可通信电池、充电器、充电系统、电动车及智能充电方法与流程

1.本发明涉及电池供电技术领域，尤其涉及到一种可通信电池、充电器、充电系统、电动车及智能充电方法。


背景技术：

2.现有电池供电系统，集成了过充保护，过放保护及短路保护。特别是动力电池组为了电池组的安全更是集成了温度保护，湿度保护，甚至其功率开关管还集成了各种专用的保护电路。
3.由于电池组的功率开关管长期工作在高电压，大电流状态下，尤其是电动车，由于人为因素，比如过载上坡高速行驶时，有可能导致功率管损坏。功率管损坏主要有两种情况，一种是开路，电池不能供电也不能向电池组充电，这种情况下一般情况不会造成严重的损失；另一种是通路，电池组能够充电放电，但此时电池组没有过充，过放及短路保护功能了，这种情况是非常危险的，轻则发生电池组被过充，降低电池组使用寿命，重则可能电池组损坏甚至发生电池组爆炸。这种情况下，使用者是不会知道电池组的功率开关管已经坏了，往往带病工作。
4.现在有电动摩托车及其它电动车，都随车标配了一个专用充电器，其实这种专用的充电器不仅增加用户使用成本，还造成了资源的浪费，环境的污染。
5.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的在于提供一种可通信电池、充电器、充电系统、电动车及智能充电方法，旨在解决目前电池充电与放电的监测不够完善，以及每辆电动车单独配备充电器带来的资源浪费的技术问题。
7.为实现上述目的，本发明提供一种可通信电池，所述可通信电池包括：
8.电池组，连接总线，用于通过所述总线执行充放电；
9.电池管理控制器，用于采集所述电池组的运行参数；
10.第一多主供电通信控制器，用于将所述运行参数通过总线发送至外部的充电器控制器，以使所述充电器控制器根据所述运行参数生成充电控制信息；还用于获取总线传输的充电控制信息，根据所述控制信息生成第一电池控制指令；
11.电池功率开关，用于接收所述第一电池控制指令，控制所述电池组的充放电；
12.第一总线电压采样电路，用于采集总线的通信电平，并将所述通信电平发送至第一多主供电通信控制器，以使所述第一多主供电通信控制器根据通信电平获取总线的充电控制信息。
13.可选的，所述电池管理控制器还用于将运行参数转换为运行控制信息，并将所述运行控制信息发送至第一多主供电通信控制器；其中：
14.所述第一多主供电通信控制器将运行控制信息转换为第二电池控制指令；
15.所述电池功率开关还用于接收所述第二电池控制指令，并根据第一电池控制指令和第二电池控制指令，控制所述电池组的充放电。
16.可选的，所述运行参数包括充电参数和工作参数。
17.此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种可通信充电器，其特征在于，所述可通信充电器包括：
18.供电输入单元，连接外部供电电源和总线；
19.第二总线电压采样电路，用于采集总线的通信电平，并将所述通信电平发送至第二多主供电通信控制器；
20.第二多主供电通信控制器，用于根据获取的通信电平生成充电控制信息，并将所述充电控制信息发送至充电控制器；
21.充电器控制器，用于根据获取的充电控制信息生成充电器输出控制指令；
22.充电器功率开关，用于根据所述充电器输出控制指令，驱动供电输入单元控制外部供电电源向总线执行充电动作。
23.此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种可通信充电系统，所述可通信充电系统包括：
24.总线；
25.如上所述的可通信电池，用于通过总线向负载执行放电，以及通过总线对电池组执行充电；
26.如上所述的可通信充电器，用于通过总线向所述可通信电池执行充电；
27.主控制器模块，用于通过总线获取电池组的运行参数以及可通信电池的充电或放电状态，并将所述运行参数以及充电或放电状态发送至用户端。
28.可选的，所述主控制器模块用于向总线输出启动电压脉冲，以使所述可通信电池在采集到启动电压脉冲时，向所述总线发送启动供电脉冲，所述主控制器模块根据所述供电脉冲向可通信电池发送握手通信信号，以使可通信电池在与主控制器模块建立握手通信后，通过总线向负载执行放电。
29.可选的，所述可通信充电器用于向总线输出启动电压脉冲，以使所述可通信电池在采集到启动电压脉冲时，向所述总线发送启动供电脉冲，所述可通信充电器根据所述启动供电脉冲向可通信电池发送握手通信信号，以使可通信电池在与可通信充电器建立握手通信后，向总线发送电池组的运行参数，可通信充电器在接收到总线上发送的电池组的运行参数后，匹配对应的充电策略，并通过总线向可通信电池执行充电。
