CN108357592A - 车载电源、车辆照明系统及其供电方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种车载电源、车辆照明系统及其供电方法。所述车载电源包括，供电模块其包括依次耦合的太阳能组件，电池充电控制单元，电池，以及恒流源；和控制模块，其耦合到所述供电模块，并包括光强检测单元，配置为检测车辆使用环境的光照强度；振动检测单元，配置为检测车辆的振动情况；以及处理单元，配置为至少基于所述光强检测单元与所述振动检测单元的检测结果分别与第一阈值和第二阈值之间的关系决定是否允许所述供电模块向发光器件供电。本申请提供的车辆照明系统无需充电、无需更换电池，不会因为摩擦发电而影响使用感受，在弱光下发光效果好，提供了更加便捷的智能化的自动感应开关车灯的功能。

Description

车载电源、车辆照明系统及其供电方法

技术领域

本申请涉及太阳能照明领域，尤其涉及一种车载电源、车辆照明系统及其供电方法。

背景技术

目前，车辆特别是非机动车例如自行车车灯的供电机制大致包括两种，一种是电池供电，另一种是磨电机通过摩擦供电或者花鼓通过轮子转动将动能转化为电能。采用干电池供电的车灯，需要经常更换电池，使用成本高；采用充电电池供电的车灯，需要经常充电，使用起来非常麻烦。

利用摩擦方式供电的车灯会消耗自行车的动力，增大行驶阻力，影响用户的使用感受。不仅如此，磨电式车灯在工作的时候，磨电机通过与轮胎摩擦产生动力的过程还会对自行车轮胎造成磨损。此外，一般来说，采用摩擦供电的车灯往往不包括储能装置，而是由磨电机或花鼓直接给车灯供电，因此为无法为车灯提供稳定的电源。再者，摩擦供电的车灯通常只能手动开启或关闭，使用起来不够智能。

发明内容

为了克服上述问题，本申请提供了一种车载电源，包括供电模块，包括依次耦合的太阳能组件，电池充电控制单元，电池，以及恒流源；和控制模块，其耦合到所述供电模块，并包括光强检测单元，配置为检测车辆使用环境的光照强度；振动检测单元，配置为检测车辆的振动情况；以及处理单元，配置为至少基于所述光强检测单元与所述振动检测单元的检测结果分别与第一阈值和第二阈值之间的关系决定是否允许所述供电模块向发光器件供电。

特别的，所述控制模块还包括电池电量检测单元，配置为检测所述电池的电量；其中，所述处理单元配置为至少根据所述电池电量检测单元的检测结果与第三阈值的关系，以及所述光强检测单元与所述振动检测单元的检测结果分别与所述第一阈值和第二阈值之间的关系决定是否允许所述供电模块向所述发光器件供电以及决定所述发光器件的发光模式。

特别的，所述控制模块还包括耦合在所述光强检测单元和所述处理单元之间的比较单元。

特别的，所述太阳能组件包括薄膜太阳能组件。

特别的，所述电源还包括与所述供电模块和所述控制模块分别耦合的定位模块，至少包括GPS定位模块；和/或与所述供电模块和所述控制模块分别耦合的通信模块，至少包括WiFi模块和/或蓝牙模块。

特别的，所述电源还包括耦合到所述电池和所述处理单元的放电模块，所述放电模块包括放电控制单元以及与其耦合的I/O接口，其中所述放电控制单元配置为在所述处理单元的控制下允许电池通过所述I/O接口给负载设备供电，并且对针对负载设备类型对输出电流进行相应的调整。

本申请还提供了一种车辆照明系统，包括发光器件；和耦合到所述发光器件的前述任一电源。

本申请还提供了一种向车辆照明系统供电的方法，包括利用太阳能组件将太阳能转化为电能并将其存储在电池中；检测车辆使用环境光照强度；检测车辆振动情况；以及至少根据所述环境光照强度与第一阈值的关系，以及所述车辆振动情况与第二阈值的关系决定是否向发光器件供电。

特别的，所述供电方法还包括检测所述电池的电量；至少根据所检测到的电池电量与第三阈值的关系，所述环境光照强度与所述第一阈值的关系，以及所述车辆振动情况与所述第二阈值的关系决定是否向所述发光器件供电，和/或根据所检测到的电池电量与第四阈值的关系决定所述发光器件的发光模式。

