一種智能電動(dòng)自行車充電設(shè)備及其充電方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種智能電動(dòng)自行車充電設(shè)備及其充電方法，該充電設(shè)備包括人機(jī)交互模塊、采樣模塊、處理模塊、調(diào)整模塊和充電模塊，安全性能高，用戶不需要攜帶充電器，該充電設(shè)備具有智能識(shí)別電池類型、智能調(diào)整電壓、電流及充滿/過(guò)壓/過(guò)流保護(hù)等特性，能有效地消除火災(zāi)隱患，而且根據(jù)電池類型輸入安全電壓，防止把電池充鼓、充爆；使用便捷，充電自動(dòng)進(jìn)行鑒權(quán)，鑒權(quán)后為電動(dòng)自行車提供安全電壓進(jìn)行充電；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，造價(jià)成本低，整個(gè)充電過(guò)程自動(dòng)完成，無(wú)需人員看守，大大降低時(shí)間成本和人工成本，實(shí)現(xiàn)多人共享，誰(shuí)使用誰(shuí)付費(fèi)，自助智能，大大滿足用戶要求。
【專利說(shuō)明】
一種智能電動(dòng)自行車充電設(shè)備及其充電方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電子產(chǎn)品充電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能電動(dòng)自行車充電設(shè)備及其 充電方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電動(dòng)自行車的車主都有配套的電動(dòng)自行車充電器，但公共場(chǎng)合無(wú)可用插座；雖然 部分停車場(chǎng)提供插座供充電，卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守、付費(fèi)使用的方式；目前市面上出現(xiàn)了投 幣/刷卡快充站，使用硬幣收費(fèi)，由于用戶電池規(guī)格眾多，投幣式快充站通常以固定的高電 壓、高電流對(duì)各種型號(hào)電池進(jìn)行充電，而電池都有安全電壓，不同型號(hào)的電池，其安全電壓 不相同；充電時(shí)，若超過(guò)安全電壓，電池就會(huì)產(chǎn)生析氫、析氧等情況，會(huì)把電池充鼓、充爆，嚴(yán) 重影響電池的使用壽命，而且存在火災(zāi)隱患，所以需要知道電池規(guī)格，控制充電電壓，但不 同規(guī)格的電池有重疊區(qū)段，比如鉛酸48V、60V的電池，其電壓范圍是[40ν，55.2ν]，[50 ν， 69v]，僅僅靠檢測(cè)電池當(dāng)前電壓，無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別電池規(guī)格。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種安全性能高、智能的電動(dòng)自行車充電設(shè) 備，可以智能識(shí)別電池類型，監(jiān)控充電過(guò)程中的充電電壓，并準(zhǔn)確地識(shí)別和調(diào)整，全程以安 全電壓進(jìn)行充電，該充電設(shè)備包括：
[0004] 人機(jī)交互模塊:提供人機(jī)交互界面，供用戶發(fā)起充電請(qǐng)求及選擇充電接口，請(qǐng)求方 式為遠(yuǎn)程應(yīng)用程序、觸摸屏、投幣、刷卡、NFC、按鈕啟動(dòng)中的任一種或多種組合，所述界面能 給用戶顯示充電進(jìn)展、預(yù)計(jì)剩余時(shí)間、電池當(dāng)前電壓、電流和充入電量等信息；
[0005] 采樣模塊:采集電池?cái)?shù)據(jù)，包括輸入電壓、電池電壓、充電電流、充電電量，完成模 擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，并上報(bào)處理模塊，工作方式為A/D轉(zhuǎn)換、電壓頻率轉(zhuǎn)換、電流轉(zhuǎn)換 中的任意一種或任意組合；
