智能充电系统及其通信方法与流程

1.本技术涉及智能充电领域，尤其涉及一种智能充电系统及其通信方法。


背景技术：

2.为了让电池模块能够更弹性的控制充电方式，电池模块势必需要与充电器进行沟通，以满足电池在不同状态阶段的充电需求，例如充电器身分验证或根据电池状态的智能充电。因此，目前已知的电池模块与充电器的沟通方式大多是通过控制器局域网(controller area network，can)，以一种串行双线式全双工的通信协定规格进行数据和信息的交换。然而，串行双线式的控制器局域网需要多条通信线路，占有一定的体积，但是随着电池模块与充电器之间的功能需求增加，电池模块与充电器彼此之间的线路数量势必会增加。
3.因此，如何提供一种智能充电系统及其通信方法，可在满足所有需求功能与连接器界面空间有限的前提下，减少电池模块与充电器之间的通信线路数量，让连接器界面空间利用率最大化，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种智能充电系统及其通信方法，可在满足所有需求功能与连接器界面空间有限的前提下，减少电池模块与充电器之间的通信线路数量，让连接器界面空间利用率最大化。
5.本技术的一范畴在于提供了一种智能充电系统，应用于充电器与电池模块之间的通信，电池模块包括电池管理系统与电池组，电池管理系统控制充电器对电池组充电。所述智能充电系统包括：电池模块与充电器通过单一线路以通信协定进行通信，所述通信协定包括：电池管理系统接收充电器所设定的第一电压准位超过第一默认时间，作为充电器与电池模块连接的依据；以及当充电器与电池模块连接后，多个通信电压准位基于默认时序通过单一线路传送于充电器与电池管理系统之间，用以建立充电器与电池管理系统之间的信息交换。
6.本技术的另一范畴在于提供了一种智能充电系统的通信方法，智能充电系统包括电池模块和充电器，当电池模块侦测到充电器传送的第一电压准位持续超过第一默认时间时，判断充电器与电池模块为连接状态，当充电器侦测到电池模块传送的第二电压准位超过第二默认时间时，充电器开始对电池模块进行充电。所述智能充电系统的通信方法包括：于连接状态，充电器与电池模块之间基于默认时序于单一线路上传送多个通信电压准位，以进行信息交换，其中，多个通信电压准位包括多个高电位与多个低电位，多个高电位中的每一个的电压值小于或等于第一电压准位，多个高电位中的每一个的持续时间小于第一默认时间与第二默认时间。
7.在本技术实施例中，智能充电系统及其通信方法可通过电池模块电性连接充电器后，充电器与电池模块之间可以于单一线路上传送多个通信电压准位进行信息交换，减少
充电器与电池模块之间通信线路的数量，提高连接器界面空间的利用率，且降低电池模块与充电器之间的通信成本。
附图说明
8.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
9.图1为依据本技术的智能充电系统的一实施例框图；
10.图2为依据本技术的智能充电系统的另一实施例框图；
11.图3为依据本技术的单一线路上的电压准位的一实施例示意图；
12.图4为依据本技术的智能充电系统的又一实施例框图；以及
13.图5为依据本技术的智能充电系统的通信方法的一实施例方法流程图。
具体实施方式
14.以下将配合相关附图来说明本发明的实施例。在这些附图中，相同的标号表示相同或类似的组件或方法流程。
15.必须了解的是，使用在本说明书中的“包含”、“包括”等词，是用于表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件和/或组件，但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件、组件，或以上的任意组合。
16.必须了解的是，当组件描述为“连接”或“耦接”至另一组件时，可以是直接连结、或耦接至其他组件，可能出现中间组件。相反地，当组件描述为“直接连接”或“直接耦接”至另一组件时，其中不存在任何中间组件。
