CN107994664A - 一种新型共享单车智能锁系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型共享单车智能锁系统，属于共享单车领域。本发明包括简易发电装置、电池管理装置、负载开关装置、充电锂电池Battery，简易发电装置包括简易发电装置的固定支架安装在共享单车车头位置，简易发电装置中小型风力发电机的输出端与负载开关装置的输入端连接，负载开关装置的输出端与电池管理装置的输入端连接，电池管理装置的输出端与充电锂电池Battery的连接，充电锂电池Battery同时与负载开关装置连接，所述简易发电装置具有风力发电功能，所述电池管理装置具有延长充电电池寿命和安全充电的功能，所述负载开关装置具有实时断电功能，为共享单车锁用电系统进行稳定安全供电。

Description

一种新型共享单车智能锁系统
技术领域
本发明涉及一种新型共享单车智能锁系统，属于共享单车应用领域。
背景技术
现今的共享单车智能锁系统供电主要是以发电花鼓、太阳能、集成车桩充电等方式为主，以第一代摩拜单车为例，它在后轮毂集成发电装置，骑行时滚动的轮轴带动了内部带磁模块相对位移发电并给内部电池充电，由于蹬车的动能一部分被转换成了电能，所以骑行时难免感觉费力；另外就是趋于普及的太阳能，新一代摩拜单车，以及小蓝车等其他单车品牌，现在更青睐菜篮子发电，也就是在车筐底部覆盖一层太阳能发电板，通过光照所产生的光能转换成电能，为锁具内的蓄电池供电，然而蓄电池的使用寿命和安全性是需要着重考虑的问题；再者便是集成车桩充电，这种充电方式有利有弊，利处是自行车便于规范管理，而弊处是只能在特定的位置取车还车，造成一定程度的不便。
有鉴于此，对于共享单车供电方式、供电续航能力及安全供电必将是今后各个品牌单车研究的重点技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种新型共享单车智能锁系统，可以利用自行车行进当中所产生的风能，通过简易的风力发电并储存电能，结合电池管理方案，有效的延长和保护共享单车锁具内的充电电池的使用寿命。
本发明采用的技术方案是：一种新型共享单车智能锁系统，包括简易发电装置、电池管理装置、负载开关装置、充电锂电池Battery，简易发电装置包括扇叶、小型风力发电机、外壳、固定支架，扇叶、小型风力发电机安装在外壳内，外壳安装在固定支架上，简易发电装置的固定支架安装在共享单车车头位置，简易发电装置中小型风力发电机的输出端与负载开关装置的输入端连接，负载开关装置的输出端与电池管理装置的输入端连接，电池管理装置的输出端与充电锂电池Battery连接，充电锂电池Battery同时与负载开关装置连接。
所述的电池管理装置包括BQ25985芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、热敏电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、发光二极管D1、线圈L1、连接点BT1。
电阻R1、电阻R2、电阻R3的一端共同与Vref端相连，三者另一端分别连接芯片BQ25895的5、6、7号引脚；发光二极管D1一端与参考电压相连，另一端与R4的一端相连，电阻R4的另一端与芯片BQ25895的4号引脚相连；电阻R5一端接地，另一端与芯片BQ25895的10号引脚相连；电阻R6、电阻R7、电阻R8三者一端共同相连于芯片BQ25895的11号引脚，电阻R6的另一端与芯片BQ25895的REGN端相连，电阻R7、电阻R8的另一端共同接于地；电容C1一端与芯片BQ25895的23号引脚相连，另一端则接地；电容C2一端与芯片BQ25895的22号引脚相连，另一端则接地；电容C3的两端分别相连于芯片BQ25895的21号、20号引脚；线圈L1一端与芯片BQ25895的20号、19号引脚，另一端与电容C4、电容C5相连，且芯片BQ25895的16号、15号引脚相连于线圈L1和电容C4之间，电容C4、电容C5的另一端则接地；电容C6一端与芯片BQ25895的13号、14号引脚、连接点BT1相连，另一端接地，充电锂电池Battery的正极端与连接点BT1连接，充电锂电池Battery的负极端则接地；芯片BQ25895的2号、3号、12号、24号引脚悬空，芯片BQ25895的1号引脚与Vin端相连。