30.此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种电动车，所述电动车包括：
31.如上所述的可通信充电系统；
32.动力电机控制器，连接所述可通信充电系统，用于利用可通信充电系统为所述动力电机控制器供电，并控制所述动力电机控制器的运行；
33.灯光控制器，连接所述可通信充电系统，用于利用可通信充电系统为所述灯光控制器供电，并控制所述灯光控制器的运行。
34.此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种智能充电方法，用于如上所述的可通信充电系统，所述方法包括如下步骤：
35.可通信放电：
36.通过主控制器模块用于向总线输出启动电压脉冲，以使所述可通信电池在采集到启动电压脉冲时，向所述总线发送启动供电脉冲；
37.通过主控制器模块根据所述供电脉冲向可通信电池发送握手通信信号，以使可通信电池在与主控制器模块建立握手通信后，通过总线向负载执行放电；
38.可通信充电：
39.通过可通信充电器用于向总线输出启动电压脉冲，以使所述可通信电池在采集到启动电压脉冲时，向所述总线发送启动供电脉冲；
40.通过可通信充电器根据所述启动供电脉冲向可通信电池发送握手通信信号，以使可通信电池在与可通信充电器建立握手通信后，向总线发送电池组的运行参数；
41.若可通信充电器接收到总线上发送的电池组的运行参数，匹配对应的充电策略，并通过总线向可通信电池执行充电。
42.可选的，所述智能充电方法还包括：
43.充电状态监控：
44.通过主控制器模块获取总线上的电池组的运行参数以及可通信电池的充电状态或放电状态；
45.将所述运行参数以及充电状态或放电状态发送至用户端；
46.智能充电支付：
47.服务器端获取用户端接收的运行参数以及充电状态或放电状态，生成充电支付订单，并将所述充电支付订单发送至用户端，以使所述用户端根据所述充电支付订单执行付款动作。
48.本发明提出了一种可通信电池、充电器、充电系统、电动车及智能充电方法，在放电时通过主控制器模块向可通信电池发送启动电压脉冲，以实现主控制器模块与可通信电池的握手通信，进而驱动可通信电池向总线持续放电；在充电时通过可通信充电器向可通信电池发送启动电压脉冲，以实现可通信充电器与可通信电池的握手通信，进而获取可通信电池的运行参数并匹配对应的充电策略，以使可通信充电器向总线持续充电。本发明通过在可通信电池和可通信充电器内分别设置多主供电通信器，实现电池与充电器之间通信，能够对电池的充放电进行有效管理与控制的同时，能够对充电器的充电模式进行合理选择，提升了电池充电的安全性以及便捷性。
附图说明
49.图1为本发明电动车中可通信充电系统的示意图；
50.图2为本发明通信电池的原理框图；
51.图3为本发明通信充电器的原理框图；
52.图4为本发明主控制器模块的原理框图；
53.图5为本发明其他功能模块的原理框图；
54.图6为本发明多主供电通信系统的结构示意图；
55.图7为本发明电源模块的电路原理示意图；
56.图8为本发明功能模块的电路原理示意图；
57.图9为本发明电源模块的工作状态示意图；
58.图10为本发明功能模块的工作状态示意图。
59.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
60.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释发明，并不用于限定发明。
61.下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
62.需要说明，发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
63.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在发明要求的保护范围之内。
64.现有电池供电系统，集成了过充保护，过放保护及短路保护。特别是动力电池组为了电池组的安全更是集成了温度保护，湿度保护，甚至其功率开关管还集成了各种专用的保护电路。
65.由于电池组的功率开关管长期工作在高电压，大电流状态下，尤其是电动车，由于人为因素，比如过载上坡高速行驶时，有可能导致功率管损坏。功率管损坏主要有两种情况，一种是开路，电池不能供电也不能向电池组充电，这种情况下一般情况不会造成严重的损失；另一种是通路，电池组能够充电放电，但此时电池组没有过充，过放及短路保护功能了，这种情况是非常危险的，轻则发生电池组被过充，降低电池组使用寿命，重则可能电池组损坏甚至发生电池组爆炸。这种情况下，使用者是不会知道电池组的功率开关管已经坏了，往往带病工作。
