CN112078420A - 一种电动车的共享换电电池及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动车的共享换电电池及系统,包括控制板;控制板包括:电池管理系统,与电池管理系统连接、以收发信号的通讯模块,与电池管理系统连接、以向电池管理系统和通讯模块供电的供电装置;电池管理系统包括设置在控制板上用于对共享换电电池的状态进行实时监测和管理控制以及与云平台进行通讯控制的控制单元,控制单元分别与通讯模块和供电装置连接,用于通过通讯模块向云平台上传共享换电电池的电池信息以及接收云平台下发的控制指令。该共享换电电池可对电池组的状态及使用情况进行实时监测和管理,同时还可与云平台进行通讯,可实现共享换电电池的信息共享,有效提高了共享电池的监管及有效使用率。
Description
技术领域
本发明涉及共享电动车的技术领域,更具体地说,涉及一种电动车的共享换电电池及控制系统。
背景技术
随着共享经济的发展,共享换电已逐步走入人们的生活中,例如,二轮电动车或者三轮电动车、电动摩托车就可通过共享电池实现共享换电。对于这类换电业务,共享电池一般存储在换电柜中,当共享电池没有电时,可直接将共享电池放入换电柜中,换电柜及时给共享电池充电。当用户需要使用时即可直接从换电柜中取出。
然而,现有的系统中,对共享电池的状态、使用情况等并没有进行实时的管理,系统无法准确获知共享电池的实际情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种电动车的共享换电电池及控制系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种电动车的共享换电电池,包括控制板;所述控制板包括:电池管理系统,与所述电池管理系统连接、以收发信号的通讯模块,与所述电池管理系统连接、以向所述电池管理系统和所述通讯模块供电的供电装置;
所述电池管理系统包括设置在所述控制板上用于对共享换电电池的状态进行实时监测和管理控制以及与云平台进行通讯控制的控制单元,所述控制单元分别与所述通讯模块和所述供电装置连接,用于通过所述通讯模块向云平台上传共享换电电池的电池信息以及接收云平台下发的控制指令。
优选地,所述电池管理系统还包括:
与所述控制单元连接、接收所述控制单元输出的驱动控制信号并对所述驱动控制信号进行模拟处理后输出的前端模拟芯片。
优选地,所述电池管理系统还包括:
与所述前端模拟芯片连接、用于接收所述前端模拟芯片输出的驱动信号并根据所述驱动信号进行驱动的驱动电路;
与所述前端模拟芯片和电池组连接、用于采集所述电池组的电压并对所述电池组进行均衡处理的均衡电路。
优选地,所述电池管理系统还包括:
与所述控制单元连接、用于对电池组的电流进行采集以输出电流采样信号的电流采集单元;
与所述控制单元连接、用于对所述电池组的温度进行采集以输出温度采样信号的温度采集单元。
优选地,所述电池管理系统还包括:
与所述控制单元连接、用于对所述电池组进行定位并产生定位信息的位置检测模块。
优选地,所述电池管理系统还包括:
与所述驱动电路连接、对电池组进行充放电控制的充放电控制电路。
优选地,所述电池管理系统还包括:
与所述充放电控制电路连接、在电池组的电流超过预设值时开启并进行限流的放电限流模块。
优选地,所述通讯模块包括:2G模块、3G模块、4G模块、5G模块、NB-IOT、蓝牙模块中的任意一种或者多种。
优选地,所述通讯模块还包括:
与所述控制单元连接、用于检测电池组状态的状态检测模块;
所述电池管理系统还包括:与所述控制单元连接、用于存储电池组的电池信息的存储模块;
与所述控制单元连接、用于供共享换电电池与外部设备通讯的通讯接口。
本发明还提供一种电动车的共享换电电池控制系统,包括共享换电电池以及云平台;