17.请参阅图1，其为依据本技术的智能充电系统的一实施例框图。如图1所示，在本实施例中，智能充电系统100应用于充电器110与电池模块120之间的通信，电池模块120包括电池管理系统122与电池组124，电池管理系统122控制充电器110对电池组124充电。智能充电系统100的电池模块120与充电器110是通过单一线路50以通信协定进行通信。所述通信协定包括：电池管理系统122接收充电器110所设定的第一电压准位超过第一默认时间，作为充电器110与电池模块120连接的依据；以及当充电器110与电池模块120连接后，多个通信电压准位基于默认时序(default clocking)通过单一线路50传送于充电器110与电池管理系统122之间，用以建立充电器110与电池管理系统122之间的信息交换。
18.在实际实施中，所述第一电压准位的大小、所述默认时序与所述第一默认时间的长短可依据实际需求(例如：电池组124的电池种类或充电器110的充电规格)进行调整。
19.在一实施例中，充电器110与电池管理系统122之间基于所述默认时序交换的信息可包括但不限于认证请求信息、识别信息、指令信息或确收信息。此外，也可以通过信息交换让电池管理系统122通知充电器110确认起始充电，换言之，指令信息可以包含起始充电信息。
20.在一实施例中，充电器110通过接收电池管理系统122设定的第二电压准位超过第二默认时间，作为充电器110开始对电池组124充电的依据。在实际实施中，所述第二电压准位的大小与所述第二默认时间的长短可依据实际需求进行调整。
21.在一实施例中，多个通信电压准位包括多个高电位与多个低电位，多个高电位中
的每一个的电压值小于或等于第一电压准位，多个高电位中的每一个的持续时间小于第一默认时间与第二默认时间。在实际实施中，所述通信电压准位所包括的高电位与低电位的电压值可依据实际需求进行调整。
22.在一实施例中，请参阅图2，其为依据本技术的智能充电系统的另一实施例框图。如图2所示，电池管理系统122包括第一接收端1222、第一传输端1224和第一温度控制单元1226，充电器110包括第二接收端112、第二传输端114和第二温度控制单元116，第一接收端1222、第一传输端1224、第二接收端112和第二传输端114用于通过单一线路50进行所述信息交换和传递所述第一电压准位与所述第二电压准位。其中，第二温度控制单元116通过第二传输端114发送所述第一电压准位至第一接收端1222，第一温度控制单元1226通过第一接收端1222侦测所述第一电压准位；以及第一温度控制单元1226通过第一传输端1224发送所述第二电压准位至第二接收端112，第二温度控制单元116通过第二接收端112侦测所述第二电压准位。
23.更详细地说，请参阅图2和图3，图3为依据本技术的单一线路上的电压准位的一实施例示意图。当充电器110物理连接电池模块120(即时间点t1)时，充电器110不会马上对电池模块120的电池组124进行充电，而是借由第二温度控制单元116通过第二传输端114于单一线路50上发送所述第一电压准位(例如：5v)至电池模块120的第一接收端1222。电池管理系统122的第一温度控制单元1226通过第一接收端1222于单一线路50侦测所述第一电压准位；当第一温度控制单元1226侦测于单一线路50上的所述第一电压准位的持续时间超过所述第一默认时间dt1(例如：500ms)时，电池管理系统122判断充电器110与电池模块120电性连接。
24.当电池管理系统122确认充电器110与电池模块120电性连接时(时间点t2)，电池管理系统122可以开始与充电器110进行信息交换。电池管理系统122在时间点t2于单一线路50上以类似ttl信号的多个通信电压准位与充电器110进行信息交换，所述多个通信电压准位所包括的高电位代表“1”，低电位代表“0”。在一实施例中，如图3所示，时间点t2至t3间，电池管理系统122通过第一传输端1224于单一线路50上发送根据一默认时序的所述多个通信电压准位至充电器110的第二接收端112。相同的，时间点t3至t4间，则为充电器110通过第二传输端114于单一线路50上发送根据另一默认时序的多个通信电压准位至电池管理系统122的第一接收端1222。换言之，电池管理系统122于时间点t2至t3间发送一个“01010”ttl信号的信息至充电器110，充电器110收到所述ttl信号后，于t3至t4回复一个“10101”ttl信号的信息至电池管理系统122；借此完成电池模块120与充电器110之间信息交换的通信。
