CN204304538U - 一种加装在停车棚的太阳能电动车充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加装在停车棚的太阳能电动车充电装置，包括太阳能电池板、主机、控制器、储能逆变器、蓄电池、多个充电线及多个用户识别终端；太阳能电池板分别与主机和控制器相连，且主机分别与控制器和多个用户识别终端相连，控制器与蓄电池及储能逆变器相连，且储能逆变器与蓄电池和多个充电线相连。本装置将停车与充电相结合，为电动车用户提供了便利，且不受天气情况的制约，白天、夜间及阴雨天均可使用。电动车大部分时间还是放在停车棚居多，停车棚面积大，发电量也大，可以根据需要增大蓄电池的容量、配置用户终端和监控终端，实用性较强。

Description

一种加装在停车棚的太阳能电动车充电装置

技术领域

本实用新型涉及一种电动车充电装置，特别涉及一种加装在停车棚的太阳能电动车充电装置。

背景技术

作为一种节能又相对廉价的出行工具，电动自行车是比较适合中国国情、有发展前途的绿色交通工具。自2000年以来，旺盛的市场需求使得电动自行车在中国获得了高速发展。在构建绿色城市交通、满足国内巨大城乡市场需求方面，电动自行车应成为国人出行的重要选项。电动车最主要的能源由电池提供，但体积笨重，充电非常不方便。大多数城市居民居住高楼中，人们需要将电池提回家中充电，没有一定体力无法完成，所以大多数人都在电池用尽才去充电，严重伤害了电池极板，使电池使用寿命缩短。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种加装在停车棚的太阳能电动车充电装置，能够有效实现太阳能资源的合理配置和利用，较少受到到天气情况的制约，方便电动车朋友使用。

基于上述目的本实用新型提供的加装在停车棚的太阳能电动车充电装置，包括太阳能电池板、主机、储能逆变器、控制器、蓄电池、多个充电线及多个用户识别终端；太阳能电池板安装于车棚顶部，执行光电转换功能，太阳能电池板分别与所述主机和控制器相连，且所述主机分别与控制器和所述多个用户识别终端相连，所述控制器与所述蓄电池及储能逆变器相连，且储能逆变器与所述蓄电池和多个充电线相连。

所述多个用户识别终端用于接收用户给入的信息，并将接收到的用户信息发送给主机，所述主机包括用户信息识别单元，用于执行用户信息识别功能，即在用户使用设备时将用户识别终端给入的信息反馈给控制器，所述控制器管理电动车的充电及蓄电池的充电工作，所述储能逆变器包括循环充放 电电池组及与其相连的逆变电路，储存来自所述太阳能电池板或蓄电池的电能并送给所述逆变电路，经逆变电路变换为交流电后供给所述充电线，为电动车充电，储能逆变器保证外界供电不稳定时系统的稳定电输出，所述蓄电池为充电电池，光照充足时用于存储来自太阳能电池板的多余的电能，光照不足时用于对电动车的充电，所述充电线包括充电接头，用于连接电动车充电电池。

在一些实施方式中，所述控制器设有白天模式和夜间模式，还设有充电启动阈值，控制器通过监测来自太阳能电池板的输出电压值来判定工作模式，

在白天模式，控制器首先切断蓄电池供电，并周期检测所述循环充放电电池组的电量，当该电量低于所述充电启动阈值时，控制器控制对充放电电池组的充电；当该电量等于或高于所述充电启动阈值时，控制器控制对所述充放电电池组的充电，同时启动对蓄电池的充电；当该电量持续一定的时间低于所述充电阈值时，控制器将蓄电池切入电路对外供电；

在夜间模式，控制器将蓄电池切入电路对外供电。

在一些实施方式中，所述控制器包括信号处理单元、启动电路、DC-DC模块、充电控制单元；所述启动电路一方面外接太阳能电池板，另一方面，在内部与所述信号处理单元和DC-DC模块相连，所述充电控制单元在内部与DC-DC模块相连，在外部与蓄电池相连，所述DC-DC模块在外部还与储能逆变器相连；所述信号处理单元为DSP芯片或单片机，太阳能电池板光电转换后的直流电进入所述启动电路，经启动电路变换后为所述DSP芯片或单片机供电，启动电路的另一部分输入到DC-DC变换模块，经直流变换后一方面供给储能逆变系统内部的循环充放电电池组，另一方面，由所述充电控制单元控制其为所述蓄电池充电。

在一些实施方式中，所述充电控制单元为PWM闭环控制单元，所述闭环控制单元包括与蓄电池相连接的采样电阻，充电过程中由所述采样电阻对蓄电池内部电压进行实时监测，反馈给所述信号处理单元，经信号处理单元运算处理后输出相应占空比的PWM斩波信号，控制对蓄电池的充电。

