CN211731649U - 一种电动车锂电池智能解锁系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型供一种电动车锂电池智能解锁系统，包括电池模块、模拟前端、主控模块，通信模块；所述的撒气前端分别与电池模块和主控模块相连，对电源信号进行放大；还包括解锁模块和电子信号锁；所述的主控模块通过通信模块获得解锁模块的解锁信息，电子信号锁对解锁信息进行检测，如果正确则开锁。本实用新型中，采用通信模块与解锁模块通信，只有解锁模块通过通信模块输入的解锁信息正确才能开锁。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动车安全领域，特别是一种电动车锂电池智能解锁系统。
背景技术
鉴于目前市场上大部分锂电池电动车(非铅酸电池电动车)基本无使用防盗报警状况，整车处于“裸车”无保护状态，锂电池也常常被盗情况。传统车用锂启动电池，虽然在各方面，除了成本之外，都优于传统铅酸电池，但是免不了的，还是有与传统铅酸电池一样的“防盗问题”，虽然因为车辆防盗技术的进步、民众知识水平的提升，让车辆偷窃变得更不容易，并导致车辆不容易销赃的状况发生，因此有越来越多的窃贼，将眼光放到容易得手、容易脱手的车用配件上，如：车用启动电池、车用电子装置等物品，而其中又以车用电池被盗的最多，情况最为严重，因为车用电池其偷窃容易、销赃快等特性，让车用电池近来的被窃盗率，节节升高，特别电动车电瓶失窃尤为突出，因为电瓶是电池的核心部件之一，电瓶失窃后电车就基本没有，所以造成消费者很大的困扰。
中国专利公开号CN208233283U针对锂电池易被盗，不方便存取电池的问题，公开了一种电动车锂电池防盗装置，该电动车锂电池防盗装置，包括有坐垫、座椅箱和电池箱，其中，所述座椅箱内设有拉线开关，所述拉线开关下端设有弹簧板，所述电池箱一端设有钩锁，所述钩锁包括一块连接在电池箱上的锁体和锁件，所述锁件的一部分插入所述锁体中，所述锁体上设有锁条且所述锁条穿过所述锁件，所述电池箱顶端设有盖板，所述钩锁上端设有固定板，所述固定板位于所述电池箱上且与所述盖板固定，所述锁件固定在所述固定板下端且与所述固定板连接，所述钩锁和所述拉线开关之间设有拉线以驱动所述钩锁打开。这种采用机械防盗的机构仅仅只能延长盗贼的盗窃时间，并不能从根本上解决电动车的锂电池被盗的命运。
实用新型内容
本实用新型针对目前电动车锂电池的防盗采用机械的方式，仅仅只能延长盗贼的盗窃时间，并不能从根本上解决电动车的锂电池被盗的命运，本实用新型提供一种电动车锂电池智能解锁系统。
本实用新型为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种电动车锂电池智能解锁系统，包括电池模块、模拟前端、主控模块，通信模块；所述的撒气前端分别与电池模块和主控模块相连，对电源信号进行放大；还包括解锁模块和电子信号锁；所述的主控模块通过通信模块获得解锁模块的解锁信息，电子信号锁对解锁信息进行检测，如果正确则开锁。
本实用新型中，采用通信模块与解锁模块通信，只有解锁模块通过通信模块输入的解锁信息正确才能开锁。
进一步的，上的电动车锂电池智能解锁系统中：所述的解锁模块为一指纹解锁模块，包括指纹采集装置、指纹识别装置；所述的指纹解锁模块利用指纹采集装置采集指纹的照片后，由指纹识别装置对指纹照片进行识别形成指纹数据，通过通信模块改善到主控模块。
进一步的，上的电动车锂电池智能解锁系统中：所述通信模块包括：与所述主控模块连接的输入端；稳定所述输入端电压的稳压子模块；与所述稳压子模块电连接，控制所述指纹解锁模块的通讯控制开关子模块；与所述通讯控制开关子模块电连接，保护所述通信模块的高压保护子模块；以及与所述高压保护子模块连接的输出端，与所述通信模块的输出端电连接的ESD防护模块。