25.需注意的是，所述多个通信电压准位所包括的每一个高电位的电压值大小可以相同，也可以不相同；同样地，所述多个通信电压准位所包括的每一个低电位的电压值大小可以相同，也可以不相同。举例而言，当通信电压准位的电压值大于或等于默认电压值(例如：2v)，则表示为高电位，反之，则表示为低电位。
26.当电池模块120与充电器110完成信息交换的通信后，在本实施例中，通信需求结束在时间点t4，电池管理系统122的第一温度控制单元1226通过第一传输端1224发送所述第二电压准位(例如：3v)至充电器的第二接收端112。当第二温度控制单元116侦测于单一线路50上的所述第二电压准位的持续时间超过所述第二默认时间dt2时(例如：400ms)，充
电器110判断可以开始对电池组124充电。也就是说，电池管理系统122于时间点t4所发送的第二电压准位为起始充电的电压准位；于此之后，充电器110才开始通过电力线60a、60b提供电力给电池组124进行充电。
27.举例来说，为了验证充电器110的合法性，避免使用到错误规格的充电器110来对电池模块120充电，前述“01010”ttl信号的信息可为电池管理系统120用于验证充电器规格的验证信息，充电器110回传前述“10101”ttl信号的信息为合法验证的信息，电池管理系统122收到合法验证信息后，才会发出允许起始充电的电压准位。
28.为了解决因双线通信需要占据过多空间的问题，电池管理系统122与充电器110之间的通信可以通过单根线来完成；为了避免多个通信电压准位与用来判断电池模块120与充电器110是否电性连接的第一电压准位，或是可以起始充电的第二电压准位两者产生混淆，用于信息交换的多个通信电压准位不可以等于第一电压准位持续超过第一默认时间dt1，或者等于第二电压准位持续超过第二默认时间dt2。
29.在一实施例中，单一线路50可为但不限于ntc线路(即现有的电池管理系统所包括的ntc单元与充电器之间的连线)或单路uart(universal asynchronous receiver/transmitter，通用异步接收发送设备)。当单一线路50为ntc线路时，电池管理系统122与充电器110之间不需增加额外相连的脚位，即可以上述的通信协定进行通信，提高连接器界面空间的利用率，且降低电池模块120与充电器110之间的通信成本。
30.在一实施例中，请参阅图4，其为依据本技术的智能充电系统的又一实施例框图。如图4所示，电池管理系统122包括第一接收端1222、第一传输端1224和第一温度控制单元1226，充电器110包括第二接收端112、第二传输端114和第二温度控制单元116，第一接收端1222、第一传输端1224、第二接收端112和第二传输端114用于通过第一单一线路52进行所述信息交换，其中，第二温度控制单元116通过第二单一线路54发送所述第一电压准位至第一温度控制单元1226；及第一温度控制单元1226通过第二单一线路54发送所述第二电压准位至第二温度控制单元116。换句话说，图2的实施例与图4的实施例之间的差异点在于，图4的电池管理系统122与充电器110之间具有两条单一线路(即第一单一线路52和第二单一线路54)，第一温度控制单元1226与第二温度控制单元116直接通过第二单一线路54进行通信。
31.在一实施例中，第一单一线路52为单路uart，第二单一线路54为ntc线路。
32.请参阅图5，其为依据本技术的智能充电系统的通信方法的一实施例方法流程图。图5的通信方法可应用于图1的智能充电系统100，当电池模块120侦测到充电器110传送的第一电压准位持续超过第一默认时间时，判断充电器110与电池模块120为连接状态，当充电器110侦测到电池模块120传送的第二电压准位超过第二默认时间时，充电器110开始对电池模块120进行充电。所述智能充电系统100的通信方法包括：于连接状态，充电器110与电池模块120之间基于默认时序于单一线路50上传送多个通信电压准位，以进行信息交换，其中，多个通信电压准位包括多个高电位与多个低电位，多个高电位中的每一个的电压值小于或等于第一电压准位，多个高电位中的每一个的持续时间小于第一默认时间与第二默认时间(步骤510)。详细描述已于上述段落加以说明，于此不再赘述。
33.在一实施例中，如图2所示，图2的智能充电系统100的通信方法中，所述第一电压准位、所述第二电压准位及所述信息交换传送与接收于单一线路50。详细描述已于上述段
落加以说明，于此不再赘述。