66.现在有电动摩托车及其它电动车，都随车标配了一个专用充电器，其实这种专用的充电器不仅增加用户使用成本，还造成了资源的浪费，环境的污染。
67.为了解决这一问题，提出本发明的可通信电池、充电器、充电系统、电动车及智能充电方法的各个实施例。本发明通过在可通信电池和可通信充电器内分别设置多主供电通信器，实现电池与充电器之间通信，能够对电池的充放电进行有效管理与控制的同时，能够对充电器的充电模式进行合理选择，提升了电池充电的安全性以及便捷性。
68.本实施例提供一种可通信充电系统，所述可通信充电系统包括：总线、可通信电池、可通信充电器和主控制器模块。
69.具体而言，可通信电池，用于通过总线向负载执行放电，以及通过总线对电池组执行充电；可通信充电器，用于通过总线向所述可通信电池执行充电；主控制器模块，用于通过总线获取电池组的运行参数以及可通信电池的充电或放电状态，并将所述运行参数以及充电或放电状态发送至用户端。
70.需要说明的是，可通信电池包括电池组、电池管理控制器、第一多主供电通信控制
器、电池功率开关和第一总线电压采样电路。
71.具体而言，电池组，连接总线，用于通过所述总线执行充放电；电池管理控制器，用于采集所述电池组的运行参数；第一多主供电通信控制器，用于将所述运行参数通过总线发送至外部的充电器控制器，以使所述充电器控制器根据所述运行参数生成充电控制信息；还用于获取总线传输的充电控制信息，根据所述控制信息生成第一电池控制指令；电池功率开关，用于接收所述第一电池控制指令，控制所述电池组的充放电；第一总线电压采样电路，用于采集总线的通信电平，并将所述通信电平发送至第一多主供电通信控制器，以使所述第一多主供电通信控制器根据通信电平获取总线的充电控制信息。
72.在本实施例中，电池管理控制器还用于将运行参数转换为运行控制信息，并将所述运行控制信息发送至第一多主供电通信控制器；其中，第一多主供电通信控制器将运行控制信息转换为第二电池控制指令；电池功率开关还用于接收所述第二电池控制指令，并根据第一电池控制指令和第二电池控制指令，控制所述电池组的充放电。
73.更进一步的，运行参数包括充电参数和工作参数。
74.其中，充电参数包括：
75.(1)制造商信息：生产商，生产日期，电芯供应商等；(2)电芯类型：铅酸，锂离子，镍铬，镍氢，镍锌，锌空气，钠离子；(3)电芯放电截止电压；(4)电芯充电终止电压；(5)电芯串联节数；(6)电池容量；(7)电池允许最大放电电流；(8)电池允许最大放电电压；(9)电池允许最大充电电流；(10)电池允许最大充电电压；(11)电池的存储温度；(12)电池的工作温度；
76.其中，工作参数包括：(1)电池电芯温度；(2)电池功率开关管温度；(3)电池内各电芯当前电压；(4)电池当前电压；(5)电池平均电流(单位时间内)；(6)电池当前容量；(7)电池充电次数计数器。
77.需要说明的是，可通信充电器包括供电输入单元、第二总线电压采样电路、第二多主供电通信控制器、充电控制器和充电器功率开关。
78.具体而言，充供电输入单元，连接外部供电电源和总线；第二总线电压采样电路，用于采集总线的通信电平，并将所述通信电平发送至第二多主供电通信控制器；第二多主供电通信控制器，用于根据获取的通信电平生成充电控制信息，并将所述充电控制信息发送至充电控制器；充电器控制器，用于根据获取的充电控制信息生成充电器输出控制指令；充电器功率开关，用于根据所述充电器输出控制指令，驱动供电输入单元控制外部供电电源向总线执行充电动作。
79.另外，在利用可通信充电系统进行放电时，主控制器模块用于向总线输出启动电压脉冲，以使所述可通信电池在采集到启动电压脉冲时，向所述总线发送启动供电脉冲，所述主控制器模块根据所述供电脉冲向可通信电池发送握手通信信号，以使可通信电池在与主控制器模块建立握手通信后，通过总线向负载执行放电。
80.在利用可通信充电系统进行充电时，可通信充电器用于向总线输出启动电压脉冲，以使所述可通信电池在采集到启动电压脉冲时，向所述总线发送启动供电脉冲，所述可通信充电器根据所述启动供电脉冲向可通信电池发送握手通信信号，以使可通信电池在与可通信充电器建立握手通信后，向总线发送电池组的运行参数，可通信充电器在接收到总线上发送的电池组的运行参数后，匹配对应的充电策略，并通过总线向可通信电池执行充
电。
81.为了便于理解，本实施例提出一种电动车的具体实例，具体如下：