所述共享换电电池包括:包括控制板;所述控制板包括:电池管理系统,与所述电池管理系统连接、以收发信号的通讯模块,与所述电池管理系统连接、以向所述电池管理系统和所述通讯模块供电的供电装置;
所述电池管理系统包括设置在所述控制板上用于对共享换电电池的状态进行实时监测和管理控制以及与云平台进行通讯控制的控制单元,所述控制单元分别与所述通讯模块和所述供电装置连接,用于通过所述通讯模块向云平台上传共享换电电池的电池信息以及接收云平台下发的控制指令。
实施本发明的电动车的共享换电电池,具有以下有益效果:包括控制板;控制板包括:电池管理系统,与电池管理系统连接、以收发信号的通讯模块,与电池管理系统连接、以向电池管理系统和通讯模块供电的供电装置;电池管理系统包括设置在控制板上用于对共享换电电池的状态进行实时监测和管理控制以及与云平台进行通讯控制的控制单元,控制单元分别与通讯模块和供电装置连接,用于通过通讯模块向云平台上传共享换电电池的电池信息以及接收云平台下发的控制指令。该共享换电电池可对电池组的状态及使用情况进行实时监测和管理,同时还可与云平台进行通讯,可实现共享换电电池的信息共享,有效提高了共享电池的监管及有效使用率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明实施例提供的电动车的共享换电电池的原理框图;
图2是本发明实施例提供的电动车的共享换电电池控制系统的原理框图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参考图1,图1为本发明提供各实施例一可选实施例的原理图。
如图1所示,该电动车的共享换电电池可包括控制板10。该控制板10可内置于共享换电电池中。可选的,该控制板10可以为PCB板。
在一些实施例中,该控制板10包括:电池管理系统(BMS),与电池管理系统连接、以收发信号的通讯模块11,与电池管理系统连接、以向电池管理系统和通讯模块11供电的供电装置12。其中,该电池管理系统包括设置在控制板10上用于对共享换电电池的状态进行实时监测和管理控制以及与云平台进行通讯控制的控制单元13,控制单元13分别与通讯模块11和供电装置12连接,用于通过通讯模块11向云平台上传共享换电电池的电池信息以及接收云平台下发的控制指令。具体的,该电池管理系统可以对共享换电电池中的每个电池的电压、电流、电池温度、环境温度、功率器件温度以及电池的使用状态进行实时监测和管理控制,同时还可以将每个电池的电压、电流、电池温度、环境温度、功率器件温度以及电池的使用状态等信息传送给云平台。该电池管理系统还可以接收云平台下发的控制指令,并根据云平台下发的控制指令执行相应的动作。例如,包括但不限于开启电池、中断电池使用、给电池进行自检等。
进一步地,在一些实施例中,该电池管理系统还包括:与控制单元13连接、接收控制单元13输出的驱动控制信号并对驱动控制信号进行模拟处理后输出的前端模拟芯片14。
进一步地,在一些实施例中,该电池管理系统还包括:与前端模拟芯片14连接、用于接收前端模拟芯片14输出的驱动信号并根据驱动信号进行驱动的驱动电路15。其中,该驱动电路15可为MOS驱动电路15。具体的,该MOS驱动电路15可包括驱动MOS管。
进一步地,在一些实施例中,该电池管理系统还包括:与前端模拟芯片14和电池组100连接、用于采集电池组100的电压并对电池组100进行均衡处理的均衡电路16。本发明实施例中,该均衡电路16可为常用的电池均衡电路16,本发明不做具体限定和要求。
进一步地,在一些实施例中,该电池管理系统还包括:与控制单元13连接、用于对电池组100的电流进行采集以输出电流采样信号的电流采集单元17。通过该电流采集单元17,可实现对电池组100中的电流进行实时采集,并将所采集到的电流采样信号发送至控制单元13,以实现对电池组100的每个电池的电流进行实时监测。
