CN111497648A - 一种智能共享电池系统的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能共享电池系统的使用方法，涉及电池控制领域，该方法包括：电动车本体和共享电池进行通讯连接并进行双重识别，当识别有效时，后台系统接收第一应答信号进行解析；当解析有效时，回传第一确认信号给电动车本体和共享电池，并分别控制第二IGBT模组和第一IGBT模组导通，共享电池给电动车本体供电。充电柜柜体和共享电池进行通讯连接并进行双重识别，当识别有效时，上级系统接收第二应答信号并进行解析；当解析有效时，回传第二确认信号给充电柜柜体和共享电池，并分别控制第三IGBT模组和第一IGBT模组导通，充电柜柜体给共享电池充电。本申请实现了共享电池模式，保证了共享电池在充电和供电时的安全。

Description

一种智能共享电池系统的使用方法

技术领域

本发明涉及电池控制领域，尤其是一种智能共享电池系统的使用方法。

背景技术

目前市场上也有一些公司推出了共享电动车，但是其共享电动车本身还是传统的电池和电动车一体式设计，不能拆分，充电时也是只能直接把充电器口插入到电动车的充电口上，对内部的电池进行充电，且电池为了防盗，是直接焊接在电动车里面的，当电池寿命达到充电极限时，只能对共享电动车进行拆卸处理，浪费资源，所以现有的共享电动车不能支持新兴的共享电池模式。

随着电动车行业的革新，目前可拆卸锂电池电动车出现在大家的视野，可拆卸锂电池电动车在充电时，由于不放心放在统一停车场用充电器充电，车主一般都会把电池取下，拿回家充电，虽然比较安全，但不能支持共享电池模式。而且可拆卸锂电池电动车的续航里程一般比较少，当车主忘记充电时电动车只能手推到电动车维修场或公用充电设备处给车充电，一般这些场合的充电器都只能满足最低的充电要求，且充电规格与车主的电动车根本不匹配，长时间很容易损坏电池寿命，得不偿失。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种智能共享电池系统的使用方法，通过共享电池和电动车本体之间通讯连接进行一重识别、共享电池和充电柜柜体之间通讯连接进行一重识别，电动车本体和充电柜柜体分别连接后台系统进行二重识别，实现了确定共享电池的身份，保证共享电池充电和供电时的安全。

本发明的技术方案如下：

一种智能共享电池系统的使用方法，该智能共享电池系统包括后台系统、电动车本体、充电柜柜体和共享电池，电动车本体和充电柜柜体分别连接后台系统，后台系统包括电池身份识别码数据库，电池身份识别码数据库中存储有若干个共享电池和电池身份识别码的对应关系；

当共享电池安装入电动车本体时，方法包括：

电动车本体和共享电池进行通讯交互，电动车本体获取电池身份识别码并传输至后台系统，在电池身份识别码数据库中进行对比，若对比结果匹配，则确定电池身份识别码为有效身份识别码；若对比结果不匹配，则确定电池身份识别码为无效身份识别码；

当确定电池身份识别码为有效身份识别码时，电动车本体和共享电池接收第一确认信号后，共享电池给电动车本体进行供电；

当在充电柜柜体中放入共享电池时，方法还包括：

充电柜柜体和共享电池进行通讯交互，充电柜柜体获取电池身份识别码并传输至后台系统，在电池身份识别码数据库中进行对比，若对比结果匹配，则确定电池身份识别码为有效身份识别码；若对比结果不匹配，则确定电池身份识别码为无效身份识别码；

当确定电池身份识别码为有效身份识别码时，充电柜柜体和共享电池接收第二确认信号后，充电柜柜体给共享电池进行充电。

本发明的有益技术效果是：

1、通过电池微控制器和电动车微控制器通讯连接进行第一重身份识别后，再通过后台系统进行第二重身份识别，确认共享电池身份正确后，电池微控制器和电动车微控制器分别控制第一IGBT模组和第二IGBT模组导通后，利用电池芯模组给电动车本体提供电能，防止他人利用共享电池给其他电动车供电，或者防止给电动车本体供电的不是本申请的共享电池；采用共享电池和电动车本体可拆卸的组合方式，实现了共享电池模式，通过第二蓝牙模组和第一微动开关实现了智能上锁和解锁，有效防止了因可拆卸的组合方式导致共享电池丢失的情况发生。

2、通过电池微控制器和充电舱微控制器通讯连接进行第一重身份识别后，再通过主工控电脑或后台系统进行第二重身份识别，确认共享电池身份正确后，电池微控制器和充电舱微控制器分别控制第一IGBT模组和第三IGBT模组导通后，利用充电器模组给共享电池提供电能，防止他人将其他电池放入充电柜柜体进行充电，占用资源，利用充电柜柜体给共享电池充电，实现了共享电池模式；通过在充电小隔舱中设置电池推出装置，配合电机驱动模组实现了在主工控电脑上完成缴费后，将共享电池推出充电小隔舱，保证了共享电池的安全，且方便用户租借，采用透明弹簧封盖方便归还共享电池时直接放在空舱内。

附图说明

图1是本申请提供的共享电池的正视图。

图2是本申请提供的共享电池的底部示意图。

图3是本申请提供的共享电池的另一视角的示意图。

图4是本申请提供的共享电池与电动车本体之间的原理框图。

图5是本申请提供的智能共享电动车的主视图。

图6是本申请提供的智能共享电动车智能上锁和解锁的工作示意图。

图7是本申请提供的智能共享电动车的仪表盘和电池仓内部的俯视图。

图8是本申请提供的智能共享电池系统的使用方法流程图。

图9是本申请提供的仓盖智能解锁的流程图。

图10是本申请提供的仓盖智能上锁的流程图。

图11是本申请提供的共享电池与充电柜柜体之间的原理框图。

图12是本申请提供的去掉透明弹簧封盖的充电柜柜体的结构图。

图13是本申请提供的充电柜柜体的结构图。

图14是本申请提供的共享电池和电池推出装置的工作示意图。

图15是本申请一实施例提供的共享电池出舱的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本申请提供了一种共享电池，结合图1-图4所示，共享电池采用方柱形结构1，共享电池上部的两侧位置处开设有两个凹槽结构2，凹槽结构2的凹陷方向为向方柱形结构1中心线内凹，两个凹槽结构2用于提拉共享电池。可选的，两个凹槽结构2的上部通过拱形结构3相连，拱形结构3的外表面为毛糙面，当共享电池在充电柜柜体的充电小隔舱内时，两个凹槽结构2被藏于隔舱门平面以内，人手无法触及，即使利用负压吸盘或者3M类型胶片也无法吸拿走共享电池，因此两个凹槽结构2配合拱形结构3起到防盗作用。