82.参照图1。其中，电动车包括可通信充电系统、灯光控制器模块和动力电机控制器模块，可通信充电系统可包括供电总线以及接入供电总线的一个通信电池模块、一个通信充电器模块和一个主控制器模块。
83.具体而言，通信电池输出的两根电极(正极与负极)电气连接供电总线上；通信充电器通过插口连接到供电总线上，主控制器模块，灯光控制器及动力电机控制器分别与供电总线电气连接；供电总线仅两根线，其中一根线电气连接通信电池正极，另一根电气连接通信电池负极；上述各模块内都集成了多主通信控制器，各模块间都可以相互通信。
84.参照图2。其中，通信电池包括电芯组、电芯管理主控器、多主供电通信器、功率开关以及电池电压采样电路。具体的：
85.1)电芯组，最少有一个电芯组成；
86.2)电芯管理主控器，它主要如下功能：
87.保护功能：负责电池的充放电过压过流保护，温度保护，短路保护等；
88.电池参数查询功能，充电参数：电芯类型，电芯串联数量，最高充电电压，最大充电电流，充电温度范围，电池容量，制造商及充电曲线等；工作参数：输出电压，最大输出电流，电池温度，当前电池容量等；警告信息；
89.参数写入功能；
90.通信功能：发送数据；
91.电池输出电压波形设置：上电时与主机或充电器通信，正常后一直输出高电平，仅是电池发生危险问题时，电池主动向供电总线发送信号，直到处理完成后，恢复一直输出高电平；允许电池供电时，可以随时通信；
92.工作模式转换：当检测到无外负载或接收到省电命令后，由工作模式转睡眠模式；
93.3)多主供电通信控制器：控制充放电开关，产生通信时序及向外供电或充电；
94.4)功率开关，包含充电功率开关及其驱动，放电功率开关及其驱动，它们由电芯管理主控器与多主供电通信控制器共同控制；
95.5)电池电压采样电路：它一方面为多主供电通信控制器提供总线电平，另一方面也为电芯管理主控器提供一个电池端口的电压。
96.需要说明的是，充放电功率开关还连接到电池电压采样电路，它能确保在电芯电压低到以至于电芯管理主控制器都不能工作时，仍可以通过外接入的充电电压将充放电功率开关打开，进行充电。
97.参照图3。其中，通信充电器包括总线电压采样电路、多主供电通信控制器、供电输入电路、充电器控制器、充电器功率开关、连接器侦测电路和无线通信单元。具体的：
98.1)总线电压采样电路为多主供电通信控制器提供当前总线电平状态。
99.2)多主供电通信控制器负责与通信电池或其它模块通信。
100.3)供电输入电路通常是将市电(220v或380v)整流，滤波，变压后提供给可调整恒流源或可调整恒压源。
101.4)充电器功率开关，用于接入供电输入电路。
102.4)连接器侦测电路:当充电连接器插入通信电池充电时，它将产生一个触发信号
给充电器控制器。于是充电器控制按程序给通信电池充电。
103.5)无线通信单元，通常集成wifi等无线传输信道。充电器控制器单元通过它与手机app互连，以实现充电过程的监控，查询及扣费等更强大的人机功能。
104.参照图4。其中，主控制器模块包括多主供电通信控制器、总线电压采样电路、主控制器单元、充电功率开关、无线通信单元、显示单元、输入单元和启动单元。具体的：
105.主控制器模块是与用户交换信息的人机界面。
106.显示单元，人机界面的输出端，通常有一显示器，显示一些基本参数，状态，警告信息等。
107.输入单元，人机界面的输入端，通常有一些按键，操纵杆等。
108.无线通信单元，通常集成了蓝牙，wifi等无线传输信道。主控制器单元通过它与手机app互连以实现更强大的人机功能。
109.启动单元，它由独立的启动电源供电，并在通信电池进入掉电模式(总线无电压)时，主控制器模块通过启动电路开机运行。
110.参照图5。其中，其他功能模块，如灯光控制器模块和动力电机控制器模块包括多主供电通信控制器、总线电压采样电路、主控制器单元、充电功率开关和功能单元。具体的：
111.其它功能模块，除主控制器模块外的功能模块。它们仅功能单元不同。
112.其它功能模块包括灯光控制功能模块，它又可以细分转弯灯控制模块，刹车灯控制模块，照明大灯控制模块等。
113.其它功能模块包括电机控制功能模块，它又可以细分动力电机控制模块，控制电机控制模块等。
114.需要说明的，本实施例提出的可通信电池、可通信充电器、主控制器模块和其他功能模块中的多主供电通信控制器通过连接的总线进行作为电源模块和作为功能模块的通信，实现在功能模块通信前以及通信中通过电源模块为其充电，以实现利用两根电源线满足多个功能模块之间的多主供电通信。
