常工作模式接收后切换到数据传输模式,自动收集数据,使得数据收集更加方便;且与传统的单独收集的电池包200和电子装置的数据相比,利用电子装置或电池包200收集来的电池包和电子装置的数据更加集中,能够方便后续的数据处理和分析工作,例如,数据去重、数据分类等,节省人力物力时间。
作为一种实施方式,所述的外部设备为远程服务器,为了便于远程服务器20对接收到数据进行分析和处理,将电子装置或电池包200收集的电子装置和电池包200的第二类数据进行分类,分为实时数据、统计数据、历史数据三类数据。所述数据按照历史数据、统计数据、实时数据的不同类型分别存储在电池包200或电子装置的存储器的规定的存储区域,并在规定的存储区域溢满时,使用当前数据覆盖原数据。这种滚动式的存储方式,可以保存最新的数据,节省存储空间。
为了区分不同产品(电池包和电子装置)的数据,可以在上述三种类型的中添加或关联有设备身份信息,以便追踪产品的全生命周期状态。在一些实施方式中,所述设备身份信息为唯一标识符,按照上述方式,电子装置和电池包具有唯一标识符,第二类数据包含有唯一标识符,电子装置具体可以是便携式电源装置100、电动工具300和充电器400。
由于数据分为具有时间性质的实时数据、统计数据、历史数据,因此,需要给上述数据添加或关联有时间信息。换言之,上述三种数据,实时数据、统计数据、历史数据中至少一个包含时间信息,这种带有时间信息的数据对大数据的后期分析非常必要。由于世界各个地区和国家的时间不一致,为了使产品在各个地区都能保持数据信息在时间上的同步性或一致性,数据中的时间采用世界标准时间(UTC)。电池包200或电子装置其中的具有无线通信模块的那个从具有世界标准时间信息的外部设备获取世界标准时间,该电池包或电子装置使用获取的世界标准时间校准自身时间信息,当电池包200或电子装置中的另一个与该电池包200或电子装置连接后,该电池包200或电子装置将获取的世界标准时间校准通过连接端子发送给电池包200或电子装置中的另一个,通过这样的方式逐级将标准时间逐级传递下去。按照上述,电池包200和电子装置产生或发送的数据在世界各个地区都能保持数据在时间上的同步性或一致性,便于统一管理。
鉴于上述,电子装置或电池包200通过无线通信模块发送数据到远程服务器的第二类数据可能会出现具有或关联有相同的时间和相同的唯一标识符,导致数据重复。为了减少数据存储量和便于数据整理,作为一种实施方式,可以在远程服务器中引入去重功能,即按照时间区分数据先后顺序的功能,以将具有相同时间和唯一标识符的数据去掉其中之一,避免数据重复和冲突。
为了尽可能减小电池包的尺寸,在本实施方式中,电池包200不包括无线通信模块。
需要考虑的是,在当前的电子装置没有无线通信模块时,电池包200的第二类数据、存储在电池包存储器246中的其他曾与电池包200连接的电子装置的第二类数据、电子装置的第二类数据则不能通过电子装置的无线通信模块传输到外部设备,如果此时仍然将电池包200的第二类数据和/或存储在电池包存储器246中的其他曾与电池包200连接的电子装置的第二类数据传输到电子装置,则不但不能通过电子装置将电池包200的第二类数据发送到外部设备,还会占用电子装置的存储器空间。为了解决该问题,仅在电子装置具有无线通信模块时,电池包200才会向该电子装置传输第二类数据。
为了区别电子装置是否具有无线通信模块,电子装置具有身份信息,所述身份信息包括电子装置是否具有无线通信模块,该无线通信模块用于建立电子装置与外部设备之间的无线通信连接,电子装置能够通过所述无线通信模块向外部设备发送第二类数据。
在一些具体的实施方式中,所述身份信息可以是一个序列号,其存储在电子装置的存储器中,所述存储器还能够存储电子装置的用于数据分析第二类数据以及电池包200中的用于数据分析的第二类数据。
该序列号为该电子装置的设备型号,电池包200能够通过第一电池包端子231读取该序列号以判断该电子装置是否具有无线通信模块;在另一些具体的实施方式中,可以使用一个识别电阻的阻值来表征电子装置的身份信息,电池包200能够通过第一电池包端子231测量识别电阻的电压,从而根据该电压获得该识别电阻的阻值,从而判断出该电子装置是否具有无线通信模块。
当电池包200与电子装置连接时,第一电池包端子231还用于获取电子装置的所述身份信息。这样的好处在于,第一电池包端子231不仅可以传输电子装置和电池包200的用于正常工作的第一类数据,还能用于检测电子装置是否具有无线通信模块,实现了一个端子两种使用功能,可以减少使用的端子的数量,降低了成本,在保证正常工作的同时还能用于数据传输,且成本较低。
电池包控制器241被配置为:根据第一电池包端子231获得的电子装置的身份信息判断电子装置是否具有无线通信模块;在判断电子装置具有所述无线通信模块后,控制第二通信电路244的开关元件(图3中Q1和Q3)以使电池包200中的温度传感器242或识别电阻与第二电池包端子232之间的电连接断开,以使第二电池包端子232传输所述用于数据分析的第二类数据。
按照上述方式,在正常模式结束后,即电池包200结束充电或放电后,电池包200通过第一电池包端子231获取电子装置的身份信息,电池包控制器241判断电子装置是否具有无线通信模块,如果有,则电池包200通过第二电池包端子232传输所述用于数据分析的第二类数据,如果没有,则正常模式结束后,电池不会通过第二电池包端子232传输所述用于数据分析的第二类数据。
这样,在正常工作模式结束后,如果电子装置具有无线通信模块,则可以及时将电子装置和电池包的第二类数据通过无线通信模块发送到外部设备,避免长时间占用电子装置和电池包的存储器空间。
本公开还提供一种上述电池包200与电子装置的数据传输方法,如上所述,电池包200具有正常工作模式和数据传输模式,所述电池包200包括第一电池包端子231和第二电池包端子232,电子装置包括第一连接端子和第二连接端子,第一连接端子用于与第一电池包端子231连接,所述第二连接端子用于与所述第二电池包端子232连接;所述数据传输方法包括:
在正常工作模式下,电池包200与电子装置通过第一电池包端子231和第一连接端子传输第一类数据;
在数据传输模式下,电池包232与电子装置通过第二电池包端子232和第二连接端子传输第二类数据。
作为一种实施方式,在电池包200与所述电子装置连接的初始阶段,电池包在正常工作模式下工作,在正常工作模式结束后,电池包200切换到数据传输模式。
作为另一种实施方式,在电池包200与电子装置连接的初始阶段,电池包200在正常工作模式下工作;而在正常工作模式结束后,电池包200根据电子装置的身份信息判断电子装置是否具有无线通信模块,并在判断电子装置具有无线通信模块后,电池包200才会切换到数据传输模式。
电池包200与电子装置之一具有无线通信模块,用于与外部设备建立无线通信连接,电池包200与电子装置之一能够通过无线通信模块将电池包200和电子装置的所述第二类数据发送到所述外部设备。
电子装置和电池包200具有唯一标识符,所述第二类数据包含有所述唯一标识符;所述第二类数据还包含有相同的时间信息,所述外部设备被配置为将时间相同且唯一标识符相同的数据删除。
第一类数据为电池包200和/或电子装置的用于正常工作的数据,第二类数据为电池包200和/或电子装置的用于数据分析的数据。
作为一种实施方案方式,第一电池包端子231和第一连接端子中的至少一个具有第一数据传输速率,第二电池包端子232和第二连接端子中的至少一个具有高于第一数据传输速率的第二数据传输速率。
在本公开中,所述第一类数据包括所述电池包的当前状态数据和/或所述电子装置的当前工况的数据;所述第二类数据包括所述电池包的当前状态数据、历史状态数据和使用情况数据中的至少一个,和/或所述电子装置的当前工况数据、历史状态数据和使用情况数据中的至少一个。
下面说明以几种不同的电子装置为例说明本公开的方案。
参照图4,作为第一种实施方式,电子装置为电动工具300,电动工具300包括:主机体310和工具适配接口320,所述的工具适配接口320用于安装如前所述的电池包200。
主机体310包括:电机(未示出)、壳体311以及用于实现工具功能的工具部件330,其中电机设置在工具壳体311中,工具部件330安装于所述工具主体的前端位置。
工具适配接口320中设置有用于与电池包100构成电能或/和信号传输的工具连接端子,工具连接端子包括:工具正极电源端子343、工具负极电源端子344,别用于与电池包正极电源端子233和电池包负极电源端子234连接以传输电能;第一工具端子341,用于与第一电池包端子231连接以传送第一类数据;第二工具端子342,用于与第二电池包端子232连接以传输第二类数据。
其中,第一类数据包括电池包200的电压、放电电流、电芯组电压等数据和/或电动工具300的当前工作状态参数,例如,负载电流等,以实现电池包200和电动工具300正常的工作和保护电池包200和电动工具300;第二类数据可以是电动工具300的工作参数,例如电动工具300的使用频率、故障次数、电压、电流、温度、转速、扭矩等数据,也可以是电池包200的第二类数据,例如与电池包当前工作状态有关的SOC数据和SOH数据以及存储在电池包存储器246中的历史数据或统计数据。
电动工具300也具有正常工作模式和数据传输模式;在正常工作模式下,电池包200通过工具连接端子和电池包连接端子为电动工具提供电能,电动工具300和电池包200通过第一工具端子341和第一电池包端子231传输电池包200和电动工具300的用于正常工作的第一类数据;在数据传输模式下,电动工具300和电池包200通过第二工具端子342和第二电池包端子232传输用于数据分析的第二类数据。
电动工具300具有身份信息,所述身份信息包括所述电动工具300是否具有无线通信模块。在正常工作模式结束后,第二工具端子341通过第一电池包端子231获取电动工具300的所述身份信息。
作为一种实施方式,电动工具300没有无线通信模块350,在正常工作模式结束后,第二工具端子341通过第二电池包端子232获取的电动工具300的身份信息判断电动工具300没有无线通信模块,因此,电池包控制器241不会控制开关元件改变通断状态,电池包200和电动工具300不能通过第二电池包端子232传输第二类数据,电池包200和电动工具300结束工作。
