專利名稱：一種電動自行車自動控時充電方法及智能充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動自行車充電方法及設(shè)備，確切的說是一種電動自行車自動控時的充電方法及智能充電裝置。
背景技術(shù)：
電動自行車由車體、電驅(qū)動裝置(電機(jī))、可充電電池、充電器和控制系統(tǒng)五大部分組成。不同種類的車，其控制系統(tǒng)置放位置、控制形式等有所不同。電動車充電器是給電池補(bǔ)充電能的裝置，傳統(tǒng)的充電器并無定時通斷電功能，電動車的充電需要借助充電器來完成，在充電的過程中，充電器無法控制充電多長時間，這樣就造成在電池充足電后，充電器依然在對電池進(jìn)行充電，容易造成電動車的過充，不但浪費(fèi)電能，對蓄電池進(jìn)行超時充電使電池變形損壞，從而降低電池的使用壽命。電動車電池是一個動態(tài)的壽命過程，嚴(yán)格的講目前市場上沒有能足夠保證電池充電質(zhì)量的充電器。但是一分價錢一分貨，好的充電器確實能對電池有好的充電和保護(hù)效果。 總體方法是勤充淺放，不餓不撐。即每次使用盡量不要一次用到欠壓，每次充電也盡量不要充到發(fā)熱發(fā)燙，更不能時間過久。目前充電器一般都是按照8 10小時充滿(指的是騎行了較遠(yuǎn)，電池放電接近欠壓的情況)設(shè)計的，各電池廠也是按照這種方法指導(dǎo)充電。但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)平時充電(特別是夏季)只要充時間長就會使電池發(fā)熱變形，特別是目前市場上還沒有真正意義的能讓電池充滿就自動停充的。電動車的電池壽命與充電方法有直接的關(guān)系。有經(jīng)驗的用戶都知道，更換電池的費(fèi)用是使用電動車最大的支出，所以都非常關(guān)心電池的使用壽命的問題。本方法建議你每天都盡量及時充電即便你的續(xù)行能力要求不長，充一次電可以使用2到3天，但是還是要每天都充電，這樣可使電池處于淺循環(huán)狀態(tài)，電池的壽命會延長。鉛酸蓄電池的記憶效益沒有那么強(qiáng)烈。經(jīng)常放完電對電池的壽命影響比較大。多數(shù)充電器在指示燈變燈指示充滿電以后，電池充入電量可能是97 % 99 %。雖然僅僅欠充電1 % 3 %的電量，對續(xù)行能力的影響幾乎可以忽略。若不及時充電，電池放電以后就開始了硫化過程，在12小時開始，就出現(xiàn)了明顯的硫化。及時充電，可以清除硫化，防止硫化結(jié)晶聚積而逐步形成粗大的結(jié)晶，一般的充電器對這些粗大的結(jié)晶是無能為力的，會逐步形成電池容量的下降，縮短了電池的使用壽命。 所以，除了每天充電以外，還要注意，使用完了以后讓電池稍微冷卻一會兒就盡快充電，盡可能使電池處于飽滿狀態(tài)。充電時間切忌過長許多電動車用戶認(rèn)為充電時間越長電池電量越足，這是非常錯誤的。充電時間一般以充滿后延長10-20分鐘為最佳(常規(guī)方法是建議充滿后延長1-2 小時，這里不予支持)。長時間過充會使電池變形、失水等，從而直接縮短電池的壽命。電動車充電最好用智能插座眾多的電動車用戶下班回家充電，第二天上班時切斷電源，其實大多充電器不能百分之百地保證在電池充滿時自動斷電。最好的辦法是選購智能插座，充電時設(shè)置好時間，這樣便能解決晚上安心休息的問題。
但是，現(xiàn)有的智能插座包括定時充電器均存在一個問題就是如何精確地確定充電時間，特別是絕大多數(shù)電動車沒有里程表，用戶無法準(zhǔn)確知道走了多少里程，應(yīng)該充多長時間，只能大概估算充電時間，精確度較差，特別是大多數(shù)人對于估算充電時間和使用定時器感覺比較麻煩，因此現(xiàn)有智能插座包括定時器對提高電池壽命都有很大的局限。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種可根據(jù)電池用電量自動精確設(shè)定充電時間的方法，使電池使用壽命最大化，降低不必要的損耗，更加節(jié)能環(huán)保，本發(fā)明的另一目的是提供可自動精確設(shè)定充電時間的智能充電裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種電動車自動控時充電方法，包括以下步驟1)通過單片機(jī)系統(tǒng)從電動車電池輸入輸出總線讀取騎行時間和即時電流并進(jìn)行統(tǒng)計，計算出已消耗電量Q ；2)所述單片機(jī)系統(tǒng)通過溫度探頭獲取外部環(huán)境溫度，按照以下公式計算充電時間T= [l+(25-X) % ]Q/(99% ,X為當(dāng)前溫度，取值區(qū)間為-15 <X< 25，Q為已消耗電量，I為與其匹配充電器的充電電流。