一種應用于公共自行車系統的電源管理系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種應用于公共自行車系統的電源管理系統，包括：鉛酸電池充電器，用于連接路燈交流電源作為輸入；鉛酸電池，用于與鉛酸電池充電器電連接，并通過鉛酸電池充電器進行充電；電源管理模塊，用于將鉛酸電池的輸出電壓進行轉換以適應公共自行車系統的各設備電壓需求輸出至公共自行車系統，同時進行鉛酸電池電壓的監控，根據電池的電壓狀態關閉或打開電源；以及，公共自行車系統，至少包括工控機，所述工控機用于接收電源管理模塊實時監測及上報的鉛酸電池電壓。本發明用于通過利用現有的路燈供電系統對公共自行車系統進行24小時不間斷供電，系統穩定性強。
【專利說明】
一種應用于公共自行車系統的電源管理系統
技術領域
[0001]本發明屬于電源管理技術領域，具體涉及一種應用于公共自行車系統的電源管理系統。
【背景技術】
[0002]路燈供電系統是城市公共道路已經存在的供電系統，對一些與城市公共交通相關的應用系統如果能夠采用路燈供電系統，對整個系統的供電成本和施工成本都會有大大降低。但路燈供電系統有其特殊性，通常只有在夜晚特定的時間才供電，剩余時間供電系統處于關閉狀態。
[0003]現有的路燈供電的系統采用的是UPS、鉛酸電池和開關電源模塊的組合系統，如圖1所示。在路燈供電打開時，系統通過路燈由UPS電源輸出系統所需的交流電源，交流電源再經過AC/DC開關電源模塊給系統供電，同時UPS給鉛酸電池充電。當路燈供電系統關閉時，由鉛酸電池給UPS供電，UPS輸出系統所需的交流電源，交流電源通過AC/DC開關電源模塊給系統供電。現有的UPS、鉛酸電池和開關電源模塊的組合系統存在幾個缺陷。第一，UPS并不是專業的鉛酸電池充電設備，通常只能提供簡單充電管理，使電池無法在有限的充電時間能達到最大的充電效率。第二，系統在電池供電時采用了直流轉交流再轉直流的轉換過程，每一級轉換都無法達到100 %的轉換效率，使整個系統的供電效率低。第三，UPS和開關電源成本都比$父尚，而且價格隨著功率的提尚而提尚。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種應用于公共自行車系統的電源管理系統，用于通過利用現有的路燈供電系統對公共自行車系統進行24小時不間斷供電，系統穩定性強。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案:
[0006]—種應用于公共自行車系統的電源管理系統，包括:
[0007]鉛酸電池充電器，用于連接路燈交流電源作為輸入；
[0008]鉛酸電池，用于與鉛酸電池充電器電連接，并通過鉛酸電池充電器進行充電；
[0009]電源管理模塊，用于將鉛酸電池的輸出電壓進行轉換以適應公共自行車系統的各設備電壓需求輸出至公共自行車系統，同時進行鉛酸電池電壓的監控，根據電池的電壓狀態關閉或打開電源；以及，
[0010]公共自行車系統，至少包括工控機，所述工控機用于接收電源管理模塊實時監測及上報的鉛酸電池電壓。
[0011 ]優選地，所述公共自行車系統進一步包括若干鎖止器，每個鎖止器上設有刷卡器，所述工控機上設有與所述刷卡器連接的第一單片機，所述工控機上還設有密鑰單元，所述密鑰單元包括第一芯片和至少一塊安全驗證卡，所述第一單片機通過所述第一芯片與所述安全驗證卡連接，所述第一單片機從所述刷卡器處接收到租還車信號，并將該租還車信號傳遞至所述第一芯片后，所述第一芯片調取所述安全驗證卡上數據以驗證租還車信號。
[0012]優選地，所述電源管理模塊進一步包括電池輸入端，保護電路，控制電路，電流電壓取樣電路，第二單片機，至少一路可調電源輸出電路，可控電池電壓輸出電路，RS232接口和狀態指不t旲塊。
[0013]優選地，電流電壓取樣電路每第一時間周期進行一次電壓檢測，并根據電壓值通過狀態指示模塊進行指示，當電池電壓大于第一電壓閾值時，LED顯示綠色；當電池電壓處于第一電壓區間時，LED顯示黃色；當電池電壓處于第二電壓區間時，LED顯示紅色；當電池電壓低于第二電壓閾值時，LED顯示紅閃。
