CN102361102A

CN102361102A - 一种电动自行车自动控时充电方法及智能充电装置

Info

Publication number: CN102361102A
Application number: CN2011103084024A
Authority: CN
Inventors: 刘先金
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2012-02-22

Abstract

本发明涉及一种电动自行车充电方法及设备，确切的说是一种电动自行车自动定时充电方法及智能充电装置，包括以下步骤：通过单片机***用于从电动车电池输入输出总线读取骑行电流和骑行时间并进行统计，同时获取当前环境温度计算出电池容量变化，最终计算出需补充电量；综合气温以及能量转换效率等因素，用以下公式可计算出充电时间：T＝[1+(25-X)％]Q/(99％I)即得到当前充电时间。智能充电装置包括带一控时继电器的充电器，电动车内设有用于计算电动车充电时间的单片机***，该单片机***信号输入端分别通过数据线与电动车电池输入输出总线和温度探头连接，所述单片机***信号输出端通过所述充电器的数据线与其相连，通过该控时继电器控制所述充电器工作电路接通或切断。

Description

一种电动自行车自动控时充电方法及智能充电装置

所属技术领域

本发明涉及一种电动自行车充电方法及设备，确切的说是一种电动自行车自动控时的充电方法及智能充电装置。

背景技术

电动自行车由车体、电驱动装置(电机)、可充电电池、充电器和控制***五大部分组成。不同种类的车，其控制***置放位置、控制形式等有所不同。

电动车充电器是给电池补充电能的装置，传统的充电器并无定时通断电功能，电动车的充电需要借助充电器来完成，在充电的过程中，充电器无法控制充电多长时间，这样就造成在电池充足电后，充电器依然在对电池进行充电，容易造成电动车的过充，不但浪费电能，对蓄电池进行超时充电使电池变形损坏，从而降低电池的使用寿命。

电动车电池是一个动态的寿命过程，严格的讲目前市场上没有能足够保证电池充电质量的充电器。但是一分价钱一分货，好的充电器确实能对电池有好的充电和保护效果。总体方法是：勤充浅放，不饿不撑。即每次使用尽量不要一次用到欠压，每次充电也尽量不要充到发热发烫，更不能时间过久。目前充电器一般都是按照8～10小时充满(指的是骑行了较远，电池放电接近欠压的情况)设计的，各电池厂也是按照这种方法指导充电。但是已经发现：平时充电(特别是夏季)只要充时间长就会使电池发热变形，特别是目前市场上还没有真正意义的能让电池充满就自动停充的。

电动车的电池寿命与充电方法有直接的关系。有经验的用户都知道，更换电池的费用是使用电动车最大的支出，所以都非常关心电池的使用寿命的问题。本方法建议你每天都尽量及时充电：即便你的续行能力要求不长，充一次电可以使用2到3天，但是还是要每天都充电，这样可使电池处于浅循环状态，电池的寿命会延长。铅酸蓄电池的记忆效益没有那么强烈。经常放完电对电池的寿命影响比较大。多数充电器在指示灯变灯指示充满电以后，电池充入电量可能是97％～99％。虽然仅仅欠充电1％～3％的电量，对续行能力的影响几乎可以忽略。若不及时充电，电池放电以后就开始了硫化过程，在12小时开始，就出现了明显的硫化。

及时充电，可以清除硫化，防止硫化结晶聚积而逐步形成粗大的结晶，一般的充电器对这些粗大的结晶是无能为力的，会逐步形成电池容量的下降，缩短了电池的使用寿命。所以，除了每天充电以外，还要注意，使用完了以后让电池稍微冷却一会儿就尽快充电，尽可能使电池处于饱满状态。

充电时间切忌过长：许多电动车用户认为充电时间越长电池电量越足，这是非常错误的。充电时间一般以充满后延长10-20分钟为最佳(常规方法是建议充满后延长1-2小时，这里不予支持)。长时间过充会使电池变形、失水等，从而直接缩短电池的寿命。

