电动自行车充电控制系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及电动自行车技术领域，具体涉及一种电动自行车充电控制系统及其控制方法。


背景技术：

2.电动自行车是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的交通工具。电动自行车使用虽然很方便，但是电动自行车的在外充电还是不太方便。
3.电动自行车在外充电问题有以下几个方面：无法准确知晓电动自行车的电池情况，导致电瓶或电池无法准确的充满，电动自行车的充电插头掉落或者被误拔出；充电过程中，无法监控电池或电瓶，电池过温甚至导致爆炸；在外所用的充电桩单方控制充电功率，无法精确获知充电器的性能、工作状态和电池电量状态。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种电动自行车充电控制系统及其控制方法，以解决现有的电动自行车在外或公开充电桩充电存在充电异常情况无法及时掌握的问题。
6.为实现上述目的，提供一种电动自行车充电控制系统，包括：
7.用于连接电动自行车的客户端，包括第一控制模块和用于采集所述电动自行车的充电器和电池的状态信息的采集模块，所述采集模块连接于所述第一控制模块；
8.用于连接充电桩的服务端，包括第二控制模块、计算模块、及匹配模块，所述计算模块用于基于所述客户端电池状态信息计算充电时长、需求及费用，所述匹配模块用于在充电过程中记录并匹配所述客户端电池状态信息中的身份编码，所述计算模块和所述匹配模块分别连接于所述第二控制模块；
9.电力猫通讯组件，信号连接于所述第一控制模块和所述第二控制模块；
10.移动端，无线通信连接于所述第二控制模块。
11.进一步的，所述电力猫通讯组件包括：
12.第一电力猫模块，安装于所述电动自行车或充电器上，所述第一电力猫模块信号连接于所述第一控制模块；
13.有线信号连接于所述第一电力猫模块的第二电力猫模块，安装于所述充电桩，所述第二电力猫模块信号连接于所述第二控制模块。
14.进一步的，所述客户端的状态信息包括第一信息和第二信息，所述客户端的采集模块包括用于采集所述第一信息的第一采信单元和用于采集所述第二信息的第二采信单元，所述第一采信单元和所述第二采信单元分别连接于所述第一控制模块，所述第一信息
包括所述充电器的第一编码、性能参数、实时温度、充电电压、电流和功率，所述第二信息包括所述电池的第二编码、实时温度和电量，所述服务端的匹配模块包括用于将充电过程中首次所述第一信息中的第一编码匹配于当前的所述第一信息中的第一编码的第一匹配单元和用于将首次的所述第二信息中的第二编码匹配于当前的所述第二信息中的第二编码的第二匹配单元，所述第一匹配单元和所述第二匹配单元分别连接于所述第二控制模块。
15.进一步的，所述计算模块包括：
16.用于基于所述充电器的电压、电流以及所述电池的电量计算获得所述建议充电时长和实时充电需求的第一计算单元，连接于所述第二控制模块；
17.用于基于建议充电时长或所述移动端生成的指定充电时长或实际充电时长计算获得相应的支付金额的第二计算单元，连接于所述第一计算单元和所述第二控制模块。
18.进一步的，所述服务端还包括第一侦测模块，所述第一侦测模块连接于所述第二控制模块，所述第一侦测模块中预设有温度阈值，所述第一侦测模块基于所述温度阈值判定所述实时温度是否异常。
19.进一步的，所述服务端还包括第二侦测模块，所述第二侦测模块连接于所述第二控制模块，所述第二侦测模块基于首次的所述第一信息的性能参数中的功率判定所述功率是否异常。