[0014]優選地，當系統持續第二時間檢測到電池電壓小于第二電壓閾值時，系統通過控制電路關閉電源的輸出；當電池電壓恢復高于電池額定工作電壓時，系統通過控制電路打開電源輸出。
[0015]優選地，所述控制電路包括繼電器。
[0016]優選地，所述公共自行車系統進一步包括后臺服務器，所述后臺服務器用以查看鉛酸電池及電源狀態。
[0017]采用本發明具有如下的有益效果:
[0018]1、利用現有路燈系統的交流電源對應用于公共自行車系統的電源管理系統進行供電，極大的減小了應用于公共自行車系統的電源管理系統的線路鋪建成本，方便系統擴展；
[0019]2、在一個公共自行車租賃點具有一個工控機和若干鎖止器，當密鑰單元設置在工控機上時，不同鎖止器上的刷卡器都可以通過同一個密鑰單元驗證租還車信號。如此設計，有效降低公共自行車租還車系統的制造成本；
[0020]3、系統還可以靈活調整輸出電壓，并合理保護電池的過放電風險。
【附圖說明】
[0021]圖1為現有技術的路燈供電系統的原理框圖；
[0022]圖2為本發明實施例的應用于公共自行車系統的電源管理系統的原理框圖；
圖3為本發明實施例的應用于公共自行車系統的電源管理系統的電源管理模塊的原理框圖。
【具體實施方式】
[0023]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0024]參見圖2，所示為本發明實施例的應用于公共自行車系統的電源管理系統的原理框圖，其包括:鉛酸電池充電器7，用于連接路燈交流電源3作為輸入;鉛酸電池2，用于與鉛酸電池充電器7電連接，并通過鉛酸電池充電器7進行充電；電源管理模塊I，用于將鉛酸電池2的輸出電壓進行轉換以適應公共自行車系統的各設備電壓需求輸出至公共自行車系統的各設備，同時進行鉛酸電池電壓的監控，根據電池的電壓狀態關閉或打開電源；以及，公共自行車系統4，至少包括工控機，工控機用于接收電源管理模塊實時監測及上報的鉛酸電池電壓。
[0025]以上設置的應用于公共自行車系統的電源管理系統，通過現有的路燈系統在正常供電的時段提供的交流電源利用鉛酸電池充電器給鉛酸電池充電，同時對通過鉛酸電池對公共自行車系統的設備進行24小時不間斷的供電，同時利用電源管理模塊對電源實時狀態進行監測，并根據不同的具體應用指示電池電壓狀態以及電源輸出的控制，提高了電池的使用壽命。
[0026]進一步的，公共自行車系統除了工控機外進一步包括若干鎖止器，每個鎖止器上設有刷卡器，工控機上設有與刷卡器連接的第一單片機，工控機上還設有密鑰單元，密鑰單元包括第一芯片和至少一塊安全驗證卡，第一單片機通過第一芯片與安全驗證卡連接，第一單片機從刷卡器處接收到租還車信號，并將該租還車信號傳遞至第一芯片后，第一芯片調取所述安全驗證卡上數據以驗證租還車信號。通過工控機上設置的密鑰單元統一對若干鎖止器進行密鑰管理，不同鎖止器上的刷卡器都可以通過同一個密鑰單元驗證租還車信號。如此設計，有效降低公共自行車租還車系統的制造成本。
[0027]進一步的，電源管理模塊包括電池輸入端101，保護電路102，用于控制可控電池電壓輸出電路106開關的控制電路105，電流電壓取樣電路103，接收采集的電流電壓信號的第二單片機104，至少一路可調電源輸出電路109，可控電池電壓輸出電路106，與第二單片機輸出端連接的RS232接口 107和用于指示鉛酸電池電壓狀態的狀態指示模塊108。其中保護電路用于防過壓，防過流和防反接。可調電源輸出電路109用于給自行車系統中的工控機、網絡設備等進行供電，由于設置成可調電壓輸出，使得能適用的自行車系統的用電設備的范圍較廣，系統適應性強。可控電池電壓輸出電路106用于給公共自行車系統中的鎖止器供電。電流電壓取樣電路用于采集鉛酸電池的電壓，負載電流或充電電流。一具體應用實例中，以24V鉛酸電池為例，當電池電壓變化時，狀態指示模塊以不同的顏色和閃爍指示電電池電壓狀態。由于鉛酸電池在過度放電時嚴重影響電池壽命，所以當電池低于22V時，系統控制各路電源的關閉以便將負載降低到最低，保護電池壽命。進一步的，電流電壓取樣電路每第一時間周期進行一次電壓檢測，并根據電壓值通過狀態指示模塊進行指示，當電池電壓大于第一電壓閾值時，LED顯示綠色；當電池電壓處于第一電壓區間時，LED顯示黃色；當電池電壓處于第二電壓區間時，LED顯示紅色；當電池電壓低于第二電壓閾值時，LED顯示紅閃。例如，還是以24V鉛酸電池為例，并根據電壓值通過三色LED進行指示。當電池電壓大于25V時，LED顯示綠色；當電池電壓處于24V?25V之間時，LED顯示黃色；當電池電壓處于23V?24V時，LED顯示紅色；當電池電壓低于23V時，LED顯示紅閃。