所述的负载开关装置包括芯片LM393、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、普通二极管D2、稳压二极管D3、普通二极管D4、电解电容C7、电容C8、可恢复继电器K1、NPN三极管Q1；
芯片LM393的3号引脚分别与电阻R9的一端、稳压二极管D3的阳极端、电阻R12的一端、电阻R15的一端、电容C7的阳极端相连；芯片LM393的2号引脚分别与电阻R16的一端、电阻R10的一端、电容C8的一端相连；芯片LM393的8号引脚分别与电阻R12的另一端、电阻R11的一端相连；芯片LM393的1号引脚分别与电阻R9的另一端、电容C8的另一端、电阻R11的另一端、稳压二极管D4的阳极端相连；芯片LM393的4号引脚分别与电容C7的阴极端、电阻R15的另一端、电阻R16的另一端、电阻R14的一端、NPN三极管Q1的发射级端共同接地；稳压二极管D4的阴极端与电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端分别与电阻R14的另一端、NPN三极管Q1的基级相连；普通二极管D2的阳极端与可恢复继电器K1的5号引脚和NPN三极管Q1的集电极相连，普通二极管D2的阴极与Vref端和可恢复继电器K1的4号引脚相连；可恢复继电器K1的2号引脚与简易发电装置的输出端相连，1号脚与电池管理装置Vin端相连，稳压二极管D3的阳极端、电阻R10的另一端均与电池管理装置中的连接点BT1连接。
所述的简易发电装置的数量为两个，两个简易发电装置分别安装在共享单车车头的两侧。
所述的电池管理装置和负载开关装置通过电路设计集成于共享单车锁具内。
本发明的工作原理是：当自行车骑行时，必定会产生风力，而简易发电装置则通过扇叶带动发电机，进而将风能转换成电能，之后所收集到的电能通过电池管理装置对充电电池充电，最后负载开关装置根据充电电池充电的实际情况，通过开/关来保护充电电池，避免过充电，进而损坏电池。
采用本发明具有如下有益效果：
1、当电池处于充满状态时，负载开关装置会断开充电通路，电池两端无常在电压，尽可能延长电池寿命。
2、电池管理装置里的热敏电阻R8可以实时监控电池的充电温度，避免在非正常温度下对电池造成结构性损害，进而影响电池充电效果，延长电池使用寿命。
3、在输入功率不足时，可以通过HOST配置BQ25895为Hi-Z模式，降低静态电流，进而延长电池使用寿命。
附图说明
图1为本发明共享单车的简单结构示意图；
图2为本发明电池管理装置内部电路原理图；
图3为本发明负载开关装置内部电路原理图；
图4为本发明简易发电装置结构示意图。
图中各标号：1-扇叶，2-小型风力发电机，3-外壳，4-固定支架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-4所示，一种新型共享单车智能锁系统，包括简易发电装置、电池管理装置、负载开关装置、充电锂电池Battery，简易发电装置包括扇叶1、小型风力发电机2、外壳3、固定支架4，扇叶1、小型风力发电机2安装在外壳3内，外壳3安装在固定支架4上，简易发电装置的固定支架4安装在共享单车车头位置，简易发电装置中小型风力发电机2的输出端与负载开关装置的输入端连接，负载开关装置的输出端与电池管理装置的输入端连接，电池管理装置的输出端与充电锂电池Battery连接，充电锂电池Battery同时与负载开关装置连接。
进一步地，所述的电池管理装置包括BQ25985芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、热敏电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、发光二极管D1、线圈L1、连接点BT1。
