电池在位检测方法、系统、充电端及电池端与流程

本发明涉及共享交通工具的电池充电技术领域，具体地涉及一种电池在位检测方法、系统、充电端及电池端。

背景技术：

目前的共享电单车的电池充电方案是电源的正负极两根线与充电器连上之后，电池与充电器接上就直接充电，而带电插拔电池容易发生瞬间电流过大产生火花的现象，如此长期操作容易烧坏接插头。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种电池在位检测方法、系统、充电端及电池端，本发明实施例解决了现有技术中带电插拔电池易发生瞬间电流过大产生火花的问题，当检测到电池在位后再启动充电器充电，减少了带电插拔造成接口烧坏的现象。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种电池在位检测方法，所述方法应用于充电端，所述方法包括：在预设周期内发送一个或多个心跳数据帧，所述心跳数据帧至少包括用于指示所述心跳数据帧为检测电池在位的心跳命令码；判断是否接收到响应于所述一个或多个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧的心跳应答帧，所述心跳应答帧中至少包括所述心跳命令码；当接收到响应于所述一个或多个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧的心跳应答帧时，输出用于电池充电的充电功率。

进一步地，在所述判断是否接收到响应于所述一个或多个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧的心跳应答帧之后，所述方法还包括：当在预设时间内没有接收到响应于所述一个或多个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧的心跳应答帧时，确认电池未在位，保持所述充电端的充电接口为断电状态。

进一步地，所述心跳数据帧中还包括同步时钟。

进一步地，所述心跳应答帧中还包括本地时间戳以及电池信息。

进一步地，在所述当接收到响应于所述一个或多个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧的心跳应答帧之后，所述方法还包括：将所述电池信息上传服务器。

相应地，本发明实施例还提供一种电池在位检测方法，所述方法应用于电池端，所述方法包括：判断是否接收到一个或多个心跳数据帧，所述心跳数据帧至少包括用于指示所述心跳数据帧为检测电池在位的心跳命令码；当接收到所述一个或多个心跳数据帧时，响应于所述一个或多个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧发送心跳应答帧，以便使得所述电池端中的电池获得充电功率，所述心跳应答帧中至少包括所述心跳命令码。

进一步地，在所述当接收到所述一个或多个心跳数据帧之后，所述方法还包括：从所述心跳数据帧中获取同步时钟；通过所述同步时钟校准所述电池端的本地时间。

进一步地，所述心跳应答帧中还包括校准后的本地时间戳以及与所述电池端对应的电池信息。

相应地，本发明实施例还提供一种充电端，所述充电端用于执行上述所述的电池在位检测方法。

相应地，本发明实施例还提供一种电池端，所述电池端用于执行上述所述的电池在位检测方法。

相应地，本发明实施例还提供一种电池在位检测系统，所述系统包括如上所述的充电端以及电池端。

通过上述技术方案，充电端在预设周期内发送一个或多个心跳数据帧，电池端在接收到所述一个或多个心跳数据帧时，响应于所述一个或多个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧发送心跳应答帧，以便所述充电端为所述电池端的电池输出充电功率。本发明实施例解决了现有技术中带电插拔电池易发生瞬间电流过大产生火花的问题，通过充电端发送心跳数据帧，并在接收到电池端的心跳应答帧后，表明电池端的电池在位，从而再启动充电器充电，减少了带电插拔造成接口烧坏的现象。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是现有技术中的充电接口示意图；

图2是本发明实施例提供的一种电池在位检测方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的心跳数据帧的格式示意图；

图4是本发明实施例提供的心跳应答帧的格式示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种电池在位检测方法的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种电池在位检测方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

本发明实施例利用了目前市面上标准的充电接口，即异步串口(uart，universalasynchronousreceiver/transmitter)来实现数据帧的发送与接收，可以避免重新开模等操作，节约了开模成本，缩短了产品开发周期。如图1所示接口的引脚排布，其中引脚3和4为通信引脚，可实现本发明实施例中的数据帧的接收与发送。