115.在可通信电池分别与可通信充电器、主控制器模块和其他功能模块进行通信时，可通信电池作为电源模块，可通信充电器、主控制器模块和其他功能模块作为功能模块，进而由每个模块中的多主供电通信控制器构成一个多主供电通信系统。
116.具体的，如图6所示，多主供电通信系统包括电源模块和至少一个功能模块，所述电源模块与至少一个功能模块通过总线相互连接；其中：所述电源模块通过所述总线向所述功能模块发送充电数据，所述功能模块通过所述总线接收充电数据，执行充电动作；所述电源模块通过所述总线执行第一发送动作，向至少一个所述功能模块发送通信数据；所述功能模块通过所述总线执行第二发送动作，向所述电源模块或另一所述功能模块发送通信数据。
117.容易理解的，本实施例包括一个电源模块与多个功能模块通过电源线通信。其中电源模块为各功能模块提供电能，各功能模块执行各自的功能，各功能模块之间，功能模块与电源模块之间可以相互通信。
118.具体而言，电源模块包括电源主控单元、充电单元、供电单元、补电单元和第一功率开关；其中：所述充电单元，用于向所述总线传输第一充电数据；所述电源主控单元，用于分别控制所述供电单元和补电单元向所述总线发送充电数据；所述第一功率开关，连接所
述供电单元和补电单元，用于向所述总线传输第二充电数据和第三充电数据。
119.进一步的，电源模块还包括第一发送模块和第一接收模块；其中：所述第一发送模块包括第一发送单元和第一位数据编码器，所述第一位数据编码器用于将逻辑数据位与充电数据位编码为通信数据，所述第一发送单元用于将所述通信数据发送至所述第一功率开关，以使所述第一功率开关将所述通信数据发送至总线；所述第一接收模块包括第一接收单元和第一位数据解码器，所述第一接收单元用于接收总线上的通信数据，所述第一位数据解码器用于将所述通信数据解码为逻辑数据位与充电数据位。
120.在一些实施例中，如图7所示，图7为电源模块的电路原理示意图。在该实施例中，电源模块包括：
121.充电单元，充电单元用于恒流向总线各功能模块充电，电源模块上电后，主控单元工作，使能充电单元，充电单元恒流向总线各功能模块的储能电容充电，直到充滿，然后主控单元禁能此单元。
122.供电单元，供电单元用于为总线上各功能模块供电，在充电单元完成后，主控单元使能此单元，主控单元检测到总线通信，禁能此单元，主控单元检测到总线通信结束，使能此单元。
123.补电单元，补电单元用于在通信时电源模块向总线提供补电，功能模块向总线发送数据时，电源模块将向总线提供补电脉冲，电源模块向总线发送数据时，电源模块不会向总线提供补电脉冲，因为数据信号中本身含有补电位，它可以向各功能模块补电。
124.发送单元，发送单元用于向总线发送数据，当主控单元收到用户从用户输入输出单元送来的需要发送数据时，使能发送单元，向总线发送数据，当主控单元检测到总线竟争失败，则停止发送当前数据，同时使能补电单元，向总线补电。数据发送结束，再次启动发送单元，向总线继续发送数据，发送结束后，置位发送结束相应标志位，以供用户使用。
125.接收单元，接收单元用于接收总线数据，电源模块一直在监听总线数据，当接收到与本模块相关联的数据，置位相应的接收标志位，以供用户使用。注意的是，接收模块不影响电源模块向总线提供恒流充电，供电，补电。
126.输入输出单元，输入输出单元用于与用户交换数据，它有相对应的标志位，比如接收成功标志位，发送成功标志位，接收/发送缓存标志：空，半空，滿。等。接收/发送完成后向用户提供的中断管脚，数据总线管脚，控制管脚等。
127.电源单元，电源单元用于向电源模块内各单元提供电能。
128.功率开关，功率开关用于为总线提供各种类型脉冲，功率开关受供电单元，补电单元，发送单元的直接控制，为总线提供各种类型脉冲数据。
129.电源主控单元，电源主控单元用于控制电源模块，其内部有时钟发生器，控制时序电路，总线电平脉宽计数器，数据编码器，数据解码器，优先级识别等。
130.容易理解的，充电单元、供电单元和补电单元用于在不同时段执行充电动作。
131.具体而言，功能模块包括功能主控单元、第二发送模块、第二接收模块和第二功率开关；其中：所述功能主控单元，用于控制所述第二发送模块执行发送动作，以及控制所述第二接收模块执行接收动作；所述第二发送模块包括第二发送单元和第二位数据编码器，所述第二位数据编码器用于将逻辑数据位与充电数据位编码为通信数据，所述第二发送单元用于将所述通信数据发送至第二功率开关，以使所述第二功率开关将所述通信数据发送
至总线；所述第二接收模块包括第二接收单元和第二位数据解码器，所述第二接收单元用于接收总线上的通信数据，所述第二位数据解码器用于将所述通信数据解码为逻辑数据位与充电数据位。