[0006] 處理模塊:通過(guò)人機(jī)交互模塊獲得啟動(dòng)充電指令，并通過(guò)采樣模塊采集的電池?cái)?shù) 據(jù)識(shí)別電池類型，根據(jù)電池類型及充電過(guò)程中電池相關(guān)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地調(diào)整電壓、電流，使輸 出的電壓、電流符合對(duì)應(yīng)電池類型的安全區(qū)間，所述處理模塊工作方式為通過(guò)CPU/MCU/DSP 處理器及軟件算法實(shí)現(xiàn)；
[0007] 調(diào)整模塊:將處理模塊發(fā)出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，控制充電模塊的輸出電 壓、電流，實(shí)現(xiàn)的方式為PWM或D/A轉(zhuǎn)換器；
[0008] 充電模塊:接收調(diào)整模塊的指令，控制輸出的電壓、電流，所述充電模塊為通用的， 可適配鉛酸48V、60V、72V或鋰電36V、48V電池進(jìn)行充電。
[0009] 所述充電設(shè)備可以配置1或多個(gè)充電模塊，所述充電模塊配置有充電線，所述充電 線含有多個(gè)與電動(dòng)自行車連接的充電接口，可以同時(shí)為多臺(tái)電動(dòng)自行車提供充電，并可以 為不同類型的電池，提供不同的電壓、電流進(jìn)行安全充電。
[0010]所述處理模塊的工作方式為通過(guò)采用空載檢測(cè)、恒壓預(yù)充、恒流預(yù)充、放電、間歇 充電、間歇放電手段中的一種或任意組合，采集初始空載電壓、充電電壓變化曲線、充電電 流變化曲線、放電電壓曲線、放電電流曲線信息中的一種或任意組合，通過(guò)軟件算法自動(dòng)識(shí) 別電池類型。
[0011] 本發(fā)明還提供如上述任意一項(xiàng)所述的智能電動(dòng)自行車的充電方法，該方法包括以 下步驟：
[0012] 步驟A00:用戶選擇與電池型號(hào)一致的空閑充電接口，將對(duì)應(yīng)充電線和電動(dòng)自行車 連接；
[0013] 步驟B00:用戶通過(guò)人機(jī)界面發(fā)起充電請(qǐng)求，請(qǐng)求方式為遠(yuǎn)程應(yīng)用程序、觸摸屏、投 幣、刷卡、NFC、按鈕啟動(dòng)中的任一種或多種組合，處理模塊接收到充電請(qǐng)求后，通過(guò)采樣模 塊采集電池?cái)?shù)據(jù)，識(shí)別電池類型；
[0014] 步驟C00 :處理模塊向調(diào)整模塊傳達(dá)電池類型，調(diào)整模塊控制充電模塊的輸出電 壓、電流，對(duì)電動(dòng)自行車進(jìn)行充電；
[0015] 步驟D00:充電模塊通電后，處理模塊對(duì)電池的電壓、電流、輸入電壓信息進(jìn)行采 集、監(jiān)控，動(dòng)態(tài)地調(diào)整輸出電壓、電流；
[0016] 步驟E00:處理模塊通過(guò)充電識(shí)別到電池充滿或用戶拔除充電線，系統(tǒng)自動(dòng)斷電。
[0017] 表1不同類型電池的安全電壓范圍值
[0019] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明所提供的智能電動(dòng)自行車充電設(shè)備及其充電方法，安 全性能高，用戶不需要攜帶充電器，該充電設(shè)備具有智能識(shí)別電池類型、智能調(diào)整電壓、電 流及充滿/過(guò)壓/過(guò)流保護(hù)等特性，能有效地消除火災(zāi)隱患，而且根據(jù)電池類型輸入安全電 壓，防止把電池充鼓、充爆;使用便捷，本自助充電設(shè)備在有停車位的地方都可以安裝，例如 商業(yè)停車場(chǎng)、免費(fèi)停車場(chǎng)、小區(qū)停車場(chǎng)、露天停車位等，覆蓋率高，滿足用戶在任何時(shí)間的使 用要求，充電自動(dòng)進(jìn)行鑒權(quán)，鑒權(quán)后為電動(dòng)自行車提供安全電壓進(jìn)行充電；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝 方便，造價(jià)成本低，整個(gè)充電過(guò)程自動(dòng)完成，無(wú)需人員看守，大大降低時(shí)間成本和人工成本。 