20.进一步的，所述服务端还包括调节模块，所述调节模块信号连接于所述第二控制模块，所述充电桩通过所述调节模块电连接与所述充电器，所述调节模块基于首次的所述第一信息的性能参数中的电压和电流调节所述充电桩的输出电流和输出电压，使得所述输出电流与所述性能参数中的电流相适配、所述输出电压与所述性能参数中的电压相适配。
21.本发明提供一种电动自行车充电控制系统的控制方法，包括以下步骤：
22.用户将充电器连接于电动自行车和充电桩；
23.所述客户端的采集模块采集所述电动自行车的充电器和电池的状态信息；
24.所述客户端的第一控制模块获取所述状态信息并对外发送；
25.所述客户端通过电力猫通讯组件与服务端的第二控制模块进行有线通信交互以令所述第二控制模块获取所述状态信息、所述第一控制模块接收所述第二控制模块的反馈信息；
26.所述服务端的计算模块基于所述状态计算获得建议充电时长、所述服务端的匹配模块获取首次的所述状态信息中的所述充电器的第一编码和所述电池的第二编码；
27.所述第二控制模块获取所述建议充电时长并对外发送；
28.移动端接收所述建议充电时长、基于建议充电时长设定充电时长并对外发送；
29.所述第二控制模块基于所述设定充电时长通过所述充电桩和所述充电器向所述电动自行车充电，在充电过中，所述匹配模块将当前的状态信息中的第一编码和第二编码分别与首次的所述第一信息中的第一编码和第二编码一一对应相匹配，在当前的所述状态信息中的第一编码和/第二编码与首次的所述状态信息不相匹配、或当所述状态信息中的实时温度大于预设的温度阈值、或当所述状态信息中的充电功率大于所述充电器的额定功率时，所述第二控制模块断开所述充电桩与所述充电器之间的电连接、生成携带相应的异常信息的告警信号并对外发送；
30.所述移动端接收所述告警信号。
31.进一步的，在所述计算模块的第一计算单元基于所述第一信息和所述第二信息计算获得建议充电时长且所述第二控制模块对外发送所述建议充电时长后，所述计算模块的第二计算单元根据建议充电时长或其他预设充电方式或实际充电时间，计算充电费用，所述第二控制模块对外发送所述建议充电时长及充电费用，所述移动端基于建议充电时长进行充电设置并完成充电费用支付。
32.进一步的，在所述第二控制模块基于所述设定充电时长通过所述充电桩和所述充电器向所述电动自行车充电的步骤时，所述服务端的调节模块基于首次的所述第一信息的性能参数中的电压和电流调节所述充电桩的输出电流和输出电压，使得所述输出电流与所述性能参数中的电流相适配、所述输出电压与所述性能参数中的电压相适配。
33.本发明的有益效果在于，本发明的电动自行车充电控制系统，在现有电动自行车与充电桩充电系统的基础上增加电力猫通讯组件，而不需要额外连线，通过电力猫通讯组件在电动自行车(电池)和充电桩之间可以建立通信连接，形成信息交互，通过交互获取身份信息，获取实时充电状态，增加异常充电状态处理。在充电过程中，通过第一采信模块和第二采信模块持续或间歇性的采集实时第一信息和第二信息，服务端通过与初始的第一信息和第二信息进行匹配对比以确定充电器与电池是否正常充电，所述正常充电包括充电器的温度是否低于温度阈值、功率是否小于充电器的额定功率、充电器的第一编码是否与初始的第一编码一致以及电池的第二编码是否与初始的第二编码一致，当服务端确定充电器与电池非正常充电时，生成告警信号以对外发送给移动端并且对充电桩的供电或锁定充电器，使得用户可以及时掌握充电情况并从容的处理相关充电异常的情况。
附图说明
34.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
35.图1为本发明实施例的电动自行车充电控制系统的结构示意图。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
38.参照图1所示，本发明提供了一种电动自行车充电控制系统，包括：客户端1、服务端2和移动端3。
