本發(fā)明涉電動設(shè)備電池領(lǐng)域，具體地，涉及一種智能電池管理系統(tǒng)以及基于該系統(tǒng)的智能電池共享使用方法和預(yù)約使用方法。

背景技術(shù)：

隨著電動自行車、電動汽車等電動設(shè)備在人們?nèi)粘Ｉ钪性絹碓狡占?，而為電動設(shè)備提供能量的電池性能也愈加為人們所關(guān)注。因此，對電池進(jìn)行有效的管理，使得電池的安全性得到保障，并且使電池的性能得到最大程度的發(fā)揮成為重要的課題。

目前電動設(shè)備的電池屬于電動設(shè)備的價值較高的核心部分，由于其易于拆卸，且拆卸下來之后可以重復(fù)使用，很容易被盜，給用戶帶來非常大的麻煩和經(jīng)濟損失。另外，電池制造商一旦賣出電池后就很少了解電池的信息，也無法對賣出的電池進(jìn)行同時管理或者信息采集，這樣用戶買了電池之后就只有他自己或者家人使用，當(dāng)他們不使用的時候，就閑置在家里，大大的浪費了資源，從而降低了電池的使用效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種智能電池管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過app應(yīng)用終端實現(xiàn)對智能電池遠(yuǎn)程管理或者控制，同時也可以通過后臺服務(wù)器實現(xiàn)對智能電池自動管理和控制，使得用戶隨時獲取電池的信息，也能防止電池被盜。同時也能提高電池的使用率，避免資源浪費。

為了達(dá)到上述目的，提供一種智能電池管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括智能電池、app應(yīng)用終端以及后臺服務(wù)器，

所述智能電池分別與所述app應(yīng)用終端和后臺服務(wù)器進(jìn)行無線通訊連接，所述app應(yīng)用終端與所述后臺服務(wù)器進(jìn)行無線通訊連接；

所述智能電池包括處理器、存儲器、用于采集所述智能電池狀態(tài)信息的傳感器模塊、高低電平切換輸出模塊、以及用于數(shù)據(jù)收發(fā)的無線通訊模塊，所述存儲器、傳感器模塊、高低電平切換出書模塊以及無線通訊模塊均與所述處理器相連接；

所述智能電池根據(jù)所述傳感器模塊獲取的電池狀態(tài)信息或者根據(jù)所述無線通訊模塊接收來自所述app應(yīng)用終端或者所述后臺服務(wù)器的控制指令后，由所述處理器對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并控制所述高低電平切換輸出模塊輸出高電平或者低電平，實現(xiàn)對所述智能電池的充電開關(guān)或者放電開關(guān)的控制。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述智能電池包括相互串聯(lián)的第一電池芯片、第二電池芯片、……、第n電池芯片，所述智能電池設(shè)置有外接正極和外接負(fù)極，所述智能電池第n電池芯片的正極為所述智能電池的外接正極，所述智能電池的外接負(fù)極與第一電池芯片負(fù)極之間設(shè)置有用于實現(xiàn)充電開關(guān)的第一組n溝道場效應(yīng)管和實現(xiàn)放電開關(guān)的第二組n溝道場效應(yīng)管，所述第一組n溝道場效應(yīng)管包括四個相互并聯(lián)的n溝道場效應(yīng)管ub、ub1、ub2、ub3，所述第二組為n溝道場效應(yīng)管包括四個相互并聯(lián)的n溝道場效應(yīng)管ua、ua1、ua2、ua3；所述n溝道場效應(yīng)管ub、ub1、ub2、ub3的源極均接入所述智能電池的外接負(fù)極，所述n溝道場效應(yīng)管ua、ua1、ua2、ua3的源極均接入所述第一電池芯片的負(fù)極，所述n溝道場效應(yīng)管ub、ub1、ub2、ub3、ua、ua1、ua2、ua3的漏極均接在一起；

所述高低電平切換輸出模塊的邏輯輸出端與二極管d1串聯(lián)后依次串聯(lián)二極管d3、電阻r61，所述電阻r61輸出端接入npn型三極管q31的基極，所述npn型三極管q31的射電極接入所述智能電池的外接負(fù)極，所述n溝道場效應(yīng)管ub、ub1、ub2、ub3的柵極均接入npn型三極管q31的集電極；所述電阻r61的輸出端與npn型三極管q31的射電極之間串聯(lián)有電阻r62；