图2是本发明实施例提供的一种电池在位检测方法的流程示意图。如图2所示，所述方法应用于充电端，所述方法包括如下步骤：

步骤201，在预设周期内发送一个或多个心跳数据帧，所述心跳数据帧至少包括用于指示所述心跳数据帧为检测电池在位的心跳命令码；

步骤202，判断是否接收到响应于所述一个或多个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧的心跳应答帧，所述心跳应答帧中至少包括所述心跳命令码；

步骤203，当接收到响应于所述一个或多个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧的心跳应答帧时，输出用于电池充电的充电功率。

其中，当所述充电端上电后，就会在预设周期内发送一个或多个心跳数据帧，所述预设周期的范围可以为2s～5s，例如，当发送一个心跳数据帧时，所述预设周期可设为2s，当发送多个心跳数据帧时，如两个，所述预设周期可设为5s，此处仅作为示例，并不作为限制所述预设周期的限定。其中，由于充电端与电池端之间的数据帧遵循一定的通信协议，因此所述心跳数据帧的格式如图3所示，帧头固定为0xa5；心跳命令码固定为0x12，用于指示所述心跳数据帧为检测电池在位；数据字节可以为空，也可以携带4字节的同步时钟，数据字节的长度n可以小于或等于5字节；校验码占用2字节，其值为前面除帧头外n+2个字节的crc16校验值；帧长为整个心跳数据帧的字节长度，即n+5。

对应的，所述充电端接收到响应于所述一个或多个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧的心跳应答帧。根据充电端与电池端之间的通信协议，所述心跳应答帧的格式如图4所示，帧头固定为0xa5；心跳命令码固定为0x12，用于指示所述心跳数据帧为检测电池在位；数据字节可以为空，也可以携带本地时间戳以及电池信息，数据字节的长度m可以小于或等于5字节；校验码占用2字节，其值为前面除帧头外m+2个字节的crc16校验值；帧长为整个心跳数据帧的字节长度，即m+5；帧流水号用于识别每个心跳应答帧，避免重复接收。

另外，在本发明的一种实施方式中，在步骤202判断是否接收到响应于所述一个或多个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧的心跳应答帧时，当在预设时间内没有接收到响应于所述一个或多个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧的心跳应答帧时，确认电池未在位，保持所述充电端的充电接口为断电状态，即在发送的所述一个或多个心跳数据帧中，如果没有接收到响应于所述一个或多个心跳数据帧中的任何一个心跳数据帧的心跳应答帧时，则确认电池未在位。所述预设时间与所述预设周期以及在所述预设周期内发送的心跳数据帧的个数相关，根据不同的预设周期以及心跳数据帧的个数设置不同的预设时间，例如，当所述预设周期为5s，心跳数据帧的个数为两个时，所述预设时间为2.5s。

另外，在本发明的一种实施方式中，当接收到的所述心跳应答帧中包括电池信息时，则将所述电池信息上传服务器，便于所述服务器对所述电池信息对应的电池进行性能分析。

相对应的，图5是本发明实施例提供的另一种电池在位检测方法的流程示意图。如图5所示，所述方法应用于电池端，所述方法包括如下步骤：

步骤501，判断是否接收到一个或多个心跳数据帧，所述心跳数据帧至少包括用于指示所述心跳数据帧为检测电池在位的心跳命令码；

步骤502，当接收到所述一个或多个心跳数据帧时，响应于所述一个或多个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧发送心跳应答帧，以便使得所述电池端中的电池获得充电功率，所述心跳应答帧中至少包括所述心跳命令码。

其中，所述心跳数据帧与所述心跳应答帧的格式分别如图3和图4所示，当所述心跳数据帧中包括同步时钟时，则在步骤501当接收到所述一个或多个心跳数据帧之后，从所述心跳数据帧中获取同步时钟，并通过所述同步时钟校准所述电池端的本地时间。因为仅依赖于所述电池端中的系统计时，例如bms(batterymanagementsystem，电池管理系统)上的单片机的计时，很容易出现误差，利用充电端发送的同步时钟可以对所述电池端的本地时间进行校准。