电动车充电最好用智能插座：众多的电动车用户下班回家充电，第二天上班时切断电源，其实大多充电器不能百分之百地保证在电池充满时自动断电。最好的办法是选购智能插座，充电时设置好时间，这样便能解决晚上安心休息的问题。

但是，现有的智能插座包括定时充电器均存在一个问题：就是如何精确地确定充电时间，特别是绝大多数电动车没有里程表，用户无法准确知道走了多少里程，应该充多长时间，只能大概估算充电时间，精确度较差，特别是大多数人对于估算充电时间和使用定时器感觉比较麻烦，因此现有智能插座包括定时器对提高电池寿命都有很大的局限。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种可根据电池用电量自动精确设定充电时间的方法，使电池使用寿命最大化，降低不必要的损耗，更加节能环保，本发明的另一目的是提供可自动精确设定充电时间的智能充电装置。

本发明的技术方案是：一种电动车自动控时充电方法，包括以下步骤：

1)通过单片机***从电动车电池输入输出总线读取骑行时间和即时电流并进行统计，计算出已消耗电量Q；

2)所述单片机***通过温度探头获取外部环境温度，按照以下公式计算充电时间：

T＝[1+(25-X)％]Q/(99％*I)，

X为当前温度，取值区间为-15＜X＜25，Q为已消耗电量，I为与其匹配充电器的充电电流。

一种使用上述方法进行控时充电的智能充电装置，包括一带控时继电器的充电器，电动车内设有用于计算电动车充电时间的单片机***，该单片机***信号输入端分别通过数据线与电动车电池输入输出总线和温度探头连接，用于从电动车电池输入输出总线读取取骑行时间和即时电流并进行统计，同时获取当前环境温度计算出电池容量变化，最终计算出充电时间；所述单片机***信号输出端通过数据线与所述充电器的相连，通过该控时继电器控制所述充电器工作电路接通或切断；所述充电器还设有液晶屏和控制面板，所述液晶屏用于显示***时间和充电时间，所述控制面板上设有控制按钮，用于设置该充电器的***时间也可以手动模式设置充电时间。

本发明的有益效果：本产品能自动控制充电时间，具有单片机数码控制，充放电控制参数符合电池所特有充电曲线，电流判断电池充满，而非电压判断，比现有产品更加精确地进行充电；同时具有正负脉冲修复充电功能，能击碎极板的硫酸铅结晶，修复极板活性；具有智能温度自动补偿功能，能根据季节度不同，适时调整充电时间，保证夏不过充、冬不欠充，确保控时充电器能做到在真正不需要充电的情况下彻底地断掉电源，在充电维护全部完成的情况下彻底实现零浮充(对那些即使性能已经开始下降的电池，也有直接阻断进一步恶化的作用，从而缓解电池硫化和变形，延长电池寿命)，从而真正保护电池，延长电池的使用寿命2～3倍，减少电池的社会生产量和使用量，不但能减少使用者的开支；同样能减少因生产、修复等对整个环境造成的损害，更加节能环保，对消费者有利，对电动车产品的销售也有直接的促进作用。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1是本发明方法的逻辑流程图，

图2是本发明智能充电装置的结构图。

图中：1、充电器；2、单片机***；3、控时继电器；4、液晶屏；5、控制面板；6、温度探头；7、仪表显示屏。

具体实施方式：

以下通过实施例来说明本方法的具体流程：

参见图1、图2，单片机***2信号输入端分别通过数据线与电动车电池输入输出总线和温度探头6连接，用于从电动车电池输入输出总线读取骑行电流和骑行时间并进行统计，同时获取当前环境温度计算出电池容量变化，最终计算出需补充电量Q。

充电时间基本计算公式如下：

充电时间T＝Q/I(Q：已消耗电量，I：匹配充电器的充电电流)。

环境温度因素对电池容量的影响为：温度在25摄氏度以下，每降低1度，电池容量减少1％左右，温度在25摄氏度以上无影响。电能转化率为99％，能耗为1％。也就是说，如果选用最远骑行里程为40km的电动车，在夏季时，骑行24公里必须充电，冬季0度时，骑行16.8公里就必须充电。

