CN217881639U - 具有通讯功能的电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有通讯功能的电池，涉及电池技术领域。该具有通讯功能的电池包括电池包、电池BMS模块、电池激活模块、第一端子，以及电池通讯模块；其中，电池包与电池BMS模块电气连接，第一端子的输入端与电池BMS模块电气连接，电池激活模块与电池BMS模块电气连接；电池通讯模块与电池BMS模块电气连接。本实用新型利用电池通讯模块建立电池与负载设备之间的通讯联系，使得电池只有在与负载通讯握手成功后才能为负载设备提供电压，其提高了电池的安全性，降低了电池的故障率。

Description

具有通讯功能的电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种具有通讯功能的电池。

背景技术

目前市场上的电池为了节省成本，大部分没有考虑电池的安全性问题，绝大部分电池在设计时是可以直接输出电压的(比如，四轮滑板车电池、滑板车电池、电摩电池等)，这些电池无需与负载进行通讯，就可以直接输出电压给负载供电。

然而，电池直接输出电压，会存在以下问题：

1)对于使用者而言，如果不小心用手或金属触摸电池输出端时，则会有触电风险，其安全性较差；其次，电池直接输出电压，客户就可以任意更换电池(比如，把A车电池更换到B车上使用)，这样可能导致电池与车，电池与充电器等不匹配或电池容量不足，从而造成续航里程缩短等不确定性因素；

2)对于电池的使用寿命而言，电池直接输出电压会导致电池与负载连接时出现打火花现象，频繁多次打火花则会导致电池与负载的端子金属接触部分氧化，引起电池与负载接触不良，从而导致电池故障。

由此可见，电池无需与负载进行通讯就允许电池直接输出电压给负载供电，会造成电池安全性差、故障率高等问题。所以亟需提出一种实际可行的方案来解决上述问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种具有通讯功能的电池，解决了现有电池由于直接输出电压给负载供电而造成电池安全性差、故障率高的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种具有通讯功能的电池，所述电池包括电池包、电池BMS模块、电池激活模块、第一端子，以及电池通讯模块；

所述电池BMS模块用于在接收到所述电池激活模块发出的电池激活信号后，通过控制所述电池通讯模块建立所述电池包与负载设备之间的通讯联系；

所述电池包与所述电池BMS模块电气连接，所述第一端子的输入端与所述电池BMS模块电气连接，所述电池激活模块与所述电池BMS模块电气连接；所述电池通讯模块与所述电池BMS模块电气连接。

优选的，所述第一端子的输出端和与之匹配的第二端子的输入端连接，所述第二端子的输出端连接负载设备。

优选的，所述电池通讯模块为有线通讯模块或无线通讯模块。

优选的，所述有线通讯模块包括：串口通讯单元和一线通通讯单元。

优选的，所述无线通讯模块包括：蓝牙模块和NFC模块。

优选的，所述串口通讯单元包括485通讯单元、TTL通讯单元、CAN通讯单元，以及232通讯单元。

优选的，所述电池激活模块包括：电池按键和陀螺仪。

优选的，所述陀螺仪集成设置在电池BMS模块中。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种具有通讯功能的电池。与现有技术相比，具备以下有益效果：

1、本实用新型提出的一种具有通讯功能的电池，包括电池包、电池BMS模块、电池激活模块、第一端子，以及电池通讯模块；其中，电池包与电池BMS模块电气连接，第一端子的输入端与电池BMS模块电气连接，电池激活模块与电池BMS模块电气连接；电池通讯模块与电池BMS模块电气连接。本实用新型具有通讯功能的电池利用电池通讯模块建立电池与负载设备之间的通讯联系，使得电池只有在与负载通讯握手成功后才能为负载设备提供电压，其提高了电池的安全性，降低了电池的故障率。

2、本实用新型中提出的电池通讯模块可以根据实际需要灵活设置为有线通讯模块或无线通讯模块，可通过多种方式灵活实现电池的通讯功能。

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为本实用新型一种具有通讯功能的电池的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中电池通讯模块为485通讯单元时的电池结构示意图；

