CN209561571U - 一种锂离子电池防盗装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池防盗装置及系统，包括：振动传感器，用于当检测到锂离子电池移动时生成电池移动信号；设于锂离子电池的BMS上的第一通信接口；与振动传感器连接的BMS，用于在工作时利用第一通信接口与外部控制器进行通信；在接收到电池移动信号且检测到与外部控制器通信连接中断时，控制锂离子电池功能失效。可见，本申请采用振动传感器检测锂离子电池是否移动，并将电池移动信号发送至BMS。BMS在接收到电池移动信号且检测到与外部控制器通信连接中断时，控制锂离子电池功能失效，从而使被盗的锂离子电池失去价值，不法分子得知此情况后不会再选择盗走这些会失去价值的锂离子电池，从而改善了锂离子电池的被盗情况。

Description

一种锂离子电池防盗装置及系统

技术领域

本实用新型涉及电源制造技术领域，特别是涉及一种锂离子电池防盗装置及系统。

背景技术

目前，由于锂离子电池具有环保无污染、循环寿命长、能量密度高、耐高低温、适合大电流放电等优点，锂离子电池已广泛应用于户外通信基站中。但是，户外通信基站通常处于偏远地理位置，往往不会安排专职人员看管户外通信基站中的锂离子电池，一般是通过人员巡检、远距离电子网络监控等手段管理锂离子电池，这就给一些不法分子留下了可趁之机，从而导致户外无人值守的锂离子电池屡屡被盗，既影响了通信系统的正常运行，也给国家、机构或单位造成了较大的经济损失。

因此，如何提供一种改善锂离子电池被盗情况的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种锂离子电池防盗装置及系统，使被盗的锂离子电池失去价值，不法分子得知此情况后不会再选择盗走这些会失去价值的锂离子电池，从而改善了锂离子电池的被盗情况。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种锂离子电池防盗装置，包括：

设于锂离子电池上的振动传感器，用于当检测到所述锂离子电池移动时生成电池移动信号；

设于所述锂离子电池的电池管理系统BMS上的第一通信接口；

与所述振动传感器连接的所述BMS，用于在自身工作时利用所述第一通信接口与外部控制器进行通信；在接收到所述电池移动信号，且检测到自身与所述外部控制器通信连接中断时，控制所述锂离子电池的功能失效。

优选地，当同一通信站点上设有多个所述锂离子电池时，所述锂离子电池防盗装置还包括：

设于所述BMS上的第二通信接口；

相应的，同一所述通信站点中的锂离子电池分为N组锂离子电池，每组锂离子电池包括多个锂离子电池；设于同一所述通信站点的外部控制器的个数为N个，第n个外部控制器与第n组锂离子电池中任一目标锂离子电池的第一通信接口连接，所述目标锂离子电池的第二通信接口与自身第一通信接口连接、且与第n组锂离子电池中其余锂离子电池的第二通信接口串联连接，其中，1≤n≤N，且N为整数；

则所述目标锂离子电池的BMS具体用于在工作时利用自身的第一通信接口与外部控制器进行通信；

其余所述锂离子电池的BMS均具体用于在工作时利用自身的第二通信接口所串联的通信接口与所述外部控制器进行通信。

优选地，N＝1。

优选地，当所述外部控制器上设有支持简单网络管理协议SNMP协议的网络接口和/或RS485通信接口时，所述第一通信接口相应为支持所述SNMP协议的网络接口和/或RS485通信接口。

优选地，所述第二通信接口具体为RS485通信接口。

优选地，所述振动传感器具体为位移传感器或振动陀螺仪传感器或速度传感器。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种锂离子电池防盗系统，包括外部控制器，还包括上述任一种锂离子电池防盗装置。

本实用新型提供了一种锂离子电池防盗装置，包括：设于锂离子电池上的振动传感器，用于当检测到锂离子电池移动时生成电池移动信号；设于锂离子电池的BMS上的第一通信接口；与振动传感器连接的BMS，用于在自身工作时利用第一通信接口与外部控制器进行通信；在接收到电池移动信号，且检测到自身与外部控制器通信连接中断时，控制锂离子电池的功能失效。

考虑到锂离子电池被盗时，锂离子电池会发生移动，且锂离子电池上的BMS(Battery Management System，电池管理系统)会与原本通信的外部控制器的通信连接中断，所以本申请采用振动传感器检测锂离子电池是否移动，并将电池移动信号发送至BMS，以便于BMS在接收到电池移动信号，且检测到自身与外部控制器通信连接中断时，控制锂离子电池的功能失效，从而使被盗的锂离子电池失去价值，不法分子得知此情况后不会再选择盗走这些会失去价值的锂离子电池，从而改善了锂离子电池的被盗情况。