作为一种实施方式,电动工具300具有无线通信模块350,第二工具端子341通过第二电池包端子232获取的电动工具300的身份信息判断电动工具300具有无线通信模块350,因此,电池包控制器241控制开关元件改变通断状态,使电池包200切换到数据传输模式,电池包200能通过第二电池包端子232向电动工具传输第二类数据,在数据传输模式结束后,电池包200和电动工具300结束工作。
在其他的实施方式中,考虑到电池包200还可以安装至充电器400和便携式电源装置100等其他电子设备上使用时,而电动工具300只能够与电池包200配合使用,当电动工具300没有无线通信模块时,电动工具300仍然可以通过第二电池包端子232传输电动工具300的第二类数据。按照上述方式,在正常工作模式结束后,电池包200的电池包控制器241控制开关元件改变导通状态,使电池包200切换到数据传输模式。通过这样的方式,电池包200不仅能收集自身的数据,还能收集电动工具300的数据,数据收集更加方便,无需单独使用其他设备分别收集电动工具300和电池包200的数据,并且无需考虑电动工具是否具有无线通信模块而决定是否传输第二类数据,电动工具300上无需设置无线通信模块,也能实现电动工具300的数据收集。
电池包200将获取存储在电动工具300的第二类数据存储在电池包存储器246中。这样,当电池包200安装至充电器400或便携式电源装置100时,电池包200的第二类数据以及存储在电池包存储器246中的电动工具300的第二类数据可以通过第二电池包端子232传输到具有无线通信模块的充电器400或便携式电源装置100中。这样可以仅在充电器400或便携式电源装置100上设置无线通信模块,就能够将充电器400或便携式电源装置100、电池包200、电动工具300的数据通过该无线通信模块发送到外部设备,能够为研究开发充电器400、便携式电源装置100、电池包200、电动工具300提供数据支持,也能方便维修人员进行故障诊断、故障维修,节省人力物力。
参照图5,作为第二种实施方式,电子装置为充电器400,充电器400包括:壳体410和充电器适配接口420,所述的充电器适配接口420用于安装如前所述的电池包200。充电器适配接口420至少部分由壳体410形成。
充电器400还包括电源转换电路(图5未示),用于将接入的交流电转换成能够为电池包200充电的直流电。电源转换电路设置在壳体410中。
充电器适配接口420中设置有用于与电池包100构成电能或/和信号传输的充电器连接端子,充电器连接端子包括:充电器正极电源端子433、充电器负极电源端子434,别用于与电池包正极电源端子233和电池包负极电源端子234连接以传输电能;第一充电器端子431,用于与第一电池包端子231连接以传送第一类数据;第二充电器端子432,用于与第二电池包端子232连接以传输第二类数据。
其中,第一类数据可以是电池包200的电芯电压、充电电流、电芯组电压等数据,以实现电池包200和充电器400的正常工作;第二类数据可以是电池包200的用于数据分析的数据,例如,与电池包当前工作状态有关的SOC数据和SOH数据以及存储在电池包存储器246中的历史数据或统计数据,例如,电池包的使用次数、故障次数等。
充电器400在与电池包200连接时,电池包200和充电器400的工作过程与第一实施方式中,电动工具300和电池包200的工作方式类似,此处不再赘述,其区别在于,在充电器400没有无线通信模块使,正常工作模式结束后电池包200不会切换到数据传输模式,电池包200不能通过第二电池包端子232向充电器400传输第二类数据。
参照图6,作为第三种实施方式,电子装置为便携式电源装置100,便携式电源装置100包括适配器110,所述适配器110形成有多个适配接口111,用于安装一个或多个前述电池包200。在一些实施方式中,多个电池包200均能可拆卸地安装至适配接口111,在另一实施方式中,多个电池包200固定安装至适配接口111,在其他的实施方式中,多个电池包200至少部分可拆卸地安装至适配接口111。安装到适配接口111的电池包200可从适配接口111获取电能,也可以通过适配接口111输出电能。适配接口111中设置有连接端子140,用于与电池包200的连接端子连接。所述的电池包200能够为电动工具300提供电能,所述电动工具300包括手持式电动工具和花园工具。
便携式电源装置100还包括主控模块132,用于控制整个便携式电源装置100的操作过程,例如,便携式电源装置100的启闭、状态显示等,主控模块132具体地可以包括控制器,控制器可以选择一些控制信芯片(例如,单片机等);充放电管理模块133,其与主控模块132以及适配接口111中的连接端子连接,用于管理连接到适配接口111的电池包200的充电过程或放电过程。充放电管理模块133具体地可以包括充电电路、放电电路以及控制器,其中,充电电路电连接在适配接口111与控制器之间,用于为连接至便携式电源装置100的电池包200充电;放电电路电连接在适配接口111与便携式电源装置100的控制器之间,用于使连接至便携式电源装置100的电池包200放电。充放电管理模块133的控制器可以选择一些控制信芯片(例如,单片机等),充电电路和放电电路为本领域技术人员所熟知的技术,此处不再赘述。
便携式电源装置100还包括逆变电路和整流电路。其中,逆变电路能使适配接口111所连接的电池包200所输出的直流电变为交流电;整流电路能使适配器110接入的交流电变为能为电池包200充电的直流电。逆变电路和整流电路均由相应的电路板和电路元件构成,构成逆变电路和整流电路的电路板和电路元件容纳在便携式电源装置100的壳体所形成的容纳腔中。在本实施例中,充电电路包括整流电路,用于将接入的交流电变为能为电池包200充电的直流电;放电电路包括逆变电路,用于将适配接口111所连接的电池包200所输出的直流电变为交流电。
适配器110还包括交流电输入接口,其能使适配器110接入电网中的交流电。具体而言,交流电输入接口可以构造为如图6所示的电源插头115。适配器110可以通过接入的交流电为其所连接的电池包200充电;作为具体方案,交流电输入接口电性连接至整流器,从而使从交流电输入接口接入的交流电变为直流电从而电池包200充电。
适配器110还包括交流电输出接口,它能用于输出交流电,从而使便携式电源装置100能作为AC电源。作为具体方案,交流电输出接口的电能来源既可以是适配器110所连接的电池包200中所存储的电能,也可以是由适配器110从交流电输入接口引入的交流电电网的电能。交流电输出接口可以被构造为如图6所以的电源插座112的形式,使便携式电源装置100能为一般的AC用电设备供电。
适配器110可以使用其所连接的电池包200的电能并通过交流电输出接口输出交流电。作为具体的方案,交流电输出接口至少电性连接至逆变器。来自电池包200的直流电经过逆变器变为交流电然后输出到交流电输出接口。
适配器110还包括直流电输出接口,其用于使适配器110输出直流电。具体而言,直流电输出接口既可以被构造为如图6所示的5V的USB接口113,也可以被构造为如图6所示的12V车载电源接口114;当然,直流电输出接口也可以被构造成其他形式,输出诸如19V,36V等其他电压。作为具体方案,直流电输出接口的电能来源既可以是适配器110所连接的电池包200中所存储的电能,也可以是由适配器110从直流电输入接口引入的其他装置的直流电,例如汽车的蓄电池存储的电能。
适配器110还可以包括直流电输入接口,用于使适配器110接入直流电。适配器110从其电池包200以外所接入的直流电既可以给电池包200充电,同时也可以供中其他的用电装置所使用。例如,用户可以利用汽车的蓄电池,通过直流电输入接口连接到直流电输入接口,从而对适配器110所连接的电池包200充电,当然,用户可以利用适配器110的直流电输出接口为汽车的蓄电池充电以解决汽车因蓄电池被放空而无法启动的问题。直流电输入接口也可以被构造为如图6所示的USB接口114或12V接口115。
便携式电源装置100的适配接口111能适配多个电池包200,它们既可以是额定电压相同的电池包200也可以是额定电压不相同的电池包200;便携式电源装置100的充电电路能使其中一个具有较高电压或/和电量的电池包200为另一个具有较低的电压或/和电量的电池包200;当然,便携式电源装置100还可以结合其内部的电路(例如,升压电路),使具有较低的电压或/和电量的电池包200为具有较高电压或/和电量的电池包200充电。
便携式电源装置100的适配接口111中设置的连接端子包括正极电源连接端子143、负极电源连接端子144、第一连接端子141和第二连接端子142。
便携式电源装置100的正极电源连接端子143和负极电源连接端子144分别用于与所述电池包的电池包正极电源端子和电池包负极电源端子连接以传输电能。第一连接端子141用于与第一电池包端子231连接以传输第一类数据;第二连接端子142用于与第二电池包端子232连接以传输第二类数据。
其中,第一类数据为用于便携式电源装置100以及电池包200相互配合使用时用于正常工作的数据,例如,便携式电源装置100在给安装到适配接口111上的电池包200充电或使电池包放电时,电池包的温度、电流、电压等,以保证便携式电源装置100和电池包200能维护正常工作,保护便携式电源装置100和电池包200。
其中,第二类数据为用于数据分析的数据,例如,存储在电池包200的存储器中的电池包200和电动工具300的工作参数信息,包括电池包200的故障信息、使用次数、电压、电流、当前实际容量等等,电动工具300的使用频率、故障次数、电压、电流、温度、转速、扭矩等数据,第二类数据不仅能够为研究开发提供数据支持,也方便维修人员进行电池包200和电动工具300故障诊断、故障维修,节省人力物力。
在本实施方式中,便携式电源装置100具有正常工作模式和数据传输模式;在正常工作模式下,便携式电源装置100通过适配接口111中的连接端子为电池包200充电或使电池包200放电,便携式电源装置100与电池包200通过第一连接端子141和所述第一电池包端子231传输便携式电源装置100和电池包200用于正常工作时的第一类数据;在数据传输模式下,便携式电源装置100与所述电池包200通过第二连接端子142和第二电池包端子232传输电池包200和/或所述电动工具300的用于数据分析的第二类数据。在本实施方式中,电池包200包括电池包存储器246,所述电池包存储器246用于存储电池包200的数据和电动工具300的数据,电池包200和电动工具300不包括无线通信模块.
