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CN110474081B - 一种锂离子电池及其加密方法 - Google Patents

一种锂离子电池及其加密方法 Download PDF

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Huizhou Desay Battery Co Ltd
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Abstract

一种锂离子电池，锂离子电池包括电芯、外壳、控制电路，所述的控制电路包括模块一、模块二、模块三、模块四，模块一实时检测锂离子电池状态，判断锂离子电池是否过度充电、过度放电、过大电流充放电，根据锂离子电池状态发出指令到模块二，模块二包括功率MOS场效应晶体管，接收模块一发出的指令，相应打开或切断电池充放电的回路，模块三包括NTC，实时检测电池温度，模块四包括加密芯片，对锂离子电池进行加密。本申请能够对锂离子电池进行加密，电池与手机主板一对一进行绑定，确保使用电池的安全可靠。

Description

一种锂离子电池及其加密方法
技术领域
本发明属于电源技术领域，尤其涉及一种锂离子电池及其加密方法。
背景技术
随着电子领域的快速发展，锂离子电池应用越来越广泛，其安全性越来越得到大众的重视，但是普通的锂离子电池容易被仿造，仿造的电池没有严谨的制作过程，没有使用符合规定的材质，连电池最核心的电芯部分也是冒名滥用，这样仿造的电池存在极大的安全隐患。另外，锂离子电池作为手机常用的电源，用户在手机使用过程中可以随意更换电池或对电池进行改装，不仅影响电池的使用寿命，在手机使用过程中也存在极大的安全隐患。
为了解决上述的问题，有必要对手机电池设置唯一的身份识别，识别方法应当可靠，现有锂离子电池身份识别有两种方案，一种是通过普通的电阻，或RC电路作为ID识别，还有一种基于较常规的加密SHA-1算法，但是目前两种识别方案都容易被人破解，并不安全可靠。
发明内容
为了解决现有技术中手机的锂离子电池没有加密，使用不合格电池，或者用户随意更换或改装电池而带来安全隐患的问题。
一种锂离子电池，锂离子电池包括电芯、外壳、控制电路，所述的控制电路包括模块一、模块二、模块三、模块四，模块一实时检测锂离子电池状态，判断锂离子电池是否过度充电、过度放电、过大电流充放电，根据锂离子电池状态发出指令到模块二，模块二包括功率MOS场效应晶体管，接收模块一发出的指令，相应打开或切断电池充放电的回路，模块三包括NTC，实时检测电池温度，模块四包括加密芯片，对锂离子电池进行加密。
优选的，所述的加密芯片是DS28E15芯片。
优选的，所述的加密芯片是单线通信。
优选的，一种锂离子电池的加密方法，包括以下步骤：
S1:电池组装前，将64位身份识别码，通过SHA256算法加密形成密钥，将密钥烧录到加密芯片，并将64位身份识别码上传到云端服务器；
S2:装配电池时，主板和电池连接，主板下载云端服务器的数据对电池进行认证，认证加密芯片中烧录的密钥是否符合加密算法的要求，不符合则主板不能识别电池，符合则主板识别电池成功，进行下一步；
S3:设置工位，进行主板与电池一对一进行绑定，先将主板的身份识别码上传到云端服务器，与电池的身份识别码对应，设置测试项确定主板与电池绑定成功，绑定成功后，将电池ID、主板序列号、绑定信息上传到云端服务器。
优选的，所述的测试项指主板的身份识别码与云端服务器记录的主板身份识别码相一致。
优选的，主板和电池绑定成功后，当更换新电池时，主板下载云端服务器的最新数据，对新电池进行认证，判断新电池中是否有烧录密钥，烧录密钥是否符合加密算法的要求，不是则新电池认证失败，是则新电池认证成功，上传主板已更换的信息到云端服务器，新电池和主板进行新的绑定，检测新电池和主板与云端服务器中数据是否相匹配，否则界面提示绑定不成功，是则绑定成功。
优选的，主板和电池绑定成功后，当更换新主板时，电池与旧主板进行解绑，新主板的身份识别码上传到云端服务器，检测电池和新主板信息是否与云端服务器信息相匹配，否则电池与新主板不能进行新的绑定，是则电池与新主板进行新的绑定。
