CN210074083U - 一种电动两轮车电池、电池仓和通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动两轮车电池、电池仓和通信系统，通过在电池和电池仓上分别设置红外发射单元和红外接收单元，通过电池与电池仓上的红外接收单元和红外发射单元之间的通信，将电池状态信息发送给电动两轮车的控制系统，可以实时检测到电池的状态，不容易受到外界的干扰，且使用方便。

Description

一种电动两轮车电池、电池仓和通信系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种电动两轮车电池、电池仓和通信系统。

背景技术

当前电动两轮车电池通信大多采用软线连接方式，使用很不方便，接触不好也会带来功能缺陷；另一类采用非接触式无线连接，如NFC、蓝牙等，容易受到外界干扰，且成本很高。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种电动两轮车电池、电池仓和通信系统，用于解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，一方面，本实用新型实施例提供了一种电动两轮车电池，所述电池包括电池管理子系统，所述电池管理子系统设置在电池本体内部，所述电池管理子系统包括：检测单元、第一CPU、第一红外发射单元和第一红外接收单元，所述检测单元、第一红外发射单元和所述第一红外接收单元分别与所述第一CPU连接。

优选地，所述第一红外接收单元包括第一红外接收电路和第一红外接收管，所述第一红外接收电路与所述第一红外接收管连接，所述第一红外接收电路与所述第一CPU连接；所述第一红外发射单元包括第一红外发射电路和第一红外发射管，所述第一红外发射电路与所述第一红外发射管连接，所述第一红外发射电路与所述第一CPU连接。

优选地，所述电池管理子系统还包括电源输入输出控制单元，所述电源输入输出控制单元与所述第一CPU连接，通过所述第一CPU控制所述电源输入输出控制单元打开或关闭。

优选地，所述电池管理子系统还包括电源转换单元，所述电源转换单元与所述第一CPU连接，所述电源转换电路用于将电源电压转换为第一CPU的工作电压。

优选地，所述电池管理子系统还包括电池状态信息检测单元，所述电池状态信息检测单元与所述第一CPU连接，所述电池状态信息检测单元用于检测电池状态信息。

另外一方面，本实用新型实施例还提供了一种电池仓，所述电池仓包括电池仓管理子系统；

所述电池仓管理子系统设置在电池仓本体，所述电池仓管理子系统包括：磁性部件、第二CPU、第二红外发射单元和第二红外接收单元，所述磁性部件安装在电池仓上，所述第二红外发射单元和所述第二红外接收单元分别与所述第二CPU连接。

优选地，所述第二红外接收单元包括第二红外接收电路和第二红外接收管，所述第二红外接收电路与所述第二红外接收管连接，所述第二红外接收电路与所述第二CPU连接；所述第二红外发射单元包括第二红外发射电路和第二红外发射管，所述第二红外发射电路与所述第二红外发射管连接，所述第二红外发射电路与所述第二CPU连接。

另外一方面，本实用新型实施例还提供了一种用于电动两轮车的通信系统，包括：如上述的电池中的电池管理子系统和如上述的述的电池仓管理子系统，所述电池管理子系统和所述电池仓管理子系统通过红外通信方法进行通信。

优选地，所述第一红外接收管与所述第二红外发射管一一对应设置，所述第一红外发射管与所述第二红外接收管一一对应设置。

优选地，所述检测单元包括霍尔传感器和霍尔电路，所述霍尔电路与所述霍尔传感器连接，所述霍尔电路与所述第一CPU连接，所述霍尔传感器与所述磁性部件一一对应设置。

另外一方面，本实用新型实施例还提供了一种应用于电池管理子系统的通信方法，其特征在于包括：

判断是否感应到电池仓的磁性部件的信号；

如果感应到信号，则唤醒第一CPU，通过所述第一CPU打开电源输入输出控制单元，向电池仓供电并唤醒电池仓管理子系统；

通过第一红外接收单元接收电池仓管理子系统获取电池状态信息的请求；

通过第一红外发射单元向电池仓管理子系统发送电池状态信息。

优选地，还包括：

接收到电池出仓信号；

关闭电源输入输出控制单元。

另外一方面，本实用新型实施例还提供了一种应用于电池仓管理子系统的通信方法，包括：

接收电池管理子系统发送的唤醒指令；

通过第二红外发射单元向电池管理子系统发送获取电池状态信息请求；

接收确认信息，所述确认信息用于确认所述电池仓管理子系统是否做好接收电池状态信息的准备；

如果做好准备，则通过第二红外接收单元接收电池状态信息。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下优点：