通过设置两组用于传输数据的连接端子,既可以保证便携式电源装置100与电池包200配合使用时的正常工作,还能进行数据采集,该数据来自便携式电源装置100和/或电池包200和/或电动工具300,能够为研究开发便携式电源装置100和/或电池包200和/或电动工具300提供数据支持,也能方便维修人员进行便携式电源装置和/或电池包和/或电动工具的故障诊断、故障维修,节省人力物力。
作为一种实施方式,便携式电源装置100还包括通信装置120,通信装置120包括无线通信模块121,用于建立所述便携式电源装置100与外部设备之间的无线通信连接,所述便携式电源装置100能够通过所述无线通信模块向外部设备发送数据或接收来自外部设备的数据。作为一种具体的方案,便携式电源装置100的无线通信模块121可以是作为一个局域网络的无线路由器,其可以直接接入互联网而使局域网内的其他无线通信设备接入互联网,也可以通过能与之通信的一个能接入互联网的无线通信设备而使局域网内的其他无线通信设备接入互联网,当然,无线通信装置也可以仅仅使局域网内的各个无线通信设备实现数据交互,该无线通信设备可采用蓝牙、WiFi、NFC、ZigBee等方式实现无线通信。
这样,便携式电源装置100和电池包200之间传输的第二类数据可以通过该无线通信模块121发送给外部设备,外部设备具有数据处理和分析功能,因而通过无线通信模块发送到外部设备的数据为研究开发便携式电源装置100和/或电池包200和/或电动工具300提供数据支持,也能方便维修人员进行电源装置和/或电池包和/或电动工具的故障诊断、故障维修,节省人力物力。
参照图8,外部设备包括远程服务器20,其具有数据处理和分析功能,所述远程服务器包括无线通信模块,所述便携式电源装置100和远程服务器20之间通过各自设置的无线通信模块传输数据。当然,外部设备也还可以通过无线通信模块向便携式电源装置100发送数据(例如,升级程序)和指令(例如,开机指令)。
外部设备还可以包括移动终端设备21,移动终端设备21具有数据发送和接收功能;所述移动终端设备包括无线通信模块,所述移动终端设备21、所述便携式电源装置100、所述远程服务器20通过各自的无线通信模块传输数据。这样,移动终端可以通过无线通信模块向电子装置发送指令或数据,也可以接受电子装置的数据,移动终端设备21包括显示模块,能够显示便携式电源装置100发送来的信息,包括的便携式电源装置100当前状态等,例如便携式电源装置100的剩余电量、可用剩余时间等,方便用户查看,以决定是否对电池包充电或放电、是否需结束正在进行的工作以节省电动。
在本实施方式中,外部设备包括远程服务器20和移动终端设备21。其中,移动终端设备21具有接收和发送功能,其包括无线通信模块,用以执行数据的发送和接收,其可以为手机、专用手持式设备、平板电脑等电子设备。远程服务器器20具有数据处理和分析功能,其包括无线通信模块。便携式电源装置100、远程服务器20、移动终端设备21通过各自的无线通信模块传输数据。
这样,便携式电源装置100可以通过无线通信模块121将收集到的数据发送给远程服务器20,以便进行数据处理和分析,为研究开发、故障诊断提供支持,或发送给移动终端设备21,方便用户查看便携式电源装置100或电池包200或电动工具300的情况,以便安排下一步工作,例如,决定电动工具300故障次数是否已经达到上限需要修理,电池包200的温度是否达到上限需要暂停放电,便携式电源装置200的是否需要暂停输出以便户外作业或游玩时,保证有足够的电能返回。
便携式电源装置100还具有身份信息,第一电池包端子231还用于通过第一连接端子141获取便携式电源装置100的身份信息,所述身份信息包括所述便携式电源装置100是否具有上述无线通信模块121。这样,第一电池包端子231不仅可以传输便携式电源装置100和电池包200用于正常工作的第一类数据,还能用于检测便携式电源装置是否具有无线通信模块121,实现了一个端子两种使用功能,可以减少使用的端子的数量。
在一些具体的实施方式中,所述身份信息可以是一个序列号,其存储在便携式电源装置100的存储器中,该存储器可以位于充放电管理模块133中,所述存储器还能够存储便携式电源装置100的数据以及电池包通过第二连接端子142和第二电池包端子232发送的电池包200和/或电动工具300的数据。这样的好处在于,可以通过便携式电源装置100收集电池包100和电动工具300的数据,无需通过其他设备(例如,诊断装置、电池包100和电动工具300的无线通信模块)单独收集电池包200和电动工具300的数据,数据收集过程更简单,成本更低。
该序列号为该便携式电源装置100的设备型号,电池包200能够通过第一电池包端子231读取该序列号以判断该便携式电源装置100是否具有无线通信模块231;在另一些具体的实施方式中,可以使用一个识别电阻的阻值来表征便携式电源装置100的身份信息,该识别电阻与第一连接端子141连接,电池包200能够通过第一电池包端子231和第一连接端子141的连接测量识别电阻的电压,从而根据该电压获得该识别电阻的阻值,从而判断出该便携式电源装置100是否具有无线通信模块121。
在本实施方式中,电池包控制器241被配置为:根据第一电池包端子231获取的便携式电源装置100的身份信息判断便携式电源装置100是否具有无线通信模块231;在判断便携式电源装置100具有无线通信模块231后,使第二连接端子142和第二电池包端子232之间传输第二类数据。电池包控制器241可以是单片机等具有控制功能的芯片。
仅在便携式电源装置100具有无线通信模块121时,第二连接端子142和第二电池包端子232之间传输第二类数据,这样的好处在于,可以避免在便携式电源装置100没有无线通信模块231的情况下,电池包200仍然通过第二连接端子142和第二电池包端子232向便携式电源装置100发送电池包200和/或电动工具100的用于数据分析的第二类数据,而导致第二类数据不但不能通过便携式电源装置100发送到外部设备,还会占用便携式电源装置100的存储器空间的问题。仅在便携式电源装置100具有无线通信模块121时,第二连接端子142和第二电池包端子232之间传输第二类数据,能够及时将便携式电源装置100和/或电池包200和/或电动工具100的数据通过无线通信模块120发送到外部设备以进行数据处理和分析。
另外,便携式电源装置100收集便携式电源装置100、电池包和电动工具的数据,然后通过便携式电源装置100的无线通信模块121将收集到的数据发送给外部设备,无需通过其他设备单独收集便携式电源装置100、电池包200和电动工具300的数据,数据收集过程更简单,成本更低。
作为一种实施方式,在正常工作模式结束后,第一电池包端子231能够通过第一连接端子141获取便携式电源装置100的身份信息。这样的好处在于,在正常工作模式结束后,即便携式电源装置100完成对电池包200的充电或使电池包的放电后,第一电池包端子231再通过第一连接端子141获取便携式电源装置100的身份信息,如果便携式电源装置100具有无线通信模块121,就进入数据传输模式,可以避免在正常工作模式还未结束时,突然切换到数据传输模式,造成系统紊乱,影响电池包200和便携式电源装置100的正常工作,从而损坏电池包和便携式电源装置100,以及传输的数据的可靠性。且在正常工作模式结束后,如果便携式电源装置100具有无线通信模块121,可以及时将便携式电源装置100和/或电池包200和/或电动工具300的数据通过无线通信模块121发送出去,避免长时间占用空间。
参照图7,本公开还提供一种便携式电源系统,包括上述便携式电源装置100、多个电池包200,以及与各个电池包200适配的电动工具300。参照图7所述的便携式电源系统的连接示意图,便携式电源装置100能够与电池包200连接,电池包200能够与便携式电源装置100和电动工具300连接。
电池包为如前所述的电池包200,电动工具300为如前所述的电动工具300。
当电池包200安装至电动工具300时,在正常工作模式下,电池包200通过连接端子向电动工具200放电,第一电池包端子231和第一工具端子341之间传输用于电池包200和电动工具300正常工作的第一类数据,包括电池包200的电压、温度、放电电流,电动工具300的负载电流、禁止放电信号等,以实现电池包200和电动工具300正常的工作,保护电池包200和电动工具300。
当电池包200安装至电动工具300时,在数据传输模式下,电动工具300通过第二工具端子342和第二电池包端子232向电池包200传输用于数据分析的第二类数据,所述的第二类数据为电动工具300的工作参数,例如电动工具300的使用频率、故障次数、电压、电流、温度、转速、扭矩等数据。在本实施方式中,电动工具300不具有无线通信模块。
作为一种实施当时,当电池包200安装至电动工具300时,首先工作在正常工作模式,第一电池包端子231和第一工具端子341之间传输用于电池包200和电动工具300正常工作的第一类数据,当正常工作模式结束后,电池包200和电动工具300直接切换到数据传输模式,电动工具300通过第二工具端子342和第二电池包端子232向电池包100发送电动工具300的数据,例如电动工具300的使用频率、故障次数、电压、电流、温度、转速、扭矩等数据。在本实施方式中,电池包200无需检测电动工具300是否具有无线通信模块,无需理由电动工具上设置的无线通信模块向外部设备发送第二类数据,而是通过电池包200收集电动工具300的第二数据,当电池包200安装至便携式电源装置100后,将电池包200通过第二电池包端子232将收集到的第二类数据传送给便携式电源装置100,通过便携式电源装置100上设置的无线通信模块121发送给外部设备,这样节省了电动工具300上的无线通信模块,降低成本,且采集的数据更加集中,方便数据处理。
电池包200的电池包存储器246具用于存储电池包200的数据和电动工具300的数据,当电池包200安装至便携式电源装置100时,在数据传输模式下,电池包200通过第二电池包端子232向便携式电源装置100发送存储在电池包200的存储器中的用于数据分析的第二类数据,所述的第二类数据为包括电池包的数据和和电动工具的数据。
通过这样的方式,电池包200不仅能收集自身的数据,还能收集电动工具300的数据,数据收集更加方便,无需单独使用其他设备分别收集电动工具300和电池包200的数据。
作为可选地,电动工具300具有存储器,用于存储电动工具300的参数数据,包括使用频率、故障次数、电压、电流、温度、转速、扭矩等数据。电池包200能够通过第二电池包端子232获取存储在电动工具300的存储器中的数据。
继续参照图7,便携式电源装置100包括通信装置120、主控模块132、逆变模块131、充放电管理模块133。其中,充放电管理模块133用于管理电池包200的充电和放电过程,包括协调各个电池包的充放电顺序等。充放电管理模块133包括数据存储器,用于存储便携式电源装置100、电池包200以及电动工具300的数据。