本实用新型还提供了一种锂离子电池防盗系统，与上述锂离子电池防盗装置具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种锂离子电池防盗装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的第一种通信站点内多个锂离子电池的接口连接示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第二种通信站点内多个锂离子电池的接口连接示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种锂离子电池上BMS的具体结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种外部控制器的具体结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种锂离子电池防盗装置及系统，使被盗的锂离子电池失去价值，不法分子得知此情况后不会再选择盗走这些会失去价值的锂离子电池，从而改善了锂离子电池的被盗情况。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1，图1为本实用新型实施例提供的一种锂离子电池防盗装置的结构示意图。

设于锂离子电池上的振动传感器1，用于当检测到锂离子电池移动时生成电池移动信号；

设于锂离子电池的BMS 2上的第一通信接口21；

与振动传感器1连接的BMS 2，用于在自身工作时利用第一通信接口21与外部控制器进行通信；在接收到电池移动信号，且检测到自身与外部控制器通信连接中断时，控制锂离子电池的功能失效。

具体地，本申请的锂离子电池防盗装置包括振动传感器1、BMS 2及设于BMS 2上的第一通信接口21，其工作原理为：

考虑到当锂离子电池未被盗时，锂离子电池会固定于自身所属的安装位置；当锂离子电池被盗时，锂离子电池会被移出自身所属的安装位置，所以本申请在锂离子电池上安装振动传感器1，用来检测锂离子电池是否发生移动，如果锂离子电池发生移动，则振动传感器1生成电池移动信号；否则，振动传感器1不会生成电池移动信号。

同时，考虑到锂离子电池可能会因除被盗之外的外界因素导致自身发生移动，所以本申请除了根据锂离子电池上安装的振动传感器1的检测结果判断锂离子电池是否被盗，还根据锂离子电池的通信情况判断锂离子电池是否被盗。具体地，本申请在锂离子电池的BMS 2上设置用于支持与外部控制器通信的第一通信接口21(可以理解的是，第一通信接口21与所连接的外部控制器的通信接口支持同一通信协议)。当锂离子电池未被盗时，锂离子电池上的BMS 2与外部控制器可进行通信；当锂离子电池被盗时，锂离子电池上的BMS 2与外部控制器之间的通信连接中断。基于此，锂离子电池上安装的振动传感器1与锂离子电池上的BMS 2连接(振动传感器1可集成于BMS 2中)，以实现振动传感器1将生成的电池移动信号发送至BMS 2，从而使BMS 2在接收到电池移动信号，且检测到自身与外部控制器通信连接中断时，控制锂离子电池的功能失效。

可见，本申请同时根据锂离子电池的通信情况和其上安装的振动传感器1的检测结果判断锂离子电池是否被盗，从而提高了检测锂离子电池被盗的准确性。此外，本申请利用用于管理锂离子电池的功能的BMS 2实现当锂离子电池被盗时电池功能失效，从而使被盗的锂离子电池失去价值，起到改善锂离子电池后期被盗情况的作用。

此外，由于本申请的外部控制器与锂离子电池上的BMS 2之间实时交互，所以本申请的BMS 2在检测自身与外部控制器的通信连接中断的方式可以为：BMS 2在接收到电池移动信号后开始计时，若计时时间到达预设时间时，BMS 2仍未接收到外部控制器传送的正确通讯请求，则BMS 2确定自身与外部控制器的通信连接中断，此情况下BMS 2会控制锂离子电池的充放电功能失效。更具体地，本申请可在锂离子电池的BMS 2上设置一个控制开关(如MOSFET开关、熔断装置、继电器)，BMS 2通过控制控制开关的通断来控制锂离子电池的充放电功能是否失效，具体是控制开关导通时锂离子电池的充放电功能正常、控制开关断开时锂离子电池的充放电功能失效。

本实用新型提供了一种锂离子电池防盗装置，包括：设于锂离子电池上的振动传感器，用于当检测到锂离子电池移动时生成电池移动信号；设于锂离子电池的BMS上的第一通信接口；与振动传感器连接的BMS，用于在自身工作时利用第一通信接口与外部控制器进行通信；在接收到电池移动信号，且检测到自身与外部控制器通信连接中断时，控制锂离子电池的功能失效。