在一些实施方式中，所述用户识别终端可以是IC卡片识别终端、指纹识别终端、密码识别终端或者其他介质识别终端。

在一些实施方式中，所述太阳能电动车充电装置还包括与主机相连的监 控终端，所述控制器将系统工作情况实时发送给主机，通过所述监控终端可视化。

在一些实施方式中，所述监控终端安装于车棚的管理室内，方便管理人员监测目前系统的储放电情况及投入使用的充电线数量。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的加装在停车棚的太阳能电动车充电装置，将停车与充电相结合，为电动车用户提供了便利。且不受天气情况的制约，白天夜间均可使用。白天光照充分时，将太阳能用于充电和储存，连续阴雨天的情况或者夜间光照不足时由储存在蓄电池里的电能为电动车充电。由于电动车大部分时间还是放在停车棚居多，停车棚面积大，发电量也大，可以根据需要增大蓄电池的容量，较少受到天气情况的制约，且可根据需要配置用户终端和监控终端，便于识别用户充电信息，并将系统供电情况可视化，方便管理人员了解系统投入使用情况，实用性较强，该装置的投入将使电动车使用更为便捷，低碳。

附图说明

图1为本实用新型提供的加装在停车棚的太阳能电动车充电装置实施例的组成框图；

图2为本实用新型提供的加装在停车棚的太阳能电动车充电装置实施例中主机的控制原理图；

图3为本实用新型提供的加装在停车棚的太阳能电动车充电装置实施例的控制器的控制原理图；

图4为本实用新型提供的加装在停车棚的太阳能电动车充电装置实施例的储放电控制流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

图1示出了本实用新型的一个实施例的结构框图，本太阳能充电装置包括太阳能电池板1、主机2、控制器3、储能逆变器4、蓄电池5、多个IC卡识别终端6、多个充电线7及监控终端8。太阳能电池板1分别与主机2和控制器3相连，主机2分别与控制器3和多个IC卡识别终端6相连，控制器3与蓄电池5及储能逆变器4相连，且储能逆变器4与蓄电池5和多个充电线 7相连，监控终端8与主机相连。

太阳能电池板1安装于车棚顶部，执行光电转换功能；多个IC卡片识别终端6用于接收用户持有的充电IC卡信息，并将接收到的充电IC卡信息发送给主机2；主机2用于识别接收到的用户充电IC信息，反馈给控制器3，由控制器3控制充电，主机2也接收来自控制器3的关于系统储放电情况的数据，发送给监控终端8；监控终端8安装于车棚管理室内，方便管理人员查看系统运行情况；储能逆变器4实现交流变换并保证外界供电不稳定时系统的稳定电输出；控制器3管理电动车的充电及蓄电池的充电工作，光照充足时用于控制蓄电池5存储来自太阳能电池板1的多余的电能，光照不足时用于控制蓄电池5对电动车的充电；蓄电池5作为充电电池；充电线7用于连接电动车充电电池。

图2为主机2及外围连接电路的工作原理图。在主机2中包括：主芯片MCU430和存储单元。多个IC卡片识别终端6由一系列射频电路组成。射频电路发射射频信号，一旦检测到外部RFIC的信号，即刻与其建立联系，读取射频IC卡中的信息。如果卡中有充电余额，并将该充电信息发送给主机2，经过主机内部的主芯片MCU430逻辑运算后通过UART接口发送给控制器3，控制电动车的充电。主芯片由太阳能电池板供电。此外，主机2通过UART接口接收来自控制器3的数据，运算处理后发送监控终端8，用于数据显示。

图3为控制器3的控制原理图。控制器3包括一个信号处理单元301(DSP)，启动电路302、DC-DC模块303。启动电路302一方面外接太阳能电池板1，另一方面，在内部与信号处理单元301和DC-DC模块303相连，太阳能电池板光电转换后的直流电进入所述启动电路，经启动电路302变换后为所述DSP芯片供电，启动电路302的另一部分输入到DC-DC变换模块，经直流变换后一方面供给储能逆变系统内部的循环充放电电池组，另一方面，由所述充电控制单元控制其为所述蓄电池充电。

此外，控制器3对蓄电池的充电采用PWM闭环控制充电方式，图3中304部分为所述充电电路。充电电路包括与蓄电池5相连接的采样电阻，采样电阻经过电压采集放大电路放大后送DSP的AD模块转换，DSP根据采样电阻的电压值得出电池充电电流，通过闭环控制算法调节输出PWM波的占空比，输出PWM信号指示开关电路对蓄电池进行充电，这种方式充电电流 精度高，充电时的电流比较稳定，波动幅度很小，使充电电流接近于蓄电池的最佳充电电流，从而在相同的充电时间内充到电池中的能量较高，提高充电工作效率，而且对蓄电池的电流冲击很小，对电池损害也小，可以很好地保护电池。

图4为控制器3的储放电流程图。

控制器3设有白天模式和夜间模式，还设有充电启动阈值。控制器3对太阳能电池板1的输出电压进行采样，将采样结果输入至DSP 301内部的电压比较器305，预先对电压比较器305设置一个模式切换阈值，控制器3根据电压比较器305的比较结果进行判断，如果采样电压小于所述模式切换阈值，控制器判定为夜间模式，如果采样电压大于所述模式切换阈值，控制器判定为白天模式。