进一步的，上的电动车锂电池智能解锁系统中：所述的稳压子模块包括通信模块的输入端中TX引脚上串连的限流电阻R13、和串连在RX引脚上的限流电阻R22，还包括稳压二极管ZD4、稳压二极管ZD5、电阻R25和电阻R24；稳压二极管ZD4和电阻R25两端分别接在限流电阻R13的另一端与地之间，稳压二极管ZD5和电阻R24的两端分别接在限流电阻R22的另一端与地之间。
进一步的，上的电动车锂电池智能解锁系统中：所述的通讯控制开关子模块包括开关管M1和开关管M2，主控模块产生的控制信号TR接二极管D3的 P极，二极管D3的N极分别接电阻R12和电阻R17的一端，电阻R12的另一端分别接开关管M1的G极和电阻R11的一端，电阻R17的另一端分别接开关管M2的G极和电阻R18的一端，电阻R11和电阻R18的另一端接高压保护模块；
通信输入端的TX引脚通过限流电阻R13接开关管M1的S极，开关管M1 的D极接通信输出端口的TXD引脚；
通信输入端的RX引脚通过限流电阻R22接开关管M2的S极，开关管 M2的D接通信输出端口的RXD引脚。
进一步的，上的电动车锂电池智能解锁系统中：所述的高压保护子模块包括二极管D6、稳压二极管ZD3、稳压二极管ZD6、三极管Q7、电容C13、电阻R25、电阻R34、电阻R35；
通信输出端的RXD引脚经由稳压二极管ZD3、电阻R25、电阻R35接地；电阻R25和电阻R35相连的公共端接三极管Q7的b极；
电阻R11和电阻R18的另一端分别接二极管D6的P极、电阻R34、电容 C13的一端和稳压二极管ZD6的K极；
二极管D的N极接三极管Q7的C极、三极管Q7的E极接地；
电阻R34、电容C13的另一端和稳压二极管ZD6的A极接地。
进一步的，上的电动车锂电池智能解锁系统中：所述的静电防护模块包括二极管D4和二极管D5；所述的二极管D4和二极管D5的N极分别接通信输出端的RXD和TXD引脚，P极接地。
以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例1电动车锂电池智能解锁系统框图。
图2为本实用新型实施例电动车锂电池智能解锁系统中通信模块保护框图。
图3为本实用新型实施例电动车锂电池智能解锁系统中通信模块保护原理图。
具体实施方式
实施例1是一种电动车锂电池智能解锁系统，如图1所示，包括保护壳、电池组、检测单元、控制单元、信号收发器和用户端，电池组、检测单元、控制单元和信号收发器设在保护壳内，控制单元分别与电池组、检测单元和信号收发器电连接，电池组与检测单元连接；检测单元包括温度检测电路、电路流检测、解锁检测，信号电子锁，电压检测和充电均衡检测，温度检测电路、电压检测和充电均衡检测分别与电池组上的分电池连接，电路流检测分别与电池组连接，解锁检测与电池组或者电动车电机连接；所述的用户端设有通信模块、即指纹解锁模块；所述的保护壳内还设有声光报警器，声光报警器与控制单元电连接。
本实施例中，系统包括提供电源的电池模块；与电池模块电连接，放大所述电源信号模拟前端；与模拟前端电连接，控制电池模块的主控模块；与主控模块电连接，保护主控模块的通信模块；以及与通信模块通讯连接，具有指纹信息的指纹解锁模块。主控模块同时与电子信号锁信号连接。
本实施例中，通信模块如图2和图3所示，包括：与主控模块连接的输入端；稳定所述输入端电压的稳压子模块；与稳压子模块电连接，控制所述指纹解锁模块的通讯控制开关子模块；与通讯控制开关子模块电连接，保护通信模块的高压保护子模块；以及与高压保护子模块连接的输出端，与通信模块的输出端电连接的ESD防护模块。