所述高低電平切換輸出模塊的邏輯輸出端還二極管d2串聯(lián)后再串聯(lián)一電阻r72，所述電阻r72的輸出端接入npn型三極管q34的基極，所述n溝道場效應(yīng)管ua、ua1、ua2、ua3的柵極均接入npn型三極管q34的集電極，所述npn型三極管q34的射電極與電阻r72的輸出端之間串聯(lián)有電阻r71。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述傳感器模塊包括gps模塊、gprs模塊、北斗定位模塊、溫度傳感器模塊、電池充電檢測模塊、電池放電檢測模塊、陀螺儀傳感器模塊。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述智能電池還包括報警裝置，所述報警裝置與所述處理器相連接。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)用戶通過所述app應(yīng)用終端鎖好所述智能電池后，所述陀螺儀傳感器模塊或者gprs模塊或者北斗定位模塊檢測到該智能電池出現(xiàn)位置狀態(tài)變化后，所述報警裝置發(fā)出防盜報警信號，并向所述后臺服務(wù)器或者app應(yīng)用終端發(fā)送報警信息。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述無線通訊模塊包括wifi模塊、藍(lán)牙模塊、2g通訊模塊、3g通訊模塊、4g通訊模塊。

本發(fā)明的另外一個目的還在于提供一種智能電池共享使用的方法，所述共享使用方法包括如下步驟：

s1、獲取智能電池信息步驟：用戶通過app應(yīng)用終端獲取所述智能電池的信息，并將該信息和用戶的使用申請信息發(fā)送至后臺服務(wù)器，所述信息包括智能電池id信息、電量剩余信息和位置信息；

s2、使用授權(quán)步驟：所述后臺服務(wù)器接收來自app應(yīng)用終端發(fā)出的信息并核準(zhǔn)，核準(zhǔn)后向app應(yīng)用終端和智能電池均發(fā)出授權(quán)秘鑰指令；

s3、秘鑰驗證使用步驟：用戶收到秘鑰指令后并將該秘鑰發(fā)送給所述智能電池，所述智能電池將接收到來自app應(yīng)用終端的秘鑰與接收到來自后臺服務(wù)器的秘鑰指令進(jìn)行驗證，完成身份驗證，實現(xiàn)用戶對該智能電池的共享使用。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟s1中，用戶可以通過app應(yīng)用終端掃描智能電池的二維碼獲取智能電池的信息或者通過智能電池向所述app應(yīng)用終端發(fā)送智能電池的信息。

本發(fā)明的第三個目的在于提供一種智能電池預(yù)約使用的方法，所述預(yù)約使用方法包括如下步驟：

p1、預(yù)約步驟：用戶通過app應(yīng)用終端將自助選擇預(yù)約智能電池使用信息發(fā)送給后臺服務(wù)器，所述預(yù)約電池使用信息包括智能電池的地址和預(yù)約時間；

p2、預(yù)約授權(quán)步驟：后臺服務(wù)器接收來自app應(yīng)用終端發(fā)出的信息并核準(zhǔn)，核準(zhǔn)后向app應(yīng)用終端和智能電池均發(fā)出授權(quán)秘鑰指令；

p3、秘鑰驗證使用步驟：用戶收到秘鑰指令后，走到預(yù)約的智能電池處并將該秘鑰發(fā)送給所述智能電池，所述智能電池將接收到來自app應(yīng)用終端的秘鑰與接收到來自后臺服務(wù)器的秘鑰指令進(jìn)行驗證，完成身份驗證，實現(xiàn)用戶對該智能電池的預(yù)約使用。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明智能電池管理系統(tǒng)通過app應(yīng)用終端實現(xiàn)對智能電池遠(yuǎn)程管理或者控制，同時也可以通過后臺服務(wù)器實現(xiàn)對智能電池自動管理和控制。

2、由于智能電池需要通過智能電池管理系統(tǒng)對其充電或者放電進(jìn)行控制，所以一旦電池被偷后，由于盜匪無法進(jìn)行身份驗證，使得被盜的電池?zé)o法使用，同時，用戶可以根據(jù)定位系統(tǒng)獲取被盜電池的位置信息，從而易于找回以及便于警察破案。

3、任何用戶都可以通過本發(fā)明系統(tǒng)對智能電池進(jìn)行預(yù)約使用，大大提高了電池的使用效率，減少了資源浪費。

附圖說明

圖1是本發(fā)明智能電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明智能電池的機構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明智能電池的實施例電路原理。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

如圖1所示，為本發(fā)明一種智能電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括智能電池、app應(yīng)用終端以及后臺服務(wù)器，其中，智能電池分別與app應(yīng)用終端和后臺服務(wù)器進(jìn)行無線通訊連接，app應(yīng)用終端與后臺服務(wù)器進(jìn)行無線通訊連接；上述三者之間的通訊方式可以是現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)無線通訊方式，包括藍(lán)牙、wifi、3g、4g網(wǎng)絡(luò)通訊方式，均是屬于本發(fā)明的保護范疇。本發(fā)明實施例中，app應(yīng)用終端可以是手機或者ipad，或者其他基于安卓平臺或ios平臺的智能終端。