特别的，所述供电方法还包括将所检测到的光照强度信号转化为数字电信号。

特别的，其中所述发光模式包括持续发光和闪烁发光。

本申请提供的车辆照明系统不需要更换电池也不需要利用电池充电，也不会像摩擦发电的车辆那样影响用户的使用体验。另外，由于采用了薄膜太阳能组件，因此在弱光环境下发光效果也很好。在传统的非机动车手动开关车灯的基础上为用户提供了更加便捷的智能自动感应开关车灯的功能，既避免了在光线充足条件下仍然照明的资源浪费情况，又降低了在暗光环境中由于用户忘记开启车灯而造成危险的可能。通过振动检测单元来判断车辆的使用情况比通过车辆是否解锁来判断车辆的使用情况更加准确，对于没有设置车锁、用户忘记锁车或车锁损坏的情况下的非机动车仍然适用。

附图说明

下面，将结合附图对本申请的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1为根据本申请一个实施例的车辆照明系统的示意性框图；

图2为根据本申请一个实施例的包括照明系统的车辆局部示意图；以及

图3位根据本申请一个实施例的向车辆照明系统供电的方法流程图

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

图1所示为根据本申请一个实施例的车辆照明系统示意框图。该照明系统可以包括电源10和照明器件例如车灯12。电源10可以包括供电模块102以及控制模块104。

根据一个实施例，供电模块102可以包括太阳能组件1021例如薄膜太阳能组件，耦合到太阳能组件1021输出端的电池充电控制单元1022，耦合到电池充电控制单元1022输出端的电池1023，以及耦合到电池1023的恒流源1024。

太阳能组件可以包括晶硅、非晶硅、铜铟镓硒、砷化镓等多种材料类型。太阳能组件1021可以被安装在例如车筐或者车身等便于接收到阳光的位置。采用薄膜太阳能组件的优势在于其柔性好，可以更广泛的适用于不同类型的非机动车辆。另外，薄膜太阳能组件在相对比较弱的光照条件下的发光性能相较其他太阳能组件更优。

电池充电控制单元1022可以包括锂电池专用集成电路及其外围电路，负责将太阳能组件1021所输出的电能存储于电池1023中。

恒流源1024可以基于电池提供的电压输出与负载车灯匹配的恒定电流，这样车灯的亮度不会因温度，使用时长度等因素的变化而发生变化。

根据一个实施例，控制模块104控制供电模块102的工作状态，例如决定是否允许恒流源1024向车灯12供电。根据另一个实施例，供电模块102向控制模块104供电。控制模块104可以包括光强检测单元1041，振动检测单元1043，它们都分别耦合到处理单元1045。

光强检测单元1041可以包括例如路光敏二极管，搭配外围电路，配置为检测车辆使用环境的光照强度，并向处理单元1045输出相应的检测结果。根据一个实施例，处理单元1045中可以预先存储一个阈值，该阈值可以是例如15lux。经比较，光强检测结果低于该光强的时候，系统认为车辆处于弱光条件。

根据另一个实施例，控制模块104还可以包括比较单元1042。因为光强检测装置输出的信号是模拟信号，可以采用比较单元1042将模拟信号转化为数字化的电信号，并与阈值进行比较，从而判断车辆是否处于弱光条件。

振动检测单元1043可以包括例如振动传感器并搭配外围电路，将机械信号转化为电信号，并输出给处理单元1045。当振动检测单元1043的检测结果大于一个预设的阈值时，系统认为车辆处于使用状态。

由于非机动车是由使用者驱动的，因此要判断车辆是否处在使用状态无法像机动车那样通过发动机是否启动或者电源是否接通来决定。一般的判断方式可以是通过车辆是否解锁来判断，但是很多情况下车辆虽然没有锁定，但是并没有处于使用状态。因此通过车辆的锁定状态来判断使用状态的机制不够准确。在本申请中考虑到处于使用状态的机动车在行进过程中必然会经历颠簸，因此采用振动传感装置来判断非机动车的使用状态是更加准确的。当然，这个机制同样适用于机动车。