如图2和图3所示，通讯控制开关模块具有用于与信号发送模块的供电回路连接的开关控制端TR，稳压模块的两输入端分别与所述通讯输入端的两接线端(引脚)TX、RX连接，通讯控制开关模块的两输出端分别与所述通讯输出端的两接线端TXD、RXD连接,高压保护模块的两输入端分别与通讯控制开关模块以及所述接线端RXD连接；进一步地，所述通信模块还包括有ESD 防护模块，该ESD防护模块的两输入端分别与通讯输出端的两接线端(引脚) TXD、RXD连接。模拟前端为基于芯片BQ76940的模拟前端。主控模块中的主控芯片为单片机；所述单片机芯片型号优选为Atmega32M1。
本实施例中，追踪定位模块为GPRSGPS模块或者北斗卫星定位模块，这些都是目前流行的定位模块。的信号收发器和通信模块为315M/433M/GPRS通讯芯片。功能键包括上锁键、解锁键、智能锁键和对码键。用户端上设有震动器和报警灯以及涉水断电报警，碰撞报警。用户端为遥控器、手机APP或智能手环。
本实施例中，采用两种防盗方式：第一种为电动车车辆本身没有任何防盗措施，而是在使用的锂电池组上设置本实施例的智能保护电路，在本实施例的智能保护电路中具有防盗设备和追踪设备，这是直接断电时最安全的方式，这样可以达到防止偷盗电源组也可以防盗并追踪定位寻回。第二种是车辆本身也安装有防盗报警器，这样及时开启了智能上锁，电动车本身的防盗报警器仍然能正常工作，在智能防盗模式下一旦检测到电机有启动的迹象，会关闭电池内置电路的输出，禁止电动车行驶，达到双重保护的目的。可判读电池的电压高低、车辆行驶或静止状况，控制对用电设备供应电能的状态，实行过电压或低电压保护，藉此保护用电设备及电池。提高了锂电池保护及防盗性能，特别是锂电池用在交通工具上的安全性能，广泛适用于车辆防盗，其设置有通信模块，便于与具有定位功能模块的进行通讯连接，从而方便用户对电池组的安全操作使用，防水，防电，防盗报警，便于用户对电池进行充放电的管理维护；另外，电池管理系统中的通信模块中具有高压保护模块与ESD防护模块，可有效保护电池管理系统的主控模块在与外接设备的连接通讯中被高压信号损坏，从而可有效提高电池管理系统的工作可靠性和使用寿命。
本实施例中：提供电源的电池模块，该电源模块可以优选为锂电池模块。
与电池模块电连接，放大电源信号模拟前端。该模拟前端是处理信号源给出的模拟信号，对其进行数字化及分析处理，其中包括几个功能：1、信号放大：当接收到的信号过于微弱，满足不了系统载噪比要求时，在前端要采用低噪声放大器进行放大，以提高载噪比。2、频率变换：为了实现传输频道的某种配置，有时也为了避开某种干扰，前端需要对某些频道进行变换。3、调制、解调：在接收卫星、微波信号时，需先对其进行解调，恢复视、音频信号，然后再将其调制为选定频道的射频信号。4、电平调整与控制：用于各频道的电平进行调整和控制，使频道内和频道间的电平波动不超过要求的范围。
该模拟前端可为基于芯片BQ76940的模拟前端，其最大支持15串锂电池，并且带有采集单体电压、电流温度功能，放电过流保护及短路保护等功能。
与模拟前端电连接，控制电池模块的主控模块，主控模块3中的主控芯片为单片机，单片机芯片型号优选为tmega3290P。单片机通过I2C通讯方式与模拟前端进行通讯，以读取电压、电流等数据，从而实现电池的充放电管理。
与主控模块电连接，保护主控模块的通信模块，通信模块与指纹解锁模块进行通讯控制连接，从而方便用户对电池组的安全操作使用，防水，防电，防盗报警，便于用户对电池进行充放电的管理维护。
与通信模块通讯连接，具有指纹信息的指纹解锁模块。指纹解锁模块优选基于STC89C52单片机的指纹解锁模块，以降低功耗。利用该指纹解锁模块，用户可以在不开启电池组外壳情况下通过指纹解锁对产品进行开启和关闭，另有一根通讯数据传输信号线，当指纹识别错误5次以上时，可自动响应报警设置。
其次通信模块于电子信号车锁相连接，通讯方式为MAX485转RS485通讯信号指纹解锁模块同样。