通信装置120包括无线通信模块121,用于与外部设备(例如,远程服务器20、移动终端设备21等)进行无线通信。通信装置120可以是一个通用模块,具备统一的接口或协议,能够应用在不同种类的设备中。通信装置120具有BLE、WIFI、zigbee、蜂窝移动数据通信方式中的任意一种或多种通信功能。通信装置120也可以是一个专门模块,其能实现BLE、WIFI、zigbee、蜂窝移动数据中的任意一种或一种以上的通讯功能方式,但不具备统一的接口或协议。通信装置120还可以是基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet ofThings,以下简称“NB-IOT”),其构建于蜂窝网络,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,无需配置就可以直接联网,直接访问远程服务器20或移动终端设备21,且只要有信号覆盖的地方就能实现通信。这样,NB-IOT可以通过蜂窝移动通信实现对电动工具300、电池包200、便携式电源装置100的数据收集、状况监视以及程序更新等操作。
作为一种实施方式,通信装置120还包括配网模块123,用于选择何种通信方式(例如蓝牙或WIFI方式)与外部设备进行通信。配网模块可以包括配网按键1231,用户通过配网按键1231选择其中一种通信方式与外部设备建立通信连接。用户也可以通过手机应用程序直接引导配网过程,该配网过程同时也会实现用户绑定,无需重新绑定。例如,通信装置120包括蓝牙模块1212和WIFI模块1211,当用户通过手机应用程序选择通信装置120通过WIFI方式进行通信后,可以自动获得通过蓝牙方式对便携式电源装置进行控制的权限,当用户通过手机应用程序选择通信装置120通过蓝牙方式进行通信后,可以自动获得通过WIFI方式的控制权限。
作为一种实施方式,通过WIFI方式的配网过程和身份验证过程包括以下步骤:长按配网按键数秒,便携式电源装置100进入配置模式;用户通过手机等具有网络通信功能的移动终端设备21上的应用程序点击WIFI添加设备;便携式电源装置100连接到路由器,自动在远程服务器20上注册;移动终端设备21和便携式电源装置100处于同一局域网下,用户通过移动终端设备21上的应用程序向便携式电源装置100请求便携式电源装置100的身份信息,通过此身份信息绑定用户移动终端设备21和便携式电源装置100,此时该便携式电源装置100已经在用户移动终端设备21应用程序的设备列表里。
通信装置120还可以包括存储模块122,用于存储外部设备发送的数据信息(例如,升级文件)以及便携式电源装置100内部模块发送的数据信息(例如,便携式电源装置100、电池包200、电动工具300的状态数据等)。通信装置还可以包括校验模块,用于校验接收的数据信息是否正确等。
通信装置120电连接到便携式电源装置100的主控模块132,主控模块132接收通信装置120的无线通信模块发送过来的来自外部设备的指令,并管理整个便携式电源装置100的正常工作;充放电管理模块133与主控模块132以及适配接口111中的连接端子连接,用于管理连接到所述适配接口111的电池包200的充电过程或放电过程,以及收集数据并将收集的数据通过通信装置120的无线通信模块121发送到外部设备;逆变模块131电连接到主控模块132,在工作模式下接收主控模块132的管理,在升级模式下通过总线方式和主控模块132并行的连接到通信装置120,接受通信装置120的升级调度管理而完成程序升级,逆变模块131包括用于将接收到的直流电转换成交流电输出的逆变器。
电池包200能够适配到便携式电源装置100的适配接口111上,从而通过电池包连接端子和便携式电源装置100上的适配接口111中的连接端子电连接至便携式电源装置100的充放电管理模块133,电池包200通过电池包连接端子与便携式电源装置的连接端子的连接实现与便携式电源装置100的充放电管理模块133连接。电池包包括电池包正极电源端子233、电池包负极电源端子234、第一电池包端子231和第二电池包端子232和控制器(未示出)。
便携式电源装置100具有正极电源连接端子143、负极电源连接端子144、第一连接端子141和第二连接端子142,其中,正极电源连接端子143和负极电源连接端子144分别用于与电池包正极电源端子233和电池包负极电源端子244连接以传输电能;第一连接端子141用于与第一电池包端子231连接以传输第一类数据;第二连接端子142用于与第二电池包端子232连接以传输第二类数据。当电池包连接到便携式电源装置100时,电池包200和便携式电源装置100通过第一连接端子141与第一电池包端子231的连接以实现第一类数据的传输,以及第二连接端子142与第二电池包端子232的连接以实现第二类数据的传输。
便携式电源装置100具有正常工作模式和数据传输模式;在正常工作模式下,便携式电源装置100通过第一连接端子141和第一电池包端子231传输便携式电源装置100和电池包200用于正常工作时的第一类数据;在数据传输模式下,便携式电源装置100与电池包200通过第二连接端子142和第二电池包端子232传输所述电池包200和/或所述电动工具300的用于数据分析的第二类数据。
其中,第一类数据为用于便携式电源装置100以及电池包200相互配合使用时用于正常工作的数据,例如,便携式电源装置100在给安装到适配接口111上的电池包200充电或使电池包放电时,电池包的温度、电流、电压数据或禁止充电或放电的信号等,以保证便携式电源装置100和电池包200能维护正常工作,保护便携式电源装置100和电池包200;第二类数据为用于数据分析的数据,例如,存储在电池包200的存储器中的电池包200和电动工具300的工作参数信息,包括电池包200的故障信息、使用次数、电压、电流、当前实际容量等等,电动工具300的使用频率、故障次数、电压、电流、温度、转速、扭矩等数据,第二类数据不仅能够为研究开发提供数据支持,也方便维修人员进行电池包200和电动工具300故障诊断、故障维修,节省人力物力。
便携式电源装置100具有身份信息,第一电池包端子231还用于通过所述第一连接端子231获取所述便携式电源装置100的身份信息,所述身份信息包括所述便携式电源装置100是否具有所述无线通信模块121,在本实施方式中,便携式电源装置100具有无线通信模块121。作为一种实施方式,在正常工作模式结束后,第一电池包端子231能够通过第一连接端子141获取所述便携式电源装置100的所述身份信息。
具体地,当电池包200安装至便携式电源装置100的适配接口111后,便携式电源装置100首先在正常工作模式下工作,在正常工作模式结束后,第一电池包端子231通过第一连接端子141获取便携式电源装置100的身份信息,判断便携式电源装置100具有无限通信模块121,控制器控制电池包200切换到数据传输模式,使第二连接端子142和第二电池包端子232之间传输第二类数据。
在上述便携式电源系统中,电池包200能够收集自身的数据和电动工具300的数据,便携式电源装置100能够收集自身的数据和电池包200的数据,以及收集存储在电池包200中的电动工具300的数据。便携式电源装置100通过无线通信模块121将收集到的自身的数据、电池包200的数据、电动工具300的数据发送到外部设备进行数据处理和分析。
为了便于远程服务器20对接收到数据进行分析和处理,将便携式电源装置100上传的便携式电源装置100、电池包200、电动工具300的数据进行分类,分为实时数据、统计数据、历史数据三类数据,所述数据按照历史数据、统计数据、实时数据的不同类型分别存储在充放电管理模块133的数据存储器的规定的存储区域,并在规定的存储区域溢满时,使用当前数据覆盖原数据。这种滚动式的存储方式,可以保存最新的数据,节省存储空间。
具体地,电动工具300的实时数据包括电动工具300工作过程中的运行参数,例如,实时电流、实时电压、实时温度、实时扭矩等,电动工具300的统计数据包括累计工作时间、故障次数等;电池包200的实时数据包括电池包200总电压、电池包200温度、最低电芯电压、电池包工作状态等,电池包200的统计数据包括充放电累计时间、充放电次数、充放电过温次数、剩余容量、充放电过程温度分布等,电池包200的历史数据包括电池包故障状态、电池包温度、电池包电压、电池包充放电电流、单节电芯电压等;便携式电源装置100的实时数据包括,输出电流、输出功率、每个电池包充电或放电状态、每个电池包充电或放电电流/电压、联网状态等。便携式电源装置100、电池包200、电动工具300的历史数据为存储在便携式电源装置100、电池包200、电动工具300的各自的存储器中的历史的工作数据。
为了区分不同产品的数据,可以在上述三种类型的中添加或关联有设备身份信息,以便追踪产品的全生命周期状态。在一些实施方式中,所述设备身份信息为唯一标识符,在本实施方式中,所述设备包括便携式电源装置100、电池包200和电动工具300。
由于数据分为具有时间性质的实时数据、统计数据、历史数据,因此,需要给上述数据添加或关联有时间信息。换言之,上述三种数据,实时数据、统计数据、历史数据中至少一个包含时间信息,这种带有时间信息的数据对大数据的后期分析非常必要。由于世界各个地区和国家的时间不一致,为了使产品在各个地区都能保持数据信息在时间上的同步性或一致性,数据中的时间采用世界标准时间(UTC)。每个产品或设备从具有世界标准时间信息的外部设备获取世界标准时间。例如,在便携式电源系统中,可以通过通信装置120的无线通信模块121向远程服务器20或移动终端设备21获取世界标准时间,然后由便携式电源装置100的充放电管理模块133向通信装置120请求获取世界标准时间,用于校准自身时间信息。当电池包200安装至到便携式电源装置100的适配接口111上时,电池包200可以向充放电管理133模块请求获取标准时间,当电池包200连接到电动工具300上时,电动工具300可以向电池包200请求获取标准时间,通过这样的方式逐级将标准时间逐级传递下去。通过这样的方式,使便携式电源装置100、电池包200、电动工具300产生的数据在各个地区都能保持数据信息在时间上的同步性或一致性,便于统一管理。
下面具体说明便携式电源系统的数据采集过程的一个实施例。
电池包200插到电动工具300上,触动电动工具300开关后,电动工具300向电池包200发送时间请求,以获取电池包200当前的标准时间信息,用于电动工具300数据信息的记录和处理;电池包200回复标准时间信息给电动工具300;电动工具300收到标准时间后,校准自身时间,并回复时间校准确认信息给电池包200;当电动工具300的开关释放后,在电池包200移除前或电动工具300断电前,电动工具300发送存储在自身存储器中的数据给电池包200;电池包200接收来自电动工具300的数据并将其存在自身的存储器中。
具体地,电池包200的存储器可以划分为:索引区、电动工具300的统计数据区、电池包200的统计数据区、历史数据存储区。上述存储区可以分为两种类型的存储形式,一种是固定式存储,另一种是滚动式存储,即预设区域存满后,新数据覆盖旧数据。这种数据存储的方法还可以扩展到便携式电源装置100、电动工具300,以及远程服务器20上。
电池包200发送给电动工具300的信息以及电动工具300发送给电池包200的信息包含电池包200和电动工具300的自身的身份信息,电动工具300发送给电池包200的数据信息包含带有世界标准时间的时间信息。电池包200通过第二端子电池包232和第二工具端子342与电动工具300的进行通信,可以采用串口通信方式。