39.在本实施例中，客户端和移动端由用户持有。客户端安装于电动自行车上。而且，客户端1连接电动自行车4的电池和充电器。
40.客户端1包括第一控制模块11和采集模块。采集模块用于采集电动自行车的充电器和电池的状态信息。采集模块连接于第一控制模块。
41.在本实施例中，采集模块包括第一采信单元12和第二采信单元13。具体的，第一控制模块11连接于第一采信单元12和第二采信单元13。第一采信单元12连接于充电器41。第
二采信单元13连接于电池42。
42.第一信息包括但不限于充电器41的第一编码、性能参数、实时温度、充电电压、充电电流和充电功率。性能参数包括充电器的电流、电压和额定功率。
43.第二信息包括但不限于电池42的第二编码、实时电池温度和电量。
44.其中，第一编码和第二编码为带有身份信息的id(身份标识号)编码。
45.在本实施例中，服务端2为云服务器。服务端2用于连接充电桩5。
46.服务端2包括第二控制模块21、计算模块22和匹配模块。
47.计算模块用于基于所述客户端电池状态信息计算充电时长、需求及费用。
48.匹配模块用于在充电过程中记录并匹配所述客户端电池状态信息中的身份编码
49.在本实施例中，匹配模块包括第一匹配单元23和第二匹配单元24。第一匹配单元23和第二匹配单元24分别连接于第二控制模块21。计算模块22、第一匹配单元23和第二匹配单元24分别连接于第二控制模块21。
50.第一匹配单元用于将首次的第一信息中的第一编码匹配于当前的第一信息中的第一编码。
51.第二匹配单元用于将首次的第二信息中的第二编码匹配于当前的第二信息中的第二编码。
52.第二控制模块21通过电力猫通讯组件6通信连接于第一控制模块11。电力猫，全称是电力线通讯调制解调器，是一种把网络信号调制到电线上，利用现有电线，运用电力载波通信的原理，通过电线来传输数字信号，进行网络数据传输。
53.具体的，电力猫通讯组件包括：第一电力猫模块第二电力猫模块。第一电力猫模块有线信号连接于第二电力猫模块。
54.其中，第一电力猫模块安装于电动自行车或充电器上。第一电力猫模块信号连接于第一控制模块。第二电力猫模块安装于充电桩。第二电力猫模块信号连接于第二控制模块。
55.在充电之前，计算模块22基于第一信息和第二信息计算获得建议充电时长。
56.在充电过程中，第一匹配单元23用于将充电过程中首次第一信息中的第一编码匹配于当前的第一信息中的第一编码。第二匹配单元24则将首次的第二信息中的第二编码匹配于当前的第二信息中的第二编码。当第一匹配单元23或第二匹配单元24匹配不成功时，第一匹配单元23和第二匹配单元24分别生成告警信号。
57.当第一匹配单元23匹配不成功时，则代表用户的充电器与充电桩的充电口脱离；当第二匹配单元24匹配不成功时，则用户的充电器插接于其他用户的电动自行车的电池。
58.移动端3无线通信连接于第二控制模块21。移动端用于接收服务端推送的充电订单，充电订单显示有建议充电时长。当用户选择小于建议充电时长时，可以通过移动端生成设定充电时长。当用户输入设定充电时长时，充电订单页面随时显示支付金额。在用户通过移动端完成充电订单支付后，服务端接通充电桩，使得充电桩通过充电器向电动自行车的电池进行充电。
59.在本实施例中，移动端为手机、平板电脑等。
60.本发明的电动自行车充电控制系统，在现有电动自行车与充电桩充电系统的基础上增加电力猫通讯组件，而不需要额外连线，通过电力猫通讯组件在电动自行车(电池)和
