CN113939425A - 通过使用无线通信方案的可更换电池组启动电动踏板车的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种启动电动踏板车的方法，其通过除去始终将电力提供到启动电动踏板车的ECU的辅助电池，当可更换电池组被驱动时将电力提供到ECU，提供使用无线通信类型的可更换电池组，并且使用从智能装置接收的无线通信信号作为可更换电池组的驱动信号。

Description

通过使用无线通信方案的可更换电池组启动电动踏板车的 方法
技术领域
本发明涉及一种使用无线通信类型的可更换电池组启动电动踏板车的方法和装置，更具体地，涉及一种通过在可更换电池组中提供近场通信(NFC)模块，无线地驱动电池组，并且直接从电池组提供电力到电动踏板车的电子控制单元(ECU)，在没有辅助电池情况下启动电动踏板车的方法和装置。
背景技术
在常规踏板车的情况下，使用诸如汽油和柴油之类的石油燃料，但最近，出现了电力驱动的电动踏板车。电动踏板车是指没有使用石油燃料和发动机，而是使用电池和电动机的踏板车。
这种电动踏板车必须使用智能钥匙或移动电话进行通信认证，以将驱动主电池连接到驱动单元并打开发动机(连接电源)。为此，需要始终将电力提供到与智能装置执行通信认证的电子控制单元(ECU)的辅助电池。
然而，如果电动踏板车长时间未使用，则电动踏板车的辅助电池会自放电，并且在这种情况下，应当理解，辅助电池不能始终将电力提供到ECU，并且电动踏板车无法启动，因此只有通过连接外部电源以打开点火开关或通过电源和辅助电池之间的连接给辅助电池充电，才能启动电动踏板车。
(专利文献0001)KR 2017-0142499 A
发明内容
技术问题
为了解决这个问题，本发明提供一种即使长时间不使用电动踏板车也能启动发动机的方法，其去除电动踏板车的辅助电池并在可更换电池组上形成无线通信(NFC或蓝牙)模块，通过可更换电池组的NFC模块和智能装置之间的直接通信认证来驱动可更换电池组，并且可更换电池组直接将电力提供到电动踏板车的ECU以启动电动踏板车。
技术方案
根据本发明的实施方式，一种使用无线通信类型的可更换电池组启动电动踏板车的方法，包括：在电动踏板车的可更换电池组中提供NFC模块，其中NFC模块接收来自智能装置的无线通信信号；使用接收的无线通信信号作为可更换电池组的驱动信号；当可更换电池组被驱动时，将电力提供到NFC模块，以在NFC模块和智能装置之间执行无线通信认证；当无线通信认证完成时，通过可更换电池组将电力提供到ECU；和使用所提供的电力通过ECU启动电动踏板车。
此外，使用接收的无线通信信号作为可更换电池组的驱动信号包括：使用从智能装置接收的无线通信信号产生可更换电池组的驱动信号；和使用产生的驱动信号驱动可更换电池组的BMS。
此外，在NFC模块和智能装置之间执行无线通信认证包括：将存储在智能装置中的唯一识别号与存储在电动踏板车的NFC模块中的唯一识别号进行比较；和在唯一识别号的比较中，当智能装置和电动踏板车的唯一识别号相同时，通过NFC模块产生启动待机信号。
此外，所述方法进一步包括：将产生的启动待机信号发送到电池组的BMS；和打开ECU电源开关，通过BMS将电力提供到ECU。
根据本发明的实施方式，提供一种无线通信类型的可更换电池组，用于将电力提供到电动踏板车，其中可更换电池组包括NFC模块，NFC模块被配置为从智能装置接收无线通信信号，并将驱动信号施加于可更换电池组，以在可更换电池组被驱动时，通过从可更换电池组接收电力来执行无线通信认证，其中NFC模块包括：接触模块，被配置为通过使智能装置接近以接收来自智能装置的无线通信信号，并将接收的信号产生为可更换电池组的驱动信号；和认证模块，被配置为使用从智能装置接收的无线通信信号来认证可更换电池组。
此外，接触模块包括：能量收集单元，被配置为使用能量收集技术将从智能装置接收的无线通信信号产生为可更换电池组的驱动信号；信号转换单元，被配置为将产生的可更换电池组的驱动信号转换为DC信号；和信号发送单元，被配置为将转换的DC信号发送到可更换电池组。
