电池充电装置、太阳能充电器及共享车辆的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池充电装置。

背景技术：

随着新能源的兴起，太阳能被广泛应用于各行各业中。在共享单车中，太阳能被广泛应用。太阳能具有普遍性、无地域限制、无污染、可持续利用等优点，然而能收集并利用的能量很少。为了提高太阳能的利用率，人们往往会通过加大太阳能板的面积、提升太阳能板的效率，来提高太阳能的利用率。但是加大太阳能板的面积会占用更多的空间，增加成本。此外，太阳能板的效率是由材质决定的，目前研发的太阳能板所使用的材质，很难在效率上有较大的突破。为了提升共享单车中太阳能的利用率，可以从能量收集的方式中采取措施。

共享单车上太阳能的采集方式为：太阳能板采集到能量后，转换为电压电流，通过充电ic给车锁内的小电池充电。如果选用开关充电ic，可以做到大电流充电，但是充电ic自身的静态电流较大，在电流比较小得时候，充电ic会消耗掉大部分电流，充进电池的电流很小；如果选用线性充电ic，充电ic自身的静态电流很小，对小电流充电有改善，但是线性充电ic的充电电流都不大，一般都在1a以下，且发热严重，在光照充足的情况下，不能更多的采集太阳能的能量。

因此，本领域技术人员致力于开发一种电池充电装置，在利用太阳能对电池充电时，能够结合开关充电方式和线性充电方式，提高充电效率，更充分的利用太阳能的能量。

技术实现要素：

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电池充电装置，包括第一充电模块、第二充电模块、检测模块和控制模块；

所述第一充电模块与所述第二充电模块并联连接；

所述检测模块与所述控制模块连接，用于采集光照强度并传输至所述控制模块；

所述控制模块分别与所述第一充电模块和所述第二充电模块连接，用于根据所述光照强度控制所述第一充电模块和所述第二充电模块的打开和/或关闭。

进一步地，当所述光照强度大于阈值时，所述控制模块关闭所述第一充电模块并且打开所述第二充电模块；当所述光照强度小于阈值时，所述控制模块关闭所述第二充电模块并且打开所述第一充电模块。

进一步地，所述第一充电模块为线性充电电路，所述第二充电模块为开关充电电路。

进一步地，所述阈值为30w/m²。

进一步地，所述控制模块包括微控制单元。

进一步地，还包括非门电路，所述非门电路的一端与所述微控制单元连接，另一端与所述第一充电模块或所述第二充电模块连接。

进一步地，所述检测模块包括光传感器。

本实用新型还提供了一种太阳能充电器，包括如上所述的电池充电装置。

本实用新型的另一方面，还提供了一种车辆，包括如上所述的太阳能充电器。

本实用新型提供的电池充电装置具有以下技术效果：

通过第一充电模块和第二充电模块两种方式，基于不同的光照强度控制所述第一充电模块和所述第二充电模块的打开和/或关闭，有效提升了太阳能的利用效率，弥补了现有技术中在极端情况(强光或弱光)下充电的不足。相比于增加太阳能板来提升太阳能利用效率，采用本实用新型的装置，无需增加太阳能板的面积或数量。当在单车或助力车中应用太阳能时，由于空间的局限性，本实用新型的电池充电装置能够在提升太阳能利用效率的同时无需占用更多的空间且无需增加额外的成本。

下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的一个较佳实施例的电路示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

为了阐释的目的而描述了本实用新型的一些示例性实施例，需要理解的是，本实用新型可通过附图中没有具体示出的其他方式来实现。

如图1所示，本实用新型的电池充电装置包括两个并联连接的充电模块：第一充电模块20和第二充电模块30、检测模块40和控制模块50。第一充电模块20和第二充电模块30均与能量采集装置10连接。通过能量采集装置10将收集的能量转换为电能，当第一充电模块20和第二充电模块30的任意一个处于打开状态时，就可以对电池60进行充电。第一充电模块20和第二充电模块30具备不同的额定工作参数，如额定电流不同、额定电压不同。当通过能量采集装置10收集的能量所转换的电能不稳定时，本实用新型的电池充电装置可以根据能量采集装置10的能量变化情况，选择合适的充电模块，以最大效率往电池60充电，从而提升对能量的利用效率。尤其当能量采集装置10为太阳能板时，可以通过检测太阳光照强度的变化来判断太阳能的变化情况。为了检测太阳光照强度，设置了检测模块40。检测模块40与控制模块50相连，用于采集太阳光照强度信息。检测模块40将采集的光照强度信息传输至控制模块50。控制模块50分别与第一充电模块20和第二充电模块30连接，根据检测模块40采集的光照强度信息来控制两个充电模块中的一个打开，另一个关闭，或者控制两个充电模块同时打开，这可以根据实际需要进行设置。