共享电池的底部凹设有四组电池通讯触点、四个电池正极4和一个电池负极5，每组电池通讯触点包括一个第一发送触点TXD 6和一个第一接收触点RXD 7，通过凹陷设计保证使用人员托底时不会直接接触到电池正负极，保证使用人员的安全。可选的，电池负极5位于共享电池底部的中央位置处，四个电池正极和四组电池通讯触点分别围绕电池负极呈中心对称布置。具体的，四个电池正极4分别围绕电池负极5且两两对称放置，四组电池通讯触点分别分布在共享电池底部的对角线端点处。在本申请中，第一发送触点TXD 6位于对角线端点内圈，第一接收触点RXD 7位于对角线端点外圈。通过采用电池正极包围电池负极的设计，使用户在安装共享电池时可以任意方向安装不用区分正负极，提升了用户体验感。

共享电池包括电池微控制器、电池芯模组、第一IGBT模组、第一电压转换器、纽扣锂电池模组和电池扩展模组。电池微控制器分别连接第一IGBT模组的门极和第一电压转换器的输出端。电池微控制器的通讯端口作为共享电池的电池通讯触点与外部设备的通讯端口相连。电池芯模组的正极分别连接第一电压转换器的输入端和第一IGBT模组的集电极，第一IGBT模组的发射极作为共享电池的电池正极与外部设备的电源正极相连，电池芯模组的负极作为共享电池的电池负极与外部设备的电源负极相连。可选的，外部设备可以为共享电动车、共享充电柜或其他配套设备。第一电压转换器还分别连接纽扣锂电池模组和电池扩展模组，第一电压转换器用于将电池芯模组提供的电压转换为直流3V电压并给电池微控制器、纽扣锂电池模组和电池扩展模组供电。本申请的电池芯模组为共享电池的电池内核，采用锂电池或者石墨烯电池。纽扣锂电池模组连接电池微控制器用于辅助供电，当电池芯模组的电量达到极限时，为了保证共享电池可靠运作，完成与外部设备最基本的通讯识别应答，可以利用纽扣锂电池模组给电池微控制器进行辅助供电，使共享电池可以充电。

电池扩展模组包括第一北斗定位模组、第一5G通讯模组、第一蓝牙模组和温湿度探测模组，第一北斗定位模组用于将共享电池的实时位置传送至电池微控制器。第一5G通讯模组连接后台系统，用于给电池微控制器和后台系统建立通讯连接，比如：电池微控制器将收集到的共享电池剩余电量、剩余里程、实时位置(可与后台系统中的地图相匹配，得到共享电池的历史活动轨迹)、电池身份识别码和电池温湿度发送到后台系统，由后台系统建立共享电池信息表，方便管理人员查阅电池信息和管理。第一蓝牙模组连接用户终端，用于给电池微控制器和用户终端建立通讯连接，比如：电池微控制器将收集到的共享电池剩余电量、剩余里程、实时位置、电池身份识别码和电池温湿度发送到用户终端，方便用户及时了解所使用的共享电池信息。温湿度探测模组用于采集共享电池的湿度和温度参数并反馈给电池微控制器，电池微控制器根据这两个参数，判断共享电池是否工作在超低温状态或者潮湿状态或者过温状态下，当判断出共享电池处于上述状态时，电池微控制器立即控制第一IGBT模组切断，从而切断了电池芯模组对外供电，同时通过第一蓝牙模组和第一5G通讯模组分别给用户终端和后台系统送出报警信息。

本申请还提供了一种使用上述共享电池的智能共享电动车，结合图4-图7所示，智能共享电动车包括电动车本体16和共享电池17，电动车本体16上设有用于放置共享电池17的电池仓9，当共享电池17放置在电池仓9中时，两侧的凹槽结构2是外露的，方便用于提拉共享电池17。电池仓9上设置有仓盖10和防盗装置，电池仓9包括若干个电池放置区，每个电池放置区的底部分别凸设有与共享电池配对的四组电动车通讯触点、四个电动车正极和一个电动车负极，共享电池安装入电池仓内时，共享电池的电池通讯触点与电池放置区内的电动车通讯触点对应连接，共享电池的电池正极与电池放置区内的电动车正极对应连接，共享电池的电池负极与电池放置区内的电动车负极对应连接。本申请的电池仓9至少可容纳两个共享电池17，电池仓9内的每组电动车通讯触点的结构与共享电池17上每组电池通讯触点的结构相同，可选的，每组电动车通讯触点包括第二发送触点TXD和第二接收触点RXD。四组电动车通讯触点分别与四组电池通讯触点相对应设置，也即第二发送触点TXD位于对角线端点外圈，第二接收触点RXD位于对角线端点内圈。电池放置区内的四个电动车正极分别与共享电池17上四个电池正极4相对应设置，电池放置区内的一个电动车负极与共享电池17上的电池负极5相对应设置。

