[发明专利]无桩公共自行车智能锁电源管理系统

说明书

本发明公开的无桩公共自行车智能锁电源管理系统，包括太阳能发电板、花鼓发电机、能量收集及充电管理单元、锂电池、主控单元，所述的能量收集及充电管理单元由电能合并模块、稳压稳流模块和锂电池充电管理模块组成，本发明的有益效果在于智能锁具采用太阳能发电与自行车花鼓发电共用，光能与机械能互补供电方式，引入能量收集及充电管理单元，把电压电流不稳定的太阳能发电与花鼓发电，进行稳压稳流供给电池充电电路，实现成本与应用场景限制下的能量收集与利用的最大化，从而提高智能锁具所服务的无桩式共享单车在复杂应用环境下的生存率。

技术领域

本发明涉及一种设备电源管理系统，尤其涉及无桩公共自行车智能锁电源管理系统。

背景技术

自行车智能电子锁技术随着无桩式共享单车的普及得到发展。锁内集成了GPS 位置模块、GSM 上网模块以及带有唯一识别 ID 的物联网SIM卡，通过数据网络与服务器保持连接并获取指令，同时将位置信息和车辆当前状态上报到云服务器。把所有的单车轨迹按照时间叠加在地图上，从而知道在不同时段骑行密度的变化情况。一方面方便车辆存取，摆脱桩位束缚，另一方面无桩方式大大降低投放与运营成本；更进一步结合大数据支撑，可以精确控制自行车部署的密度和位置，有利于城市交通的合理规划。

自行车智能电子锁作为无桩式共享单车的核心部件，供电受制于不断移动变换的应用场景和有限的空间，多采用电池供电方式。仅采用锂电池供电，没有充电电路，需要定期进行电池更换，维护成本高，电池放电结束后容易造成车辆丢失、损毁等；引入充电电路，仅采用太阳能供电方式给锂电池充电。受周围环境影响明显。太阳能发电效果受天气影响大，阴雨天气、摆放位置在阴暗处等容易造成电池欠电；引入充电电路，仅采用自行车花鼓发电方式给锂电池充电。为实现一定的充电效果，花鼓功率较大（典型功率6—10W），骑行阻力明显，同时受车辆使用率影响，若较长时间停放，容易造成电池欠电。三种供电方式均存在一定的弊端。

因此，如何提供一种长期稳定给车载设备进行供能的解决方案，是本领域技术人员目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供无桩公共自行车智能锁电源管理系统，包括太阳能发电板、花鼓发电机、能量收集及充电管理单元、锂电池、主控单元。所述的能量收集及充电管理单元由电能合并模块、稳压稳流模块和锂电池充电管理模块组成，所述的电能合并模块，将花鼓发电机所发电量转换为交流输入，采用桥式整流二极管进行整流，采用高耐压电解电容进行滤波，将太阳能发电板所产生输入的电流采用高反向击穿电压肖特基二极管隔离；所述的稳压稳流模块采用0—40V宽输入范围Buck-Boost升降压DCDC直流变换集成电路，将宽范围电压输入转化为5V稳定直流输出；所述的锂电池充电管理模块通过锂电池充电电路，使用5V稳定直流电源给锂电池进行前500mA恒流充电，电池电压到达4.2V后进入恒压充电阶段，总电源来源是5V。所述的能量收集及充电管理单元将太阳能发电板和花鼓发电机分别产生的电压电流不稳定的电能合并，稳压和稳流后供给锂电池或车载用电设备。

本发明的工作原理是：由太阳能发电板将太阳能（光能）转化为电能，由花鼓发电机将机械能转化为电能，由能量收集及充电管理单元将太阳能发电板和花鼓发电机所产生不稳定电压电流的能源进行合并、稳压、稳流后，供给锂电池进行充电，同时能量收集及充电管理单元对锂电池进行充电检测。

本发明与现有技术相比显著优点是：

所述的能量收集及充电管理单元由电能合并模块、稳压稳流模块和锂电池充电管理模块组成，各模块之间独立运行，配合工作，提供给用电设备稳定电能来源，避免电流和电压的不稳定造成设备的损坏。

所述的电能合并模块，将花鼓发电机所发电量转换为交流输入，采用桥式整流二极管进行整流，采用高耐压电解电容进行滤波，将太阳能发电板所产生输入的电流采用高反向击穿电压肖特基二极管隔离。可有效防止高速情况下，花鼓发电过高引起对太阳能电池的反向充电，避免了损坏太阳能电池板。