此外，可更换电池组进一步包括BMS，用于将电力提供到电动踏板车的驱动单元以操作电动踏板车，或控制可更换电池组的充电或放电。
此外，由信号转换单元转换的DC信号激活可更换电池组的BMS。
此外，根据本发明的实施方法，一种装置包括可更换电池组作为电源。
此外，所述装置是选自由电动自行车、电动脚踏车、电动踏板、电动车辆、混合动力电动车辆和插电式混合动力电动车辆组成的组中的任何一种。
有益效果
根据本发明，通过在可更换电池组中使用无线通信技术，可以使用可更换电池组的驱动信号，即使没有始终将电力提供给启动电动踏板车的ECU，也能启动电动踏板车，并且即使长时间不使用电动踏板车，电动踏板车也不会放电。
另外，通过直接从可更换电池组提供必要的电力，可以除去电动踏板车的辅助电池，由此减小电动踏板车的重量，提高燃料效率，降低制造成本。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的具有可更换电池组的电动滑板车的框图。
图2是根据本发明的实施方式的可更换电池组的详细视图。
图3是根据本发明的实施方式的在可更换电池组中设置的NFC模块的详细视图。
图4是根据本发明的实施方式的NFC的接触模块的详细图。
图5是根据本发明的实施方式的使用无线通信类型的可更换电池组的电动踏板车的启动方法的框图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。然而，本发明不限于以下公开的实施方式，而是将以各种不同的形式实施，并且提供这些实施方式以完成本发明的公开内容，并在本发明的范围内完全告知本领域技术人员。
1.1.具有无线通信类型的可更换电池组的电动踏板车
参考图1，根据本发明的实施方式的使用无线通信类型的可更换电池组的电动踏板车1可包括：电子控制单元(ECU)10，用于启动电动踏板车1并控制电动踏板车1的操作；电池组20，用于将电力提供到启动电动踏板车1的ECU 10，并通过ECU 10的操作命令将电力提供到驱动单元(未示出)或切断提供到驱动单元(未示出)的电力；智能装置30，用于使用电池组20的无线通信单元(NFC模块)100和无线通信技术执行相互认证以驱动电池组20；和DC-DC转换器40，用于将电池组20提供的高电力转换为低电力并将低电力提供给ECU 10。
1)ECU 10
根据本发明的实施方式的电动踏板车1可包括ECU 10，ECU 10启动电动踏板车1并控制电动踏板车1的驱动单元(未示出)。当智能装置10和电池组20之间的无线通信认证完成时，ECU 10接收来自电池组20的电力并启动电动踏板车1。详细地，当无线通信认证完成时，在稍后描述的NFC模块100中产生启动待机信号，并且启动待机信号被发送到电池组20，当电池组20接收到启动待机信号时，ECU 10将恒定电力提供到ECU 10，使得ECU 10切换到启动待机模式。同时，ECU 10可进一步包括NFC终端(未示出)。NFC终端(未示出)在启动电动踏板车1之后，使用设置在电池组20中的NFC模块100和无线通信技术执行相互认证。具体地，确定电池组20的唯一识别号是否匹配存储在ECU 10中的电动踏板车1的唯一识别号，并且执行相互认证。为此，可在NFC终端(未示出)中存储和使用电池组20的唯一识别号。
同时，当ECU 10和电池组20之间的相互认证完成时，NFC终端(未示出)可使用无线通信技术将驱动电动踏板车1的信号发送到电池组20的NFC模块100。另外，从电池组20的NFC模块100接收的电池组20的状态信息，例如，剩余电池容量、电池充电速度等可显示在ECU 10的显示单元(未示出)上。
另一方面，当在ECU 10和电池组20之间完成相互认证时，ECU 10可将驱动电动踏板车1的信号发送到电池组20的NFC模块100。所接收的信号被发送到BMS 200，以控制连接在电池组20和驱动单元(未示出)之间的驱动开关(未示出)的打开和/或关闭，使得所接收的信号通过供应和/或切断电力至驱动单元(未示出)来控制电动踏板车1的操作。
2)电池组20