本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)多人共享，誰(shuí)使用誰(shuí)付費(fèi)，自助智能，大大滿足用戶要求。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本發(fā)明電動(dòng)自行車充電設(shè)備的功能模塊圖
[0021] 圖2是本發(fā)明電動(dòng)自行車充電設(shè)備的充電方法步驟流程圖
【具體實(shí)施方式】 [0022] 實(shí)施例1
[0023]如圖1所示，一種智能電動(dòng)自行車充電設(shè)備，該充電設(shè)備包括：
[0024] 人機(jī)交互模塊:提供人機(jī)交互界面，供用戶發(fā)起充電請(qǐng)求及選擇充電接口，請(qǐng)求方 式為遠(yuǎn)程應(yīng)用程序啟動(dòng)；
[0025] 采樣模塊:采集電池?cái)?shù)據(jù)，包括輸入電壓、電池電壓、充電電流、充電電量，完成模 擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，并上報(bào)處理模塊，工作方式為電壓頻率轉(zhuǎn)換和電流轉(zhuǎn)換；
[0026]處理模塊:通過(guò)人機(jī)交互模塊獲得啟動(dòng)充電指令，并通過(guò)采樣模塊采集的電池?cái)?shù) 據(jù)識(shí)別電池類型，根據(jù)電池類型及充電過(guò)程中電池相關(guān)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地調(diào)整電壓、電流，使輸 出的電壓、電流符合對(duì)應(yīng)電池類型的安全區(qū)間，所述處理模塊工作方式為通過(guò)CPU/MCU/DSP 處理器及軟件算法實(shí)現(xiàn)；
[0027] 調(diào)整模塊:將處理模塊發(fā)出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，控制充電模塊的輸出電 壓、電流，實(shí)現(xiàn)的方式為D/A轉(zhuǎn)換器；
[0028] 5個(gè)充電模塊:接收調(diào)整模塊的指令，控制輸出的電壓、電流，所述每個(gè)充電模塊為 通用的，可適配鉛酸48V、60V、72V或鋰電36V、48V電池進(jìn)行充電。
[0029] 所述每個(gè)充電模塊配置有充電線，所述充電線含有多個(gè)與電動(dòng)自行車連接的充電 接口，可以同時(shí)為多臺(tái)電動(dòng)自行車提供充電，并可以為不同類型的電池，提供不同的電壓、 電流進(jìn)行安全充電。
[0030] 所述處理模塊的工作方式為通過(guò)采用空載檢測(cè)、恒壓預(yù)充、恒流預(yù)充、放電、間歇 充電、和間歇放電手段，采集初始空載電壓、充電電壓變化曲線、充電電流變化曲線、放電電 壓曲線和放電電流曲線，通過(guò)軟件算法自動(dòng)識(shí)別電池類型。
[0031] 本發(fā)明還提供如上所述的智能電動(dòng)自行車充電方法，該方法包括以下步驟：
[0032] 步驟A00:用戶選擇與電池型號(hào)一致的空閑充電接口，將對(duì)應(yīng)充電線和電動(dòng)自行車 連接；
[0033]步驟B00:用戶通過(guò)遠(yuǎn)程應(yīng)用程序啟動(dòng)發(fā)起充電請(qǐng)求，處理模塊接收到充電請(qǐng)求 后，通過(guò)采樣模塊采集電池?cái)?shù)據(jù)，識(shí)別電池類型；