考虑到锂离子电池被盗时，锂离子电池会发生移动，且锂离子电池上的BMS会与原本通信的外部控制器的通信连接中断，所以本申请采用振动传感器检测锂离子电池是否移动，并将电池移动信号发送至BMS，以便于BMS在接收到电池移动信号，且检测到自身与外部控制器通信连接中断时，控制锂离子电池的功能失效，从而使被盗的锂离子电池失去价值，不法分子得知此情况后不会再选择盗走这些会失去价值的锂离子电池，从而改善了锂离子电池的被盗情况。

在上述实施例的基础上：

作为一种可选地实施例，当同一通信站点上设有多个锂离子电池时，锂离子电池防盗装置还包括：

设于BMS 2上的第二通信接口；

相应的，同一通信站点中的锂离子电池分为N组锂离子电池，每组锂离子电池包括多个锂离子电池；设于同一通信站点的外部控制器的个数为N个，第n个外部控制器与第n组锂离子电池中任一目标锂离子电池的第一通信接口连接，目标锂离子电池的第二通信接口与自身第一通信接口连接、且与第n组锂离子电池中其余锂离子电池的第二通信接口串联连接，其中，1≤n≤N，且N为整数；

则目标锂离子电池的BMS具体用于在工作时利用自身的第一通信接口与外部控制器进行通信；

其余锂离子电池的BMS均具体用于在工作时利用自身的第二通信接口所串联的通信接口与外部控制器进行通信。

进一步地，通常情况下，同一通信站点中设有多个如图1所示的锂离子电池。考虑到若同一通信站点中每个锂离子电池均连接一个外部控制器，成本较高，所以本申请在每个锂离子电池的BMS上均设置用于支持与其它BMS通信的第二通信接口(可以理解的是，第二通信接口与所连接的其它BMS的第二通信接口支持同一通信协议)，目的是通过多个锂离子电池的BMS互联实现多个锂离子电池可与同一外部控制器通信，从而节约了成本。

具体地，本申请可将同一通信站点中的锂离子电池分为N个包括多个锂离子电池的锂离子电池组，每个锂离子电池组连接一个外部控制器，具体是每个锂离子电池组中任一锂离子电池(称为目标锂离子电池)通过自身第一通信接口与外部控制器连接，每个锂离子电池组中其余锂离子电池与本组目标锂离子电池通过各自第二通信接口串联连接(目标锂离子电池的第一通信接口和第二通信接口连接)，从而实现多个锂离子电池与同一外部控制器通信。

比如，同一通信站点中设有6个锂离子电池(第一锂离子电池、第二锂离子电池…第六锂离子电池)，6个锂离子电池分为2组，每组锂离子电池均包含3个锂离子电池(第一锂离子电池、第二锂离子电池及第三锂离子电池为第一锂离子电池组，第四锂离子电池、第五锂离子电池及第六锂离子电池为第二锂离子电池组)，以第一锂离子电池组为例(第二锂离子电池组的连接参照第一锂离子电池组即可，本申请在此不再赘述)，第一锂离子电池的第一通信接口与外部控制器连接，第一锂离子电池的第一通信接口和自身第二通信接口连接，第一锂离子电池的第二通信接口与第二锂离子电池的第二通信接口连接，第二锂离子电池的第二通信接口与第三锂离子电池的第二通信接口连接(即三者串联连接)，因此外部控制器与第一锂离子电池可以实现正常通信，借助于第一锂离子电池与第二锂离子电池之间的通信连接，外部控制器也能够与第二锂离子电池实现正常通信，同理也能够与第三锂离子电池实现正常通信，从而实现三个锂离子电池与同一外部控制器通信。

作为一种可选地实施例，N＝1。

具体地，本申请可将同一通信站点中的锂离子电池分成一组，也即同一通信站点仅使用一台外部控制器便可解决多个锂离子电池的通信防盗问题。当然，本申请对于锂离子电池的划分不做特别地限定，根据实际情况而定。

作为一种可选地实施例，当外部控制器上设有支持SNMP协议的网络接口和/或RS485通信接口时，第一通信接口21相应为支持SNMP协议的网络接口和/或RS485通信接口。