因此，基本公式加上温度变化以及能耗的影响推导成以下公式：

T＝[1+(25-X)％]Q/(99％*I)

(X：当前温度，取值区间为-15＜X＜25，温度在25摄氏度以上对电池容量无明显影响；Q：已消耗电量，I：充电电流)。

公式中：Q/99％为弥补能耗而增加的耗电量，与I合并为99％*I。当X小于25℃，每降低1度，充电量会减少1％。其中(25-X)％为25℃以下需补充充电时间的比例。

一种使用上述方法进行定时充电的智能充电装置，包括一个带控时继电器3的充电器1，电动车内设有用于计算电动车充电时间的单片机***2，单片机***2的信号输入端通过数据线与电动车电池输入输出总线和温度探头6连接，用于从电动车电池输入输出总线读取骑行电流和骑行时间并进行统计，同时获取当前环境温度计算出电池容量变化，最终计算出需补充电量Q。

单片机***2的信号输出端口可通过所述带控制继电器3的充电器1的数据线与其相连，通过控时继电器3控制充电器1工作电路的接通或切断；充电器1还设有液晶屏4和控制面板5，液晶屏4用于显示***时间和充电时间，控制面板5上设有控制按钮，用于设置该充电器的***时间，也可以手动模式设置充电时间。

单片机***2从电动车电池输入输出总线中读取电动车工作的电流、放电时间，得出已消耗电量Q(计算结果以AH安时为单位)，同时单片机***2通过温度探头6获取外部环境温度，按照以下公式计算充电时间：

T＝[1+(25-X)％]Q/(99％*I)，

X为当前温度，取值区间为-15＜X＜25，Q为已消耗电量，I为与其匹配充电器的充电电流。若中途停车而不进行充电，下次继续行驶时，单片机***2会继续累计并计算出已消耗总电量，同时计算出需补充电能的总时间并传输至仪表显示屏7。

当充电时，充电器1的数据线插头***电动车单片机***2的输出端口，即能读取到应该充电的时间，同时充电器1开始充电工作，这时单片机***2把已经统计好的已消耗的电量和需要充电的时间发送充电控时***。当补充电量与充电前消耗的电量相当时，单片机***2即传递出“已充满”信息至仪表显示屏7(其中，仪表显示屏7可显示当前温度、已消耗电量和需补充电量)，与此同时充电器1充电时间也刚好到达，此时充电器通过控时继电器3动作，切断充电器1和控时继电器3本身的一切电源，本次充电过程完成。由公式计算充电时间，最大误差约3分钟。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种电动自行车自动控时充电方法，其特征在于包括以下步骤：

1)通过单片机***从电动车电池输入输出总线读取骑行电流和骑行时间并进行统计，计算出已消耗电量Q；

T＝[1+(25-X)％]Q/(99％*I)

X为当前温度，取值区间为-15＜X＜25，Q为已消耗电量，I为与其匹配充电器充电电流。

2.一种使用权利要求1所述方法进行智能控时的充电装置，其特征在于：包括一带控时继电器的充电器，电动车内设有用于计算电动车充电时间的单片机***，该单片机***信号输入端分别通过数据线与电动车电池输入输出总线和温度探头连接，用于从电动车电池输入输出总线读取骑行电流和骑行时间并进行统计，同时获取当前环境温度计算出电池容量变化，最终计算出已消耗电量和需补充电量的充电时间同时传输至仪表显示屏；所述单片机***信号输出端通过数据线与所述充电器的相连，通过该控时继电器控制所述充电器工作电路接通或切断。所述充电器还设有液晶屏和控制面板，所述液晶屏用于显示***时间和充电时间，控制面板上设有控制按钮，用于设置该充电器的***时间，同时也可以手动模式设置充电时间。