[0034]步驟C00 :處理模塊向調(diào)整模塊傳達(dá)電池類型，調(diào)整模塊控制充電模塊的輸出電 壓、電流，對(duì)電動(dòng)自行車進(jìn)行充電；
[0035]步驟D00:充電模塊通電后，處理模塊對(duì)電池的電壓、電流、輸入電壓信息進(jìn)行采 集、監(jiān)控，動(dòng)態(tài)地調(diào)整輸出電壓、電流；
[0036]步驟E00:處理模塊通過(guò)充電識(shí)別到電池充滿或用戶拔除充電線，系統(tǒng)自動(dòng)斷電。 [0037] 實(shí)施例2
[0038]如圖1所示，一種智能電動(dòng)自行車充電設(shè)備，該充電設(shè)備包括：
[0039]人機(jī)交互模塊:提供人機(jī)交互界面，供用戶發(fā)起充電請(qǐng)求及選擇充電接口，請(qǐng)求方 式為觸摸屏啟動(dòng)；
[0040] 采樣模塊:采集電池?cái)?shù)據(jù)，包括輸入電壓、電池電壓、充電電流、充電電量，完成模 擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，并上報(bào)處理模塊，工作方式為A/D轉(zhuǎn)換和電壓頻率轉(zhuǎn)換；
[0041] 處理模塊:通過(guò)人機(jī)交互模塊獲得啟動(dòng)充電指令，并通過(guò)采樣模塊采集的電池?cái)?shù) 據(jù)識(shí)別電池類型，根據(jù)電池類型及充電過(guò)程中電池相關(guān)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地調(diào)整電壓、電流，使輸 出的電壓、電流符合對(duì)應(yīng)電池類型的安全區(qū)間，所述處理模塊工作方式為通過(guò)CPU/MCU/DSP 處理器及軟件算法實(shí)現(xiàn)；
[0042]調(diào)整模塊:將處理模塊發(fā)出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，控制充電模塊的輸出電 壓、電流，實(shí)現(xiàn)的方式為PWM;
[0043] 8個(gè)充電模塊:接收調(diào)整模塊的指令，控制輸出的電壓、電流，所述每個(gè)充電模塊為 通用的，可適配鉛酸48V、60V、72V或鋰電36V、48V電池進(jìn)行充電。
[0044] 所述每個(gè)充電模塊配置有充電線，所述充電線含有多個(gè)與電動(dòng)自行車連接的充電 接口，可以同時(shí)為多臺(tái)電動(dòng)自行車提供充電，并可以為不同類型的電池，提供不同的電壓、 電流進(jìn)行安全充電。
[0045] 所述處理模塊的工作方式為通過(guò)采用空載檢測(cè)、恒壓預(yù)充、恒流預(yù)充、放電、間歇 充電和間歇放電手段，采集初始空載電壓、充電電壓變化曲線、充電電流變化曲線、放電電 壓曲線和放電電流曲線，通過(guò)軟件算法自動(dòng)識(shí)別電池類型。
[0046] 本發(fā)明還提供如上所述的智能電動(dòng)自行車充電方法，該方法包括以下步驟：
[0047] 步驟A00:用戶選擇與電池型號(hào)一致的空閑充電接口，將對(duì)應(yīng)充電線和電動(dòng)自行車 連接；
[0048]步驟B00:用戶通過(guò)觸摸屏啟動(dòng)后，發(fā)起充電請(qǐng)求，處理模塊接收到充電請(qǐng)求后，通 過(guò)采樣模塊采集電池?cái)?shù)據(jù)，識(shí)別電池類型；
[0049] 步驟C00 :處理模塊向調(diào)整模塊傳達(dá)電池類型，調(diào)整模塊控制充電模塊的輸出電 壓、電流，對(duì)電動(dòng)自行車進(jìn)行充電；
[0050] 步驟D00:充電模塊通電后，處理模塊對(duì)電池的電壓、電流、輸入電壓信息進(jìn)行采 集、監(jiān)控，動(dòng)態(tài)地調(diào)整輸出電壓、電流；
[0051] 步驟E00:處理模塊通過(guò)充電識(shí)別到電池充滿或用戶拔除充電線，系統(tǒng)自動(dòng)斷電。 [0052] 實(shí)施例3