具体地，本申请的外部控制器与锂离子电池上的BMS 2之间的通信协议可采用SNMP(Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议)协议，SNMP协议是基于UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)/IP(Internet Protocol，互联网协议)协议的应用层协议，本申请可利用SNMP V1、V2、V3三种版本中任一种版本的GET/Response模式进行通信。相应的，外部控制器上设有支持SNMP协议的网络接口(简称网口)，BMS 2上的第一通信接口21相应为支持SNMP协议的网络接口。

本申请的外部控制器与锂离子电池上的BMS 2之间的通信协议也可采用ModbusRTU(Remote Terminal Unit，远程终端单元)或TACP电总协议，Modbus RTU或TACP电总协议是基于RS485的物理层通信协议，本申请可利用Modbus RTU或TACP电总协议本身具有的Command/Response模式进行通信。相应的，外部控制器上设有RS485通信接口，BMS 2上的第一通信接口21相应为RS485通信接口。

可以理解的是，如果外部控制器上既设有支持SNMP协议的网络接口，又设有RS485通信接口，则BMS 2上的第一通信接口21可包括支持SNMP协议的网络接口，和/或RS485通信接口，这三种接口设置情况均可实现与外部控制器通信。

作为一种可选地实施例，第二通信接口具体为RS485通信接口。

具体地，本申请的同一通信站点中多个锂离子电池上的BMS之间的通信协议均可采用Modbus RTU或TACP电总协议，相应的，BMS 2上的第二通信接口为RS485通信接口。当BMS 2上的第一通信接口21为RS485通信接口时，BMS 2上的第一通信接口21和第二通信接口可共用同一通信接口。

请参照图2和图3，图2为本实用新型实施例提供的第一种通信站点内多个锂离子电池的接口连接示意图；图3为本实用新型实施例提供的第二种通信站点内多个锂离子电池的接口连接示意图。图2中，在同一通信站点中，外部控制器与目标锂离子电池上的BMS之间通过支持SNMP协议的网口连接，目标锂离子电池上BMS的网口与自身RS485通信接口连接，各锂离子电池上的BMS之间均通过RS485通信接口连接(m1为大于1的整数)。图3中，在同一通信站点中，外部控制器与目标锂离子电池上的BMS之间、各锂离子电池上的BMS之间均通过RS485通信接口连接(m2为大于1的整数)。

作为一种可选地实施例，振动传感器具体为位移传感器或振动陀螺仪传感器或速度传感器。

具体地，本申请的振动传感器可以选用但不仅限于位移传感器、振动陀螺仪传感器、速度传感器三者中的一种，本申请在此不做特别的限定。

进一步地，考虑到锂离子电池在安装至通信站点的过程中，同样满足锂离子电池被移动，且与外部控制器的通信连接中断，但此时锂离子电池并未被盗，若锂离子电池在生产好便启用自身的BMS 2对锂离子电池的失效控制功能，则会造成BMS 2的失效控制功能误触发。所以本申请的锂离子电池在出厂前禁用BMS 2的失效控制功能，且在锂离子电池安装好后才允许启用BMS 2的失效控制功能。具体地，本申请提前设置一个开启密码，当允许启用BMS 2的失效控制功能时，本申请会向BMS 2发送所设开启密码，以便于BMS 2在接收到所设开启密码后才启用自身对锂离子电池的失效控制功能，从而防止BMS 2的失效控制功能被误触发。需要说明的是，本申请的预设是提前设置好的，只需要设置一次，除非根据实际情况需要修改，否则不需要重新设置。

更进一步地，考虑到锂离子电池在一些特殊情况下也可能满足被盗条件，但锂离子电池并未被盗，若锂离子电池上的BMS 2此时控制电池功能失效，则会导致锂离子电池后续无法使用，所以本申请将BMS 2的失效控制功能设置为可恢复性功能，也就是说，BMS 2在控制锂离子电池的功能失效后还可控制锂离子电池重新恢复正常功能。具体地，本申请提前为锂离子电池设计两个上位机软件(普通权限上位机软件和具有解锁权限的上位机软件)，普通权限上位机软件用于查看通信站点的锂离子电池的工作数据，不提供密码解锁功能；具有解锁权限的上位机软件提供密码解锁功能。BMS 2在控制锂离子电池的功能失效后，若BMS 2接收到具有解锁权限的上位机软件提供的预设解锁密码，则可控制锂离子电池重新恢复正常功能。

更进一步地，已知锂离子电池的BMS 2上设有Reset按钮，其功能是手动按下后电池复位，但电池复位后会导致BMS 2对锂离子电池的失效控制逻辑复位，所以本申请的BMS2在启用自身对锂离子电池的失效控制功能后，控制自身的Reset功能失效(即屏蔽Reset按钮的功能)，从而避免电池复位后BMS 2的失效控制逻辑复位。