如圖2所示，智能電池包括處理器、存儲器、用于采集智能電池狀態(tài)信息的傳感器模塊、高低電平切換輸出模塊、以及用于數(shù)據(jù)收發(fā)的無線通訊模塊，存儲器、傳感器模塊、高低電平切換出書模塊以及無線通訊模塊均與處理器相連接；本發(fā)明實施例中，電池的狀態(tài)信息包括電池內(nèi)部所有電池芯片的充電或者放電狀態(tài)信息、電池的電量信息、智能電池的位置信息、智能電池的工作溫度信息等等，除此之外也可以采集到其他與電池相關(guān)的信息。智能電池根據(jù)傳感器模塊獲取的電池狀態(tài)信息或者根據(jù)無線通訊模塊接收來自app應(yīng)用終端或者所述后臺服務(wù)器的控制指令后，由處理器對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并控制高低電平切換輸出模塊輸出高電平或者低電平，實現(xiàn)對智能電池的充電開關(guān)或者放電開關(guān)的控制，比如，智能電池通過其傳感器模塊檢測到智能電池出現(xiàn)充電異?；蛘叻烹姰惓：?，處理器識別該智能電池放電異?；蛘叱潆姰惓：螅詣虞敵龈唠娖?，控制充電開關(guān)或者放電開關(guān)關(guān)閉。又比如，當(dāng)用戶使用了電動設(shè)備，忘記關(guān)閉電池的開關(guān)，害怕被別人盜取，用戶可以通過手機向智能設(shè)備直接發(fā)送關(guān)閉智能電池開關(guān)的指令，也可以通過向后臺服務(wù)器發(fā)送指令，再由后臺服務(wù)器向智能電池發(fā)送關(guān)閉開關(guān)的指令，從而智能電池的處理器識別指令后，自動輸出高電平，控制開關(guān)關(guān)閉。

本發(fā)明實施例中，無線通訊模塊采用現(xiàn)有常用的通訊方式，包括wifi模塊、藍(lán)牙模塊、2g通訊模塊、3g通訊模塊、4g通訊模塊等等。

本發(fā)明實施例中，智能電池通常包括相互串聯(lián)的第一電池芯片、第二電池芯片、……、第n電池芯片，如圖3所示，智能電池設(shè)置有外接正極p+和外接負(fù)極p-，智能電池第n電池芯片的正極為智能電池的外接正極p+，以十個相互串聯(lián)的電池芯片組成的智能電池為例的話，第十個電池芯片的正極b10+即為該智能電池的外接正極p+，智能電池的外接負(fù)極p-與第一電池芯片負(fù)極b-之間設(shè)置有用于實現(xiàn)充電開關(guān)的第一組n溝道場效應(yīng)管和實現(xiàn)放電開關(guān)的第二組n溝道場效應(yīng)管，其中，第一組n溝道場效應(yīng)管包括四個相互并聯(lián)的n溝道場效應(yīng)管ub、ub1、ub2、ub3，第二組為n溝道場效應(yīng)管包括四個相互并聯(lián)的n溝道場效應(yīng)管ua、ua1、ua2、ua3；n溝道場效應(yīng)管ub、ub1、ub2、ub3的源極均接入智能電池的外接負(fù)極，n溝道場效應(yīng)管ua、ua1、ua2、ua3的源極均接入所述第一電池芯片的負(fù)極，n溝道場效應(yīng)管ub、ub1、ub2、ub3、ua、ua1、ua2、ua3的漏極均接在一起；高低電平切換輸出模塊的邏輯輸出端與二極管d1串聯(lián)后依次串聯(lián)二極管d3、電阻r61，電阻r61輸出端接入npn型三極管q31的基極，npn型三極管q31的射電極接入所述智能電池的外接負(fù)極，n溝道場效應(yīng)管ub、ub1、ub2、ub3的柵極均接入npn型三極管q31的集電極；電阻r61的輸出端與npn型三極管q31的射電極之間串聯(lián)有電阻r62；高低電平切換輸出模塊的邏輯輸出端還二極管d2串聯(lián)后再串聯(lián)一電阻r72，電阻r72的輸出端接入npn型三極管q34的基極，n溝道場效應(yīng)管ua、ua1、ua2、ua3的柵極均接入npn型三極管q34的集電極，npn型三極管q34的射電極與電阻r72的輸出端之間串聯(lián)有電阻r71。