34.在一实施例中，如图4所示，图4的智能充电系统100的通信方法中，所述单一线路包括：第一单一线路52和第二单一线路54，所述信息交换传送与接收于第一单一线路52；所述第一电压准位与所述第二电压准位传送与接收于第二单一线路54。详细描述已于上述段落加以说明，于此不再赘述。
35.在一实施例中，请参阅图1，所述信息交换包括：于连接状态，电池模块120于单一线路50上传送认证请求信息至充电器110；于连接状态，充电器110对所述认证请求信息解码后，于单一线路50上回传识别信息至电池模块120；以及电池模块120确认所述识别信息合法后，电池模块120持续传送所述第二电压准位至充电器110超过所述第二默认时间。也就是说，所述信息交换应用于电池模块120对充电器110进行身分识别；当电池模块120确认充电器110为合法的充电器(例如：原厂的充电器)时，电池模块120可通过持续传送所述第二电压准位超过所述第二默认时间的方式通知充电器110可以对电池模块120进行充电；反之，电池模块120不会传送所述第二电压准位至充电器110。
36.在一实施例中，请参阅图1，所述信息交换包括：于连接状态，电池模块120于单一线路50上传送指令信息至充电器110；于连接状态，充电器110于单一线路50上回传确收信息至电池模块120；以及电池模块120确认所述确收信息合法后，电池模块120持续传送所述第二电压准位至充电器110超过所述第二默认时间。也就是说，所述信息交换应用于电池模块120基于本身的状态对充电器110进行充电规格的控制。
37.在一示例中，请参阅图1，当电池模块120判断电池组124的当前电压接近预置电压(例如：tbd(to be determined，待定)电压为41v)时，基于所述默认时序于单一线路50上传送多个通信电压准位，以将对应所述当前电压的充电规格(例如：以小电流进行充电)(即所述指令信息)传输给充电器110，使得充电器110确收所述指令信息后，基于所述默认时序于单一线路50上传送多个通信电压准位，回传所述确收信息给电池模块120。当电池模块120确认所述确收信息合法后，电池模块120可通过持续传送所述第二电压准位超过所述第二默认时间的方式通知充电器110，使充电器110可基于所述指令信息开始对电池模块120进行充电。因此，当电池组124老化时，可借由此机制降低充电电流，确保充电安全。
38.在另一示例中，请参阅图1，当电池模块120判断电池组124的当前温度接近默认保护温度(例如：45℃)时，基于所述默认时序于单一线路50上传送多个通信电压准位，以将对应所述当前温度的充电规格(例如：以小电流进行充电)(即所述指令信息)传输给充电器110，使得充电器110确收所述指令信息后，基于所述默认时序于单一线路50上传送多个通信电压准位，回传所述确收信息给电池模块120。当电池模块120确认所述确收信息合法后，电池模块120可通过持续传送所述第二电压准位超过所述第二默认时间的方式通知充电器110，使充电器110可基于所述指令信息开始对电池模块120进行充电。因此，有利延长电池组124的寿命。
39.在又一示例中，请参阅图1，当电池模块120可支援大电流充电功能时，基于所述默认时序于单一线路50上传送多个通信电压准位，以将支援的大电流充电规格(即所述指令信息)传输给充电器110，使得充电器110确收所述指令信息后，基于所述默认时序于单一线路50上传送多个通信电压准位，回传所述确收信息给电池模块120。当电池模块120确认所述确收信息合法后，电池模块120可通过持续传送所述第二电压准位超过所述第二默认时
间的方式通知充电器110，使充电器110可基于所述指令信息开始对电池模块120进行充电。因此，有利减少电池组124的充电时间。
40.综上所述，本技术实施例的智能充电系统及其通信方法可通过充电器与电池模块为连接状态时，充电器与电池模块之间可以于单一线路上传送多个通信电压准位进行信息交换，减少现有技术中充电器与电池模块之间的通信线路数量，让连接器界面空间利用率最大化，且降低电池模块与充电器之间的通信成本。此外，当所述单一线路为ntc线路时，电池模块与充电器之间不需增加额外相连的脚位，不需增加额外的成本，可以低成本且相容性高的方式达到信息交换的目的。
41.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。