132.进一步的，功能模块还包括供电支路和储能电容；其中：所述供电支路，用于接收所述充电数据，为所述储能电容充电；所述储能电容，连接所述供电支路，存储所述供电支路接收的所述充电数据对应的电能。
133.在一些实施例中，如图8所示，图8为功能模块的电路原理示意图。在该实施例中，功能模块包括：
134.供电支路，供电支路用于功能模块上电时，提供供电回路，总线电压通过该供电支路，向储能电容充电。在初次接入总线时，由于本模块没电，所以各功能单元都不工作，此供电支路是唯一能够从总线获取电能的供电支路。供电支路必须是单向的，所以通常是一支二极管。
135.功率开关，功率开关用于为总线提供各种类型脉冲，功率开关受扩容单元控制，在特定的时间段内打开功率开关，大大降低了供电支路的导通电阻，从而提高了功能模块负载功率。特定的时间段包括：比特数据的补电位时间段，供电脉冲，启始脉冲功率开关还受发送单元的控制，为总线提供各种类型脉冲数据。功率开关通常采用mos管，它的内阻远小于二极管。
136.储能电容，储能电容用于存储总线上的电能，供功能模块及负载使用。
137.发送单元，发送单元用于向总线发送数据，当主控单元收到用户从用户输入输出单元送来的需要发送数据时，使能发送单元，向总线发送数据，当主控单元检测到总线竟争失败，则停止发送当前数据，释放总线。总线数据发送结束，再次启动发送单元，向总线继续发送数据，发送结束后，置位发送结束相应标志位，以供用户查询。
138.接收单元，接收单元用于接收总线数据，功能模块一直在监听总线数据，当接收到与本模块相关联的数据，置位相应的接收标志位，以供用户查询。
139.位数据编码器和位数据解码器，通常，在正逻辑制下，逻辑0用低电平表示，逻辑1用高电平表示，在通信过程中，如果电源模块向功能模块输出的数据中逻辑1比较多，是可以给功能模块供电的，如是输出的逻辑0比较多，甚至全为逻辑0，则功能模块可能失电从而导致整个系统瘫痪。所以，m-bus，powerbus等供电总线通常采用的双电源供电，总线上是高电压表示逻辑1，是低电压表示逻辑0，这个低电压一般设为10v左右，能保证功能模块正常工作。
140.但在功能模块与功能模块通信时，m-bus，powerbus不能做到给他们供电，所以它们只能采用主从方式，只能是电源模块向功能模块发送信号，然后在一个短的时间段内功能模块以电流方式，应答电源模块。本实施例位数据编/解码单元提出的一种位数据编码格式：逻辑位+补电位其中，逻辑位分两种：对于发送模块，数据0时输出低电平，数据1时输出高电平；对于非发送模块，释放总线，输出低电平；需要说明的是，发送模块可能是电源模块，也可能是功能模块。补电位分两种：对于电源模块来说，它始终输出高电平。对于功能模块来说，它在此时会打开功率开关管，利于电源模块给功能模块供电，提高功能模块的负载能力。
141.本实施例得益于这个编码的优越性，在各种通信情况下电源模块到功能模块，功
能模块到电源模块，功能模块到功能模块间数据通信以及通信数据即使全是逻辑0也无所谓，电源模块总能及时给各功能模块补电。
142.本实施例的主要特征数据：供电位，起始位，三种应答位，逻辑0，逻辑1都可以分解为上面的格式。其中供电位，起始位与数据位(包括若干位逻辑0或逻辑1，但连续逻辑1的个数不能超6个)主要区别是脉冲宽度不同，起始位比供电位宽，供电位比数据位宽。
143.另外，对比于m-bus，powerbus采用的总线空闲时的通信方式，本实施例采用实时通信，具有更好的通信灵活性。
144.扩容单元，扩容单元用于降低供电回路阻抗，提高功能模块负载能力，其在特定时间使能功率开关导通。
145.电源单元，电源单元用于向电源模块内各单元提供电能。
146.输入输出单元，输入输出单元用于与用户交换数据，它有相对应的标志位，比如接收成功标志位，发送成功标志位，接收/发送缓存标志：空，半空，滿等。接收/发送完成后向用户提供的中断管脚，数据总线管脚，控制管脚等。
147.时钟再生单元，时钟再生单元用于从总线信号中获取时钟信号，由于是多主通信，各个模块都有各自的时钟，如果各时钟不同频同相，将会使整个系统混乱不堪。通常采用电源模块的时钟为基准，各功能模块可以从总线上获取电源模块独有的数据波形，从中分离出时钟信号作为各自的时钟。电源模块独有的数据波形包括供电脉冲，帧同步信号。
148.功能主控单元，功能主控单元用于控制功能模块，其内部有时钟发生器，控制时序电路，总线电平脉宽计数器，数据编码器，数据解码器，优先级识别等。
149.如图9和图10所示，本实施例的多主供电通信原理如下：