充电桩之间可以建立通信连接，形成信息交互，通过交互获取身份信息，获取实时充电状态，增加异常充电状态处理。在充电过程中，通过第一采信模块和第二采信模块持续或间歇性的采集实时第一信息和第二信息，服务端通过与初始的第一信息和第二信息进行匹配对比以确定充电器与电池是否正常充电，所述正常充电包括充电器的温度是否低于温度阈值、功率是否小于充电器的额定功率、充电器的第一编码是否与初始的第一编码一致以及电池的第二编码是否与初始的第二编码一致，当服务端确定充电器与电池非正常充电时，生成告警信号以对外发送给移动端并且对充电桩的供电或锁定充电器，使得用户可以从容的处理相关充电异常的情况。
61.作为一种较佳的实施方式，计算模块22包括：第一计算单元和第二计算单元。
62.第一计算单元用于基于充电器41的电压、电流以及电池42的电量计算获得建议充电时长和实时充电需求。第一计算单元连接于第二控制模块21；
63.第二计算单元用于基于建议充电时长或移动端3生成的指定充电时长计算获得相应的支付金额。第二计算单元连接于第一计算单元和第二控制模块21。在第一计算单元计算获得建议充电时长后，第二计算单元获取建议充电时长或实际充电时长并生成支付金额。当用户通过移动端修改设定充电时间时，第二计算单元通过第二控制模块获取移动端的设定充电时间并生成支付金额。
64.作为一种较佳的实施方式，服务端2还包括第一侦测模块25。第一侦测模块25连接于第二控制模块21。第一侦测模块25中预设有温度阈值。第一侦测模块25基于温度阈值判定实时温度是否异常。
65.作为一种较佳的实施方式，服务端2还包括第二侦测模块26。第二侦测模块26连接于第二控制模块21。第二侦测模块26基于首次的第一信息的性能参数中的功率判定功率是否异常。
66.作为一种较佳的实施方式，服务端2还包括调节模块27。调节模块27信号连接于第二控制模块21。充电桩5通过调节模块27电连接与充电器41。调节模块27基于首次的第一信息的性能参数中的电压和电流调节充电桩5的输出电流和输出电压，使得输出电流与性能参数中的电流相适配、输出电压与性能参数中的电压相适配。
67.调节模块包括但不限于可调电阻。第二控制模块通过调节模块来调节充电桩与充电器之间的电连接，控制充电桩输出至充电器的电压、电流，使得充电桩输出的电压和电流，适配于充电器的性能参数中的电压和电流，避免充电过程中引起充电器温度异常甚至爆炸引起火灾的问题。
68.本发明提供一种电动自行车充电控制系统的控制方法，包括以下步骤：
69.s1：用户将充电器41连接于电动自行车4和充电桩5。
70.s2：客户端的采集模块采集电动自行车的充电器和电池的状态信息。
71.具体的，客户端1的第一采信单元12采集电动自行车4的充电器41的第一信息、客户端1的第二采信单元13采集电动自行车4的电池42的第二信息。
72.在一些实施例中，充电器和电池分别连接有含有身份信息的芯片。第一采信模块通过读取芯片获取第一信息中的第一编码、性能参数和第二采信模块通过读取芯片获取第二信息中的第二编码。
73.s3：客户端的第一控制模块获取状态信息并对外发送。
74.客户端1的第一控制模块11获取第一信息和第二信息并对外发送。
75.s4：客户端通过电力猫通讯组件与服务端的第二控制模块进行有线通信交互以令第二控制模块获取状态信息、第一控制模块接收第二控制模块的反馈信息。
76.具体的，客户端1通过电力猫通讯组件6与服务端2的第二控制模块21进行通信交互以便第一控制模块与第二控制模块交换信息。
77.s5：服务端的计算模块基于状态计算获得建议充电时长、服务端的匹配模块获取首次的状态信息中的充电器的第一编码和电池的第二编码。
78.具体的，服务端2的计算模块22基于第一信息和第二信息计算获得建议充电时长、服务端2的第一匹配单元23获取首次的第一信息中的第一编码、服务端2的第二匹配单元24获取首次的第二信息中的第二编码。
79.s6：第二控制模块21获取建议充电时长并对外发送建议充电时长。
80.s7：移动端3接收建议充电时长、基于建议充电时长设定充电时长并对外发送。