进一步地,在一些实施例中,该电池管理系统还包括:与控制单元13连接、用于对电池组100的温度进行采集以输出温度采样信号的温度采集单元18。其中,对电池组100的温度进行采集包括对电池组100的电池温度进行采集、对电池组100的环境温度进行采集,所输出的温度采样信号包括电池温度采样信号、环境温度采样信号。进一步地,该温度采集单元18还用于对控制板10上的功率器件的温度进行实时采集,并传送给控制单元13,以实现对功率器件的温度的监控。
进一步地,在一些实施例中,该电池管理系统还包括:与控制单元13连接、用于对电池组100进行定位并产生定位信息的位置检测模块19。可选的,该位置检测模块19包括但不限于GPS定位模块、北斗定位模块等。进一步地,该位置检测模块19可以独立地设置在控制板10上,也可以内置于通讯模块11中。
进一步地,在一些实施例中,该电池管理系统还包括:与驱动电路15连接、对电池组100进行充放电控制的充放电控制电路20。具体的,如图1所示,该充放电控制电路20包括:充电MOS管、放电MOS管、以及分流电路。其中,充电MOS管的栅极连接驱动电路15,充电MOS管的漏极连接放电MOS管的源极,充电MOS管的源极接负端;放电MOS管的漏极连接分流电路的第二端,放电MOS管的栅极连接驱动电路15;分流电路的第一端连接电池组100的负端。
进一步地,在一些实施例中,该电池管理系统还包括:与充放电控制电路20连接、在电池组100的电流超过预设值时开启并进行限流的放电限流模块21。具体的,该放电限流模块21的第一端连接分流电路的第二端,该放电限流模块21的第二端连接放电MOS管的源极,该放电限流模块21的第三端连接控制单元13。如图1所示,该放电限流模块21与放电MSO管并联。在共享换电电池放入电动车内并电动车处于上坡状态时,控制单元13监测电池放电电流,若电池放电电流超过预设值,控制单元13控制放电限流模块21开启,以防止电池管理系统因放电过流保护而关断输出,避免电动车瞬间断电导致向后溜车发生人身安全事故。
在一些实施例中,该通讯模块11包括:2G模块、3G模块、4G模块、5G模块、NB-IOT、蓝牙模块中的任意一种或者多种。或者,在一些实施例中,该通讯模块11可包括2G模块、3G模块、4G模块、5G模块中的任意一种或者多种,以及还可包括蓝牙模块。具体的,通过2G模块、3G模块、4G模块、5G模块可以实现共享换电电池与云平台的智能通讯。通过蓝牙模块可实现共享换电电池与换电柜、充电器或者APP无线通讯。具体的,蓝牙模块一端通过UART与控制板10相连通讯,另一端通过蓝牙与换电柜、充电器或者APP实现无线通讯。进一步地,该通讯模块11还可将电池组100的位置信息上传至云平台,供云平台生成运动轨迹,还可计算出电池组100整个生命周期中的行驶里程。
进一步地,在一些实施例中,该通讯模块11还包括:与控制单元13连接、用于检测电池组100状态的状态检测模块。可选的,该状态检测模块可以为陀螺仪。通过在通讯模块11中设置陀螺仪,可以辅助判断电池状态及判断电池是否发生跌落等。
进一步地,在一些实施例中,该电池管理系统还包括:与控制单元13连接、用于存储电池组100的电池信息的存储模块22;以及与控制单元13连接、用于供共享换电电池与外部设备通讯的通讯接口23。可选的,该通讯接口23可以为RS485通讯接口23。通过该RS485通讯接口23可与换电柜或者充电器通讯。
如图2所示,本发明还提供了一种电动车的共享换电电池控制系统,该控制系统包括共享换电电池以及云平台。其中,该共享换电电池为本发明实施例公开的电动车的共享换电电池。
具体的,该共享换电电池包括:包括控制板10;控制板10包括:电池管理系统,与电池管理系统连接、以收发信号的通讯模块11,与电池管理系统连接、以向电池管理系统和通讯模块11供电的供电装置12。
该电池管理系统包括设置在控制板10上用于对共享换电电池的状态进行实时监测和管理控制以及与云平台进行通讯控制的控制单元13,控制单元13分别与通讯模块11和供电装置12连接,用于通过通讯模块11向云平台上传共享换电电池的电池信息以及接收云平台下发的控制指令。