[0028]當系統持續第二時間檢測到電池電壓小于第二電壓閾值時，系統通過控制電路關閉電源的輸出；當電池電壓恢復高于電池額定工作電壓時，系統通過控制電路打開電源輸出。還是以24V鉛酸電池為例，當系統持續30秒檢測到電池電壓小于22V時，系統通過繼電器關閉電源的輸出。當電池電壓恢復高于24V時，系統通過繼電器打開電源輸出。例如，系統電源輸出24V給鎖止器供電，12V給中控機和3G路由器供電。按照路燈上電10小時，斷電14小時的運行條件，系統保持24小時不間斷運行。在極限條件測試中，系統可以保持10小時充電，30小時不間斷運行記錄。系統在22V時關閉系統電源，當電池電壓恢復到24V自動打開電源。
[0029]在具體應用實例中，控制電路包括繼電器。采用繼電器對鎖止器的輸出狀態進行控制。
[0030]在具體應用實例中，公共自行車系統4進一步包括后臺服務器，后臺服務器用以查看鉛酸電池及電源狀態。通過后臺服務器可實現鉛酸電池及各路電源狀態查看，發現異常問題能及時處理。
[0031]應當理解，本文所述的示例性實施例是說明性的而非限制性的。盡管結合附圖描述了本發明的一個或多個實施例，本領域普通技術人員應當理解，在不脫離通過所附權利要求所限定的本發明的精神和范圍的情況下，可以做出各種形式和細節的改變。
【主權項】
1.一種應用于公共自行車系統的電源管理系統，其特征在于，包括: 鉛酸電池充電器，用于連接路燈交流電源作為輸入； 鉛酸電池，用于與鉛酸電池充電器電連接，并通過鉛酸電池充電器進行充電； 電源管理模塊，用于將鉛酸電池的輸出電壓進行轉換以適應公共自行車系統的各設備電壓需求輸出至公共自行車系統，同時進行鉛酸電池電壓的監控，根據電池的電壓狀態關閉或打開電源；以及， 公共自行車系統，至少包括工控機，所述工控機用于接收電源管理模塊實時監測及上報的鉛酸電池電壓。2.按照權利要求1所述的應用于公共自行車系統的電源管理系統，其特征在于，所述公共自行車系統進一步包括若干鎖止器，每個鎖止器上設有刷卡器，所述工控機上設有與所述刷卡器連接的第一單片機，所述工控機上還設有密鑰單元，所述密鑰單元包括第一芯片和至少一塊安全驗證卡，所述第一單片機通過所述第一芯片與所述安全驗證卡連接，所述第一單片機從所述刷卡器處接收到租還車信號，并將該租還車信號傳遞至所述第一芯片后，所述第一芯片調取所述安全驗證卡上數據以驗證租還車信號。3.按照權利要求1或2所述的應用于公共自行車系統的電源管理系統，其特征在于，所述電源管理模塊進一步包括電池輸入端，保護電路，控制電路，電流電壓取樣電路，第二單片機，至少一路可調電源輸出電路，可控電池電壓輸出電路，RS232接口和狀態指示模塊。4.按照權利要求3所述的應用于公共自行車系統的電源管理系統，其特征在于，電流電壓取樣電路每第一時間周期進行一次電壓檢測，并根據電壓值通過狀態指示模塊進行指示，當電池電壓大于第一電壓閾值時，LED顯示綠色；當電池電壓處于第一電壓區間時，LED顯示黃色；當電池電壓處于第二電壓區間時，LED顯示紅色；當電池電壓低于第二電壓閾值時，LED顯示紅閃。5.按照權利要求4所述的應用于公共自行車系統的電源管理系統，其特征在于，當系統持續第二時間檢測到電池電壓小于第二電壓閾值時，系統通過控制電路關閉電源的輸出；當電池電壓恢復高于電池額定工作電壓時，系統通過控制電路打開電源輸出。6.按照權利要求3所述的應用公共自行車系統的電源管理系統，其特征在于，所述控制電路包括繼電器。7.按照權利要求1或2或4或5任一所述的應用公共自行車系統的電源管理系統，其特征在于，所述公共自行車系統進一步包括后臺服務器，所述后臺服務器用以查看鉛酸電池及電源狀態。
【文檔編號】H02J7/02GK106023447SQ201610590796
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月25日
【發明人】朱飛峰, 韋危
【申請人】杭州排山信息科技有限公司