根据本发明的实施方式的电池组20存储并提供电能。电池组20可包括能够充电和放电的多个电池单元(未示出)。另外，在电池组20中，预定数量的电池单元(未示出)可形成电池模块。也就是说，电池组20可包括至少一个电池模块，并且电池模块可包括多个电池单元(未示出)。这里，电池单元(未示出)的类型没有特别限制，并且可包括例如锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。
同时，电池组20可包括：无线通信模块(NFC模块)100，通过无线通信技术执行与智能装置30的无线通信认证，通过无线通信技术执行与ECU 10的相互认证，并当相互认证完成时发送和接收控制电动踏板车1的操作的信号；和BMS 200，使用从智能装置30接收的无线通信信号驱动，并控制电动踏板车1的驱动单元(未示出)。
(1)NFC模块100
参考图2，根据本发明的实施方式的电池组20可以包括用于与智能装置30和/或ECU 10无线通信和相互认证的NFC模块100。
具体地，NFC模块100使用无线通信技术与智能装置30无线通信，并使用经由无线通信接收的信号执行无线通信认证。另外，使用无线通信技术与设置在ECU 10中的NFC终端(未示出)执行无线通信，并且使用经由无线通信接收的信号来执行与ECU 10的相互认证。
首先，将描述与智能装置30进行无线通信的无线通信认证的配置。
NFC模块100可包括：接触模块120，在智能装置30接近NFC模块100时接收来自智能装置30的无线通信信号，并使用能量收集技术将接收的无线通信信号转换为电信号；和认证模块140，使用所接收的智能装置30的无线通信信号进行相互认证。
同时，接触模块120可包括：能量收集单元122，当智能装置30接近NFC模块100时，接收来自智能装置30的无线通信信号，并使用无线通信信号的能量收集技术来产生电信号；信号转换单元124，将所产生的电信号转换为DC信号；和信号发送单元126，将转换的DC信号发送到电池组20。
同时，能量收集单元122接收来自智能装置30的无线通信信号，并产生电池组20的驱动信号。能量收集单元122使用能量收集技术产生电池组20的驱动信号。能量收集技术通常是指从周围环境获取能量的方法。在本发明中，使用设置在智能装置30中的NFC(未示出)的无线通信信号作为能量源的方法。然而，本发明不限于此，射频(RF)或蓝牙无线通信信号可以用作能量源。
同时，信号转换单元124将能量收集单元122产生的电池组20的驱动信号转换为DC信号。为此，信号转换单元124可以包括整流器(未示出)。电池组20的驱动信号可以是具有正上限值和负下限值的AC信号，并且整流器(未示出)将AC信号转换为DC信号。
同时，信号发送单元126将信号转换单元124转换的电池组20的驱动信号发送到稍后描述的BMS 200。所发送的电池组20的驱动信号驱动稍后描述的BMS 200。
同时，认证模块140使用从接触模块120接收的无线通信信号执行无线通信认证。具体地，通过检查智能装置30的唯一识别号是否匹配电池组20的唯一识别号来执行无线通信认证。为此，可进一步包括用于注册和存储分配给智能装置30的唯一识别号和分配给电动踏板车1的电池组20的唯一识别号的认证管理服务器(未示出)。通过认证管理服务器(未示出)，可以注册、存储和使用电池组20的唯一识别号和智能装置30的唯一识别号，并且智能装置30使用无线通信技术将存储在认证管理服务器(未示出)中的唯一识别号发送到电池组20的NFC模块100。因此，认证模块140基于NFC模块100接收的唯一识别号是否匹配电池组20的唯一识别号来执行无线通信认证。为此，认证模块140可存储并使用电池组20的唯一识别号。
同时，NFC模块100与ECU 10执行相互认证以驱动电动踏板车1。具体地，当电池组20和智能装置30之间的无线通信认证完成时，ECU 10通过从电池组20接收电力而被激活，并且激活的ECU 10的NFC终端(未示出)使用无线通信技术执行与电池组20的NFC模块100的相互认证。