本发明的共享换电电池即可对电池组100的状态及使用情况进行实时监测和管理,同时还可与云平台进行通讯,可实现共享换电电池的信息共享,有效提高了共享电池的监管及有效使用率。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施,并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰,均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种电动车的共享换电电池,其特征在于,包括控制板;所述控制板包括:电池管理系统,与所述电池管理系统连接、以收发信号的通讯模块,与所述电池管理系统连接、以向所述电池管理系统和所述通讯模块供电的供电装置;
所述电池管理系统包括设置在所述控制板上用于对共享换电电池的状态进行实时监测和管理控制以及与云平台进行通讯控制的控制单元,所述控制单元分别与所述通讯模块和所述供电装置连接,用于通过所述通讯模块向云平台上传共享换电电池的电池信息以及接收云平台下发的控制指令。
2.根据权利要求1所述的电动车的共享换电电池,其特征在于,所述电池管理系统还包括:
与所述控制单元连接、接收所述控制单元输出的驱动控制信号并对所述驱动控制信号进行模拟处理后输出的前端模拟芯片。
3.根据权利要求2所述的电动车的共享换电电池,其特征在于,所述电池管理系统还包括:
与所述前端模拟芯片连接、用于接收所述前端模拟芯片输出的驱动信号并根据所述驱动信号进行驱动的驱动电路;
与所述前端模拟芯片和电池组连接、用于采集所述电池组的电压并对所述电池组进行均衡处理的均衡电路。
4.根据权利要求1所述的电动车的共享换电电池,其特征在于,所述电池管理系统还包括:
与所述控制单元连接、用于对电池组的电流进行采集以输出电流采样信号的电流采集单元;
与所述控制单元连接、用于对所述电池组的温度进行采集以输出温度采样信号的温度采集单元。
5.根据权利要求1所述的电动车的共享换电电池,其特征在于,所述电池管理系统还包括:
与所述控制单元连接、用于对所述电池组进行定位并产生定位信息的位置检测模块。
6.根据权利要求2所述的电动车的共享换电电池,其特征在于,所述电池管理系统还包括:
与所述驱动电路连接、对电池组进行充放电控制的充放电控制电路。
7.根据权利要求6所述的电动车的共享换电电池,其特征在于,所述电池管理系统还包括:
与所述充放电控制电路连接、在电池组的电流超过预设值时开启并进行限流的放电限流模块。
8.根据权利要求1所述的电动车的共享换电电池,其特征在于,所述通讯模块包括:2G模块、3G模块、4G模块、5G模块、NB-IOT、蓝牙模块中的任意一种或者多种。
9.根据权利要求1所述的电动车的共享换电电池,其特征在于,所述通讯模块还包括:
与所述控制单元连接、用于检测电池组状态的状态检测模块;
所述电池管理系统还包括:与所述控制单元连接、用于存储电池组的电池信息的存储模块;
与所述控制单元连接、用于供共享换电电池与外部设备通讯的通讯接口。
10.一种电动车的共享换电电池控制系统,其特征在于,包括共享换电电池以及云平台;
所述共享换电电池包括:包括控制板;所述控制板包括:电池管理系统,与所述电池管理系统连接、以收发信号的通讯模块,与所述电池管理系统连接、以向所述电池管理系统和所述通讯模块供电的供电装置;
所述电池管理系统包括设置在所述控制板上用于对共享换电电池的状态进行实时监测和管理控制以及与云平台进行通讯控制的控制单元,所述控制单元分别与所述通讯模块和所述供电装置连接,用于通过所述通讯模块向云平台上传共享换电电池的电池信息以及接收云平台下发的控制指令。
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