电动车本体16包括电动车微控制器、第二IGBT模组、锂电池模组、电量检测模组和电动车扩展模组。电动车微控制器分别连接第二IGBT模组的门极和锂电池模组的正极。电动车微控制器的通讯端口作为电动车本体16的电动车通讯触点与共享电池的电池通讯触点相连。第二电压转换器的输入端连接第二IGBT模组的发射极，第二电压转换器的输出端连接锂电池模组的正极，第二IGBT模组的发射极还连接电动车电机控制模组，第二IGBT模组的集电极作为电动车本体16的电动车正极与共享电池的电池正极相连。锂电池模组的负极作为电动车本体16的电动车负极与共享电池的电池负极相连。电量检测模组连接第二IGBT模组的发射极，电量检测模组用于检测电池芯模组的电量状态，并通过仪表盘管理模组进行展示。第二电压转换器用于将从电池芯模组得到的电压转换为直流3V电压并给锂电池模组供电，锂电池模组还连接电动车扩展模组并给予供电，且本申请的锂电池模组的工作模式为同时放电和充电模式。

电动车扩展模组包括第二北斗定位模组、第二5G通讯模组、仪表盘管理模组8和第二蓝牙模组，第二北斗定位模组用于将电动车本体16的实时位置传送至电动车微控制器。第二5G通讯模组连接后台系统，用于给电动车微控制器和后台系统建立通讯连接。仪表盘管理模组8用于显示共享电池17的状态信息和充电状态，比如：仪表盘管理模组可以显示出所用的共享电池17的剩余电量和剩余里程，或者显示出共享电池17在充电时的充电电量。第二蓝牙模组连接用户终端，用于给电动车微控制器和用户终端建立通讯连接，比如：用户终端将得到的解锁码通过第二蓝牙模组传送至电动车微控制器中。在本申请中，电池扩展模组和电动车扩展模组的数据都是通过各自的微控制器进行传递和交换。

如图6所示，防盗装置包括仓盖锁眼、锁芯和齿轮，仓盖10的一端与电动车本体16铰接，铰接处设有微动开关，仓盖10的另一端设置有仓盖锁眼11，锁芯12设置在靠近仓盖锁眼11的电动车本体16上，锁芯12上设置有与齿轮13啮合的齿条，齿轮13套设在电机14的输出轴上，电机14与电机控制模组15相连，电机控制模组15与电动车微控制器相连，电动车微控制器配合第二蓝牙模组和微动开关以达到智能解锁和上锁的目的。

当共享电池安装入电动车本体时，本申请公开了一种智能共享电池系统的使用方法，如图8所示，该方法包括：

步骤1A：电动车本体和共享电池进行通讯交互，电动车本体发出第一身份识别信号给共享电池。第一身份识别信号包括第一加密数据帧头、第一数据部分和第一加密数据帧尾。

步骤2A：共享电池接收第一身份识别信号并进行格式解析，包括：电池微控制器比对第一加密数据帧头和第一加密数据帧尾是否正确，若正确则确定第一身份识别信号为有效信号。若不正确则确定第一身份识别信号为无效信号。

步骤3A：当确定第一身份识别信号为有效信号时，回传第一应答信号给电动车本体。第一应答信号包括第二加密数据帧头、第二数据部分和第二加密数据帧尾。第二数据部分包括电池身份识别码和电池状态，电池状态包括电池充放电周期、电池温湿度、电池剩余电量。当确定第一身份识别信号为无效信号时，仪表盘管理模组和用户终端进行报警提示。

步骤4A：电动车本体接收第一应答信号并进行格式解析，包括：电动车微控制器比对第二加密数据帧头和第二加密数据帧尾是否正确，若正确则确定第一应答信号为有效信号。若不正确则确定第一应答信号为无效信号。

步骤5A：当电动车本体对第一应答信号格式解析确定为有效信号时，对第一应答信号进行内容解析得到电池身份识别码，电动车本体获取电池身份识别码并传输至后台系统，后台系统包括电池身份识别码数据库，电池身份识别码数据库中存储有若干个共享电池和电池身份识别码的对应关系，在电池身份识别码数据库中进行对比，若对比结果匹配，则确定电池身份识别码为有效身份识别码。若对比结果不匹配，则确定电池身份识别码为无效身份识别码。

当第一应答信号为无效信号时，共享电池重新发出第一应答信号，并执行电动车本体接收第一应答信号并进行格式解析的步骤，当重复执行步骤超过预定次数后，仪表盘管理模组和用户终端进行报警提示。其中，预定次数是事先设定好录入程序中的，比如当重复执行步骤超过3次后，仪表盘管理模组和用户终端进行报警提示。

步骤6A：当确定电池身份识别码为有效身份识别码时，电动车本体和共享电池接收第一确认信号，电动车本体将读取到的电池状态记录在电动车微控制器，同时共享电池给电动车本体进行供电，也即电动车微控制器和电池微控制器分别控制第二IGBT模组和第一IGBT模组导通，利用电池芯模组给电动车本体供电，并进入步骤7A。可选的，共享电池接收第一确认信号可以通过电动车本体将第一确认信号转发至共享电池，也可以通过后台系统直接将第一确认信号转发至共享电池。

当确定电池身份识别码为无效身份识别码时，仪表盘管理模组和用户终端进行报警提示。

步骤7A：在电动车本体供电过程中，电动车微控制器每隔预定时间发出第二身份识别信号给电池微控制器，第二身份识别信号包括第一查询指令，其中，预定时间是事先设定好录入程序中的，比如电动车微控制器每隔0.5秒发出第二身份识别信号给电池微控制器。电池微控制器接收第一查询指令并回传电池剩余电量和电池温湿度至电动车微控制器，并且通过仪表盘管理模组和用户终端进行展示。若出现通讯中断，则重新执行电动车微控制器发出第一身份识别信号给电池微控制器的步骤，当重复执行步骤超过预定次数后，仪表盘管理模组和用户终端进行报警提示，同时电池微控制器和电动车微控制器分别控制第一IGBT模组和第二IGBT模组断开。若出现电池温湿度异常，则仪表盘管理模组和用户终端进行报警提示，同时电池微控制器和电动车微控制器分别控制第一IGBT模组和第二IGBT模组断开。