本实施例提供了电池管理系统，包括：
充电场效应管Q1和放电场效应管Q2，充电场效应管Q1的栅极G1、放电场效应管Q2的栅极G2均与主控模块3连接，充电场效应管Q1的漏极D1 与通信模块的负输入端连接，充电场效应管Q1的源极S1与放电场效应管Q2 的漏极D2连接，放电场效应管Q2的源极S2与电池模块1的负极连接。
本实施例通过设置有充电场效应管Q1和放电场效应管Q2，从而使得主控模块3能够通过充电场效应管Q1和放电场效应管Q2更好地保护和管理电池管理系统。
Claims (7)
1.一种电动车锂电池智能解锁系统，包括电池模块、模拟前端、主控模块，通信模块；所述的模拟前端分别与电池模块和主控模块相连，对电源信号进行放大；其特征在于：还包括解锁模块和电子信号锁；所述的主控模块通过通信模块获得解锁模块的解锁信息，电子信号锁对解锁信息进行检测，如果正确则开锁。
2.根据权利要求1所述的电动车锂电池智能解锁系统，其特征在于：所述的解锁模块为一指纹解锁模块，包括指纹采集装置、指纹识别装置；所述的指纹解锁模块利用指纹采集装置采集指纹的照片后，由指纹识别装置对指纹照片进行识别形成指纹数据，通过通信模块改善到主控模块。
3.根据权利要求2所述的电动车锂电池智能解锁系统，其特征在于：所述通信模块包括：与所述主控模块连接的输入端；稳定所述输入端电压的稳压子模块；与所述稳压子模块电连接，控制所述指纹解锁模块的通讯控制开关子模块；与所述通讯控制开关子模块电连接，保护所述通信模块的高压保护子模块；以及与所述高压保护子模块连接的输出端，与所述通信模块的输出端电连接的ESD防护模块。
4.根据权利要求3所述的电动车锂电池智能解锁系统，其特征在于：所述的稳压子模块包括通信模块的输入端中TX引脚上串连的限流电阻R13、和串连在RX引脚上的限流电阻R22，还包括稳压二极管ZD4、稳压二极管ZD5、电阻R25和电阻R24；稳压二极管ZD4和电阻R25两端分别接在限流电阻R13的另一端与地之间，稳压二极管ZD5和电阻R24的两端分别接在限流电阻R22的另一端与地之间。
5.根据权利要求3所述的电动车锂电池智能解锁系统，其特征在于：所述的通讯控制开关子模块包括开关管M1和开关管M2，主控模块产生的控制信号TR接二极管D3的P极，二极管D3的N极分别接电阻R12和电阻R17的一端，电阻R12的另一端分别接开关管M1的G极和电阻R11的一端，电阻R17 的另一端分别接开关管M2的G极和电阻R18的一端，电阻R11和电阻R18的另一端接高压保护模块；
通信输入端的TX引脚通过限流电阻R13接开关管M1的S极，开关管M1的D极接通信输出端口的TXD引脚；
通信输入端的RX引脚通过限流电阻R22接开关管M 2的S极，开关管M2的D接通信输出端口的RXD引脚。
6.根据权利要求3所述的电动车锂电池智能解锁系统，其特征在于：所述的高压保护子模块包括二极管D6、稳压二极管ZD3、稳压二极管ZD6、三极管Q7、电容C13、电阻R25、电阻R34、电阻R35；
通信输出端的RXD引脚经由稳压二极管ZD3、电阻R25、电阻R35接地；电阻R25和电阻R35相连的公共端接三极管Q7的b极；
电阻R11和电阻R18的另一端分别接二极管D6的P极、电阻R34、电容C13的一端和稳压二极管ZD6的K极；
二极管D的N极接三极管Q7的C极、三极管Q7的E极接地；
电阻R34、电容C13的另一端和稳压二极管ZD6的A极接地。
7.根据权利要求3所述的电动车锂电池智能解锁系统，其特征在于：所述的ESD防护模块包括二极管D4和二极管D5；所述的二极管D4和二极管D5的N极分别接通信输出端的RXD和TXD引脚，P极接地。
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