在本实用新型实施例中，提供了一种电动两轮车电池、电池仓、通信系统和通信方法，通过在电池和电池仓上分别设置红外发射单元和红外接收单元，通过电池与电池仓上的红外接收单元和红外发射单元之间的通信，将电池状态信息发送给电动两轮车的控制系统，可以实时检测到电池的状态，不容易受到外界的干扰，且使用方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

图1为实用新型实施例中公开的一个实施例电动两轮车电池管理子系统结构示意图；

图2为实用新型实施例中公开的一个实施例电动两轮车电源管理子系统结构示意图；

图3为实用新型实施例中公开的一种用于电动两轮车的通信系统结构示意图；

图4为实用新型实施例中公开的一种应用于电池管理子系统的通信方法流程图；

图5为实用新型实施例中公开的一种电池保护电路板的工作流程图；

图6为实用新型实施例中公开的一种应用于电池仓管理子系统的通信方法流程图；

图7为实用新型实施例中公开的电源控制电路板的工作流程图。

具体实施方式

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作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。

申请人经过研究发现，现有技术中，当前电动两轮车电池通信大多采用软线连接方式，使用很不方便，接触不好也会带来功能缺陷；另一类采用非接触式无线连接，如NFC、蓝牙等，容易受到外界干扰，且成本很高。

为了解决上述问题，在本实用新型实施例中，提供了一种电动两轮车电池、电池仓和用于电动两轮车的通信系统，通过在电池和电池仓上分别设置红外发射单元和红外接收单元，通过电池与电池仓上的红外接收单元和红外发射单元之间的通信，将电池状态信息发送给电动设备的控制系统，可以实时检测到电池的状态，不容易受到外界的干扰，且使用方便。

如图1所示，图1为电池中的电池管理子系统的结构示意图；

上述电池管理子系统设置在电池本体内部，上述电池管理子系统包括：检测单元04、第一CPU 01、第一红外发射单元02和第一红外接收单元03，上述检测单元04、第一红外发射单元02和上述第一红外接收单元03分别与上述第一CPU 01连接。

需要说明的是，本实用新型实施例公开的电池与常见的电池不同在于，在电池内部内置红外接收单元和红外发射单元，进而通过电池仓中的电池仓管理子系统将电池状态信息发送至电动两轮车的中央控制系统，电动两轮可以为电动自行车，电动摩托车等等。

优选地，上述第一红外接收单元03包括第一红外接收电路(未示出)和第一红外接收管(未示出)，上述第一红外接收电路(未示出)与上述红外接收管(未示出)连接，上述第一红外接收电路(未示出)与上述第一CPU 01连接；上述第一红外发射单元02包括第一红外发射电路(未示出)和第一红外发射管(未示出)，上述第一红外发射电路(未示出)与上述第一红外发射管(未示出)连接，上述第一红外发射电路(未示出)与上述第一CPU 01连接。

需要说明的是，上述第一红外接收电路用于将第一红外接收管转换后的电信号放大，并整理成上述第一CPU可以接收到数字信号，上述第一红外发射电路用于将待发送的电信号进整理后通过第一红外发射管转换为光信号进行传输，上述传输的信号为电池状态信息。

优选地，上述电池管理子系统还包括电源输出控制单元05，上述电源输入输出控制单元05与上述第一CPU 01连接，当上述检测单元05检测到磁性部件的信号时，上述第一CPU 01打开电源输入输出控制单元05，向整车供电或向电池充电，并唤醒第一CPU 01，并打开第一红外接收电路(未示出)和第一红外发射电路(未示出)。

上述电源输入输出控制单元05可以包括电源输入输出电路(未示出)和电源开关(未示出)，电源输入输出电路(未示出)与电源开关(未示出)连接，电源输入输出电路(未示出)与上述第一CPU 01连接，当第一CPU 01通过控制电源输入输出电路打开或关闭电源开关，当打开电源开关时，打开第一红外接收单元03和第一红外发射单元02，当关闭电源开关时，关闭第一红外接收单元03和第一红外发射单元02，电池处于休眠状态。

优选地，上述电池管理子系统还包括电源转换单元06，上述电源转换单元06与上述第一CPU 01连接，上述电源转换单元06用于将电源电压转换为第一CPU 01的工作电压。