在本申请中，使用方法还包括将共享电池拿出或放入电池仓的步骤。如图9所示，仓盖智能解锁的步骤包括：电动车微控制器启动第二蓝牙模组；用户终端获取电动车身份码并转发至电动车微控制器；电动车微控制器将电动车身份码发送至后台系统；后台系统回传解锁码至电动车微控制器，电动车微控制器控制防盗装置动作完成智能解锁。具体的，解锁过程为：电动车微控制器开启第二蓝牙模组后，电动车微控制器和用户终端通过第二蓝牙模组进行交互，在用户终端上通过扫码智能共享电动车上的二维码以获取电动车身份码，并转发至电动车微控制器，电动车微控制器将电动车身份码发送给后台系统，经后台系统认证后将解锁码回传至电动车微控制器，电动车微控制器控制电机控制模组15驱动电机14旋转，电机14带动齿轮13运动，从而带动锁芯12远离仓盖锁眼11达到智能解锁的目的。

如图10所示，仓盖智能上锁的步骤包括：第一微动开关发送触发信号至电动车微控制器；电动车微控制器控制防盗装置动作完成智能上锁。具体的，上锁过程为：用户将仓盖10合拢到位后，微动开关将触发信号发送给电动车微控制器，电机控制模组15驱动电机14旋转，电机14带动齿轮13运动，从而带动锁芯12插入仓盖锁眼11达到智能上锁的目的。本申请采用共享电池17和共享电动车可拆卸的组合方式，实现了共享电池模式，并通过电动车微控制器配合第二蓝牙模组和微动开关实现了智能上锁和解锁，有效防止了因可拆卸的组合方式导致共享电池17丢失的情况发生。

本申请通过电池微控制器和电动车微控制器通讯连接进行第一重身份识别采用的是变形参数CRC32密码校验，只有两者的通讯互相解密通过，电池微控制器传给电动车微控制器的12位电池身份识别码才会被有效收录。12位电池身份识别码每一位由26个字母和10个数字组成，也即每一位有36种可能，12位一起有4738381338321616896个电池身份识别码，所以本申请的身份识别校验算法安全可靠，基本不会被破解。再通过后台系统进行第二重身份识别，确认共享电池身份正确后，电池微控制器和电动车微控制器分别控制第一IGBT模组和第二IGBT模组导通后，利用电池芯模组给电动车本体提供电能，防止他人利用共享电池给其他电动车充电，或者防止给电动车本体供电的不是本申请的共享电池。

本申请还提供了一种共享充电柜，共享充电柜包括充电柜柜体和共享电池，由于共享电池的结构在前文已进行了具体描述，因此不再进行赘述。结合图11-图15所示，充电柜柜体上设有用于放置共享电池的若干个充电小隔舱18，每个充电小隔舱18均配置有透明弹簧封盖19，且透明弹簧封盖19一端与共享充电柜铰接，铰接处设置有微动开关，另一端搭在充电柜柜体上作为开舱口。透明弹簧封盖19用于防水、防尘和防异物进入到充电小隔舱18内。本申请的共享充电柜的充电柜柜体上还包括散热百叶窗20和防雨棚21，散热百叶窗20分别设置在主工控电脑22的两侧，防雨棚21设置在共享充电柜的顶部。

每个充电小隔舱18包括充电舱微控制器、第三电压转换器、充电器模组、第三IGBT模组和电机驱动模组，充电舱微控制器分别连接第三电压转换器的输出端、充电器模组的正极、第三IGBT模组的门极和电机驱动模组。充电舱微控制器的通讯端口作为充电小隔舱的电池舱通讯触点与共享电池的电池通讯触点相连。充电器模组的正极分别连接第三电压转换器的输入端和第三IGBT模组的发射极，第三IGBT模组的集电极作为充电小隔舱的电池舱正极与共享电池的电池正极相连，充电器模组的负极作为充电小隔舱的电池舱负极与共享电池的电池负极相连。第三电压转换器用于将输入到充电器模组的单相AC220V电压转换为直流3V电压并为充电舱微控制器和电机驱动模组供电。充电器模组用于检测电池芯模组的充电电量并把充电的实时状态反馈给充电舱微控制器。

在充电柜柜体上还设有与每个充电舱微控制器相连的主工控电脑22，可选的，主工控电脑22通过RS485通讯总线或其他通讯总线与每个充电舱微控制器相连。主工控电脑22内置有网关防火墙，并通过网关防火墙连接后台系统。比如：电池微控制器与充电舱微控制器进行通讯后，充电舱微控制器获取到充电小隔舱内是否有共享电池、入舱的电池序列号或者共享电池的充电状态，并将上述信息通过主工控电脑22传送至后台系统，由后台系统完善共享电池信息表，方便管理人员查阅电池信息和管理。本申请的主工控电脑22还可作为人机交互界面，实现了共享电池租借和归还等日常管理。

在每个充电小隔舱18开口对面的一侧均凸设有与共享电池配对的四组电池舱通讯触点、四个电池舱正极和一个电池舱负极，每个共享电池安装入充电小隔舱内时，共享电池的电池通讯触点与充电小隔舱内的电池舱通讯触点对应连接，共享电池的电池正极与充电小隔舱内的电池舱正极对应连接，共享电池的电池负极与充电小隔舱内的电池舱负极对应连接。充电小隔舱18的每组电池舱通讯触点的结构与共享电池上每组电池通讯触点的结构相同，可选的，每组电池舱通讯触点包括第三发送触点TXD和第三接收触点RXD。四组电池舱通讯触点分别与四组电池通讯触点相对应设置，也即第三发送触点TXD位于对角线端点外圈，第三接收触点RXD位于对角线端点内圈。充电小隔舱18内的四个电池舱正极分别与共享电池上四个电池正极4相对应设置，充电小隔舱18内的一个电池舱负极与共享电池上的电池负极5相对应设置。