图3为本实用新型实施例中电池激活模块为陀螺仪时的电池结构示意图；

图4为本实用新型实施例中电池通讯模块为一线通通讯单元时的电池结构示意图；

图5为本实用新型实施例中电池通讯模块为蓝牙模块时的电池结构示意图；

图6为本实用新型实施例中电池通讯模块为NFC模块时的电池结构示意图；

图7为本实用新型实施例中电池BMS模块内部结构示意图。

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，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。

本申请实施例通过提供一种具有通讯功能的电池，解决了现有电池由于直接输出电压给负载供电而造成电池安全性差、故障率高的问题，实现通过建立电池与负载之间的通讯联系而达到安全使用电池的目的。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

为了解决电池无需与负载进行通讯就可直接输出电压给负载从而造成电池安全性差、故障率高等问题，本技术方案提出一种具有通讯功能的电池，其包括电池包、电池BMS模块、电池激活模块，以及电池通讯模块。其中，电池包与电池BMS模块电气连接，电池激活模块与电池BMS模块电气连接，电池通讯模块与电池BMS模块电气连接。利用电池通讯模块建立电池与负载设备之间的联系，让电池在电池与负载设备之间通讯握手成功之后，才输出电压给负载设备。本实用新型提高了电池的安全性，降低了电池的故障率。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及对具体实施方式的阐述来对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1：

本实施例提出的一种具有通讯功能的电池，参见图1，电池包括电池包、电池BMS模块、电池激活模块、第一端子，以及电池通讯模块；上述电池包与上述电池BMS模块电气连接，上述第一端子的输入端与上述电池BMS模块电气连接，上述电池激活模块与上述电池BMS模块电气连接；上述电池通讯模块与上述电池BMS模块电气连接；所述电池BMS模块用于在接收到所述电池激活模块发出的电池激活信号后，通过控制所述电池通讯模块建立所述电池包与负载设备之间的通讯联系。

可见，本实施例提出的一种具有通讯功能的电池，包括电池包、电池BMS模块、电池激活模块、第一端子，以及电池通讯模块；其中，电池包与电池BMS模块电气连接，第一端子的输入端与电池BMS模块电气连接，电池激活模块与电池BMS模块电气连接；电池通讯模块与电池BMS模块电气连接。本实用新型具有通讯功能的电池利用电池通讯模块建立电池与负载设备之间的通讯联系，使得电池只有在与负载通讯握手成功后才能为负载设备提供电压，其提高了电池的安全性，降低了电池的故障率。

下面结合附图1-7，以及对具体模块功能的阐述来详细说明本实施例的实现过程。

参见图1，本实施例提出的一种具有通讯功能的电池，电池包括电池包、电池BMS模块、电池激活模块、第一端子，以及电池通讯模块；上述电池包与上述电池BMS模块电气连接，上述第一端子的输入端与上述电池BMS模块电气连接，上述电池激活模块与上述电池BMS模块电气连接；上述电池通讯模块与上述电池BMS模块电气连接。

电池BMS模块用于在接收到所述电池激活模块发出的电池激活信号后，通过控制所述电池通讯模块建立所述电池包与负载设备之间的通讯联系。电池BMS模块的原理图如图7所示。具体的，该电池BMS模块可实现包括如下功能：监测每串电池电压，实现电池过充、过放时对电池组进行保护；监测电池均衡电压，即充电时，达到均衡开启条件时，均衡电路打开，这样能满足所有电芯电压保持均衡；监测电池组温度，充或放电时，电池温度达到设定值，电池BMS模块会关断充电MOS或放电MOS，从而保护电池组；精确SOC功能，即检测放电电流或充电电流，计算出电池电量；放电在位检测，即BMS检测到DET信号被拉到GND，电池输出12V；充电器在位检测，即充电器插入电池，BMS能识别充电器是否在位；485通讯功能，即电池485通讯与控制器或仪表485通讯握手成功后，电池的P+与P-输出电压；陀螺仪功能，即当电池进入低功耗状态，集成到BMS的陀螺仪角度发生变化时可唤醒电池；电池按键功能，即短按电池按键，可以实现电池被唤醒、查看电池数码屏的电池电量等功能。