[0053]如圖1所示，一種智能電動(dòng)自行車充電設(shè)備，該充電設(shè)備包括：
[0054]人機(jī)交互模塊:提供人機(jī)交互界面，供用戶發(fā)起充電請(qǐng)求及選擇充電接口，請(qǐng)求方 式為刷卡啟動(dòng)，并通過(guò)設(shè)備上的按鈕選擇充電接口；
[0055]采樣模塊:采集電池?cái)?shù)據(jù)，包括輸入電壓、電池電壓、充電電流、充電電量，完成模 擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，并上報(bào)處理模塊，工作方式為A/D轉(zhuǎn)換和電流轉(zhuǎn)換；
[0056]處理模塊:通過(guò)人機(jī)交互模塊獲得啟動(dòng)充電指令，并通過(guò)采樣模塊采集的電池?cái)?shù) 據(jù)識(shí)別電池類型，根據(jù)電池類型及充電過(guò)程中電池相關(guān)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地調(diào)整電壓、電流，使輸 出的電壓、電流符合對(duì)應(yīng)電池類型的安全區(qū)間，所述處理模塊工作方式為通過(guò)CPU/MCU/DSP 處理器及軟件算法實(shí)現(xiàn)；
[0057]調(diào)整模塊:將處理模塊發(fā)出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，控制充電模塊的輸出電 壓、電流，實(shí)現(xiàn)的方式為D/A轉(zhuǎn)換器；
[0058] 6個(gè)充電模塊:接收調(diào)整模塊的指令，控制輸出的電壓、電流，所述每個(gè)充電模塊為 通用的，可適配鉛酸48V、60V、72V或鋰電36V、48V電池進(jìn)行充電。
[0059] 所述充電模塊配置有充電線，所述充電線含有多個(gè)與電動(dòng)自行車連接的充電接 口，可以同時(shí)為多臺(tái)電動(dòng)自行車提供充電，并可以為不同類型的電池，提供不同的電壓、電 流進(jìn)行安全充電。
[0060] 所述處理模塊的工作方式為通過(guò)采用空載檢測(cè)、恒壓預(yù)充、恒流預(yù)充、放電、間歇 充電、和間歇放電手段，采集初始空載電壓、充電電壓變化曲線、充電電流變化曲線、放電電 壓曲線和放電電流曲線，通過(guò)軟件算法自動(dòng)識(shí)別電池類型。
[0061]本發(fā)明還提供如上所述的智能電動(dòng)自行車充電方法，該方法包括以下步驟：
[0062] 步驟A00:用戶選擇與電池型號(hào)一致的空閑充電接口，將對(duì)應(yīng)充電線和電動(dòng)自行車 連接；
[0063]步驟B00:用戶通過(guò)刷卡啟動(dòng)后，發(fā)起充電請(qǐng)求，處理模塊接收到充電請(qǐng)求后，通過(guò) 采樣模塊采集電池?cái)?shù)據(jù)，識(shí)別電池類型；
[0064]步驟C00 :處理模塊向調(diào)整模塊傳達(dá)電池類型，調(diào)整模塊控制充電模塊的輸出電 壓、電流，對(duì)電動(dòng)自行車進(jìn)行充電；
[0065]步驟D00:充電模塊通電后，處理模塊對(duì)電池的電壓、電流、輸入電壓信息進(jìn)行采 集、監(jiān)控，動(dòng)態(tài)地調(diào)整輸出電壓、電流；
[0066]步驟E00:處理模塊通過(guò)充電識(shí)別到電池充滿或用戶拔除充電線，系統(tǒng)自動(dòng)斷電。