在每个充电小隔舱18内还设置有电池推出装置，电池推出装置的运动方向沿着朝向充电小隔舱开口处的方向，电机驱动模组连接电机23，电机23连接电池推出装置，电机驱动模组驱动电池推出装置动作将共享电池推出充电小隔舱18内，使得共享电池上的各个触点与充电小隔舱18内的各个触点脱离，当共享电池被推出充电小隔舱18时，两个凹槽结构2露出隔舱门平面之外，用户可以触及凹槽结构2，利用凹槽结构2提拉共享电池，从而取走共享电池，因此两个凹槽结构2配合电池推出装置也能起到防盗作用。本申请的电池推出装置设置在充电小隔舱开口对面的一侧，电池推出装置包括蜗轮蜗杆结构24、螺杆25和顶出结构，顶出结构的运动方向沿着朝向充电小隔舱开口处的方向，顶出结构包括底盘26和设于底盘26上的四个顶出柱27，且底盘26上开设有螺旋孔，螺杆25的一端连接蜗轮，另一端旋进顶出柱的底盘26，蜗杆的一端与蜗轮啮合，另一端套设在电机23的输出轴上。

在本申请中，电池微控制器、电动车微控制器和充电舱微控制器均基于STC15W4K16S4芯片实现，第一北斗定位模组和第二北斗定位模组均基于L70-R型号实现，第一5G通讯模组和第二5G通讯模组均基于RG500Q型号实现，第一蓝牙模组和第二蓝牙模组均基于FSC-BT630型号实现，温湿度探测模组基于AM2302型号实现，纽扣锂电池模组基于ML2032型号实现，锂电池模组基于纽曼C400移动电源实现，电量检测模组采用常规的分压电路和模数转换器。以上模组均采用现有市售模组，因此不详细介绍其电路结构。

当在充电柜柜体中放入共享电池时，本申请公开了一种智能共享电池系统的使用方法，如图8所示，该方法还包括：

步骤1B：充电柜柜体和共享电池进行通讯交互，充电柜柜体发出第三身份识别信号给共享电池。第三身份识别信号包括第三加密数据帧头、第三数据部分和第三加密数据帧尾。

步骤2B：共享电池接收第三身份识别信号并进行格式解析，包括：电池微控制器比对第三加密数据帧头和第三加密数据帧尾是否正确，若正确则确定第三身份识别信号为有效信号。若不正确则确定第三身份识别信号为无效信号。

步骤3B：当确定第三身份识别信号为有效信号时，回传第二应答信号给充电柜柜体。第二应答信号包括第四加密数据帧头、第二数据部分和第四加密数据帧尾，第二数据部分包括电池身份识别码和电池状态。电池状态包括电池充放电周期、电池温湿度、电池剩余电量。当确定第三身份识别信号为无效信号时，主工控电脑进行报警提示，电池推出装置将共享电池推出充电小隔舱。

步骤4B：充电柜柜体接收第二应答信号并进行格式解析，包括：充电舱微控制器比对第四加密数据帧头和第四加密数据帧尾是否正确，若正确则确定第二应答信号为有效信号。若不正确则确定第二应答信号为无效信号。

步骤5B：当充电柜柜体对第二应答信号格式解析确定为有效信号时，对第二应答信号进行内容解析得到电池身份识别码，充电柜柜体获取电池身份识别码并传输至后台系统，在电池身份识别码数据库中进行对比，若对比结果匹配，则确定电池身份识别码为有效身份识别码。若对比结果不匹配，则确定电池身份识别码为无效身份识别码。

当确定第二应答信号为无效信号时，共享电池重新发出第二应答信号，并执行充电柜柜体接收第二应答信号并进行格式解析的步骤，当重复执行步骤超过预定次数后，主工控电脑进行报警提示，电池推出装置将共享电池推出充电小隔舱。

步骤6B：当确定电池身份识别码为有效身份识别码时，充电柜柜体和共享电池接收第二确认信号，充电柜柜体将读取到的电池状态记录在充电舱微控制器，同时充电柜柜体给共享电池进行充电，也即充电舱微控制器和电池微控制器分别控制第三IGBT模组和第一IGBT模组导通，利用充电器模组给电池芯模组充电，并进入步骤7B。可选的，共享电池接收第二确认信号可以通过充电柜柜体将第二确认信号转发至共享电池，也可以通过后台系统直接将第二确认信号转发至共享电池。

当确定电池身份识别码为无效身份识别码时，后台系统发送弹出指令给充电舱微控制器，并通过主工控电脑进行报警提示，电池推出装置将共享电池推出充电小隔舱。

步骤7B：在共享电池充电过程中，充电舱微控制器每隔预定时间发出第四身份识别信号给电池微控制器，第四身份识别信号包括第二查询指令，电池微控制器接收第二查询指令并回传电池充电电量和电池温湿度至充电舱微控制器，并且通过主工控电脑进行展示。若出现通讯中断，则重新执行充电舱微控制器发出第三身份识别信号给电池微控制器的步骤，当重复执行步骤超过预定次数后，主工控电脑进行报警提示，同时电池微控制器和充电舱微控制器分别控制第一IGBT模组和第三IGBT模组断开，电池推出装置将共享电池推出充电小隔舱。若出现电池温湿度异常，则主工控电脑进行报警提示，同时电池微控制器和充电舱微控制器分别控制第一IGBT模组和第三IGBT模组断开，电池推出装置将共享电池推出充电小隔舱。