另外，第一端子的输出端和与之匹配的第二端子的输入端连接，而该第二端子的输出端连接负载设备。一般来说，将第一端子设置为母座端子，将第二端子设置为公座端子，但在实际操作时，公座端子和母座端子的位置可以对调。

本实施例中具有通讯功能的电池在被激活前一直处于低功耗状态，即电池BMS模块中所有的电路都处于关闭状态。当需要唤醒电池，让电池开始工作为负载设备提供电压时，操控电池激活模块激活(或唤醒)电池，此时电池BMS模块即可通过电池通讯模块与负载设备通讯握手成功，从而让电池为负载设备提供所需的电压。

在本实施例中，电池激活模块可以选择设置为电池按键或者陀螺仪。

当电池激活模块设置为电池按键时，参见图2，将电池按键与电池BMS模块电气连接，当按下电池按键，此时电池输出电压5V或12V，从而激活电池，让电池从休眠的低功耗状态中唤醒，即让电池BMS模块通电。当电池激活模块选择为陀螺仪时，参见图3，一般将陀螺仪芯片与电池BMS模块电气连接，并将陀螺仪芯片集成设置在电池BMS模块内部。如果陀螺仪水平角度发生变化，则陀螺仪会有一个角度信号传给电池BMS模块自带的MCU，由MCU发指令让电池BMS模块中的DC-DC降压模块输出5V或12V电压，从而让电池BMS模块通电。

在本实施例中，电池通讯模块可以根据实际需要灵活选择，可以为使用有线通讯方式的有线通讯模块，也可以为使用无线通讯方式的无线通讯模块。而有线通讯方式包括但不限于485、TTL、CAN，以及232等串口通信方式，此时电池通讯模块对应可设置为485通讯单元、TTL通讯单元、CAN通讯单元，以及232通讯单元等串口通讯单元，另外还包括一线通等有线通讯方式，此时电池通讯模块对应可设置为一线通通讯单元。无线通讯模块可以选择为蓝牙模块或者NFC模块。具体的，

1)当电池通讯模块为有线通讯模块时，具体实现方式如下：

A、以485通讯方式为例，参见图2，具体实施时，将485通讯单元分别集成到电池BMS模块中和控制器或仪表中，然后通过母座端子和公座端子连接两个485通讯的接口，其中，母座端子包括放电正极P+和放电负极P-，485通讯接口485A和485B，5V/12V放电引脚，电池包负极B-；对应的公座端子也包括放电正极P+和放电负极P-，485通讯接口485A和485B，5V/12V放电引脚，电池包负极B-。将电池中的母座端子按照引脚之间的对应位置插入负载设备端的公座端子，按下电池按键(或陀螺仪检测角度变化后发送角度变化信号)，电池输出电压5V或12V，设备负载的485通讯单元被唤醒，然后与电池BMS模块的485通讯单元握手成功后，电池P+与P-输出36V/48V(或其他电压值)；

B、以一线通的通讯方式为例，参见图4，具体实施是，在电池BMS模块和负载设备的控制器或仪表里嵌入一线通通讯单元，此时电池的母座端子包括放电正极P+和放电负极P-，以及一线通通讯接口，对应的，公座端子包括对应的放电正极P+和放电负极P-，以及一线通通讯接口。将母座端子插入公座端子后，按下电池按键(或陀螺仪检测角度变化后发送角度变化信号)，电池的一线通被设备负载的一线通上拉到3.3V，电池BMS模块检测到信号后，电池P+与P-输出36V/48V。