在白天模式，控制器3首先切断蓄电池5供电，并周期检测所述循环充放电电池组401的电量，当该电量低于所述充电启动阈值时，控制器3控制对充放电电池组401的充电；当该电量等于或高于所述充电启动阈值时，控制器3控制对所述充放电电池组401的充电，同时启动对蓄电池5的充电；当该电量持续一定的时间低于所述充电阈值时，控制器3将蓄电池5切入电路对外供电；

在夜间模式，控制器将蓄电池切入电路对外供电。

本实施例提供的太阳能电动车充电装置的具体工作方式如下：

(1)白天太阳光充分时，系统将太阳能转变为电能，经储能逆变器变换为交流电提供给电动车使用，同时将太阳能电池板产生的剩余的电能储存于蓄电池；

(2)晚间或阴雨天，当太阳能电池板产生的电能不能满足使用需要时，由蓄电池为电动车供电。

从上述实施例可以看出，所述加装在停车棚的太阳能电动车充电装置白均可使用，阴雨天也不影响，发电量大，电能输出稳定，较少受到天气情况的制约，且根据需要可配置用户终端和监控终端，便于识别用户充电信息，并将系统供电情况可视化，方便管理人员了解系统投入使用情况，实用性较强。该装置的投入将使电动车使用更为便捷，低碳。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内， 所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种加装在停车棚的太阳能电动车充电装置，其特征在于，包括太阳能电池板、主机、控制器、储能逆变器、蓄电池、多个充电线及多个用户识别终端；太阳能电池板安装于车棚顶部，执行光电转换功能，太阳能电池板分别与所述主机和控制器相连，且所述主机分别与控制器和所述多个用户识别终端相连，所述控制器与所述蓄电池及储能逆变器相连，且储能逆变器与所述蓄电池和多个充电线相连；

所述多个用户识别终端用于接收用户给入的信息，并将接收到的用户信息发送给主机，所述主机包含中心处理芯片，用于执行用户信息识别功能，即在用户使用设备时将用户识别终端给入的信息反馈给控制器，所述控制器管理电动车的充电及蓄电池的充电工作，所述储能逆变器包括循环充放电电池组及与其相连的逆变电路，储存来自所述太阳能电池板或蓄电池的电能并送给所述逆变电路，经逆变电路变换为交流电后供给所述充电线，为电动车充电，储能逆变器保证外界供电不稳定时系统的稳定电输出，所述蓄电池为充电电池，光照充足时用于存储来自太阳能电池板的多余的电能，光照不足时用于对电动车的充电，所述充电线用于连接电动车充电电池。

2.根据权利要求1所述的加装在停车棚的太阳能电动车充电装置，其特征在于，所述控制器设有白天模式和夜间模式，还设有充电启动阈值，控制器通过监测来自太阳能电池板的输出电压值来判定工作模式，

在白天模式，控制器首先切断蓄电池供电，并周期检测所述循环充放电电池组的电量，当该电量低于所述充电启动阈值时，控制器控制对充放电电池组的充电；当该电量等于或高于所述充电启动阈值时，控制器控制对所述充放电电池组的充电，同时启动对蓄电池的充电；当该电量持续一定的时间低于所述充电阈值时，控制器将蓄电池切入电路对外供电；

在夜间模式，控制器将蓄电池切入电路对外供电。

3.根据权利要求1所述的加装在停车棚的太阳能电动车充电装置，其特征在于，所述控制器包括信号处理单元、启动电路、DC-DC模块、充电控制单元；所述启动电路一方面外接太阳能电池板，另一方面，在内部与所述信号处理单元和DC-DC模块相连，所述充电控制单元在内部与DC-DC模块相连，在外部与蓄电池相连，所述DC-DC模块在外部还与储能逆变器相连； 所述信号处理单元为DSP芯片或单片机，太阳能电池板光电转换后的直流电进入所述启动电路，经启动电路变换后为所述DSP芯片或单片机供电，启动电路的另一部分输入到DC-DC变换模块，经直流变换后一方面供给储能逆变系统内部的循环充放电电池组，另一方面，由所述充电控制单元控制其为所述蓄电池充电。

4.根据权利要求3所述的加装在停车棚的太阳能电动车充电装置，其特征在于，所述充电控制单元为PWM闭环控制单元，所述闭环控制单元包括与蓄电池相连接的采样电阻，充电过程中由所述采样电阻对蓄电池内部电压进行实时监测，反馈给所述信号处理单元，经信号处理单元运算处理后输出相应占空比的PWM斩波信号，控制对蓄电池的充电。

5.根据权利要求1所述的加装在停车棚的太阳能电动车充电装置，其特征在于，所述用户识别终端可以是IC卡片识别终端、指纹识别终端、密码识别终端或者其他介质识别终端。

6.根据权利要求1所述的加装在停车棚的太阳能电动车充电装置，其特征在于，所述太阳能电动车充电装置还包括与主机相连的监控终端，所述控制器将系统工作情况实时发送给主机，通过所述监控终端可视化。

7.根据权利要求6所述的加装在停车棚的太阳能电动车充电装置，其特征在于，所述监控终端安装于车棚的管理室内，方便管理人员监测目前系统的储放电情况及投入使用的充电线数量。