另外，在本发明的一种实施方式中，所述电池端发送的所述心跳应答帧中还包括校准后的本地时间戳以及与所述电池端对应的电池信息。由于所述电池端会在一定间隔时间采集例如电池上的电压、电量、温度以及充电次数等信息，所述电池端可以将上述信息以及采集时间(即校准后的本地时间戳)写入所述心跳应答帧中的数据字节，发送给所述充电端，以便所述充电端将其发送给服务器。

通过上述技术方案，充电端在预设周期内发送一个或多个心跳数据帧，电池端在接收到所述一个或多个心跳数据帧时，响应于所述一个或多个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧发送心跳应答帧，以便所述充电端为所述电池端的电池输出充电功率。本发明实施例解决了现有技术中带电插拔电池易发生瞬间电流过大产生火花的问题，通过充电端发送心跳数据帧，并在接收到电池端的心跳应答帧后，表明电池端的电池在位，从而再启动充电器充电，减少了带电插拔造成接口烧坏的现象。

对于本发明的实施例充电端在预设周期内发送一个心跳数据帧，从而电池端接收到所述一个心跳数据帧之后，响应所述一个心跳数据帧发送所述心跳应答帧，当所述充电端接收到响应于所述一个心跳数据帧的心跳应答帧时，输出用于电池充电的充电功率，可以很好理解，下面将描述所述充电端在预设周期内发送多个心跳数据帧的实施例，以两个心跳数据帧为例，如图6是本发明实施例提供的另一种电池在位检测方法的流程示意图。如图6所示，所述方法包括如下步骤：

步骤601，充电端在预设周期内发送第一心跳数据帧；

步骤602，所述充电端判断是否接收到响应于所述第一心跳数据帧的第一心跳应答帧，若否，则执行步骤603，若是，则执行步骤604；

步骤603，确认电池未在位，保持所述充电端的充电接口为断电状态，并返回步骤601，开始下一个预设周期的电池在位检测，即在下一个预设周期内发送第一心跳数据帧；

步骤604，当所述充电端接收到响应于所述第一心跳数据帧的第一心跳应答帧时，发送第二心跳数据帧；

步骤605，所述充电端判断是否接收到响应于所述第二心跳数据帧的第二心跳应答帧，当没有接收到时，则返回步骤603；

步骤606，当所述充电端接收到响应于所述第二心跳数据帧的第二心跳应答帧时，输出用于电池充电的充电功率。

通过图6所示的实施例可以得到，在没有接收到响应于所述两个心跳数据帧中的每一个心跳数据帧的心跳应答帧时，确认电池未在位，保持所述充电端的充电接口为断电状态，多次发送心跳数据帧可以确认电池是否在位，避免信号干扰引起误判。

另外，上述的第一心跳数据帧与第二心跳数据帧中的格式与图3所述的格式相同，上述的第一心跳应答帧与第二心跳应答帧的格式与图4所述的格式相同，此处不再赘述。

本发明实施例利用了目前市面上标准的充电接口，通过心跳数据帧的发送以及心跳应答帧的响应，来进行电池在位的检测，解决了现有技术中带电插拔电池易发生瞬间电流过大产生火花的问题，通过充电端发送心跳数据帧，并在接收到电池端的心跳应答帧后，表明电池端的电池在位，从而再启动充电器充电，减少了带电插拔造成接口烧坏的现象。

相应的，本发明实施例还提供了一种充电端，所述充电端用于执行上述所述的应用于充电端的电池在位检测方法。

相应的，本发明实施例还提供了一种电池端，所述电池端用于执行上述所述的应用于电池端的电池在位检测方法。

相应的，本发明实施例还提供了一种电池在位检测系统，所述系统包括如上所述的充电端，以及如上所述的电池端。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。