在本申请中，使用方法还包括将共享电池拿出或放入充电小隔舱的步骤。

将共享电池拿出充电小隔舱的步骤包括：如图15所示，通过主工控电脑22的人机交互界面完成自助租借手续后，主工控电脑接收租借指令并发送查询指令给所有充电舱微控制器。充电舱微控制器回传回应信号至主工控电脑，回应信号包括电池存在信息、存在电池的电池电量和电池充放电周期。主工控电脑选取最优状态的共享电池并给相应的充电舱微控制器发送弹出命令。其中，最优状态的共享电池为电池电量达到100％且电池充放电周期最少的共享电池。充电舱微控制器控制电机驱动模组驱动电池推出装置将共享电池顶出充电小隔舱。具体的，充电舱微控制器接收到弹出命令后，控制电机驱动模组顺时针驱动电机23动作并传递到蜗轮蜗杆结构24，由于底盘26与螺杆25是螺纹配合，从而使螺杆25旋转、顶出底盘26，底盘26上的四个顶出柱27将共享电池顶出充电小隔舱18，完成共享电池的租借手续。

或者，主工控电脑将租借指令转发至后台系统，在后台系统中查询共享电池信息表后，选取最优状态的共享电池并发送弹出指令，相应的充电舱微控制器接收弹出指令并控制电机驱动模组驱动电池推出装置将共享电池顶出充电小隔舱。可选的，相应的充电舱微控制器接收弹出指令可以通过主工控电脑22将弹出指令转发给相应的充电舱微控制器，也可以通过电池微控制器将弹出指令转发给相应的充电舱微控制器。

电池推出装置归位的步骤包括：第二微动开关发出关门信号给充电舱微控制器，充电舱微控制器控制电机驱动模组驱动电池推出装置回归原位。具体包括：在用户取走共享电池后，透明弹簧封盖19的门板关闭时，其铰接位置的微动开关发出关门信号给充电舱微控制器，充电舱微控制器控制电机驱动模组逆时针驱动电机23动作，令电池推出装置回到原来的位置。这样在用户归还共享电池时，只需直接将共享电池放入到空的充电小隔舱18中即可。

本申请通过电池微控制器和充电舱微控制器通讯连接进行第一重身份识别后，再通过后台系统进行第二重身份识别，确认共享电池身份正确后，电池微控制器和充电舱微控制器分别控制第一IGBT模组和第三IGBT模组导通后，利用充电器模组给共享电池提供电能，防止他人将其他电池放入充电柜柜体进行充电，占用资源，利用充电柜柜体给共享电池充电，实现了共享电池模式。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能共享电池系统的使用方法，其特征在于，所述智能共享电池系统包括后台系统、电动车本体、充电柜柜体和共享电池，所述电动车本体和所述充电柜柜体分别连接所述后台系统，所述后台系统包括电池身份识别码数据库，所述电池身份识别码数据库中存储有若干个共享电池和电池身份识别码的对应关系；

当所述共享电池安装入所述电动车本体时，所述方法包括：

所述电动车本体和所述共享电池进行通讯交互，所述电动车本体获取电池身份识别码并传输至所述后台系统，在所述电池身份识别码数据库中进行对比，若对比结果匹配，则确定所述电池身份识别码为有效身份识别码；若对比结果不匹配，则确定所述电池身份识别码为无效身份识别码；

当确定所述电池身份识别码为有效身份识别码时，所述电动车本体和所述共享电池接收第一确认信号后，所述共享电池给所述电动车本体进行供电；

当在所述充电柜柜体中放入所述共享电池时，所述方法还包括：

所述充电柜柜体和所述共享电池进行通讯交互，所述充电柜柜体获取电池身份识别码并传输至所述后台系统，在所述电池身份识别码数据库中进行对比，若对比结果匹配，则确定所述电池身份识别码为有效身份识别码；若对比结果不匹配，则确定所述电池身份识别码为无效身份识别码；

当确定所述电池身份识别码为有效身份识别码时，所述充电柜柜体和所述共享电池接收第二确认信号后，所述充电柜柜体给所述共享电池进行充电。

2.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述电动车本体和所述共享电池进行通讯交互，包括：

所述电动车本体发出第一身份识别信号给所述共享电池；

所述共享电池接收所述第一身份识别信号并进行格式解析，当确定所述第一身份识别信号为有效信号时，回传第一应答信号给所述电动车本体，所述第一应答信号中包括所述电池身份识别码；

所述电动车本体接收所述第一应答信号并进行格式解析；

当所述电动车本体对所述第一应答信号格式解析确定为有效信号时，对所述第一应答信号进行内容解析得到所述电池身份识别码。

3.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述充电柜柜体和所述共享电池进行通讯交互，包括：

所述充电柜柜体发出第三身份识别信号给所述共享电池；

所述共享电池接收所述第三身份识别信号并进行格式解析，当确定所述第三身份识别信号为有效信号时，回传第二应答信号给所述充电柜柜体，所述第二应答信号中包括所述电池身份识别码；

所述充电柜柜体接收所述第二应答信号并进行格式解析；

当所述充电柜柜体对所述第二应答信号格式解析确定为有效信号时，对所述第二应答信号进行内容解析得到所述电池身份识别码。

4.根据权利要求2所述的使用方法，其特征在于，所述共享电池包括电池微控制器，所述电池微控制器的通讯端口作为所述共享电池的电池通讯触点与所述电动车本体的电动车通讯触点相连，所述共享电池还连接所述后台系统；所述电动车本体包括电动车微控制器和与所述电动车微控制器相连的仪表盘管理模组和第二蓝牙模组，所述第二蓝牙模组连接用户终端，所述电动车微控制器的通讯端口作为所述电动车本体的电动车通讯触点与所述共享电池的电池通讯触点相连；

所述第一身份识别信号包括第一加密数据帧头、第一数据部分和第一加密数据帧尾；所述第一应答信号包括第二加密数据帧头、第二数据部分和第二加密数据帧尾，所述第二数据部分包括所述电池身份识别码和电池状态；

所述共享电池接收所述第一身份识别信号并进行格式解析，包括：所述电池微控制器比对所述第一加密数据帧头和所述第一加密数据帧尾是否正确，若正确则确定所述第一身份识别信号为有效信号；若不正确则确定所述第一身份识别信号为无效信号，所述仪表盘管理模组和所述用户终端进行报警提示；