根据一个实施例，处理单元1045接收到振动检测单元1043和光强检测单元1041的检测结果，并获得二者分别与各自预设的阈值之间的关系，基于这些比较结果判断当车辆处于使用状态且环境光线弱的情况下，允许供电模块102向车灯12供电。

根据一个实施例，控制模块104还可以包括电池电量检测单元1044。电池电量检测单元1044的输出可以是模拟信号，控制模块104还可以包括一个比较模块(未示出)用于将该模拟信号转换为数字电信号，并与预设阈值进行比较。处理单元1045基于电池电量检测结果与其阈值之间的关系判断电池电量是否充足，从而进一步决定是否开启或关闭车灯，以及车灯的照明模式。另外，电池1023还耦合到控制模块104，用于为控制模块104供电。

根据一个实施例，电源10还可以包括耦合到电池1023的放电模块(未示出)，包括放电控制单元以及耦合到所述放电控制单元的I/O接口(例如USB接口)。放电控制单元还耦合到处理单元，当电池电量大于预设阈值的情况下，处理单元允许电池1023通过放电控制单元和I/O接口向外部负载设备供电，例如可以给手机或者IPad充电。并且，放电控制单元可以根据外部负载设备的类型对其输出电流进行调节，以满足外部负载设备的需要。

根据一个实施例，电源10还可以包括定位模块(未示出)例如GPS模块，可以由电池1023供电，并且可以与处理单元1045通信。根据另一个实施例，电源10还可以包括通信模块(未示出)，例如WiFi或蓝牙模块等，用于进行各类网络通信。

图2所示为根据本申请一个实施例的包括照明系统的车辆局部示意图。如图2所示该车辆局部可以是自行车的车筐200，容纳有照明系统的壳体210可以固定在车筐200的上沿，太阳能组件1021可以布置于例如壳体210的顶部211，当然也可以位于壳体的任何其他部分。根据不同的实施例，车灯的发光器件可以是不同类型的发光器件例如LED等。

图3所示为根据本申请一个实施例的为车辆照明系统供电的方法流程图。

在步骤303，光强检测单元检测车辆使用环境的光强。

可选择的，在步骤304，比较单元将检测到的模拟光强信号转化为数字电信号，例如电压信号。

在步骤305，处理单元或者比较单元比较检测到的光强与第一阈值之间的关系。根据一个实施例第一阈值可以是15lux或其它数值。

当检测到的光强大于第一阈值，则跳转到步骤313，处理单元控制供电模块不给车灯供电从而不予照明，或者保持车灯处于不工作状态。根据一个实施例，如果车灯从工作状态转换到不工作状态之间可以设置预定的时间延迟。

当检测到的光强不大于第一阈值，则继续到步骤306，振动检测单元检测车辆振动情况，以判断车辆是否处于使用状态。

在步骤307，处理单元判断车辆振动情况是否大于第二阈值。当振动检测数据不大于第二阈值，则说明车辆没有处于使用状态，因此跳转到步骤313，处理单元控制供电模块不给车灯供电因此不予照明，或者保持车灯处于不工作状态。

可选择的，当车辆振动情况大于第二阈值，可以直接跳转到步骤312(该跳转未示出)，处理单元允许供电模块向车灯供电从而开启照明或者保持车灯处在工作状态；或者可选择的，继续进行到步骤308，电池电量检测单元检测电池剩余电量。

在步骤309，处理单元判断检测到的电池电量是否低于第三阈值。该第三阈值例如可以是一个非常低的电量水平，例如1％，甚至可以是接近0的值。

当电池电量低于第三阈值,则跳转到步骤313，处理单元控制供电模块不给车灯供电因此不予照明，或者保持车灯处于不工作状态。也就是说电池即将没电的情况下停止给发光器件供电。此外，在电池电量彻底耗尽的情况下，无论是控制模块还是车灯都无法工作，因此也就不必赘述。

当电池电量不低于第三阈值，则在步骤310，处理单元继续判断电池电量是否低于第四阈值。根据一个实施例，第四阈值可以是一个相对比较低的电池电量水平，例如10-30％。