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種智能的電動(dòng)自行車充電設(shè)備，其特征在于，該充電設(shè)備包括： 人機(jī)交互模塊:提供人機(jī)交互界面，供用戶發(fā)起充電請(qǐng)求及選擇充電接口，請(qǐng)求方式為 遠(yuǎn)程應(yīng)用程序、觸摸屏、投幣、刷卡、NFC、按鈕啟動(dòng)中的任一種或多種組合，所述界面能給用 戶顯示充電進(jìn)展、預(yù)計(jì)剩余時(shí)間、電池當(dāng)前電壓、電流和充入電量； 采樣模塊:采集電池?cái)?shù)據(jù)，包括輸入電壓、電池電壓、充電電流、充電電量，完成模擬信 號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，并上報(bào)處理模塊，工作方式為A/D轉(zhuǎn)換、電壓頻率轉(zhuǎn)換、電流轉(zhuǎn)換中的 任意一種或任意組合； 處理模塊:通過(guò)人機(jī)交互模塊獲得啟動(dòng)充電指令，并通過(guò)采樣模塊采集的電池?cái)?shù)據(jù)識(shí) 別電池類型，根據(jù)電池類型及充電過(guò)程中電池相關(guān)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地調(diào)整電壓、電流，使輸出的 電壓、電流符合對(duì)應(yīng)電池類型的安全區(qū)間，所述處理模塊工作方式為通過(guò)CPU/MCU/DSP處理 器及軟件算法實(shí)現(xiàn)； 調(diào)整模塊:將處理模塊發(fā)出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，控制充電模塊的輸出電壓、電 流，實(shí)現(xiàn)的方式為PWM或D/A轉(zhuǎn)換器； 充電模塊:接收調(diào)整模塊的指令，控制輸出的電壓、電流，所述充電模塊為通用的，可適 配鉛酸48V、60V、72V或鋰電36V、48V電池進(jìn)行充電。2. 如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)自行車充電設(shè)備，其特征在于，所述充電設(shè)備可以配置1或 多個(gè)充電模塊，所述充電模塊配置有充電線，所述充電線含有多個(gè)與電動(dòng)自行車連接的充 電接口，可以同時(shí)為多臺(tái)電動(dòng)自行車提供充電。3. 如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)自行車充電設(shè)備，其特征在于，所述處理模塊的工作方式為 通過(guò)采用空載檢測(cè)、恒壓預(yù)充、恒流預(yù)充、放電、間歇充電、間歇放電手段中的一種或任意組 合，采集初始空載電壓、充電電壓變化曲線、充電電流變化曲線、放電電壓曲線、放電電流曲 線信息中的一種或任意組合，通過(guò)軟件算法自動(dòng)識(shí)別電池類型。4. 如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)自行車充電方法，其特征在于，該方法包括以下 步驟： 步驟A00:用戶選擇與電池型號(hào)一致的空閑充電接口，將對(duì)應(yīng)充電線和電動(dòng)自行車連 接； 步驟BOO:用戶通過(guò)人機(jī)界面發(fā)起充電請(qǐng)求，請(qǐng)求方式為遠(yuǎn)程應(yīng)用程序、觸摸屏、投幣、 刷卡、NFC、按鈕啟動(dòng)中的任一種，處理模塊接收到充電請(qǐng)求后，通過(guò)采樣模塊采集電池?cái)?shù) 據(jù)，識(shí)別電池類型； 步驟C00 :處理模塊向調(diào)整模塊傳達(dá)電池類型，調(diào)整模塊控制充電模塊的輸出電壓、電 流，對(duì)電動(dòng)自行車進(jìn)行充電； 步驟D00:充電模塊通電后，處理模塊對(duì)電池的電壓、電流、輸入電壓信息進(jìn)行采集、監(jiān) 控，動(dòng)態(tài)地調(diào)整輸出電壓、電流； 步驟E00:處理模塊通過(guò)充電識(shí)別到電池充滿或用戶拔除充電線，系統(tǒng)自動(dòng)斷電。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK106026301SQ201610596828
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月26日
【發(fā)明人】蔡篤滿, 吳小菁
【申請(qǐng)人】深圳市綠色星球互聯(lián)新能源科技有限公司