所述电动车本体接收所述第一应答信号并进行格式解析，包括：所述电动车微控制器比对所述第二加密数据帧头和所述第二加密数据帧尾是否正确，若正确则确定所述第一应答信号为有效信号；若不正确则确定所述第一应答信号为无效信号，所述共享电池重新发出第一应答信号，并执行所述电动车本体接收所述第一应答信号并进行格式解析的步骤，当重复执行步骤超过预定次数后，所述仪表盘管理模组和所述用户终端进行报警提示；

当确定所述电池身份识别码为无效身份识别码时，所述仪表盘管理模组和所述用户终端进行报警提示。

5.根据权利要求2所述的使用方法，其特征在于，所述共享电池包括电池微控制器，所述电池微控制器的通讯端口作为所述共享电池的电池通讯触点与所述充电柜柜体的电池舱通讯触点相连，所述共享电池还连接所述后台系统；所述充电柜柜体包括若干个充电小隔舱，每个所述充电小隔舱包括充电舱微控制器，所述充电柜柜体上还设置有与每个所述充电舱微控制器相连的主工控电脑，所述主工控电脑连接所述后台系统，所述充电舱微控制器的通讯端口作为所述充电小隔舱的所述电池舱通讯触点与所述共享电池的所述电池通讯触点相连，每个所述充电小隔舱内还设置有电池推出装置和电机驱动模组，所述电机驱动模组连接所述充电舱微控制器，所述电池推出装置的运动方向沿着朝向所述充电小隔舱开口处的方向，所述电机驱动模组驱动所述电池推出装置动作将所述共享电池推出所述充电小隔舱内，使得所述共享电池上的各个触点与所述充电小隔舱内的各个触点脱离；

所述第三身份识别信号包括第三加密数据帧头、第三数据部分和第三加密数据帧尾；所述第二应答信号包括第四加密数据帧头、第二数据部分和第四加密数据帧尾，所述第二数据部分包括所述电池身份识别码和电池状态；

所述共享电池接收所述第三身份识别信号并进行格式解析，包括：所述电池微控制器比对所述第三加密数据帧头和所述第三加密数据帧尾的加密结果，若正确则确定所述第三身份识别信号为有效信号，若不正确则确定所述第三身份识别信号为无效信号，所述主工控电脑进行报警提示，所述电池推出装置将所述共享电池推出所述充电小隔舱；

所述充电柜柜体接收所述第二应答信号并进行解析，包括：所述充电舱微控制器比对所述第四加密数据帧头和所述第四加密数据帧尾是否正确，若正确则确定所述第二应答信号为有效信号；若不正确则确定所述第二应答信号为无效信号，所述共享电池重新发出第二应答信号，并执行所述充电柜柜体接收所述第二应答信号并进行格式解析的步骤，当重复执行步骤超过预定次数后，所述主工控电脑进行报警提示，所述电池推出装置将所述共享电池推出所述充电小隔舱；

当确定所述电池身份识别码为无效身份识别码时，所述后台系统发送弹出指令给所述充电柜柜体，并通过所述主工控电脑进行报警提示，所述电池推出装置将所述共享电池推出所述充电小隔舱。

6.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述电动车本体上设有用于放置所述共享电池的电池仓，所述电池仓内设有与所述共享电池配对的电动车通讯触点、电动车正极和电动车负极；所述共享电池设有电池通讯触点、电池正极和电池负极，当所述共享电池安装入所述电池仓内时，所述共享电池的电池通讯触点与所述电池仓内的电动车通讯触点对应连接，所述共享电池的电池正极与所述电池仓内的电动车正极对应连接，所述共享电池的电池负极与所述电池仓内的电动车负极对应连接；

所述共享电池包括电池微控制器、电池芯模组、第一IGBT模组和温湿度探测模块，所述电池微控制器分别连接所述第一IGBT模组的门极和所述温湿度探测模块，所述电池微控制器的通讯端口作为所述共享电池的所述电池通讯触点与所述电动车本体的所述电动车通讯触点相连，所述电池芯模组的正极连接所述第一IGBT模组的集电极，所述第一IGBT模组的发射极作为所述共享电池的所述电池正极与所述电动车本体的所述电动车正极相连；

所述电动车本体包括电动车微控制器、第二IGBT模组、电量检测模组、仪表盘管理模组、第二蓝牙模组和电动车电机控制模组，所述电动车微控制器分别连接所述第二IGBT模组的门极、所述电量检测模组、所述仪表盘管理模组和所述第二蓝牙模组，所述电动车微控制器的通讯端口作为所述电动车本体的所述电动车通讯触点与所述共享电池的所述电池通讯触点相连，所述第二IGBT模组的发射极连接所述电动车电机控制模组，所述第二IGBT模组的集电极作为所述电动车本体的所述电动车正极与所述共享电池的所述电池正极相连，所述电量检测模组用于检测所述电池芯模组的电量状态，所述第二蓝牙模组连接用户终端；

所述共享电池给所述电动车本体进行充电，包括：所述电动车微控制器每隔预定时间发出第二身份识别信号给所述电池微控制器，所述第二身份识别信号包括第一查询指令，所述电池微控制器接收所述第一查询指令并回传电池剩余电量和电池温湿度至所述电动车微控制器，并且通过所述仪表盘管理模组和所述用户终端进行展示；若出现通讯中断，则重新执行所述电动车本体发出第一身份识别信号给所述共享电池的步骤，当重复执行步骤超过预定次数后，所述仪表盘管理模组和所述用户终端进行报警提示，同时所述电池微控制器和所述电动车微控制器分别控制所述第一IGBT模组和所述第二IGBT模组断开；若出现电池温湿度异常，则所述仪表盘管理模组和所述用户终端进行报警提示，同时所述电池微控制器和所述电动车微控制器分别控制所述第一IGBT模组和所述第二IGBT模组断开。