一種使用上述方法進(jìn)行控時充電的智能充電裝置，包括一帶控時繼電器的充電器，電動車內(nèi)設(shè)有用于計算電動車充電時間的單片機(jī)系統(tǒng)，該單片機(jī)系統(tǒng)信號輸入端分別通過數(shù)據(jù)線與電動車電池輸入輸出總線和溫度探頭連接，用于從電動車電池輸入輸出總線讀取取騎行時間和即時電流并進(jìn)行統(tǒng)計，同時獲取當(dāng)前環(huán)境溫度計算出電池容量變化，最終計算出充電時間；所述單片機(jī)系統(tǒng)信號輸出端通過數(shù)據(jù)線與所述充電器的相連，通過該控時繼電器控制所述充電器工作電路接通或切斷；所述充電器還設(shè)有液晶屏和控制面板， 所述液晶屏用于顯示系統(tǒng)時間和充電時間，所述控制面板上設(shè)有控制按鈕，用于設(shè)置該充電器的系統(tǒng)時間也可以手動模式設(shè)置充電時間。本發(fā)明的有益效果本產(chǎn)品能自動控制充電時間，具有單片機(jī)數(shù)碼控制，充放電控制參數(shù)符合電池所特有充電曲線，電流判斷電池充滿，而非電壓判斷，比現(xiàn)有產(chǎn)品更加精確地進(jìn)行充電；同時具有正負(fù)脈沖修復(fù)充電功能，能擊碎極板的硫酸鉛結(jié)晶，修復(fù)極板活性； 具有智能溫度自動補(bǔ)償功能，能根據(jù)季節(jié)度不同，適時調(diào)整充電時間，保證夏不過充、冬不欠充，確?？貢r充電器能做到在真正不需要充電的情況下徹底地斷掉電源，在充電維護(hù)全部完成的情況下徹底實現(xiàn)零浮充(對那些即使性能已經(jīng)開始下降的電池，也有直接阻斷進(jìn)一步惡化的作用，從而緩解電池硫化和變形，延長電池壽命)，從而真正保護(hù)電池，延長電池的使用壽命2 3倍，減少電池的社會生產(chǎn)量和使用量，不但能減少使用者的開支；同樣能減少因生產(chǎn)、修復(fù)等對整個環(huán)境造成的損害，更加節(jié)能環(huán)保，對消費(fèi)者有利，對電動車產(chǎn)品的銷售也有直接的促進(jìn)作用。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖1是本發(fā)明方法的邏輯流程圖，
圖2是本發(fā)明智能充電裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖中1、充電器；2、單片機(jī)系統(tǒng)；3、控時繼電器；4、液晶屏；5、控制面板；6、溫度
探頭；7、儀表顯示屏。
具體實施例方式以下通過實施例來說明本方法的具體流程參見圖1、圖2，單片機(jī)系統(tǒng)2信號輸入端分別通過數(shù)據(jù)線與電動車電池輸入輸出總線和溫度探頭6連接，用于從電動車電池輸入輸出總線讀取騎行電流和騎行時間并進(jìn)行統(tǒng)計，同時獲取當(dāng)前環(huán)境溫度計算出電池容量變化，最終計算出需補(bǔ)充電量Q。充電時間基本計算公式如下充電時間T = Q/I(Q:已消耗電量，I 匹配充電器的充電電流)。環(huán)境溫度因素對電池容量的影響為溫度在25攝氏度以下，每降低1度，電池容量減少左右，溫度在25攝氏度以上無影響。電能轉(zhuǎn)化率為99%，能耗為1%。也就是說， 如果選用最遠(yuǎn)騎行里程為40km的電動車，在夏季時，騎行M公里必須充電，冬季0度時，騎行16. 8公里就必須充電。因此，基本公式加上溫度變化以及能耗的影響推導(dǎo)成以下公式T = [l+(25-X) % ]Q/(99% *I)(Χ 當(dāng)前溫度，取值區(qū)間為-15 < X < 25，溫度在25攝氏度以上對電池容量無明顯影響；Q 已消耗電量，I 充電電流)。公式中Q/99%為彌補(bǔ)能耗而增加的耗電量，與I合并為99%*1。當(dāng)X小于25°C， 每降低1度，充電量會減少1%。其中(25_x)%為25°C以下需補(bǔ)充充電時間的比例。一種使用上述方法進(jìn)行定時充電的智能充電裝置，包括一個帶控時繼電器3的充電器1，電動車內(nèi)設(shè)有用于計算電動車充電時間的單片機(jī)系統(tǒng)2，單片機(jī)系統(tǒng)2的信號輸入端通過數(shù)據(jù)線與電動車電池輸入輸出總線和溫度探頭6連接，用于從電動車電池輸入輸出總線讀取騎行電流和騎行時間并進(jìn)行統(tǒng)計，同時獲取當(dāng)前環(huán)境溫度計算出電池容量變化， 最終計算出需補(bǔ)充電量Q。