电池包200从电动工具300移除并插入到便携式电源装置100上进行充电时或放电时,电池包200向便携式电源装置100发送时间请求信息,便携式电源装置100回复自身的标准时间给电池包200,电池包200接收到标准时间后,校准自身时间,并反馈时间校准确认信息给便携式电源装置100;便携式电源装置100轮询电池包200的实时数据、统计数据、历史数据和/或存储在电池包200的存储器中的电动工具300的数据信息;电池包200根据便携式电源装置100的指令发送相应的实时、统计或历史数据给便携式电源装置100。
充放电管理模块133在有电池包插上时,按照固定顺序调取各个电池包的统计数据,将一个电池包的统计数据调取完后再去调取下一个电池包,直到各个电池包的统计数据被调取完。充放电管理模块133在通信装置120联网的情况下,且已经完成统计数据的调取后,开始调取各个电池包200的历史数据,可以按照预设顺序,将一个电池包200调取完后再去调取下一个电池包200,直到所有电池包200的历史数据全部调取完成。由于历史数据随时产生,充放电管理模块133就这样一直轮流的调取各个电池包200的历史数据。
便携式电源装置100的充放电管理模块133收集便携式电源装置300的自身的数据以及接收电池包200和电动工具300的数据,并通过通信装置120发送到远程服务器20或移动终端设备21。电池包200通过第二电池包端子232的通信功能与便携式电源装置的充放电管理模块133进行通信。通信装置120在联网的情况下,可以将充放电管理模块133收集的便携式电源装置100、电池包200、电动工具300的实时数据、统计数据、历史数据发送给远程服务器20或移动终端设备21。通过便携式电源装置100收集的便携式电源装置100、电池包200、电动工具300的数据,与单独收集便携式电源装置100、电池包200、电动工具300的数据相比,节省了数据收集的设备,且数据较为集中,能够方便数据处理,例如,数据去重、数据分类等,节省人力物力时间。
作为一个实施例,通信装置120包括蓝牙模块1212和WIFI模块1211,便携式电源装置100可以同时通过蓝牙和WIFI的方式与远程服务器和移动终端设备进行无线通讯。具体地,便携式电源装置可以通过通信装置120中的WIFI模块1211以WIFI的方式将信息上传到远程服务器20,也可以通过蓝牙模块1212以蓝牙的方式将信息发送给移动终端设备21,移动终端设备21也可以将接收到便携式电源装置100的信息上传到远程服务器20。便携式电源装置20将获取的数据传递给远程服务器20,远程服务器20对这些数据进行分析和处理。
由于通信装置120可以通过WIFI或蓝牙发送数据到远程服务器20,这样远程服务器20接收到的数据可能会出现具有或关联有相同时间和相同设备身份信息的数据,为了减少数据存储量和便于数据整理,可以在远程服务器20中引入去重功能,即按照时间区分数据先后顺序的功能,以将具有相同时间和设备信息的数据去掉其中之一,避免数据重复和冲突。
任何被授权者都可以从远程服务器20上调取所需的数据,根据这些数据即可了解便携式电源装置100、电池包200、以及电动工具300的使用情况,并根据该使用情况分析出其所需求的信息,指导相关工作,从而不需要工作人员到现场进行调研、分析,方便工作,降低成本。
远程服务器20对这些数据进行分析和处理后发送相关操作信息给便携式电源装置100或移动终端设备21。具体地,远程服务器可以通过WIFI的方式将上述操作信息发送给便携式电源装置100,便携式电源装置100自动执行相关操作。远程服务器20也可以先通过WIFI的方式将操作信息发送给移动终端设备21,移动终端设备21能够显示操作信息,然后用户通过移动终端设备21对便携式电源装置100进行手动操作,也可以是移动终端设备21以蓝牙的方式将操作信息发送给便携式电源装置100,便携式电源装置100自动执行相关操作。
参照图9至图11,用户可以利用手机等移动终端设备21或远程服务器20远程控制便携式电源装置100,实现对便携式电源装置100进行开、关、定时开、定时关、锁定等远程操作。
在一个实施例中,当便携式电源装置100处于接通状态或待机模式时,用户可以通过外部设备(例如,远程服务器20或移动终端设备21)来远程控制便携式电源装置100的功率输出,即远程打开或关闭AC电输出端子或DC电输出端子。用户还可以设置便携式电源装置100的AC电输出端子或DC电输出端子的开关时间,即定时控制AC电输出端子或DC电输出端子的开和关。需要注意的是,在便携式电源装置100处于为电池包200充电状态时,用户无法通过手动或远程控制来关断AC电输出端子和/或DC电输出端子,以防止对便携式电源装置100和/或电池包200造成损害。另外,便携式电源装置100的功率输出是基于便携式电源装置100的剩余容量,当便携式电源装置100的剩余容量小于某一预设值时(例如,15%),远程控制功能不能实现。对于定时功能,当便携式电源装置100接收到来自外部设备的控制指令便开始计时,以此作为预设事件的开始时间,定时控制的预定事件可以在便携式电源装置中存放预设时间(例如,12小时)。如果手动关闭便携式电源装置100的总电源,预定事件将会被清零。
为了防止便携式电源装置100被盗用或误操作,用户还可以通过远程服务器20或移动终端设备21远程锁定便携式电源装置100。在一个实施例中,出于安全考虑,用户只能通过移动终端设备21锁定和解锁便携式电源装置100,锁定时便携式电源装置100完全不能使用,并且只有通过手动设置才能解锁,而不能断开总电源来解锁。
需要注意的是,便携式电源装置100可以接收来自外部设备的控制指令,这一控制指令可能来自于蓝牙也可能来自WIFI或者其他的通信方式,为了避免控制指令发生冲突,当存在多种通信方式时,可以采用优先权机制,预先设定各个通信方式的优先级,例如,优先执行蓝牙的控制指令。
在一个实施例中,用户通过具有网络通信功能的手机等移动终端设备21上的应用程序远程控制便携式电源装置100,移动终端设备21可以显示便携式电源装置100上的各种信息,包括便携式电源装置100的输出功率、剩余充电总时间、各个输出端子和/或输入端子的使用状态、各个电池包的电量和/或剩余电量、各个电池包的电压、是否处于过温保护保护、低压保护。用户手机还能显示便携式电源装置的故障信息,移动终端设备21上的应用程序可以提供故障的解决办法。出现上述故障信息后,应用程序还能提供解决方法,例如,提示用户开、管便携式电源装置、联系售后等。
便携式电源装置100可以将自身的故障信息通过蓝牙或WIFI方式上报给移动终端设备21,移动终端设备21可以将此故障上报到远程服务器20。远程服务器20记录故障信息并将故障信息同步到售后服务器。
便携式电源装置100上报的故障信息包括可恢复的错误和不可恢复的错误,可恢复的错误包括过温、过载、低电压等,用户可以根据提供的解决办法解决可恢复的错误;不可恢复的错误包括逆变器错误、整流器错误、风扇错误、充放电管理模块错误等,用户一般无法解决不可恢复的错误,需要同步到售后服务器,售后提供解决方案。
移动终端设备21上的应用程序可以根据便携式电源装置100的输出功率计算便携式电源装置100的剩余时间或充电剩余时间。用户也可以通过应用程序设定便携式电源装置100的工作时间,便携式电源装置100根据设定的时间尽可能的输出最大的功率。应用程序也可以给出断开和/或移除插入到便携式电源装置100上的电池包200的建议、基于期望的剩余时间或充电剩余时间、开和/或关功率输出的建议、远程开和/或关功率输出端子等。
继续参照图9至图11,便携式电源装置100根据自身的情况和/或远程服务器20的数据分析信息,可以直接向用户的移动终端设备21或通过远程服务器20向用户发送提醒。例如,当便携式电源装置100处于过载状态、低电池电量、完成充电等状态时,便携式电源装置100给用户移动终端设备21发送提醒或通过远程服务器20给用户移动终端设备21发送提醒。远程服务器21对接收到的便携式电源装置100的数据信息、用户移动终端设备21发送的数据信息、以及其他信息进行分析和处理后,能够识别用户习惯,提供客制化的信息或提醒。
当便携式电源系统中的某个装置(例如,便携式电源装置100、电池包200或电动工具300)的软件出现问题或需要对已经出货的产品进行程序更改或软件升级时,需要拆机并且扣胶实现产品软件的更改,这不但需要投入极大的人力物力,而且也会延期项目周期,为此,迫切需要一种方便快捷的软件更改或升级方式。
为解决上述问题,提供一种应用引导加载程序来进行产品软件更改或升级的方法。
引导加载程序(BOOTLOADER)是微控制模块(Microcontroller Unit,以下简称“MCU”)对自身部分闪存的操作实现应用程序的更改,从而实现产品固件升级。这样,就可以通过产品上的预留通信接口与产品内部的MCU进行通信,使MCU调用引导加载程序对应用程序进行更改,实现产品固件的更新和升级。
参照图12,利用引导加载程序实现固件升级,需要在设计固件程序时编写两部分程序,第一部分程序不执行正常的功能操作,仅通过通信方式接收外部数据和指令、校验第二部分程序的信息(是否完整、版本信息等)、对第二部分程序进行更新,即为引导加载程序801;第二部分程序是对应的产品功能代码,即为应用程序802。闪存800根据实际情况给引导加载程序801和应用程序802分配存储空间,例如,闪存800给引导加载程序801分配SA0与SA1两个存储空间,给应用程序802分配SA2存储区域。闪存中还可以存储有关于设备的身份信息803,可以存储在SA3区域。
引导加载程序801具有读写编程序功能,可以读出存储在闪存800中的数据信息,也可将数据信息写入存储模块,还可以覆盖存储在闪存800中的全部应用程序,然后写入新的程序。引导加载程序801通过调用一些预定功能的命令来执行读取、写入和/或擦除。例如,调用读取命令“R”可以读出闪存800中的数据信息,调用擦除命令“E”可以擦除的任意一个存储模块段或所有存储模块段。调用写入命令“W”将数据写入到任意一个存储模块段或所有存储模块段。
引导加载程序801存储在MCU的闪存800中的可执行程序,能够读取闪存800中的数据或写入数据到闪存中的功能。当存储在闪存800中的应用程序需要更新时,就可通过将引导加载程序801将新的应用程序802写入到的应用程序区,以用新的应用程序代替原来的应用程序。
由于引导加载程序801和应用程序均存储在MCU的闪存800中,如果MCU调用的程序的地址发生错误,那么MCU就可能会错误的执行引导加载程序801。为了解决这一问题,在实际操作中,可以通过引入升级密钥来解决,升级密钥用于开启程序更新。
在上述的便携式电源系统中,均可通过应用引导加载程序801对电动工具300、电池包200、便携式电源装置100进行软件更新和升级。下面以便携式电源系统为例,说明利用引导加载程序801对电动工具300、电池包200、便携式电源装置100进行程序更新的方法。
实施例一:通过总线调度方式进行程序更新。
在总线通信系统中,上位机通过总线连接多个模块的MCU,上位机作为通信装置120501可采用总线调度方式选择性地更新挂载在总线上的任意一个或多个模块的程序。为了方便描述,将各个模块称为节点502。例如第一节点,称为节点1,第二节点,称为节点2……,第N节点称为节点N。
参照图13,在升级模式下,通信装置120与节点502的交互过程如下:
S51:通信装置120发送节点升级指令;
S52:节点502接收到节点升级指令,判断是否是对本节点升级,如果是,发送升级响应(包含节点身份信息)给通信装置120;如果不是,则停止原先工作,进入监听状态(待机状态);