优选的，所述的电池与旧主板解绑，指的是云端服务器中电池对应的旧主板身份识别码删除。
优选的，步骤S1中64位身份识别码加密前与电池信息、制造信息和测试信息进行绑定，并将数据上传到云端服务器。
优选的，云端服务器设定电池使用寿命以及实时监控电池使用情况。
本发明具有以下优点：（1）电池和手机主板一对一的绑定，杜绝私自更换电池或改装电池造成的安全隐患；（2）云端服务器设定电池寿命，对电池进行寿命管理和监控电池使用情况，保证电池自损或寿命到期后，无法更换内部电芯继续使用，确保安全；（3）未经报废的旧电池可在新主板上继续使用，主板可以绑定新电池继续使用，实用方便；（4）基于SHA-256的双向加密算法，安全系数更高。（5）芯片可以单线通信，不需要过多的空间，适应电池小型化的需要。
附图说明
图1是本发明锂离子电池的控制电路；
图2是本发明锂离子电池的加密方法流程图；
图3是本发明更换新电池的流程图；
图4是本发明更换新主板的流程图。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
一种锂离子电池，锂电池包括电芯、外壳、控制电路，所述的控制电路包括模块一U1、模块二U2、模块三U3、模块四U4，模块一实时检测锂离子电池状态，判断锂离子电池是否过度充电、过度放电、过大电流充放电，根据锂离子电池状态发出指令到模块二，模块二包括功率MOS场效应晶体管，接收模块一发出的指令，相应打开或切断电池充放电的回路，模块三包括NTC，实时检测电池温度，模块四包括加密芯片，对锂离子电池进行加密，加密芯片是DS28E15芯片，加密芯片是单线通信。
一种锂离子电池的加密方法，包括以下步骤：
S1:电池组装前，将64位身份识别码，通过SHA256算法加密形成密钥，将密钥烧录到加密芯片，并将64位身份识别码上传到云端服务器，64位身份识别码加密前与电池信息、制造信息和测试信息进行绑定，并将数据上传到云端服务器，每块芯片只能够烧录一次密钥；
S2:装配电池时，主板和电池连接，主板下载云端服务器的数据对电池进行认证，认证加密芯片中烧录的密钥是否符合加密算法的要求，不符合则主板不能识别电池，符合则主板识别电池成功，进行下一步；
S3:设置工位，进行主板与电池一对一进行绑定，先将主板的身份识别码上传到云端服务器，与电池的身份识别码对应，设置测试项确定主板与电池绑定成功，绑定成功后，将电池ID、主板序列号、绑定信息上传到云端服务器，测试项指主板的身份识别码与云端服务器记录的主板身份识别码相一致。
主板和电池绑定成功后，当更换新电池时，主板下载云端服务器的最新数据，对新电池进行认证，判断新电池中是否有烧录密钥，烧录密钥是否符合加密算法的要求，不是则新电池认证失败，是则新电池认证成功，上传主板已更换的信息到云端服务器，新电池和主板进行新的绑定，检测新电池和主板与云端服务器中数据是否相匹配，否则界面提示绑定不成功，是则绑定成功。
主板和电池绑定成功后，当更换新主板时，电池与旧主板进行解绑，新主板的身份识别码上传到云端服务器，检测电池和新主板信息是否与云端服务器信息相匹配，否则电池与新主板不能进行新的绑定，是则电池与新主板进行新的绑定，电池与旧主板解绑，指的是云端服务器中电池对应的旧主板身份识别码删除。
用户在使用过程中如果私自更换或改装电池，手机将无法识别电池，用户必须使用正品电池，并将正品电池与手机主板进行一对一的绑定，并上传数据到云端云端服务器，保证电池安全可靠的。
云端服务器设定电池使用寿命以及实时监控电池使用情况，假如手机和电池在使用过程中，发生了断电现象，手机也会将断电信息等使用状况记录上传到云端服务器，云端服务器跟踪每一颗电池，对电池进行寿命管理，具体为，在云端服务器的用户数据区域设定电池使用寿命，之后进行时间管理，例如：设定电池使用寿命8年，1小时（更新频率）*24（一天）*365天（一年）*8年（设计寿命）=70080小时=0x111C0(十六进制），只需在用户数据区域中存储这一时间，主板正常使用一小时后，依次递减该值，若为零， 电池使用寿命结束，即使更换电芯也无法使用。
本申请基于加密芯片DS28EL15的锂离子加密方法，不仅仅适用手机终端，也适用于PC电源、医疗设备、基站电源等。