如图2所示，在本实施例中，能量采集装置10为太阳能板11，太阳能板11用于收集太阳光，进而将太阳能转换为电能作为提供给电池60充电的能量，由于光照强度时刻变化，由太阳能转换的充电电压或充电电流也处于时刻变化中。在现有技术中，太阳能板采集到能量后，转换为电压、电流，通过充电电路给电池充电。如果选用开关充电电路，可以做到大电流充电，但是开关充电电路自身的静态电流比较大，在光照强度比较低的时候，太阳能板产生的电流本来就不大，经过开关充电电路后，会被开关充电电路消耗掉大部分，充进电池的电流很小；如果选用线性充电电路，由于线性充电电路自身的静态电流很小，对光照强度低时的充电有改善，但是线性充电电路的充电电流不大，且发热严重，在光照强度大时，不能更多的采集太阳能的能量。本实用新型的电池充电装置可以根据太阳光照强度的变化信息，选择合适的充电模块，以提升对太阳能的利用效率。

根据开关充电和线性充电的不同特点，将第二充电模块30设置为开关充电电路，第一充电模块20设置为线性充电电路。本实用新型中的开关充电电路和线性充电电路在现有技术中已经广泛使用，任何一种利用开关充电原理的开关充电电路或开关充电ic(集成电路)、利用线性充电原理的线性充电电路或线性充电ic均可以应用在本实用新型的装置中，在此不再赘述。如图2所示，在本实施例中，第一充电模块20为线性充电ic21，第二充电模块30为开关充电ic31。

使用太阳能板对电池60进行充电，检测模块40用于检测光照强度变化，如图2所示，在本实施例中，检测模块40为光传感器41，光传感器41与控制模块50电连接。根据不同的光照强度，控制模块50可以控制线性充电ic21和开关充电ic31的打开和关闭，从而实现不同充电方式的切换。在控制模块50中可以根据实际需要预设光照强度阈值，当光照强度大于阈值时，控制模块50关闭线性充电ic21，打开开关充电ic31；反之，当光照强度小于阈值时，控制模块50打开线性充电ic21，关闭开关充电ic31。光传感器41可以是现有技术中的任意一种用于检测光强变化的部件，如光敏电阻、光电流测量电路、光照传感器等。在本实施例中，光传感器41光照传感器，阈值为30w/m²。

控制模块50可以是任意一种控制芯片，如图2所示，在本实施例中，控制模块50为微控制单元(mcu)51。

在一些实施方式中，微控制单元51通过gpio端(通用输入/输出端口)分别和线性充电ic21、开关充电ic31连接。微控制单元51的gpio端分别连接至线性充电ic21的en1端(使能端1)和开关充电ic31的en2端。同时，为了能够使gpio端输出的信号达到同时控制线性充电ic21、开关充电ic31处于相反工作状态的效果，可以在线性充电ic21与gpio之间设置有非门电路，或者如图2所示，在开关充电ic31与gpio之间设置有非门电路u1；可以根据实际需要选择这两种方式的任意一种。在本实施例中，在开关充电ic31与gpio之间设置非门电路u1。此处所使用的非门电路u1可以是现有技术中已知的任意一种非门电路或者非门ic(集成电路)。

在微控制单元51中预先设置光照强度阈值，优选地，阈值为30w/m²，也可以实际大小设置不同的阈值，本实用新型的保护范围不仅限于30w/m²的阈值。当光传感器41采集的光照强度小于30w/m²时，微控制单元51的gpio控制线性充电ic21打开，同时gpio输出的信号经过非门电路u1，电平翻转，关闭开关充电ic31，此时，采用线性充电方式对电池60进行充电；当光传感器41采集的光照强度大于30w/m²，微控制单元51的gpio控制线性充电ic21关闭，同时gpio输出的信号经过非门电路u1，电平反转，打开开关充电ic31，此时，采用开关充电方式对电池60进行充电。

在一些实施方式中，也可以将线性充电ic21和开关充电ic31分别连接至微控制单元51的不同端口，通过微控制单元51，分别在连接线性充电ic21的端口和连接开关充电ic31的端口输出不同的电平信号，从而达到控制线性充电ic21和开关充电ic31打开和/或关闭的目的。

本实用新型的电池充电装置的工作原理为：

采用线性充电和开关充电并行的双充电电路结构，通过光传感器41采集光照强度信息。当光传感器41检测到弱光，比如早上或者傍晚时，光照强度在30w/m²以下时，微控制单元51控制充电的gpio输出低电平，开启线性充电ic21，同时gpio通过一个非门电路u1，反转为高电平，关断开关充电ic31的通路，利用线性充电方式，对电池60进行充电。当光照充足时，比如光照强度大于30w/m²时，微控制单元51控制充电的gpio输出高电平，关断线性充电ic21，同时gpio通过非门电路u1，反转为低电平，打开开关充电ic31，利用开关充电方式的大电流充电特性，对电池60进行充电。同时，电池60给光传感器41以及微控制单元51提供电力，保证其正常工作。

本实用新型的电池充电装置可以应用在共享车辆，如共享单车或共享助力车等。共享车辆的核心控制装置，如智能锁，需要消耗电量，且共享车辆长期位于室外，一般采用太阳能板对电池进行充电，以保证其持续运营，减少运营成本。但是由于受共享车辆的空间限制，无法通过扩大太阳能板面积的方式，提高太阳能的利用效率。在共享车辆中应用本实用新型的电池充电装置，能够有效提升共享车辆的充电效率，而不用扩大太阳能板面积，既节约空间，也节约成本。本实用新型的电池充电装置不仅局限于应用在共享车辆中，其他需要使用太阳能的场景，如路灯、户外监控装置等，均可以使用本实用新型的电池充电装置。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。