150.上电时，电源模块首先进入充电模式。它使能充电单元向总线上各功能模块恒流充电，其内主控单元检测总线电平，当总线电平达到设定值表示已充滿。然后禁能充电单元，使能供电单元，进入供电模式。
151.在供电模式下，电源模块不停向总线发送供电脉冲，向总线上各功能模块源源不断的提供电能。使各功能模块正常供电。在此模式下，其内主控单元同时检测本模块是否要发送数据和是否有外模块正在通信。
152.当检测到本模块要发送数据，将进入发送模式，如果此时检测到外模块正在通信，其内主控单元将作优先级别判断，如果本机优先级别低，它将停止发送数据，并同时进入补电模式，向总线提供补电脉冲。待本帧数据传送完成后电源模块退出补电模式，重发未发送的数据。数据发送完成后退出发送模式，进入供电模式。相应的，本机优先级别高，它继续发送数据，直到发送完成，然后退出发送模式，进入供电模式。
153.如果在供电模式下，电源模块仅检测到外部模块正在通信，它将进入补电模式，向总线提供补电脉冲。总线通信结束后，电源模块将进入供电模式。
154.在本实施例中，提出一种结构简单，可靠安全的电池通信技术及共用充电技术：
155.目前电池组虽然集成了各种保护电路，尤其是对功率开关管的保护，不但过压保护，过流保护还有温度保护等多种保护措施。但这些都是间接的保护措施。况且保护电路也会损坏。本技术通过电池组上集成的通信功能，可以把电池组的各种状态与主机通信，主机获得信息后可以恰当的处理或将信息报告给使用者，从而避免电池组超限工作而损坏。
156.由于电池组能实时通信，所以在电池组使用前，使用中随时可以与主机通信，及时
把电池组状态发送给主机。主机也可以随时访问电池组。
157.由于电池组采用的是多主供电通信系统，也就是该通信是通过电池组的功率开关管进行的数据收发，所以电池组能够发出通信信号则其功率开关管是好的，否则，功率开关管已损坏。主机如果不能与电池组通信，则表明电池组的功率开关管损坏，主机可以恰当的处理或将信息报告给使用者。这样不会造成电池组带病工作。
158.共用充电技术是采用一种通用的充电器及通用接口，充电前，充电器先读取电池组信息：电池组类型，最大充电电流，电高充电电压，电池组容量等信息。就绪后给通信电池组充电。
159.电池通信技术有多种类，一类是基于无线技术，另一类是采用常规接口，如iic，spi，can总线等。但它们都不能直接检测到电池组功率开关管是否损坏。另外它们要么还会增加一个机械接口，要么容易受干扰。
160.本实施例中，还提供一种智能充电方法，用于上述可通信充电系统，该方法包括如下步骤：
161.(1)可通信放电：
162.通过主控制器模块用于向总线输出启动电压脉冲，以使所述可通信电池在采集到启动电压脉冲时，向所述总线发送启动供电脉冲；
163.通过主控制器模块根据所述供电脉冲向可通信电池发送握手通信信号，以使可通信电池在与主控制器模块建立握手通信后，通过总线向负载执行放电；
164.(3)可通信充电：
165.通过可通信充电器用于向总线输出启动电压脉冲，以使所述可通信电池在采集到启动电压脉冲时，向所述总线发送启动供电脉冲；
166.通过可通信充电器根据所述启动供电脉冲向可通信电池发送握手通信信号，以使可通信电池在与可通信充电器建立握手通信后，向总线发送电池组的运行参数；
167.若可通信充电器接收到总线上发送的电池组的运行参数，匹配对应的充电策略，并通过总线向可通信电池执行充电；
168.(4)充电状态监控：
169.通过主控制器模块获取总线上的电池组的运行参数以及可通信电池的充电状态或放电状态；
170.将所述运行参数以及充电状态或放电状态发送至用户端；
171.(5)智能充电支付：
172.服务器端获取用户端接收的运行参数以及充电状态或放电状态，生成充电支付订单，并将所述充电支付订单发送至用户端，以使所述用户端根据所述充电支付订单执行付款动作。
173.本实施例的具体实现原理如下：
174.本实施例提供一种电动摩托车，配置有可通信电池，充电插座，主控制器模块，灯光控制模块，动力电机控制模块。
175.一、供电原理：
176.1)通常情况下，整机停止工作后，通信电池进入掉电模式，停止向总线供电，即总线电压为零伏。
177.2)由于总线电压为零伏，总线上的主控制器模块，灯光控制模块，动力电机控制模块等所有功能模块都因为没电而停止工作。
178.3)主控制器模块能内的启动电源是一个独立的电源，它是启动电路专用电源。此时，有且只有主控制器模块能通过其内部的启动电路重启通信电池向总线供电，电路启动成功后，启动电路进入掉电模式。启动电路中通常有一个按键或开关，用户通过它启动。