根据本发明的可更换电池组20当安装在踏板车1上时，在充电和/或放电之后不被使用，而是被拆卸且被单独的充电装置充电，并且由于电池组20的唯一识别号是不同的，为了使用更换的电池组20，需要与电动踏板车1的ECU 10进行相互认证。通过电池组20的NFC模块100的认证模块140执行相互认证。具体地，NFC模块100使用无线通信技术接收来自ECU10的NFC终端(未示出)的存储在ECU 10中的电动踏板车1的唯一识别号，并基于所接收的电动踏板车1的唯一识别号是否匹配电池组20的唯一识别号来执行相互认证。为此，电动踏板车1的唯一识别号和电池组20的唯一识别号可注册并存储在ECU 10中并使用。
另外，可在电池组20的NFC模块100的认证模块140中存储和使用电池组20的唯一识别号。因此，通过ECU 10和电池组20之间的相互认证，可防止电动踏板车1被盗窃或可防止电池组20本身被盗窃。
(2)BMS 200
根据本发明的实施方式的电池组20可包括控制电池组20的BMS 200。
BMS 200通过接收由NFC模块100使用能量收集技术产生的电池组20的驱动信号而被激活。具体地，NFC模块100接收来自智能装置30的无线通信信号，并使用能量收集技术产生电池组20的驱动信号。所产生的电池组20的驱动信号作为触发信号激活BMS 200。
同时，激活的BMS 200将来自电池组20的电力提供到NFC模块100，用于智能装置30和电池组20之间的无线通信认证。具体地，激活的BMS 200将来自电池组20的电力提供给NFC模块100的认证模块140，以执行智能装置30和电池组20之间的无线通信认证。
另外，当智能装置30和电池组20之间的无线通信认证完成时，BMS 200通过控制连接电池组20和ECU 10的ECU电源开关50打开，将电力不断地提供到ECU 10。
具体地，当智能装置30和电池组20之间的无线通信认证完成时，NFC模块100产生启动待机信号并将产生的启动待机信号发送到BMS 200。接收到启动待机信号的BMS 200控制连接在ECU 10和电池组20之间的ECU电源开关50打开，并将电力不断地提供到ECU 10以激活ECU 10。
同时，BMS 200控制电池单元(未示出)的充电和/或放电，并通过接收来自ECU 10的用于控制电动踏板车1的驱动单元(未示出)的信号来控制电动踏板车1。例如，在ECU 10启动电动踏板车1之后，当ECU 10和电池组20的NFC模块100的相互认证完成时，从ECU 10接收用于驱动所述驱动单元(未示出)的命令，并且电力被提供到驱动单元(未示出)或切断电力，以控制电动踏板车1的操作。
BMS 200可以使用各种已知技术来控制电池组20。
3)智能装置30
根据本发明的实施方式的智能装置30接近电池组30的NFC模块100并发送无线通信信号。
为此，智能装置30可设置有无线通信模块(未示出)，所述无线通信模块向电池组30的NFC模块100发送无线通信信号。
另外，智能装置30可安装有应用程序(未示出)，所述应用程序检查电动踏板车的电池组20的状态。具体地，当智能装置30的无线通信模块(未示出)接收来自电池组20的NFC模块100的关于电池组20的信息并执行应用程序(未示出)时，电池组20的信息(例如，电池剩余量、电池充电状态、电池充电率、能量收集效率等)可以在智能装置30上直观地显示。
同时，用于与电池组20无线通信认证的唯一识别号可存储在智能装置30中。唯一识别号包括在从智能装置30发送到电池组20的无线通信信号中并用于与电池组20进行无线通信认证。
在无线通信认证中，使用各种已知技术在NFC模块100的认证模块140中执行通信认证。
4)DC-DC转换器40
根据本发明的实施方式的电动踏板车1可进一步包括DC-DC转换器40，用于将电池组20提供给ECU 10的高电力转换为低电力。
当电池组20和智能装置30之间的无线通信认证完成时，BMS 200将电力不断提供到ECU 10。具体地，BMS 200通过控制连接在ECU 10和电池组20之间的ECU电源开关50打开，将电力不断地提供到ECU 10。在这种情况下，从电池组20供应的电力可以是具有高值的电力以作为供应到操作电动踏板车1的驱动单元(未示出)的电力。因此，当具有高值的电力原样提供到ECU 10时，ECU 10可能发生故障。