單片機(jī)系統(tǒng)2的信號輸出端口可通過所述帶控制繼電器3的充電器1的數(shù)據(jù)線與其相連，通過控時繼電器3控制充電器1工作電路的接通或切斷；充電器1還設(shè)有液晶屏4 和控制面板5，液晶屏4用于顯示系統(tǒng)時間和充電時間，控制面板5上設(shè)有控制按鈕，用于設(shè)置該充電器的系統(tǒng)時間，也可以手動模式設(shè)置充電時間。單片機(jī)系統(tǒng)2從電動車電池輸入輸出總線中讀取電動車工作的電流、放電時間， 得出已消耗電量Q(計算結(jié)果以AH安時為單位)，同時單片機(jī)系統(tǒng)2通過溫度探頭6獲取外部環(huán)境溫度，按照以下公式計算充電時間T= [l+(25-X) % ]Q/(99% ,X為當(dāng)前溫度，取值區(qū)間為-15 <X< 25，Q為已消耗電量，I為與其匹配充電器的充電電流。若中途停車而不進(jìn)行充電，下次繼續(xù)行駛時，單片機(jī)系統(tǒng)2會繼續(xù)累計并計算出已消耗總電量，同時計算出需補(bǔ)充電能的總時間并傳輸至儀表顯示屏7。當(dāng)充電時，充電器1的數(shù)據(jù)線插頭插入電動車單片機(jī)系統(tǒng)2的輸出端口，即能讀取到應(yīng)該充電的時間，同時充電器1開始充電工作，這時單片機(jī)系統(tǒng)2把已經(jīng)統(tǒng)計好的已消耗的電量和需要充電的時間發(fā)送充電控時系統(tǒng)。當(dāng)補(bǔ)充電量與充電前消耗的電量相當(dāng)時，單片機(jī)系統(tǒng)2即傳遞出“已充滿”信息至儀表顯示屏7 (其中，儀表顯示屏7可顯示當(dāng)前溫度、 已消耗電量和需補(bǔ)充電量)，與此同時充電器1充電時間也剛好到達(dá)，此時充電器通過控時繼電器3動作，切斷充電器1和控時繼電器3本身的一切電源，本次充電過程完成。由公式計算充電時間，最大誤差約3分鐘。 盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種電動自行車自動控時充電方法，其特征在于包括以下步驟1)通過單片機(jī)系統(tǒng)從電動車電池輸入輸出總線讀取騎行電流和騎行時間并進(jìn)行統(tǒng)計， 計算出已消耗電量Q ；2)所述單片機(jī)系統(tǒng)通過溫度探頭獲取外部環(huán)境溫度，按照以下公式計算充電時間 T = [l+(25-X) % ]Q/(99% *I)X為當(dāng)前溫度，取值區(qū)間為-15 < X < 25，Q為已消耗電量，I為與其匹配充電器充電電流。
2.一種使用權(quán)利要求1所述方法進(jìn)行智能控時的充電裝置，其特征在于包括一帶控時繼電器的充電器，電動車內(nèi)設(shè)有用于計算電動車充電時間的單片機(jī)系統(tǒng)，該單片機(jī)系統(tǒng)信號輸入端分別通過數(shù)據(jù)線與電動車電池輸入輸出總線和溫度探頭連接，用于從電動車電池輸入輸出總線讀取騎行電流和騎行時間并進(jìn)行統(tǒng)計，同時獲取當(dāng)前環(huán)境溫度計算出電池容量變化，最終計算出已消耗電量和需補(bǔ)充電量的充電時間同時傳輸至儀表顯示屏；所述單片機(jī)系統(tǒng)信號輸出端通過數(shù)據(jù)線與所述充電器的相連，通過該控時繼電器控制所述充電器工作電路接通或切斷。所述充電器還設(shè)有液晶屏和控制面板，所述液晶屏用于顯示系統(tǒng)時間和充電時間，控制面板上設(shè)有控制按鈕，用于設(shè)置該充電器的系統(tǒng)時間，同時也可以手動模式設(shè)置充電時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動自行車充電方法及設(shè)備，確切的說是一種電動自行車自動定時充電方法及智能充電裝置，包括以下步驟通過單片機(jī)系統(tǒng)用于從電動車電池輸入輸出總線讀取騎行電流和騎行時間并進(jìn)行統(tǒng)計，同時獲取當(dāng)前環(huán)境溫度計算出電池容量變化，最終計算出需補(bǔ)充電量；綜合氣溫以及能量轉(zhuǎn)換效率等因素，用以下公式可計算出充電時間T＝[1+(25-X)％]Q/(99％I)即得到當(dāng)前充電時間。智能充電裝置包括帶一控時繼電器的充電器，電動車內(nèi)設(shè)有用于計算電動車充電時間的單片機(jī)系統(tǒng)，該單片機(jī)系統(tǒng)信號輸入端分別通過數(shù)據(jù)線與電動車電池輸入輸出總線和溫度探頭連接，所述單片機(jī)系統(tǒng)信號輸出端通過所述充電器的數(shù)據(jù)線與其相連，通過該控時繼電器控制所述充電器工作電路接通或切斷。
文檔編號H02J7/00GK102361102SQ20111030840
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者劉先金 申請人:劉先金