81.具体的，移动端可以选择接受建议充电时长继而付款完成充电订单支付，同样可以修改充电时长，自定义设计充电时长并完成相应的订单支付。
82.在计算模块22的第一计算单元基于第一信息和第二信息计算获得建议充电时长且第二控制模块21对外发送建议充电时长后，移动端3基于建议充电时长设定充电时长时，计算模块22的第二计算单元通过第二控制模块21获取设定充电时长并计算获得相应的支付金额。
83.具体的，第二计算单元根据建议充电时长或其他预设充电方式或实际充电时间，计算充电费用。之后，第二控制模块对外发送建议充电时长及充电费用。移动端再基于建议充电时长进行充电设置并完成充电费用支付。
84.s8：第二控制模块基于设定充电时长通过充电桩和充电器向电动自行车充电，在充电过中，匹配模块将当前的状态信息中的第一编码和第二编码分别与首次的第一信息中的第一编码和第二编码一一对应相匹配，在当前的状态信息中的第一编码和/第二编码与首次的状态信息不相匹配、或当状态信息中的实时温度大于预设的温度阈值、或当状态信息中的充电功率大于充电器的额定功率时，第二控制模块断开充电桩与充电器之间的电连接、生成携带相应的异常信息的告警信号并对外发送。
85.具体的，第二控制模块21基于设定充电时长通过充电桩5和充电器41向电动自行车4充电，在充电过中，第一匹配单元23将当前的第一信息中的第一编码与首次的第一信息中的第一编码相匹配、第二匹配单元24将当前的第二信息中的第二编码与首次的第二信息中的第二编码相匹配，当前的第一信息中的第一编码与首次的第一信息中的第一编码不相匹配、或当前的第二信息中的第二编码与首次的第二信息中的第二编码不相匹配、或当实时温度大于预设的温度阈值、或当第一信息中的充电功率大于第一信息中的性能参数的额定功率时，第二控制模块21断开充电桩5与充电器41之间的连接、生成携带相应的异常信息的告警信号并对外发送。
86.在服务端推送的订单支付后，第二控制模块基于设定充电时长通过充电桩5和充电器41向电动自行车4充电的步骤时，服务端2的调节模块27基于首次的第一信息的性能参数中的电压和电流调节充电桩5向充电器输出的输出电流和输出电压大小，使得输出电流与性能参数中的电流相适配、输出电压与性能参数中的电压相适配。
87.在充电过程中的充电异常情况包括以下几种：
88.在充电过中，第一匹配单元23将当前的第一信息中的第一编码与首次的第一信息中的第一编码相匹配。当当前的第一信息中的第一编码与首次的第一信息中的第一编码不相匹配，第一匹配模块则生成第一告警信号，此时代表用户的用电器被拔出充电桩。
89.在充电过中，第二匹配单元24将当前的第二信息中的第二编码与首次的第二信息中的第二编码相匹配。当当前的第二信息中的第二编码与首次的第二信息中的第二编码不相匹配，则第二匹配模块则生成第二告警信号，此时代表用户的电动自行车的电池与充电器脱离。
90.在充电过中，当实时温度大于预设的温度阈值，第二控制模块生成第三告警信号。
91.在充电过中，当第一信息中的充电功率大于第一信息中的性能参数的额定功率时，第二控制模块生成第四告警信号。
92.第二控制模块21断开充电桩5与充电器41之间的连接、生成携带相应的异常信息的告警信号并对外发送。
93.具体的，在第二控制模块获得上述第一告警信号、或第二告警信号、或生成第三告警信号、第四告警信号时，断开充电桩的电源输出，并将相应的告警信号对外发送。
94.s9：移动端3接收告警信号。
95.移动端收到上述异常的告警信号后，可以及时前往电动自行车充电处进行相应处理以进行正常充电，保持用户的有效充电和财产安全。
96.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。