179.4)启动电路向总线提供一个脉冲电压，通信电池通过总线接收到这个脉冲后，向总线提供供电脉冲。各功能模块通过总线上的供电脉冲向各自的储能单元存电，各功能模块开始工作。
180.5)主控制器模块得电工作，它首先检测启动电路状态，如果是启动电路为启动状态时，它向通信电池发送id识别指令，与通信电池进入握手通信。这个过程是非常必要的，它有防干扰和防非法启动的功能。如果启动电路不为启动状态，则它不会与通信电池进行握手通信。
181.6)通信电池如果在规定时间内收到主控制器模块发来的握手通信，通信电池进入工作模式，开始正常的供电通信。如果在规定的时间内未收到主控制器模块发来的握手通信，通信电池再次进入掉电模式。
182.7)整机正常工作后，通信电池如检测到电池组温度过高，电流过大，压力过大等重大安全事件，会主动向总线发送警告信息，主控制器模块接收到此信息作恰当的处理。
183.8)整机正常工作后，主控制器模块也可以根据需要，随时获取通信电池的相关信息，如电池电量，电压，温度等信息并显示于屏上，供用户查看。
184.9)整机正常工作后，其它功能模块也可以根据自身需要主动向总线发送信息，如转弯灯不亮，电机温度过高等。主控制器模块收到后作恰当处理。
185.10)整机需停机时，主控制器模块接收到用户指令(可以是输入单元上的按键，也可以是手机app发来的指令)，主控制器模块执行停机程序后，向通信电池发送断电命令。通信电池收到断电命令后，进入掉电模式。
186.11)需要强调的是:
187.在某些情况下，系统希望总线上的电源是恒定电压(非脉冲电压)，主控制器可以向通信电池发送供电模式命令，令通信电池向总线供恒定电压，通信电池向总线提供恒定电压后，总线失去部分通信功能。这个时侯仅通信电池可以向总线发送数据，而它一旦发送数据，总线自动恢复全部的通信功能。
188.通信电池还可以被设置为，检测到输出电流小于某个值后(这个值由主控制器模块向其输入命令设置)，自动断电，进入掉电模式。
189.二、充电原理：
190.1)当充电器插口插入通信电池的充电插座内，通信充电器内的连接器侦测电路向充电器控制器输入一个触发信号，通信充电器开始工作。
191.2)通信充电器首先检测总线电压，如果总线电压为零伏，则它向总线输出一个标准电压脉冲(12v)，以启动通信电池，通信电池向总线发送供电脉冲，通信充电器与通信电池进入握手通信。
192.3)如果握手失败，通信电池进入掉电模式，通信充电器将错误信息发送到显示单元，供用户查看。然后通信充电器进入待机状态
193.4)如果握手成功后，通信充电器向通信电池获取充电信息：电池电芯类型，电池电芯串联数，电池总容量及当前容量，充电电流，充电电压等。
194.5)通信充电器根据获得的通信电池信息，调整恰当的充电策略。如果通信电池电量已满则不需充电，如果通信电池电量比较高则执行恒压充电，如果通信电池电量太少则先恒流充电，再恒压充电。
195.6)通信充电器恒流充电时，根据获取的通信电池电流等信息，充电器控制器调整恰当的可调整恒流源的输出电流值，通过总线向通信电池恒流充电。
196.7)通信充电器恒压充电时，根据获取的通信电池电压等信息，充电器控制器调整恰当的可调整恒压源的输出电压值，通过总线向通信电池恒压充电。
197.8)充电期间，通信电池可以把当前状态(电芯温度，电压等)信息主动发送给通信充电器，通信充电器也可随时发送命令给通信电池，获取通信电池状态。通信充电器可以根据通信电池的实际状态调整充电策略。
198.9)充电期间，通信电池也可以通过内部的无线通信单元，向用户手机app通信，便于用户随时掌握充电情况。
199.10)充电结束后，通信电池向通信充电器发送充电结束命令，通信充电器确认后断电。通信电池也进入掉电模式。
200.11)通信充电器可以根据扫描二维码等方式获得的用户信息，向用户发送电池充电结束信息，扣取款项等。
201.12)当充电器插口插入通信电池的充电插座内，检测到总线有电压(整机在工作状态)，通信充电器会直接进入握手通信。如果握手失败，通信充电器将错误信息发送到显示单元，供用户查看。然后通信充电器进入待机状态。如果握手成功，返回获取充电信息步骤，并依次执行。
202.13)需要强调的是：
203.通信充电器充电前的握手通信，主要预防非专业的充电器非法充电，以避免产生严重的后果。
204.以上仅为发明的优选实施例，并非因此限制发明的专利范围，凡是利用发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在发明的专利保护范围内。