S53:通信装置120502判断升级响应中包含的节点身份信息是否匹配,如果是则进入升级模式,并发送升级信息(包含升级密钥);
S54:节点502接收到升级信息,回复确认升级给通信装置120;
S55:通信装置120501发送第一个升级数据包给节点;
S56:节点502接收到升级数据包后,确认升级数据包是否正确,如果正确,则回复正确信息给通信装置120;
S57:通信装置120发送下一个升级数据包给节点502,转至步骤S6;
S58:升级数据包全部发送完毕,通信装置120发送节点升级结束指令;
S59:节点502接收到节点升级结束指令,反馈节点升级结束确认信息。
结合图14和图15具体说明升级模式下通信装置120和节点502的工作过程。参照图14,通信装置120在升级模式下的工作过程如下:
S61:保存来自外部设备(例如远程服务器20、移动终端设备21)的升级文件;
S62:按照预设的顺序依次对各个节点进行升级;
S63:发送节点N升级指令;
S64:发送节点N升级数据包;
S65:节点N升级完成,发送节点N升级结束指令;
S66:判断是否全部节点升级结束,如果是,则转至步骤S67,如果否,则转至下一个节点N(N=N+1)后,转至步骤S63;
S67:广播式发送全部升级结束指令。
在升级过程中,可能会发生异常情况,导致节点502接收到的升级程序不完整,从而影响节点502的正常工作。为此,可以通过设置升级结束标识来解决这一问题。具体而言,可以在节点升级结束后,该节点502检测接收到的升级程序中是否有升级结束标识,如果没有,则表示本次接收到的升级程序异常(不完整),那么该节点会进入强制升级模式。在强制升级模式中,节点进入主动升级模式,主动发起升级请求信息(包含节点身份信息),通信装置120则进入被动升级模式,对相应的节点进行升级。
需要说明的是,通信装置120在接收外部设备的升级程序的过程中,可能会发生异常(断电、无法联网),导致通信装置120接收到的升级程序异常,升级过程无法进行。为此解决这一可能的问题,需要在通信装置120中能保留最新的正确的升级程序,以在需要升级时能够调用该升级程序完成节点升级。
各个节点的升级过程是一个紧密合作系统的节点升级,总线系统的各个节点需同步进入升级模式以及退出升级模式。参照图15,各个节点在升级模式下的工作过程如下:
S71:总线接收到通信装置120的升级指令;
S72:全部节点停止工作,进入升级监听状态(待机状态);
S73:各个节点检测是否是对本节点的升级指令,如果是则进入升级模式,如果否,则继续保持监听状态;
S74:相应节点进入升级模式,回复本节点的升级信息(包括节点身份信息、节点标识等),确认升级;
S75:接收通信装置120的升级信息(含升级密钥);
S76:从总线接收来自通信装置120的升级数据包,并校验数据包是否正确,回复正确信息;
S77:升级数据包传输完成,总线接收到升级结束指令,判断是否是全部节点升级结束指令,如果是,则转至步骤S8,如果否,则转至步骤S3;
S78:全部升级结束,系统复位,全部节点恢复工作。
当节点502升级结束后,节点502需要对接收到的升级程序进行校验,如果发现接收到的程序异常(比如,程序不完整),节点502会主动发送升级请求,进行强制升级。通信装置120被动响应相应节点的升级请求,对该节点502进行升级。
通信装置通过总线对需要升级的节点进行升级时,其发送到总线的数据通信格式包含需要升级的节点的目标地址、或待升级节点/模块的标识符。
参照图16和图17,以通信装置120对便携式电源装置100的主控模块132和逆变模块131的升级为例,说明总线升级的方法。
升级程序存储在远程服务器20,远程服务器20可以通过WIFI的方式直接将升级文件发送到通信装置120,也可以将升级文件发送或拷贝到移动终端设备21(ipad、手机等),然后利用移动终端设备21通过蓝牙方式将升级文件发送到通信装置120。
具体地,远程服务器20通过WIFI的方式直接将升级文件发送到通信装置120进行固件升级过程如下:当便携式电源装置100需要固件升级时,远程服务器20发送升级提示信息到用户手机APP上,用户选择升级,远程服务器20接收到用户升级命令后,通过WIFI方式发送升级文件到通信装置120,通信装置120作为通信装置120通过总线调度方式对挂载在总线上的主控模块132和逆变模块131进行固件升级。通信装置120发送对主控模块132和逆变模块131的升级指令,各个模块一旦检测到总线上有升级指令,全部停止当前工作,并检测升级指令是否是对本节点的升级指令,如果不是,则继续保持监听状态(待机状态),如果是,则进入升级模式。通信装置120按照预设的顺序对主控模块132和逆变模块131进行升级。
在升级模式中,通信装置120作为通信装置120通过串行总线连接到第一节点主控模块132和第二节点逆变模块131。参照图16,具体接线方式如下:正常工作模式下,主控模块132的串口的接收引脚RXD和发送引脚TXD都处于使能状态,逆变模块131的串口处于监听状态(待机状态),即接收引脚RXD使能,发送引脚TXD处于普通I/O输入状态;升级模式中,当接收到总线的相应模块升级指令后,相应模块进入使能态,即相应模块的串口的接收引脚RXD和发送引脚TXD都处于使能状态,而另一模块的处于监听状态,待升级结束后,均恢复正常工作状态。通信装置120按照预设的顺序通过总线方式对主控模块132和逆变模块131进行固件升级。
在一个实施例中,通信装置120按照先主控模块132再逆变模块131的顺序对主控模块132再逆变模块131进行固件升级,参照图17,说明升级模式中IOT对主控模块132和逆变模块131的升级过程。
S91:正常工作模式下,主控模块132的串口处于收发使能状态,即主控模块132的串口的接收引脚RXD和发送引脚TXD都处于使能状态;逆变模块131的串口处于监听状态,即逆变模块131的接收引脚RXD使能,发送引脚TXD处于普通I/O输入状态;
S92:通信装置120检查是否接收到升级指令,如果是,则进入S93,如果不是,则转至步骤S91;
S93:通信装置120发送主控模块132升级指令,以对先主控模块132进行升级;
S94:主控模块132进入升级模式,主控模块132的串口处于收发使能态,逆变模块131处于监听状态;
S95:主控模块132升级完成;
S96:通信装置120发送逆变模块131升级指令,以对逆变模块131进行升级;
S97:逆变模块131进入升级模式,主控模块132进入监听状态,逆变模块131的串口处于收发使能态;
S98:逆变模块131升级完成;
S99:通信装置120发送升级完成指令,本次升级结束,系统恢复正常工作状态。
发送升级文件对主控模块132进行升级,主控模块132升级结束后,通信装置120给其发送节点升级结束指令,主控模块132反馈节点升级结束指令。然后,通信装置120按照同样的方式对下一个节点的逆变模块131进行程序升级,在逆变模块131升级结束后,通信装置120给其发送节点升级结束指令,逆变模块131反馈节点升级结束指令,主控模块132广播式发送全部升级结束指令到总线,各个模块检测到总线上的全部升级结束指令后,回复正常工作,本次升级全部结束。
实施例二:利用升级装置500进行程序更新。
现有电动工具300和电池包200之间的通信方式为单线通信,有其对应的通信协议,用于电池包200放电管理。可以按照上述更新程序的方法对电动工具300进行程序更新,通过在通信线上挂载无线通信模块121,通过预定的通信协议传送程序信息,从而实现电池包200或工具程序的更新和升级。
但是,加入无线通信模块121会增加一定的成本,为减少成本,可以设计一个与工具或电池包200连接的用于给电动工具300或电池包200进行程序更细的升级装置500。升级装置500预先存储了电动工具300或电池包200的升级文件,并具有与电动工具300或电池包200的通信端子进行通信的通信端子。当需要升级时,将升级装置500连接至电动工具300或电池包200,通过各自的通信端子建立通信连接,按照预定通信协议,将升级装置500中的升级文件传送给电动工具或电池包200,实现产品的更新升级。
(1)电动工具300的程序更新方法。
电动工具300可以是任何类型的动力工具,包括但不限于电钻、电锤、螺丝刀、冲击钻、电圆锯曲线锯、往复锯、带锯、电剪刀、砂光机、角磨、灯、激光器、钉枪等。
参照图18,电动工具300有微控制模块303(以下简称“MCU”),MCU 303包括闪存306,闪存306内存储有工具应用程序308、工具引导加载程序307、电动工具300的身份信息309。闪存306可以具有多个存储区域,包括用于存储应用程序308的区域、用于存储引导加载程序307的区域,用于存储电动工具300的身份信息309的区域。上述存储区域可以被读出,也可以被擦除或重写。
应用程序308在工作模式运行,用于控制电动工具300的工作过程,比如控制电机的转速、控制电机按设定方式启动等。引导加载程序306在升级模式下运行,用于至少更新部分应用程序。
对于没有通信装置120或无线通信模块121的电动工具300,需要一个设备将新的应用程序导入到电动工具300的闪存中,以对闪存306中的应用程序308进行更新和/或升级。该设备是一个对电动工具300程序进行升级的专用设备,以下称为升级装置500。
继续参照图18,在一个实施例中,升级装置500包括MCU 501,MCU501包括用于存储数据或程序的存储模块502、用于读取数据的数据读取模块503、用于校验电动工具300是否与升级装置500匹配等信息的校验模块504。升级装置500还包括用于人机界面显示的显示模块505,显示模块505可以显示升级剩余时间或进度。升级装置500还具有接口模块508,用于与外部存储设备509连接。外部存储设备509可以是可移动的存储卡、存储芯片或存储模块,比如TF卡、U盘等,也可以是能通过有线或无线方式连接到升级装置500的其他设备,比如PC机等。外部存储设备509存储有用于更新一个或多个电动工具300的最新应用程序,该最新的应用程序可以部分或全部覆盖电动工具300中的旧的应用程序。升级装置500通过接口模块508获得外部存储设备509存储的适用于一个或多个电动工具300的最新的应用程序,并将其存储到存储模块502,以便对不同电动工具300的软件程序进行升级。
升级装置500具有用于与电动工具300连接的通信接口。通信接口用于电动工具300的微控制模块与升级装置500建立通信,以完成电动工具300的程序更新。电动工具300的MCU 303可以通过通信接口向外部设备发送信息,比如电动工具MCU 303通过通信接口向升级装置500发送电动工具300的身份信息等。电动工具的MCU 303还可以通过通信接口接收升级装置500的信号,并基于该信号执行响应过程,比如MCU 303接收升级装置500的信号,决定进入工作模式还是升级模式。通信接口可以是专用的信号端子(例如,数据端子),也可以是多路复用的共享端子(例如,温度信号端子)。通信接口可以是单端子,也可以是多端子,为了简化程序,可以采用双端子进行通信。
电动工具300具有两个物理接口——第一工具端子341和第二端子工具302,升级装置500具有与之对应的升级第一端子506和升级第二端子507,分别用于与电动工具300的第一工具端子341和第二工具端子342连接。
在电动工具300正常工作模式下,即电池包200连接到电动工具300时,第一工具端子341用于电动工具300和电池包200之间建立通信,第二工具端子342用于传输电池包200温度信号或识别电池包200属性。