综上，为了使锂离子电池上的BMS 2满足于上述实施例所提供的场景，且为了使BMS 2的功能更加完善，本申请提供了一种如图4所示的BMS。图4中，BMS包括振动传感器、主控模块110(执行逻辑程序)、控制开关120、显示模块130(可用于显示锂离子电池的工作参数)、通信模块140、设于通信模块140的接口(RS232通信接口141—用于BMS的升级和参数配置管理、RS485通信接口142、网口143)及Reset按钮144。

此外，本申请的外部控制器可按照如图5所示的外部控制器。图5中，外部控制器包括供电单元210、主控单元220、数据存储单元230(如标准闪存卡)、数据显示单元240、通信单元250、设于通信单元250的外设接口单元260(包括RS232通信接口261—用于外部控制器的升级和参数配置管理、RS485通信接口262、网口263等用于满足站点配置的定制化需求的接口)及Reset按钮264。

其中，供电单元210主要用于为外部控制器各单元组成元件供电，供电单元210的输入端使用通信站点的48V直流电源，输出端根据不同板载元件的要求调制成+5.0V、+3.3V、+12V等高精度稳定电压源。主控单元220主要用于生成通讯请求，通过通信单元250和外设接口单元260将通讯请求发送至锂离子电池上的BMS；对BMS返回的数据进行处理，以供数据存储单元230存储与数据显示单元240显示。数据存储单元230可将BMS返回的数据按一定规则进行储存，可供后续进行查询和跟踪。数据显示单元240可将BMS返回的数据实时进行显示，便于管理者及时准确掌握锂离子电池的运行状态信息。

基于此，BMS的主控模块110和外部控制器的主控单元220均可以选用可支持多种通信模式的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，BMS的显示模块130和外部控制器的数据显示单元240均可以选用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)。

本实用新型还提供了一种锂离子电池防盗系统，包括外部控制器，还包括上述任一种锂离子电池防盗装置。

本实用新型提供的锂离子电池防盗系统的介绍请参考上述锂离子电池防盗装置的实施例，本实用新型在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种锂离子电池防盗装置，其特征在于，包括：

设于锂离子电池上的振动传感器，用于当检测到所述锂离子电池移动时生成电池移动信号；

设于所述锂离子电池的电池管理系统BMS上的第一通信接口；

与所述振动传感器连接的所述BMS，用于在自身工作时利用所述第一通信接口与外部控制器进行通信；在接收到所述电池移动信号，且检测到自身与所述外部控制器通信连接中断时，控制所述锂离子电池的功能失效。

2.如权利要求1所述的锂离子电池防盗装置，其特征在于，当同一通信站点上设有多个所述锂离子电池时，所述锂离子电池防盗装置还包括：

设于所述BMS上的第二通信接口；

相应的，同一所述通信站点中的锂离子电池分为N组锂离子电池，每组锂离子电池包括多个锂离子电池；设于同一所述通信站点的外部控制器的个数为N个，第n个外部控制器与第n组锂离子电池中任一目标锂离子电池的第一通信接口连接，所述目标锂离子电池的第二通信接口与自身第一通信接口连接、且与第n组锂离子电池中其余锂离子电池的第二通信接口串联连接，其中，1≤n≤N，且N为整数；

则所述目标锂离子电池的BMS具体用于在工作时利用自身的第一通信接口与外部控制器进行通信；

其余所述锂离子电池的BMS均具体用于在工作时利用自身的第二通信接口所串联的通信接口与所述外部控制器进行通信。

3.如权利要求2所述的锂离子电池防盗装置，其特征在于，N＝1。

4.如权利要求2所述的锂离子电池防盗装置，其特征在于，当所述外部控制器上设有支持简单网络管理协议SNMP协议的网络接口和/或RS485通信接口时，所述第一通信接口相应为支持所述SNMP协议的网络接口和/或RS485通信接口。

5.如权利要求4所述的锂离子电池防盗装置，其特征在于，所述第二通信接口具体为RS485通信接口。

6.如权利要求5所述的锂离子电池防盗装置，其特征在于，所述振动传感器具体为位移传感器或振动陀螺仪传感器或速度传感器。

7.一种锂离子电池防盗系统，其特征在于，包括外部控制器，还包括如权利要求1-6任一项所述的锂离子电池防盗装置。