因此，DC-DC转换器40将电池组20提供的具有高值的电力转换为具有低值的电力，以将低电力提供到ECU 10。
DC-DC转换器40使用各种已知方法将高电力转换为低电力，并将低电力提供到ECU10。
5)ECU电源开关50
根据本发明的实施方式的电动踏板车1可进一步包括ECU电源开关50，当电池组20和智能装置30之间的无线通信认证完成时，将来自电池组20的电力提供给ECU 10。
具体地，当完成无线通信认证时，ECU电源开关50在认证模块140中产生启动待机信号，并将启动待机信号发送到BMS 200，接收到启动待机信号的BMS 200可通过控制ECU电源开关50打开，将来自电池组20的电力提供到ECU 10。
为此，ECU电源开关50可连接在ECU 10和电池组20之间。
2.根据本发明的实施方式的使用无线通信类型的可更换电池组启动电动踏板车的方法
图5是示出根据本发明的实施方式的使用无线通信信号启动电动踏板车的方法的流程图。
在下文中，将参考图5描述根据本发明的实施方式的使用无线通信信号启动电动踏板车的方法。
根据本发明的实施方式的使用无线通信信号启动电动踏板车的方法可包括：智能装置10接近电池组20(S100)；接收来自智能装置10的无线通信信号(S102)；使用所接收的信号产生电池组20的驱动信号(S104)；将产生的驱动信号发送到电池组20(200)；使用发送的驱动信号驱动电池组20(S200)；使用驱动信号驱动的电池组20将电力提供到NFC模块100(S204)；NFC模块100使用所提供的电力执行与智能装置30的相互认证(S110)；在执行相互认证中当智能装置30和电动踏板车1的唯一识别号相互匹配时，产生启动待机信号(S110)；将产生的启动待机信号发送到电池组20(S114)；和接收到启动待机信号的电池组20将电力提供到ECU 10(S206)。在下文中，将详细描述每个步骤。
(1)智能装置接触步骤S100
具体地，智能装置10接近电池组20(S100)是通过智能装置10的无线通信模块(未示出)将无线通信信号发送到电池组20的步骤。在根据本发明的无线通信技术中，由于在电池组20中设置了用于在合适的距离内接收和传送无线通信信号的NFC模块100，所以智能装置10应在合适的距离内接近电池组20。为此，在用户远离时，可防止电动踏板车1的电池组20由于智能装置30故障而发生故障。
(2)无线通信信号接收步骤S102
另一方面，接收来自智能装置10的无线通信信号(S102)是通过电池组20的NFC模块100接收从智能装置10发送的无线通信信号的步骤。接收的无线通信信号用作使用能量收集技术驱动电池组20的BMS 200的电源。
(3)BMS 200驱动信号产生步骤S104
同时，产生BMS 200的驱动信号(S104)是使用能量收集技术将从智能装置30接收的无线通信信号产生为驱动BMS 200的信号的步骤。这是在NFC模块100的接触模块120中产生的。
(4)BMS 200驱动信号发送步骤S106
同时，NFC模块100的信号转换单元124将所产生的电池组20的驱动信号转换为DC信号，并且NFC模块100的信号发送单元126将DC信号发送到BMS 200(S106)。
(5)BMS 200驱动步骤S200
同时，当从信号发送单元126接收到驱动信号时，BMS 200被驱动(S200)。具体地，当接收到驱动信号时，通过触发操作激活BMS 200。
(6)认证模块140激活步骤S202
另一方面，当BMS 200被驱动时，BMS 200将电池组20的电力提供到NFC模块100。具体地，BMS 200将电力提供到NFC模块100的认证模块140以激活认证模块140(S202)。在认证模块140被激活之后，认证模块140使用由NFC模块100从智能装置30接收的无线通信信号执行稍后描述的无线通信认证。
(7)无线通信认证步骤S110
同时，NFC模块100接收来自电池组20的电力，并使用从智能装置30接收的无线通信信号执行无线通信认证(S108)。无线通信认证步骤S108确定从智能装置30接收的无线通信信号中包括的智能装置的唯一识别号是否匹配存储在电池组20中的踏板车的唯一识别号。无线通信认证步骤S100由NFC模块100的认证模块140执行。