在电动工具300的升级模式下,即升级装置500连接到电池包200时,第一工具端子341用于识别升级装置500,其维持原通信功能、通信协议、通信内容不变。此时,第二工具端子342复用,其被用于建立电动工具300和升级装置500之间的通信,接收和发送升级过程中数据信息。
具体而言,在一个实施例中,电动工具300通过识别第一工具端子341的电压是高电压还是低电压来识别插入到电动工具300的外部装置是电池包200还是升级装置500,比如当外部装置插入到电动工具300,第一工具端子341的电压被拉低,则电动工具300识别到外部装置是升级装置500。
电动工具300识别到外部装置是升级装置500后,进入升级模式。电动工具MCU 303执行引导加载程序307进行程序更新过程。由于升级装置500中存储有一个或多个用于对不同电动工具300进行程序更新的最新程序,在对特定电动工具300进行程序更新时,需要选择对应的最新程序。为此,可以预先在电动工具300的MCU 303的闪存306中存储代表电动工具300和/或升级装置500的身份信息309,并且在升级装置500的存储模块中同样存储代表电动工具300和/或升级装置500的身份信息,以便在电动工具300的旧的应用程序308被改写前,能正确匹配电动工具300和升级装置500,防止更新程序错误,导致程序更新后电动工具300不能正确运行。升级装置500具有校验模块501,电动工具300均具有校验模块305。在一个实施例中,升级装置500的校验模块504用于校验电动工具300的身份信息,电动工具300的校验模块用于校验数据传输中数据是否正确、程序是否完整等,也可以校验升级装置500的身份信息。
在程序更新过程中,引导加载程序307需要将升级装置500中的新的程序写入到电动工具300的应用程序308的存储区域内。新的应用程序的数据包有可能会比较大,不能一次性传输完成,可以将新的应用程序的数据包拆分成多个小数据包,方便分多次传输。在多个数据包传输过程中,可能会发生数据包顺序紊乱,造成写入的新的程序不正确。为了解决这一问题,可以对数据包进行编号,并且在数据传输时,校验该编号,以保证数据包按顺序依次被写入到电动工具300的闪存306的相应区域。
具体地,电动工具300和升级装置500通过升级第二端子507和第二工具端子342传输升级过程中涉及的数据信息,包含升级指令、升级结束指令、反馈回复、升级数据包等。
在升级过程中,引导装载程序需要将升级装置中的新的程序写入到电动工具的应用程序的存储区域内。新的应用程序(即升级程序)的数据包有可能会比较大,不能一次性传输完成,所以需要将新的应用程序的数据包拆分成多个小数据包,方便分多次传输。在多个数据包传输过程中,可能会发生数据包顺序紊乱,造成写入的新的程序不正确。为了解决这一问题,可以为每个数据包设置包序号,并且在数据传输时,进行数据包序号校验,以保证数据包按顺序依次被写入到电动工具的存储模块中。
具体地,电动工具300和升级装置500通过第二端子传输升级过程中涉及的数据包,数据包包含升级指令、升级结束指令、反馈回复、升级数据包、设备身份信息等,数据包内容包括包头、数据长度、数据类型、包序号、数据内容、设备ID,校验位。其中,数据类型是指该数据是实时数据或统计数据或升级程序,包序号是每个数据包的序号。
电动工具300在工作模式下,会执行闪存306中的应用程序308,而引导加载程序307也存储在闪存306中,如果MCU 303调用的程序的地址发生错误,那么MCU 303就可能会错误的执行引导加载程序307,这样正在工作的电动工具300无法正常可能,甚至还会带来安全隐患。为了解决这一问题,可以通过引入升级密钥来解决,升级密钥用于指示应用程序升级的命令。
具体而言,升级装置500确认可以升级之后,发送一个升级密钥给电动工具300的MCU 303,MCU 303接收到该升级密钥,确认是应用程序的升级命令后,然后执行引导加载程序306,更新电动工具300的软件程序。电动工具300的MCU 303只有在收到升级装置500发送的升级密钥后,才会开始执行引导加载程序307,否则不会执行引导加载程序307。这样,可以确保引导加载程序307只有在需要更细程序时,才被执行,而不会在电动工具300工作模式下执行,以保证电动工具300运行的安全性。
下面结合图19和图19,说明升级装置500更新电动工具300的程序的方法作。
首先,升级装置500需要通过接口模块508获取外部存储设备存储的最新的程序,并将其存储在自身的存储模块502内。然后,用户将升级装置500连接至需要升级的电动工具300,第一工具端子341和升级第一端子506建立连接,第二工具端子342和升级第二端子507建立连接。第一工具端子341电压被拉低,电动工具300检测到第一工具端子341为低电压,电动工具300进入升级模式。升级装置500和电动工具300通过第二工具端子342和升级第二端子507进行信息交互。需要注意的是,在这里,升级装置500与待升级的电动工具300连接时,升级装置500的升级第一端子506为触发端子,升级第二端子507为数据传输端子。
需要说明的是,在电动工具300的工作模式下,不宜使电动工具300停下来进行程序更新,可以在电动工具300上电后开始工作前,将升级装置500与之连接,进行电动工具300的程序更新。
以下对升级装置500和电动工具300在升级模式下的信息交互过程进行说明:
S111:电动工具300检测到第一工具端子341为低电压信号,进入升级模式;
S112:电动工具300回复其身份信息给升级装置500,准备升级;
S113:升级装置500校验电动工具300的身份信息,判断是否进行升级,如果可以升级,则发送升级密钥给电动工具300;
具体而言,升级装置500将接收到的电动工具300的身份信息309和预先存储在存储模块502的一个或多个电动工具300的身份信息进行比较,确认存储模块502中是否存储有接收到的身份信息309,如果有,则判断此升级装置500可以对电动工具300进行升级,如果没有,则判断不能进行升级。
S114:电动工具300获得升级密钥,确认升级,并回复确认升级给升级装置500;
S115:升级装置500接收到电动工具300的确认升级信号后,开始发送第一个升级程序数据包;
S116:电动工具300接收到数据包后,校验数据包是否正确,如果正确则回复正确给升级装置500;
S117:升级装置500接收到正确回复后,继续发送下一个数据包,直至最后一个数据包;
S118:电动工具300接收到最后一个数据包,并回复正确;
S119:升级装置500发送升级结束标志给电动工具300;
S120:电动工具300接收到升级结束标志后,回复升级完成。
需要说明的是,在电动工具300的升级模式下,发生异常情况(例如,断电),会导致升级程序或升级文件不能全部被写入到电动工具300的闪存303中,电动工具300的应用程序308是一个不完整的程序,在电动工具300工作模式下,如果运行该不完整的应用程序,会导致电动工具300不能正常工作,甚至发生故障,带来安全隐患。
为了解决这一问题,可以在升级程序的开头和结尾分别加上标志,例如在第一个升级程序数据包加上程序开始标记,而在最后一个升级程序数据包加上程序结束标记,如果电动工具300没有接收到程序结束标记,那么认为被写入电动工具300的升级程序不完整,该不完整的升级程序将不会被执行。只有在确保电动工具300的应用程序中存在程序结束标记时,应用程序才会被执行。
发生上述异常情况后,需要重新或继续写入升级程序。在一个实施例中,发生上述异常情况后,重新写入升级程序,电动工具300进入强制升级模式。在强制升级模式下,一旦升级装置500与电动工具300连接后,电动工具300不再根据第一工具端子341的电压来判断是否进入升级模式,而是电动工具300主动发送升级请求给升级装置500,这样,升级程序被重新写入。
当然,在电动工具300具有通信装置120的情况下,可以通过通信装置获取外部设备(例如,手机,PC机等)的升级文件,然后利用通信装置或其他模块通过对方式对电动工具300中的应用程序进行更新,可以是总线调度方式,也可以是普通的通信方式对电动工具进行程序更新,而不需要升级装置500。
(2)电池包200的程序更新的方法。
利用升级装置500更新电池包200程序的方法与利用升级装置500对电动工具300的进行程序升级的方法类似。
用于为电池包200的进行程序更新的升级装置500与给电动工具300进行程序更新的升级装置500组成部件可以相同,区别在于,两者存储模块502中存储的升级程序不一样,分别是用于电池包200的升级程序以及用于电动工具300的升级程序。
需要说明的是,电动工具300是在上电后,非工作模式下进行程序的更新,而电池包200可以在任何时间进行程序更新。电池包200进入升级模式的条件,可以检测第一电池包端子231的电压识别是否是升级装置500,也可以是电池包200直接向升级装置500发送升级请求,以进入升级模式。
具体地,当充电器或升级装置500或电动工具300等外部设备连接到电池包200,电池包200上电后,首先根据外部设备反馈信号,以确认是哪种设备,当电池包200确认是升级装置500后,电池包200发送自身身份信息给升级装置500后,准备升级。
参照图20,电池包200具有两个物理接口,第一电池包端子231和第二电池包端子232,升级装置500具有与之对应的升级第一端子506和升级第二端子507,分别用于与第一电池包端子231和第二电池包端子232连接。
在电池包200通过发送自身身份信息209给升级装置500,以请求进入升级模式的方式中,需要预先在电池包200内设置升级标识。升级标识可以通过外部设备利用无线或有线的方式写入电池包200的MCU的闪存206或其他存储模块中。当升级装置500连接到电池包200,若检测到电池包200存储有升级标识,则发送升级密钥给电池包200,电池包200的MCU203执行引导加载程序207,将升级装置500的存储模块502内的升级程序写入到电池包200的应用程序存储区,对电池包200应用程序进行更新,否则不进行程序更新过程。一旦升级程序被执行,不管本次升级是否成功,升级标识都要被清除,以防止引导加载程序被多次执行。
结合图21,升级装置500和电池包200在升级模式下的信息交互过程如下:
S131:升级装置500发送自身身份信息给电池包200;
S132:电池包200接收到升级装置500的身份信息,回复自身身份信息给升级装置500,准备升级;
S133:升级装置500校验电池包200的身份信息,判断是否进行升级,如果可以升级,则发送升级密钥给电池包200;
升级装置500判断是否升级,具体而言,要判断以下内容:一是电池包200身份信息是否与升级装置500,升级装置500将接收到的电池包200的身份信息和预先存储在存储模块502内的一个或多个电池包200的身份信息209进行比较,判断存储模块502中是否存储有接收到的身份信息,如果有,则判断可以对电池包200进行程序更新,如果没有,则不能进行程序更新;二是电池包200存储模块中是否有升级标识,如果有,则判断可以对电池包200进行程序更新,如果没有,则判断不能进行程序更新;
S134:电池包200接收到升级密钥,确认升级,并回复确认升级给升级装置500;
S135:升级装置500接收到电池包200的确认升级信息后,开始发送第一个升级程序数据包;