当电池电量不低于第四阈值，则转到步骤312，处理单元允许供电模块向车灯供电从而开启照明或者保持车灯处在工作状态。

当电池电量低于第四阈值，则在步骤311，处理单元控制供电模块间歇性的向车灯供电，从而进入闪烁发光模式。

根据其他实施例，检测光强相关的步骤与检测振动相关的步骤以及检测电池电量相关的步骤之间的顺序可以彼此调换，只要保证车灯开启的条件是环境光强度低于预设的阈值(意味着车辆处于弱光条件)和车辆振动情况超过预定的阈值(意味着车辆在使用状态)，或者只要保证车灯开启的条件是环境光强度低于预设的阈值(意味着车辆处于弱光条件)、车辆振动情况超过预定的阈值(意味着车辆在使用状态)以及电池电量超过预设水平即可。

可选择的，在开始上述各检测步骤之前，该方法还可以包括

步骤301，计时器开始计时；

步骤302，判断计时时间是否已经满足阈值，如果不满足则跳转到步骤301继续计时，如果满足则继续进行到步骤303。根据一个实施例，计时时间的阈值可以是例如5秒。根据一个实施例，在连续数次光强检测结果都是大于预定光强水平，意味着车辆的使用环境应该是白天，计时时间的间隔可以相应的调整到更大数值。

上述实施例仅供说明本申请之用，而并非是对本申请的限制，相关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本申请公开的范畴。

Claims (11)

1.一种车载电源，包括

供电模块，包括依次耦合的太阳能组件，电池充电控制单元，电池，以及恒流源；和

控制模块，其耦合到所述供电模块，并包括

光强检测单元，配置为检测车辆使用环境的光照强度；

振动检测单元，配置为检测车辆的振动情况；以及

处理单元，配置为至少基于所述光强检测单元与所述振动检测单元的检测结果分别与第一阈值和第二阈值之间的关系决定是否允许所述供电模块向发光器件供电。

2.如权利要求1所述的车载电源，其中所述控制模块还包括电池电量检测单元，配置为检测所述电池的电量；其中，所述处理单元配置为至少根据所述电池电量检测单元的检测结果与第三阈值的关系，以及所述光强检测单元与所述振动检测单元的检测结果分别与所述第一阈值和第二阈值之间的关系决定是否允许所述供电模块向所述发光器件供电以及决定所述发光器件的发光模式。

3.如权利要求2所述的车载电源，其中所述控制模块还包括耦合在所述光强检测单元和所述处理单元之间的比较单元。

4.如权利要求1-3中任一所述的车载电源，其中所述太阳能组件包括薄膜太阳能组件。

5.如权利要求1-3中任一所述的车载电源，还包括与所述供电模块和所述控制模块分别耦合的定位模块，其至少包括GPS定位模块；和/或与所述供电模块和所述控制模块分别耦合的通信模块，其至少包括WiFi模块和/或蓝牙模块。

6.如权利要求1-3中任一所述的车载电源，还包括耦合到所述电池和所述处理单元的放电模块，所述放电模块包括放电控制单元以及与其耦合的I/O接口，其中所述放电控制单元配置为在所述处理单元的控制下允许电池通过所述I/O接口给负载设备供电，并且对针对负载设备类型对输出电流进行相应的调整。

7.一种车辆照明系统，包括

发光器件；和

耦合到所述发光器件的如权利要求1-6中任一所述的电源。

8.一种向车辆照明系统供电的方法，包括

利用太阳能组件将太阳能转化为电能并将其存储在电池中；

检测车辆使用环境光照强度；

检测车辆振动情况；以及

至少根据所述环境光照强度与第一阈值的关系，以及所述车辆振动情况与第二阈值的关系决定是否向发光器件供电。

9.如权利要求8所述的方法，还包括

检测所述电池的电量；

至少根据所检测到的电池电量与第三阈值的关系，所述环境光照强度与所述第一阈值的关系，以及所述车辆振动情况与所述第二阈值的关系决定是否向所述发光器件供电，和/或根据所检测到的电池电量与第四阈值的关系决定所述发光器件的发光模式。

10.如权利要求8或9所述的方法，还包括将所检测到的光照强度信号转化为数字电信号。

11.如权利要求9所述的方法，其中所述发光模式包括持续发光和闪烁发光。