(8)启动待机信号产生步骤S112
另一方面，在无线通信认证步骤S108中，当智能装置的唯一识别号和踏板车的唯一识别号匹配时，认证模块140产生电池组20的启动待机信号，以将电力提供到ECU 10(S110)。
(9)启动待机信号发送步骤S114
同时，在启动待机信号产生步骤S110中产生的启动待机信号被发送到BMS 200(S112)。
(10)启动待机步骤S206
同时，当BMS 200接收到在启动待机信号发送步骤S112中发送的启动待机信号时，BMS 200将电力提供到ECU 10以启动电动踏板车1。具体地，接收到启动待机信号的BMS 200控制连接在ECU 10和电池组20之间的ECU电源开关50打开，并且始终将电力提供到ECU 10。因此，ECU 10在启动待机步骤S206中被激活，并且当用户按下电源开关时，可以启动电动踏板车1。

Claims (10)

1.一种使用无线通信类型的可更换电池组启动电动踏板车的方法，所述方法包括：
在电动踏板车的可更换电池组中提供NFC模块，其中NFC模块接收来自智能装置的无线通信信号；
使用接收的无线通信信号作为可更换电池组的驱动信号；
当可更换电池组被驱动时，将电力提供到NFC模块，以在NFC模块和智能装置之间执行无线通信认证；
当无线通信认证完成时，通过可更换电池组将电力提供到ECU；和
使用所提供的电力通过ECU启动电动踏板车。
2.根据权利要求1所述的方法，其中使用接收的无线通信信号作为可更换电池组的驱动信号包括：
使用从智能装置接收的无线通信信号产生可更换电池组的驱动信号；和
使用产生的驱动信号驱动可更换电池组的BMS。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在NFC模块和智能装置之间执行无线通信认证包括：
将存储在智能装置中的唯一识别号与存储在电动踏板车的NFC模块中的唯一识别号进行比较；和
在唯一识别号的比较中，当智能装置和电动踏板车的唯一识别号相同时，通过NFC模块产生启动待机信号。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括：
将产生的启动待机信号发送到电池组的BMS；和
打开ECU电源开关，通过BMS将电力提供到ECU。
5.一种无线通信类型的可更换电池组，用于将电力提供到电动踏板车，
其中可更换电池组包括NFC模块，NFC模块被配置为从智能装置接收无线通信信号，并将驱动信号施加于可更换电池组，以在可更换电池组被驱动时，通过从可更换电池组接收电力来执行无线通信认证，
其中NFC模块包括：
接触模块，被配置为通过使智能装置接近以接收来自智能装置的无线通信信号，并将接收的信号产生为可更换电池组的驱动信号；和
认证模块，被配置为使用从智能装置接收的无线通信信号来认证可更换电池组。
6.如权利要求5所述的无线通信类型的可更换电池组，其中接触模块包括：
能量收集单元，被配置为使用能量收集技术将从智能装置接收的无线通信信号产生为可更换电池组的驱动信号；
信号转换单元，被配置为将产生的可更换电池组的驱动信号转换为DC信号；和
信号发送单元，被配置为将转换的DC信号发送到可更换电池组。
7.如权利要求5所述的无线通信类型的可更换电池组，其中可更换电池组进一步包括BMS，用于将电力提供到电动踏板车的驱动单元以操作电动踏板车，或控制可更换电池组的充电或放电。
8.如权利要求6所述的无线通信类型的可更换电池组，其中由信号转换单元转换的DC信号激活可更换电池组的BMS。
9.一种装置，包括根据权利要求5所述的可更换电池组作为电源。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述装置是选自由电动自行车、电动脚踏车、电动踏板、电动车辆、混合动力电动车辆和插电式混合动力电动车辆组成的组中的任何一种。
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