电阻R1、电阻R2、电阻R3的一端共同与Vref端相连，三者另一端分别连接芯片BQ25895的5、6、7号引脚；发光二极管D1一端与参考电压相连，另一端与R4的一端相连，电阻R4的另一端与芯片BQ25895的4号引脚相连；电阻R5一端接地，另一端与芯片BQ25895的10号引脚相连；电阻R6、电阻R7、电阻R8三者一端共同相连于芯片BQ25895的11号引脚，电阻R6的另一端与芯片BQ25895的REGN端相连，电阻R7、电阻R8的另一端共同接于地；电容C1一端与芯片BQ25895的23号引脚相连，另一端则接地；电容C2一端与芯片BQ25895的22号引脚相连，另一端则接地；电容C3的两端分别相连于芯片BQ25895的21号、20号引脚；线圈L1一端与芯片BQ25895的20号、19号引脚，另一端与电容C4、电容C5相连，且芯片BQ25895的16号、15号引脚相连于线圈L1和电容C4之间，电容C4、电容C5的另一端则接地；电容C6一端与芯片BQ25895的13号、14号引脚、连接点BT1相连，另一端接地，充电锂电池Battery的正极端与连接点BT1连接，充电锂电池Battery的负极端则接地；芯片BQ25895的2号、3号、12号、24号引脚悬空，芯片BQ25895的1号引脚与Vin端相连。
进一步地，所述的负载开关装置包括芯片LM393、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、普通二极管D2、稳压二极管D3、普通二极管D4、电解电容C7、电容C8、可恢复继电器K1、NPN三极管Q1；
芯片LM393的3号引脚分别与电阻R9的一端、稳压二极管D3的阳极端、电阻R12的一端、电阻R15的一端、电容C7的阳极端相连；芯片LM393的2号引脚分别与电阻R16的一端、电阻R10的一端、电容C8的一端相连；芯片LM393的8号引脚分别与电阻R12的另一端、电阻R11的一端相连；芯片LM393的1号引脚分别与电阻R9的另一端、电容C8的另一端、电阻R11的另一端、稳压二极管D4的阳极端相连；芯片LM393的4号引脚分别与电容C7的阴极端、电阻R15的另一端、电阻R16的另一端、电阻R14的一端、NPN三极管Q1的发射级端共同接地；稳压二极管D4的阴极端与电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端分别与电阻R14的另一端、NPN三极管Q1的基级相连；普通二极管D2的阳极端与可恢复继电器K1的5号引脚和NPN三极管Q1的集电极相连，普通二极管D2的阴极与Vref端和可恢复继电器K1的4号引脚相连；可恢复继电器K1的2号引脚与简易发电装置的输出端相连，1号脚与电池管理装置Vin端相连，稳压二极管D3的阳极端、电阻R10的另一端均与电池管理装置中的连接点BT1连接。
负载开关装置工作原理：首先通过Vref端，芯片LM393的3号引脚将会产生参考电压，然后BT1采集到的电压通过R10、R16进行分压，芯片LM393的2号引脚将会得到一个电压值，此时若连接点BT1采集到的电压通过分压后所得到的电压值低于3号引脚的电压，芯片LM393的1号引脚将会输出高电平，进而使得Q1导通，继电器工作。
进一步地，所述的简易发电装置的数量为两个，两个简易发电装置分别安装在共享单车车头的两侧，如图1所示，包括第一简易发电装置和第二简易发电装置。
进一步地，所述的电池管理装置和负载开关装置通过电路设计集成于共享单车锁具内。
自行车骑行时，必定会产生风力，而简易发电装置则通过扇叶1带动小型风力发电机2发电，进而将风能转换成电能，之后所收集到的电能通过电池管理装置对充电电池充电，最后负载开关装置根据充电电池充电的实际情况，通过开/关来保护充电电池，避免过充电，进而损坏电池。
与现有的共享单车智能锁系统相比，本发明旨在利用风能，结合电池管理装置和负载开关装置延长共享单车锁具内充电电池的使用寿命，采用本发明可实现安全可靠的充电，且对环境友好。