由于上述第一CPU的工作电压和电源的输入电压不同，所以需要通过电源转换单元将电源转换为第一CPU的工作电压，可以使第一CPU可以更好的工作。

优选地，上述电池管理子系统还包括电池状态信息检测单元07，所述电池状态信息检测单元07与上述第一CPU 01连接，上述电池状态信息检测单元07用于检测电池状态信息。

上述通过电池状态信息监测单元07实时检测的电池状态信息，然后通过第一红外发射单元02进行传输。

需要说明的是上述电池中的检测单元可以为霍尔传感器，不限于此。

上述检测单元04、第一红外发射单元02、上述第一红外接收单元03、上述第一CPU01、电源输出控制单元05、电源转换单元06和电池状态信息检测单元07都集成在电池保护电路板上。

如图2所示，图2为电池仓中的电池仓管理子系统的结构示意图；

上述电池仓管理子系统设置在电池仓本体上，上述电池仓管理子系统包括：磁性部件(未示出)、第二CPU 08、第二红外发射单元09和第二红外接收单元10，上述磁性部件(未示出)安装在电池仓上，上述第二红外发射单元09和上述第二红外接收单元10分别与上述第二CPU 08连接，还包括一个电池输入单元，主要用于给电源控制电路板供电。

需要说明的是，在电池仓的内部设置有电池仓管理子系统，上述电池仓管理子系统与上述电池管理子系统通过红外通信的方式，可以不容易受外界干扰，通信效果较好。

优选地，上述第二红外接收单元10包括第二红外接收电路(未示出)和第二红外接收管(未示出)，上述第二红外发射电路(未示出)与上述第二红外发射管(未示出)连接，上述第二红外接收电路(未示出)与上述第二CPU 08连接；上述第二红外发射单元09包括第二红外发射电路(未示出)和第二红外发射管(未示出)，上述第二红外发射电路(未示出)与上述红外发射管(未示出)连接，上述第二红外发射电路(未示出)与上述第二CPU 08连接。

上述第二CPU 08、第二红外发射单元和09第二红外接收单元10，上述集成于电源控制电路板上。

需要说明的是，上述第二红外发射电路用于向电池管理子系统发送获取电池状态信息请求，在上述电池管理子系统中具体是通过第一红外接收管接收请求信号，然后第一CPU接收到请求信号后，获取电池状态信息，通过第一红外发射单元将电池状态信息发送至电池仓管理子系统中的第二红外接收单元，上述第二红外接收单元是通过第二红外接收管接收电池状态信息，上述第二红外接收电路将接收到电信号进行放大并整理，以至于上述第二CPU可以接收到数字信号，上述第二CPU与电动设备的中央控制系统连接，所以上述电动设备的中央控制系统可以获取电动设备中的电池的状态信息，进而进行判断电池的工作时间和寿命等信息。

优选地，上述第一红外接收管与上述第二红外发射管一一对应设置，上述第一红外发射管与上述第二红外接收管一一对应设置。

当电池进入电池仓时，上述第一红外接收管设置在第二红外发射管的正上方，上述第一红外发射管设置在上述第二红外接收管的正上方。

优选地，上述检测单元包括霍尔传感器和霍尔电路，上述霍尔电路与所述霍尔传感器连接，上述霍尔电路与上述第一CPU连接，上述霍尔传感器与上述磁性部件一一对应设置。

需要说明的是，上述磁性部件为柱状磁铁，在本实用新型实施例中不限于此。

本实用新型实施例中公开的技术方案中电池与电动两轮车中央控制系统采用红外通讯的方式，电池内部内置高速红外发射管和接收管，电动两轮车上电池仓上也内置红外接收管和发射管，位置一一对应，第一红外接收管对应的第一红外接收电路，第一红外发射管对应的第一红外发射电路分别与电池管理子系统中的第一CPU的通信口连接；第二红外接收管对应的第二红外接收电路，第二红外发射管对应的第二红外发射电路分别与电池仓管理子系统中的第二CPU的通信口。

另外，电池仓上安装磁性部件，磁性部件可以为柱状磁铁，电池内部对应位置安装检测单元，检测单元包括霍尔电路和传感器。

当电池进入电池仓时，电池管理子系统中的传感器感应到电池仓上的磁性部件的信息，传感器电路会向第一CPU发出中断信号，从而唤醒第一CPU，第一CPU打开电源输入输出控制单元，使电池对整个电动两轮车供电。