根據(jù)本發(fā)明實施例中，傳感器模塊包括gps模塊、gprs模塊、北斗定位模塊、溫度傳感器模塊、電池充電檢測模塊、電池放電檢測模塊、陀螺儀傳感器模塊。另外，智能電池還包括報警裝置，報警裝置與所述處理器相連接。當(dāng)用戶通過所述app應(yīng)用終端鎖好所述智能電池后，陀螺儀傳感器模塊或者gprs模塊或者北斗定位模塊檢測到該智能電池出現(xiàn)位置狀態(tài)變化后，報警裝置發(fā)出防盜報警信號，并向后臺服務(wù)器或者app應(yīng)用終端發(fā)送報警信息。當(dāng)然，智能電池的工作溫度過高或者過低也會出現(xiàn)報警信號。

另外，為了避免資源浪費，通過本發(fā)明智能電池管理系統(tǒng)實現(xiàn)大量的智能電池共享使用，所以本發(fā)明提供了一種智能電池共享使用的方法，該共享使用方法包括如下步驟：

s1、獲取智能電池信息步驟：用戶通過app應(yīng)用終端獲取智能電池的信息，并將該信息和用戶的使用申請信息發(fā)送至后臺服務(wù)器，信息包括智能電池id信息、電量剩余信息和位置信息；比如，用戶通過手機掃描貼在智能電池外殼上的二維碼，該二維碼能夠?qū)崿F(xiàn)用戶手機與智能電池相互通訊連接，使得用戶容易獲取電池的相關(guān)信息，比如智能電池是否處于故障狀態(tài)、是否被被人預(yù)約了，或者該智能電池是否有充足的電量使用、或者智能電池自身的身份信息，由這些信息用戶就可以根據(jù)情況是否要向后臺服務(wù)器申請使用該智能電池，若用戶覺得可以申請該智能電池，用戶會通過手機向后臺服務(wù)器申請使用，同時也會將申請的智能電池的相關(guān)信息發(fā)送給后臺服務(wù)器。

s2、使用授權(quán)步驟：后臺服務(wù)器接收來自app應(yīng)用終端發(fā)出的信息并核準(zhǔn)，核準(zhǔn)后向app應(yīng)用終端和智能電池均發(fā)出授權(quán)秘鑰指令；后臺服務(wù)器接收到了用戶手機發(fā)送的申請使用智能電池信息和該智能電池的id信息后，自動與預(yù)先保存在后臺服務(wù)器的信息進(jìn)行校驗，驗證通過后會同時向用戶的手機和被申請使用的智能電池發(fā)送授權(quán)使用的秘鑰指令。本發(fā)明實施例中，后臺服務(wù)器預(yù)先會存儲用戶的信息(通常這個是會員信息)以及管理所有智能電池id信息。

s3、秘鑰驗證使用步驟：用戶收到秘鑰指令后并將該秘鑰發(fā)送給智能電池，智能電池將接收到來自app應(yīng)用終端的秘鑰與接收到來自后臺服務(wù)器的秘鑰指令進(jìn)行驗證，完成身份驗證，實現(xiàn)用戶對該智能電池的共享使用。

另外，用戶也可以提前預(yù)約某個位置的空閑智能電池，本發(fā)明基于上述智能電池共享使用的方法又提供了一種智能電池預(yù)約使用的方法，該方法包括如下步驟：

p1、預(yù)約步驟：用戶通過app應(yīng)用終端將自助選擇預(yù)約智能電池使用信息發(fā)送給后臺服務(wù)器，預(yù)約電池使用信息包括智能電池的地址和預(yù)約時間；

p2、預(yù)約授權(quán)步驟：后臺服務(wù)器接收來自app應(yīng)用終端發(fā)出的信息并核準(zhǔn)，核準(zhǔn)后向app應(yīng)用終端和智能電池均發(fā)出授權(quán)秘鑰指令；

p3、秘鑰驗證使用步驟：用戶收到秘鑰指令后，走到預(yù)約的智能電池處并將該秘鑰發(fā)送給所述智能電池，智能電池將接收到來自app應(yīng)用終端的秘鑰與接收到來自后臺服務(wù)器的秘鑰指令進(jìn)行驗證，完成身份驗證，實現(xiàn)用戶對該智能電池的預(yù)約使用。

綜上所述，本發(fā)明智能電池管理系統(tǒng)通過app應(yīng)用終端實現(xiàn)對智能電池遠(yuǎn)程管理或者控制，同時也可以通過后臺服務(wù)器實現(xiàn)對智能電池自動管理和控制，使得用戶隨時獲取電池的信息，也能防止電池被盜。同時也能提高電池的使用率，避免資源浪費。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，根據(jù)實際需要做適當(dāng)調(diào)整并優(yōu)化升級，其他的任何未違背本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

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網(wǎng)址: 智能電池管理系統(tǒng)及其共享使用方法和預(yù)約使用方法與流程 http://m.u1s5d6.cn/newsview1296004.html