S136:电池包200接收到数据包后,校验数据包是否正确(数据包顺序是否正确、数据包内容是否正确等),如果正确则回复正确给升级装置500;
S137:升级装置500接收到正确回复后,继续发送下一个数据包,直至最后一个数据包;
S138:电池包200接收到最后一个数据包,并回复正确;
S139:升级装置500发送升级结束标志给电池包200;
S140:电池包200接收到升级结束标志后,回复升级完成。
在上述数据传输过程中,需要考虑数据传输超时的可能性,为此引入超时重传机制。在正常传输过程中,主机600发送指令或数据给从机700,从机700接收到指令或数据后给主机600反馈,以保证此次传输正常(参考图22)。而在超时传输中,主机600发送指令或数据给从机700,从机700没有在规定的时间内给主机600反馈或主机600未在规定的时间内收到从机700的反馈。为了确保数据能有效传输,按如下步骤进行超时重传:
S151:主机600发送指令或数据给从机700后,开始计时;
S152:主机600判断是否在规定时间内收到从机700回复,如果是,则发送下一个指令或数据给从机700,转至步骤S151;如果否,则认为此次指令或数据传输失败;
S153:主机600再次发送相同指令或数据给从机700;
S154:主机600判断是否达到规定的重传次数上限,如果是,则认为传输失败,转至步骤S5;如果否,则转至步骤S152。
S156:终止传输过程。
在上述程序更新过程中,主机600为通信装置120或升级工装,从机700为主控模块132、逆变模块131、电动工具300、电池包200。需要说明的是,重传次数上限根据具体情况或要求设定,例如3此、5次、10次等,以利于节约能源。在传输失败后,升级装置500的显示模块显示报警状态,提醒用户升级失败。
以上显示和描述了本公开的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本公开,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本公开的保护范围内。
工业实用性
本公开提供一种电池包,通过在电池包上设置两组连接端子使电池包与电子装置能够传输至少两类数据,可以方便维修人员进行故障诊断、故障维修,节省人力物力。

Claims (24)

1.一种电池包,包括:
壳体;
电芯组,容纳于壳体内,所述电芯组包括多个电连接的电芯;
电池包连接端子,用于与电子装置的连接端子连接;
其特征在于,所述电池包连接端子包括:
电池包正极电源端子,电连接至所述电芯组的负极;
电池包负极电源端子,电连接所述电芯组的正极;
第一电池包端子,用于传输第一类数据;
第二电池包端子,用于传输第二类数据;
所述电池包能够安装至电子装置,所述电子装置包括:
正极电源连接端子和负极电源连接端子,分别用于与所述电池包正极电源端子和电池包负极电源端子连接以传输电能;
第一连接端子,用于与所述第一电池包端子连接以传输第一类数据;
第二连接端子,用于与所述第二电池包端子连接以传输第二类数据;
所述电池包具有正常工作模式和数据传输模式;
在所述正常工作模式下,所述第一电池包端子传输所述电池包和/或与所述电池包连接的电子装置的用于正常工作时的第一类数据;
在所述数据传输模式下,所述第二电池包端子传输所述电池包和/或与所述电池包连接的电子装置的用于数据分析的第二类数据;
在所述正常工作模式结束后,所述电池包切换到所述数据传输模式。
2.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于:所述电池包包括控制器,所述控制器用于控制所述电池包在所述正常工作模式和所述数据传输模式之间切换。
3.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于:
所述电池包包括:
识别电阻或温度传感器,与所述第二电池包端子连接,在所述正常工作模式下,所述第二电池包端子用于传输所述电池包的属性或所述电池包的温度;
至少一个开关元件,与所述识别电阻或温度传感器电连接,以接通或断开所述识别电阻或温度传感器与所述第二电池包端子之间的电连接;
所述控制器用于控制所述开关元件的通断状态,以使所述电池包切换到所述正常工作模式或所述数据传输模式。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的电池包,其特征在于:在所述正常工作模式结束后,所述电池包切换到所述数据传输模式。
5.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于:所述电子装置具有身份信息,所述身份信息包括所述电子装置是否具有无线通信模块,所述无线通信模块用于建立所述电子装置与外部设备之间的无线通信连接,所述电子装置能够通过所述无线通信模块向外部设备发送第二类数据;所述外部设备包括无线通信模块,所述外部设备具有数据处理和分析功能;所述第一电池包端子还用于获取所述电子装置的所述身份信息。
6.根据权利要求5所述的电池包,其特征在于:
所述电池包包括:
识别电阻或温度传感器,与所述第二电池包端子连接,在所述正常工作模式下,所述第二电池包端子用于传输所述电池包的属性或所述电池包的温度;
至少一个开关元件,与所述识别电阻或温度传感器电连接,以接通或断开所述识别电阻或温度传感器与所述第二电池包端子之间的电连接;
控制器,至少用于控制所述开关元件的通断状态,所述控制器被配置为:根据所述第一电池包端子获得的所述电子装置的身份信息判断所述电子装置是否具有所述无线通信模块;在判断所述电子装置具有所述无线通信模块后,控制所述开关元件以使所述识别电阻或温度传感器与所述第二电池包端子之间的电连接断开,以使所述第二电池包端子传输所述用于数据分析的第二类数据。
7.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于:所述第二类数据包括历史数据、统计数据、实时数据中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的电池包,其特征在于:所述电池包和/或所述电子装置包括存储器,所述数据按照历史数据、统计数据、实时数据的不同类型分别存储在所述存储器的规定的存储区域,并在所述规定的存储区域溢满时,使用当前数据覆盖原数据。
9.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于:所述电池包包括无线通信模块,用于与外部设备建立无线通信连接,所述电池包能够通过所述无线通信模块向外部设备发送第二类数据;所述外部设备包括无线通信模块,所述外部设备具有数据处理和分析功能。
10.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于:所述电子装置具有无线通信模块,用于与外部设备建立无线通信连接,所述电子装置能够通过所述无线通信模块向外部设备发送第二类数据;所述外部设备包括无线通信模块,所述外部设备具有数据处理和分析功能。
11.根据权利要求9或10所述的电池包,其特征在于:所述电子装置和所述电池包具有唯一标识符,所述第二类数据包含有所述唯一标识符。
12.根据权利要求11所述的电池包,其特征在于:所述第二类数据包含有相同的时间信息,所述外部设备被配置为将时间相同且唯一标识符相同的数据删除。
13.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于:所述电子装置为电动工具或充电器或便携式电源装置。
14.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于:所述第一电池包端子用于传输第一类数据和第二类数据,所述第二电池包端子用于传输第一类数据和第二类数据。
15.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于:所述第一电池包端子和所述第一连接端子中的至少一个具有第一数据传输速率,所述第二电池包端子和所述第二连接端子中的至少一个具有高于所述第一数据传输速率的第二数据传输速率。
16.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于:所述第一类数据包括所述电池包的当前状态数据和/或所述电子装置的当前工况的数据;所述第二类数据包括所述电池包的当前状态数据、历史状态数据和使用情况数据中的至少一个,和/或所述电子装置的当前工况数据、历史工况数据和使用情况数据中的至少一个。
17.一种电池包与电子装置之间的数据传输方法,所述电池包具有正常工作模式和数据传输模式,所述电池包包括第一电池包端子和第二电池包端子,所述电子装置包括第一连接端子和第二连接端子,所述第一连接端子用于与所述第一电池包端子连接,所述第二连接端子用于与所述第二电池包端子连接;所述数据传输方法包括:
在正常工作模式下,所述电池包与所述电子装置通过所述第一电池包端子和第一连接端子传输第一类数据;
在数据传输模式下,所述电池包与所述电子装置通过所述第二电池包端子和第二连接端子传输第二类数据。
18.根据权利要求17所述的电池包与电子装置之间的数据传输方法,其特征在于:在所述电池包与所述电子装置连接的初始阶段,所述电池包在所述正常工作模式下工作,在所述正常工作模式结束后,所述电池包切换到所述数据传输模式。
19.根据权利要求17所述的电池包与电子装置之间的数据传输方法,其特征在于:
在所述电池包与所述电子装置连接的初始阶段,所述电池包在所述正常工作模式下工作;
在所述正常工作模式结束后,所述电池包根据所述电子装置的身份信息判断所述电子装置是否具有无线通信模块,并在判断所述电子装置具有无线通信模块后,所述电池包切换到所述数据传输模式。
20.根据权利要求17所述的电池包与电子装置之间的数据传输方法,其特征在于:所述电池包与所述电子装置之一具有无线通信模块,用于与外部设备建立无线通信连接,所述电池包与所述电子装置之一能够通过所述无线通信模块将所述电池包和所述电子装置的所述第二类数据发送到所述外部设备。
21.根据权利要求20所述的电池包与电子装置之间的数据传输方法,其特征在于:所述电子装置和所述电池包具有唯一标识符,所述第二类数据包含有所述唯一标识符;所述第二类数据还包含有相同的时间信息,所述外部设备被配置为将时间相同且唯一标识符相同的数据删除。
22.根据权利要求17所述的电池包与电子装置之间的数据传输方法,其特征在于:所述第一类数据为所述电池包和/或所述电子装置的用于正常工作的数据,所述第二类数据为所述电池包和/或所述电子装置的用于数据分析的数据。
23.根据权利要求17所述的电池包与电子装置之间的数据传输方法,其特征在于:所述第一电池包端子和所述第一连接端子中的至少一个具有第一数据传输速率,所述第二电池包端子和所述第二连接端子中的至少一个具有高于所述第一数据传输速率的第二数据传输速率。
24.根据权利要求17至权利要求23任意一项所述的电池包与电子装置之间的数据传输方法,其特征在于:所述第一类数据包括所述电池包的当前状态数据和/或所述电子装置的当前工况的数据;所述第二类数据包括所述电池包的当前状态数据、历史状态数据和使用情况数据中的至少一个,和/或所述电子装置的当前工况数据、历史状态数据和使用情况数据中的至少一个。
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