电动两轮车供电后，电池仓管理子系统中的电源控制电路板上电开机，通过第二红外发射单元向电池管理子系统发射通信请求信号，通信请求信号用于获取电池状态信息，电池管理子系统中的第一红外接收单元接收到相应信号后，再通过第一红外发射单元向电池仓管理子系统第二红外接收单元发送电池状态信息，完成通信交互。

电动两轮车带有小容量电能存储器，当电池出仓时，电能存储器能维持整车无线通讯系统及电源管理子系统的短期工作。

当电池从电池仓移除时，电池保护电路板中的第一CPU接收到传感器断开的中断信号时，通过第一红外发射电路向电池仓管理子系统的第二红外接收电路发送断开连接信号。同时关闭电源输入输出开关，进入低功耗休眠模式。当然，电源正负极断开时，电源控制板也能知道电池与电池仓的分离，但不能区分是电池与电池仓的正常分离，还是电源线断线等异常故障。通过红外通讯的方式，系统工作更加稳定高效。

如图3所示，图3为一种用于电动两轮车的通信系统，包括电池中的电池管理子系统11和电池仓管理子系统12，电池管理子系统11和所述电池仓管理子系统12通过红外通信方法进行通信。

具体的通信过程如上述所述，在此就不在赘述。

如图4所示，图4为一种应用于电池管理子系统的通信方法，包括如下步骤：

步骤S41，判断是否感应到电池仓的磁性部件的信号；

步骤S42，如果感应到信号，则唤醒第一CPU，通过所述第一CPU打开电源输入输出控制单元，向电池仓供电并唤醒电池仓管理子系统；

步骤S43，通过第一红外接收单元接收电池仓管理子系统获取电池状态信息的请求；

步骤S44，通过第一红外发射单元向电池仓管理子系统发送电池状态信息。

还包括：

接收到电池出仓信号；

关闭电源输入输出控制单元。

当电池进入电池仓时，电池管理子系统中的传感器感应到电池仓上的磁性部件的信息，传感器电路会向第一CPU发出中断信号，从而唤醒第一CPU，第一CPU打开电源输入输出控制单元，使电池对整个电动两轮车供电。

电动两轮车供电后，电池仓管理子系统中的电源控制电路板上电开机，通过第二红外发射单元向电池管理子系统发射通信请求信号，通信请求信号用于获取电池状态信息，电池管理子系统中的第一红外接收单元接收到相应信号后，再通过第一红外发射单元向电池仓管理子系统第二红外接收单元发送电池状态信息，完成通信交互。

当电池从电池仓移除时，电池保护电路板中的第一CPU接收到传感器断开的中断信号时，通过第一红外发射电路向电池仓管理子系统的第二红外接收电路发送断开连接信号。同时关闭电源输入输出开关，进入低功耗休眠模式。

如图5所示，图5为电池保护电路板的工作流程图；

首先电池处于休眠待机状态，当电池上的检测单元未靠近磁性部件时，电池继续处于休眠状态，当电池上的检测单元靠近磁性部件时，电池保护电路板控制打开电源输入输出开关，向电源控制电路板输出电源，并向电源控制电路板发送唤醒信号，当收到电源控制电路板的回复，并收到电池控制电路板的发送获取电池状态信息的请求时，向电池控制电路板发送电池状态信息，电池控制电路板上接收电池状态信息的是第二红外接收单元，电池保护电路板中的第一CPU接收中断信号时，中断信号上检测单元远离磁性部件，检测单元检测不到磁性信号，通过第一红外发射电路向电池仓管理子系统的第二红外接收电路发送断开连接信号。同时关闭电源输入输出开关，进入低功耗休眠模式。

如图6所示，图6为一种应用于电池仓管理子系统的通信方法，包括：

步骤S61，接收电池管理子系统发送的唤醒指令；

步骤S62，通过第二红外发射单元向电池管理子系统发送获取电池状态信息请求；

步骤S63，通过第二红外接收单元接收电池状态信息。

具体的，电源管理子系统接收电池管理子系统发送的唤醒指令，电源管理子系统被唤醒后，通过电源管理子系统的第二红外发射单元向电池管理子系统中的第一红外接收单元发送获取电池状态信息请求，电池管理子系统通过第一红外接收单元接收单请求后，将请求发送至第一CPU，第一CPU控制第一红外发射单元发送确认信息至第二红外接收单元，确认第二红外接收单元是否做好接收电池状态信息的准备，如果做好准备，第二红外接收单元接收第一红外发射单元发送的电池状态信息。