上面结合附图对本发明的具体实施例做了详细的说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种新型共享单车智能锁系统，其特征在于：包括简易发电装置、电池管理装置、负载开关装置、充电锂电池Battery，简易发电装置包括扇叶（1）、小型风力发电机（2）、外壳（3）、固定支架（4），扇叶（1）、小型风力发电机（2）安装在外壳（3）内，外壳（3）安装在固定支架（4）上，简易发电装置的固定支架（4）安装在共享单车车头位置，简易发电装置中小型风力发电机（2）的输出端与负载开关装置的输入端连接，负载开关装置的输出端与电池管理装置的输入端连接，电池管理装置的输出端与充电锂电池Battery连接，充电锂电池Battery同时与负载开关装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型共享单车智能锁系统，其特征在于：所述的电池管理装置包括BQ25985芯片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、热敏电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、发光二极管D1、线圈L1、连接点BT1；
电阻R1、电阻R2、电阻R3的一端共同与Vref端相连，三者另一端分别连接芯片BQ25895的5、6、7号引脚；发光二极管D1一端与参考电压相连，另一端与R4的一端相连，电阻R4的另一端与芯片BQ25895的4号引脚相连；电阻R5一端接地，另一端与芯片BQ25895的10号引脚相连；电阻R6、电阻R7、电阻R8三者一端共同相连于芯片BQ25895的11号引脚，电阻R6的另一端与芯片BQ25895的REGN端相连，电阻R7、电阻R8的另一端共同接于地；电容C1一端与芯片BQ25895的23号引脚相连，另一端则接地；电容C2一端与芯片BQ25895的22号引脚相连，另一端则接地；电容C3的两端分别相连于芯片BQ25895的21号、20号引脚；线圈L1一端与芯片BQ25895的20号、19号引脚，另一端与电容C4、电容C5相连，且芯片BQ25895的16号、15号引脚相连于线圈L1和电容C4之间，电容C4、电容C5的另一端则接地；电容C6一端与芯片BQ25895的13号、14号引脚、连接点BT1相连，另一端接地，充电锂电池Battery的正极端与连接点BT1连接，充电锂电池Battery的负极端则接地；芯片BQ25895的2号、3号、12号、24号引脚悬空，芯片BQ25895的1号引脚与Vin端相连。
3.根据权利要求2所述的一种新型共享单车智能锁系统，其特征在于：所述的负载开关装置包括芯片LM393、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、普通二极管D2、稳压二极管D3、普通二极管D4、电解电容C7、电容C8、可恢复继电器K1、NPN三极管Q1；
芯片LM393的3号引脚分别与电阻R9的一端、稳压二极管D3的阳极端、电阻R12的一端、电阻R15的一端、电容C7的阳极端相连；芯片LM393的2号引脚分别与电阻R16的一端、电阻R10的一端、电容C8的一端相连；芯片LM393的8号引脚分别与电阻R12的另一端、电阻R11的一端相连；芯片LM393的1号引脚分别与电阻R9的另一端、电容C8的另一端、电阻R11的另一端、稳压二极管D4的阳极端相连；芯片LM393的4号引脚分别与电容C7的阴极端、电阻R15的另一端、电阻R16的另一端、电阻R14的一端、NPN三极管Q1的发射级端共同接地；稳压二极管D4的阴极端与电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端分别与电阻R14的另一端、NPN三极管Q1的基级相连；普通二极管D2的阳极端与可恢复继电器K1的5号引脚和NPN三极管Q1的集电极相连，普通二极管D2的阴极与Vref端和可恢复继电器K1的4号引脚相连；可恢复继电器K1的2号引脚与简易发电装置的输出端相连，1号脚与电池管理装置Vin端相连，稳压二极管D3的阳极端、电阻R10的另一端均与电池管理装置中的连接点BT1连接。
4.根据权利要求1所述的一种新型共享单车智能锁系统，其特征在于：所述的简易发电装置的数量为两个，两个简易发电装置分别安装在共享单车车头的两侧。
5.根据权利要求1所述的一种新型共享单车智能锁系统，其特征在于：所述的电池管理装置和负载开关装置通过电路设计集成于共享单车锁具内。
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