2)当电池通讯模块为无线通讯模块时，具体实现方式如下：

C、无线通讯模块为蓝牙模块时，参见图5，母座端子和公座端子均包括放电正极P+和放电负极P-，然后将电池的母座端子与公座端子连接从而连接上负载设备，按下电池按键(或陀螺仪检测角度变化后发送角度变化信号)，电池BMS模块被唤醒，电池蓝牙模块通电；打开手机蓝牙，并打开手机上的电池APP，找到对应电池蓝牙名称，点击电池蓝牙名称，找到发送命令按钮，电池BMS模块收到指令后，电池P+与P-输出36V/48V(或其他电压值)；

D、无线通讯模块为NFC模块时，参见图6，母座端子和公座端子均包括放电正极P+和放电负极P-，然后将电池的母座端子与公座端子连接从而连接上负载设备，按下电池按键(或陀螺仪检测角度变化后发送角度变化信号)，电池BMS模块唤醒，NFC模块通电；打开手机，在设置里找到NFC图标设置为可使用，对准电池BMS模块的NFC模块，电池P+与P-输出36V/48V(或其他电压值)。

本实用新型在电池与设备负载之间增设电池通讯模块，且该电池通讯模块可根据实际需要灵活选择设置为有线通讯模块或者无线通讯模块，然后利用电池通讯模块可建立电池与负载设备之间的联系，让电池在电池与负载设备之间通讯握手成功之后，才输出电压给负载设备。增设电池通讯模块的操作避免了使用者误碰电池造成的触电风险，同时也防止了客户随意更换电池而造成的电池与车、电池与充电器等不匹配，或容量不足等问题；另外，电池通讯功能的引入，避免了电池直接输出电压导致电池与负载连接时出现打火花现象而造成电池与负载的端子金属接触部分氧化，从而引起电池与负载接触不良，导致电池故障等问题。本实用新型整体上提高了电池的安全性，降低了电池的故障率。

综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：

1、本实用新型提出的一种具有通讯功能的电池，包括电池包、电池BMS模块、电池激活模块、第一端子，以及电池通讯模块；其中，电池包与电池BMS模块电气连接，第一端子的输入端与电池BMS模块电气连接，电池激活模块与电池BMS模块电气连接；电池通讯模块与电池BMS模块电气连接。本实用新型具有通讯功能的电池利用电池通讯模块建立电池与负载设备之间的通讯联系，使得电池只有在与负载通讯握手成功后才能为负载设备提供电压，其提高了电池的安全性，降低了电池的故障率。

2、本实用新型中提出的电池通讯模块可以根据实际需要灵活设置为有线通讯模块或无线通讯模块，可通过多种方式灵活实现电池的通讯功能。

需要说明的是，在本文中，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。

以上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精神和范围。

Claims (8)

1.一种具有通讯功能的电池，其特征在于，所述电池包括电池包、电池BMS模块、电池激活模块、第一端子，以及电池通讯模块；

所述电池BMS模块用于在接收到所述电池激活模块发出的电池激活信号后，通过控制所述电池通讯模块建立所述电池包与负载设备之间的通讯联系；

所述电池包与所述电池BMS模块电气连接，所述第一端子的输入端与所述电池BMS模块电气连接，所述电池激活模块与所述电池BMS模块电气连接；所述电池通讯模块与所述电池BMS模块电气连接。

2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一端子的输出端和与之匹配的第二端子的输入端连接，所述第二端子的输出端连接负载设备。

3.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池通讯模块为有线通讯模块或无线通讯模块。

4.如权利要求3所述的电池，其特征在于，所述有线通讯模块包括：串口通讯单元和一线通通讯单元。

5.如权利要求3所述的电池，其特征在于，所述无线通讯模块包括：蓝牙模块和NFC模块。

6.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述串口通讯单元包括485通讯单元、TTL通讯单元、CAN通讯单元，以及232通讯单元。

7.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池激活模块包括：电池按键和陀螺仪。

8.如权利要求7所述的电池，其特征在于，所述陀螺仪集成设置在电池BMS模块中。

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