还包括，当第二红外接收单元接收到第一红外发射单元发送的电池出仓信号后，第二红外发射单元将出仓信号发送至中央控制系统，然后电源管理子系统处于休眠状态。

如图7所示，图7为电源控制电路板的工作流程图；

首先通过电池管理子系统控制电池输入输出开关打开，向电池控制电路板供电，电源接通后，电源管理子系统是否收到的唤醒的红外信号，如果收到，发送确认信息，确认电池控制电路板是否做好接收电源状态信息的准备，如果做好准备，则通过电源控制电路板上的第二红外接收单元接收电池状态信息，如果收到电池出仓信号时，出仓信号为检测单元远离磁性部件，检测单元检测不到磁性信号，电池仓控制子系统向中央控制系统发送出仓信息，电源控制电路板进入低功耗休眠模式。

本实用新型实施例提供的技术方案，通过在电池和电池仓上分别设置红外发射单元和红外接收单元，通过电池与电池仓上的红外接收单元和红外发射单元之间的通信，将电池状态信息发送给电动设备的控制系统，可以实时检测到电池的状态，不容易受到外界的干扰，且使用方便。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电动两轮车电池，其特征在于，所述电池包括电池管理子系统，所述电池管理子系统设置在电池本体内部，所述电池管理子系统包括：检测单元、第一CPU、第一红外发射单元和第一红外接收单元，所述检测单元、第一红外发射单元和所述第一红外接收单元分别与所述第一CPU连接。

2.如权利要求1所述的一种电动两轮车电池，其特征在于，所述第一红外接收单元包括第一红外接收电路和第一红外接收管，所述第一红外接收电路与所述第一红外接收管连接，所述第一红外接收电路与所述第一CPU连接；所述第一红外发射单元包括第一红外发射电路和第一红外发射管，所述第一红外发射电路与所述第一红外发射管连接，所述第一红外发射电路与所述第一CPU连接。

3.如权利要求1所述的一种电动两轮车电池，其特征在于，所述电池管理子系统还包括电源输入输出控制单元，所述电源输入输出控制单元与所述第一CPU连接，通过所述第一CPU控制所述电源输入输出控制单元打开或关闭。

4.如权利要求1所述的一种电动两轮车电池，其特征在于，所述电池管理子系统还包括电源转换单元，所述电源转换单元与所述第一CPU连接，所述电源转换电路用于将电源电压转换为第一CPU的工作电压。

5.如权利要求1所述的一种电动两轮车电池，其特征在于，所述电池管理子系统还包括电池状态信息检测单元，所述电池状态信息检测单元与所述第一CPU连接，所述电池状态信息检测单元用于检测电池状态信息。

6.一种电动两轮车电池仓，其特征在于，所述电动两轮车电池仓包括电池仓管理子系统；

所述电池仓管理子系统设置在电池仓本体上，所述电池仓管理子系统包括：磁性部件、第二CPU、第二红外发射单元和第二红外接收单元，所述磁性部件安装在电池仓上，所述第二红外发射单元和所述第二红外接收单元分别与所述第二CPU连接。

7.如权利要求6所述的一种电动两轮车电池仓，其特征在于，所述第二红外接收单元包括第二红外接收电路和第二红外接收管，所述第二红外接收电路与所述第二红外接收管连接，所述第二红外接收电路与所述第二CPU连接；所述第二红外发射单元包括第二红外发射电路和第二红外发射管，所述第二红外发射电路与所述第二红外发射管连接，所述第二红外发射电路与所述第二CPU连接。

8.一种用于电动两轮车的通信系统，其特征在于，包括：如权利要求2所述的电池中的电池管理子系统和如权利要求7所述的电池仓管理子系统，所述电池管理子系统和所述电池仓管理子系统通过红外通信方法进行通信。

9.如权利要求8所述的一种用于电动两轮车的通信系统，其特征在于，所述第一红外接收管与所述第二红外发射管一一对应设置，所述第一红外发射管与所述第二红外接收管一一对应设置。

10.如权利要求8所述的一种用于电动两轮车的通信系统，其特征在于，所述检测单元包括霍尔传感器和霍尔电路，所述霍尔电路与所述霍尔传感器连接，所述霍尔电路与所述第一CPU连接，所述霍尔传感器与所述磁性部件一一对应设置。

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