7.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述充电柜柜体上设有用于放置所述共享电池的若干个充电小隔舱，每个所述充电小隔舱内设有与所述共享电池配对的电池舱通讯触点、电池舱正极和电池舱负极，所述共享电池设有电池通讯触点、电池正极和电池负极，每个所述共享电池安装入所述充电小隔舱内时，所述共享电池的电池通讯触点与所述充电小隔舱内的电池舱通讯触点对应连接，所述共享电池的电池正极与所述充电小隔舱内的电池舱正极对应连接，所述共享电池的电池负极与所述充电小隔舱内的电池舱负极对应连接；

所述共享电池包括电池微控制器、电池芯模组、第一IGBT模组和温湿度探测模块，所述电池微控制器分别连接所述第一IGBT模组的门极和所述温湿度探测模块，所述电池芯模组的正极连接所述第一IGBT模组的集电极，所述第一IGBT模组的发射极作为所述共享电池的所述电池正极与所述电动车本体的所述电动车正极相连；

每个所述充电小隔舱包括充电舱微控制器、充电器模组和第三IGBT模组，所述充电舱微控制器连接所述第三IGBT模组的门极和所述充电器模组，所述充电器模组用于检测所述电池芯模组的充电电量，所述充电舱微控制器的通讯端口作为所述充电小隔舱的所述电池舱通讯触点与所述共享电池的所述电池通讯触点相连；所述充电器模组的正极连接所述第三IGBT模组的发射极，所述第三IGBT模组的集电极作为所述充电小隔舱的所述电池舱正极与所述共享电池的所述电池正极相连，所述充电柜柜体上设置有与每个所述充电舱微控制器相连的主工控电脑，每个所述充电小隔舱内还设置有电池推出装置和电机驱动模组，所述电机驱动模组连接所述充电舱微控制器，所述电池推出装置的运动方向沿着朝向所述充电小隔舱开口处的方向，所述电机驱动模组驱动所述电池推出装置动作将所述共享电池推出所述充电小隔舱内，使得所述共享电池上的各个触点与所述充电小隔舱内的各个触点脱离；

所述充电柜柜体给所述共享电池进行充电，包括：所述充电舱微控制器每隔预定时间发出第四身份识别信号给所述电池微控制器，所述第四身份识别信号包括第二查询指令，所述电池微控制器接收所述第二查询指令并回传电池充电电量和电池温湿度至所述充电舱微控制器，并且通过所述主工控电脑进行展示；若出现通讯中断，则重新执行所述充电柜柜体发出第三身份识别信号给所述共享电池的步骤，当重复执行步骤超过预定次数后，所述主工控电脑进行报警提示，同时所述电池微控制器和所述充电舱微控制器分别控制所述第一IGBT模组和所述第三IGBT模组断开，所述电池推出装置将所述共享电池推出所述充电小隔舱；若出现电池温湿度异常，则所述主工控电脑进行报警提示，同时所述电池微控制器和所述充电舱微控制器分别控制所述第一IGBT模组和所述第三IGBT模组断开，所述电池推出装置将所述共享电池推出所述充电小隔舱。

8.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述电动车本体上设有用于放置所述共享电池的电池仓，所述电池仓上设置有仓盖和防盗装置，所述电动车本体还包括电动车微控制器和与所述电动车微控制器相连的第二蓝牙模组，所述第二蓝牙模组连接用户终端，所述仓盖的一端与所述电动车本体铰接，铰接处设有第一微动开关，所述第一微动开关连接所述电动车微控制器，所述仓盖的另一端连接所述防盗装置；

所述方法还包括：

所述仓盖智能解锁的步骤包括：所述电动车微控制器启动所述第二蓝牙模组；所述用户终端获取电动车身份码并转发至所述电动车微控制器；所述电动车微控制器将所述电动车身份码发送至所述后台系统；所述后台系统回传解锁码至所述电动车微控制器；所述电动车微控制器控制所述防盗装置动作完成智能解锁；

所述仓盖智能上锁的步骤包括：所述第一微动开关发送触发信号至所述电动车微控制器；所述电动车微控制器控制所述防盗装置动作完成智能上锁。

9.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述充电柜柜体包括若干个充电小隔舱，每个所述充电小隔舱包括所述充电舱微控制器，所述充电柜柜体上还设置有与每个所述充电舱微控制器相连的主工控电脑，每个所述充电小隔舱均配置有透明弹簧封盖，且所述透明弹簧封盖的一端与所述充电柜柜体铰接，铰接处设置有第二微动开关，所述第二微动开关连接所述充电舱微控制器，另一端搭在所述充电柜柜体上作为开舱口，每个所述充电小隔舱内还设置有电池推出装置和电机驱动模组，所述电机驱动模组连接所述充电舱微控制器，所述电池推出装置的运动方向沿着朝向所述充电小隔舱开口处的方向，所述电机驱动模组驱动所述电池推出装置动作将所述共享电池推出所述充电小隔舱内；

所述方法还包括：

将所述共享电池拿出所述充电小隔舱的步骤包括：所述主工控电脑接收租借指令并发送查询指令给所有所述充电舱微控制器；所述充电舱微控制器回传第三应答信号至所述主工控电脑，所述第三应答信号包括电池存在信息、存在电池的电池电量和电池充放电周期；所述主工控电脑选取最优状态的所述共享电池并给相应的所述充电舱微控制器发送弹出命令，所述充电舱微控制器控制所述电机驱动模组驱动所述电池推出装置将所述共享电池顶出所述充电小隔舱；所述最优状态的所述共享电池为所述电池电量达到100％且所述电池充放电周期最少的共享电池；

所述电池推出装置归位的步骤包括：所述第二微动开关发出关门信号给所述充电舱微控制器，所述充电舱微控制器控制所述电机驱动模组驱动所述电池推出装置回归原位。

Images