本申请基于DS28E15芯片的对称密钥，双向认证的SH-256算法，更不容易破解，安全系数更高，这一电池加密方法应用在手机电池上，有效地杜绝了私自更换、改装电池这一现象，保证电池的安全可靠。另外，因为电池身份识别码在芯片出厂就烧录，并已经上传到云端服务器，在电池的制造过程中，可利用这一特点，在电池出厂前，所有的相关制造信均可实现与电池身份识别码绑定并上传到云端服务器，能够知道电池的制造过程和相关参数，有利于品质的保证，同时可以实时追踪每个电池使用状态，防止不合格品大量流出。
上述实施例仅为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种锂离子电池的加密方法，其特征在于：
该锂离子电池包括电芯、外壳、控制电路，所述的控制电路包括模块一、模块二、模块三、模块四，模块一实时检测锂离子电池状态，判断锂离子电池是否过度充电、过度放电、过大电流充放电，根据锂离子电池状态发出指令到模块二，模块二包括功率MOS场效应晶体管，接收模块一发出的指令，相应打开或切断电池充放电的回路，模块三包括NTC，实时检测电池温度，模块四包括加密芯片，对锂离子电池进行加密；
该加密方法包括以下步骤：
S1:电池组装前，将64位身份识别码，通过SHA256算法加密形成密钥，将密钥烧录到加密芯片，并将64位身份识别码上传到云端服务器；
S2:装配电池时，主板和电池连接，主板下载云端服务器的数据对电池进行认证，认证加密芯片中烧录的密钥是否符合加密算法的要求，不符合则主板不能识别电池，符合则主板识别电池成功，进行下一步；
S3:设置工位，进行主板与电池一对一进行绑定，先将主板的身份识别码上传到云端服务器，与电池的身份识别码对应，设置测试项确定主板与电池绑定成功，绑定成功后，将电池ID、主板序列号、绑定信息上传到云端服务器；
所述的测试项指主板的身份识别码与云端服务器记录的主板身份识别码相一致。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的加密方法，其特征在于：所述的加密芯片是DS28E15芯片。
3.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池的加密方法，其特征在于：所述的加密芯片是单线通信。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的加密方法，其特征在于：主板和电池绑定成功后，当更换新电池时，主板下载云端服务器的最新数据，对新电池进行认证，判断新电池中是否有烧录密钥，烧录密钥是否符合加密算法的要求，不是则新电池认证失败，是则新电池认证成功，上传主板的身份识别码到云端服务器，新电池和主板进行新的绑定，检测新电池和主板与云端服务器中数据是否相匹配，否则界面提示绑定不成功，是则绑定成功。
5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池的加密方法，其特征在于：主板和电池绑定成功后，当更换新主板时，电池与旧主板进行解绑，新主板的身份识别码上传到云端服务器，检测电池和新主板信息是否与云端服务器信息相匹配，否则电池与新主板不能进行新的绑定，是则电池与新主板进行新的绑定。
6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池的加密方法，其特征在于：所述的电池与旧主板进行解绑，指的是云端服务器中电池对应的旧主板身份识别码删除。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的加密方法，其特征在于：步骤S1中64位身份识别码加密前与电池信息、制造信息和测试信息进行绑定，并将数据上传到云端服务器。
8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的加密方法，其特征在于：云端服务器设定电池使用寿命以及实时监控电池使用情况。
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