电动车锂电池出租管理系统的制作方法

本发明涉及电动车电池技术领域，更具体地，涉及电动车锂电池出租管理系统。

背景技术：

我国是自行车生产和使用的大国。长期以来，自行车一直都作为人们在同城内短距离出行的主要代步交通工具。而最近若干年，电动自行车在自行车中占据了很大比例。与传统的人力骑行自行车相比，电动自行车更省力和便捷。特别是随着技术进步，越来越多的电动自行车采用更轻量和环保的锂电池来代替铅酸电池，使得电动自行车越来越成为绿色出行的不二之选。

然而，电动车电池普遍存在容量有限、续航不足、充电时间长的缺点，与用户日益增长的行驶里程的需要还是相差甚远。目前对电动自行车的锂电池充电主要还是通过用户自己家或者含有充电电源的车位进行充电，充电需要看护和等待。而对于某些行业，如快递、外卖等，因为使用频次高，电池消耗快，导致用户电池的使用成本高,生产效率降低，进行充电可能时间不够。锂电池不同于镍铬电池，长时间不用电池之后会发现电池充不进电了，这是由于过放导致，也就是说电池的电压已经低于电池放电的截止电压。但由于种种原因，用户可能不再需要锂电池或者很长一段时间不使用锂电池，若随意乱扔或回收给不具备处理资质的小作坊处理容易造成环境污染；若将电池闲置过久，电池的性能受损，可能再也不能使用，最后还是得按上面方法处理。

对于上述问题，可以采用随时随地更换锂电池的方法对电动自行车进行续航，可以对电量不足的锂电池进行充电，可以将闲置的电池进行回收并租用给其他用户以获得返利。为达到以上目的，需要一种电动车锂电池出租管理系统，能够对电动车锂电池进行充电，能够存储出租电池，并能够回收闲置电池，使用户可在一个租赁点出租锂电池，并可在同一租赁点或另一个租赁点归还锂电池。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有电动车电池容量有限、续航不足、充电时间长，闲置电动车电池不易处理的技术问题；提供一种能够随时随地更换锂电池，能对电量不足的锂电池进行充电，能对借出的电池进行定位和收费，能将闲置的电池进行回收或出租给其他用户以获得返利的电动车锂电池出租管理系统。

为解决上述问题，提供一种电动车锂电池出租管理系统，包括：

出租电池,为用于租赁的锂电池，包括安装于出租电池上的安装件和二维码；所述安装件用于检测出租电池的当前状态和租用情况，并能够无线连接数据服务器、锂电池存储柜和客户端；所述二维码为该出租电池的唯一id号生成的唯一的二维码；

用户电池，包括用于充电的锂电池、用于回收的锂电池、用于申请出租的锂电池；

锂电池存储柜，包括若干个预先编号的存储柜、用户操作面板和控制中心，所述锂电池存储柜设于分散分布的其中一个租赁点上；所述存储柜内设有充电接口、用于扫描出租电池的二维码的二维码扫描器和用于检测用户电池或出租电池当前状态的检测装置，所述存储柜的柜门与存储柜之间设有防盗电子锁；所述用户操作面板用于显示存储柜的使用情况以及供用户设定对自己存储到存储柜的用户电池或出租电池进行出租电池租用与归还、用户电池充电与取出、申请出租、申请回收、申请返利的操作；所述控制中心连接用户操作面板、充电接头、二维码扫描器、检测装置和防盗电子锁，用于控制用户操作面板、充电接头、二维码扫描器、检测装置和防盗电子锁并接收用户操作面板的用户操作信息、二维码扫描器的id信息、检测装置的检测数据信息和防盗电子锁的开关信息，所述控制中心还用于计时、计费和无线连接数据服务器；

数据服务器，用于存储出租电池的id号、租赁点和存储柜的编号，接收和记录存储柜的使用情况以及出租电池的当前状态和租用情况，并能远程控制出租电池和锂电池存储柜；

客户端，用于接收安装件、数据服务器和锂电池存储柜传送的信息。

特别的，所述安装件为完全屏蔽光线的凵形壳体，该壳体固定安装于出租电池的电源接口两边。

特别的，所述安装件包括控制单元、检测单元、定位单元、防破坏单元和通信单元，所述控制单元由出租电池长期供电，所述控制单元分别连接检测单元、定位单元、防破坏单元和通信单元。

特别的，所述防破坏单元包括设于安装件内部的电磁阀和光敏开关，所述电磁阀和光敏开关分别连接控制单元，所述电磁阀设于出租电池的电源接口的一边，所述电磁阀与一插销连接；所述电源接口的另一边设有插孔座，所述插孔座与插销相配合。

特别的，所述控制单元采用德州仪器msp430f149，具有12位a/d转换器；所述检测单元包括电量检测器、电压检测器、温度传感器、湿度传感器；所述电量检测器和电压检测器连接出租电池；所述定位单元为北斗定位模块，型号为u-bloxneo-7m；所述通信单元包括型号为mt5931a的wifi模块和型号为sim800c的移动通讯模块。

特别的，所述用户操作面板包括一个电容式触摸屏。

特别的，所述检测装置包括电压检测器和电压测量插头，所述电压测量插头设于存储柜内；所述电压检测器分别连接电压测量插头和控制中心。

特别的，所述控制中心包括处理器、存储器、充电装置、本地网络通信装置、远程网络通信装置和电源，所述充电装置的输入端连接电源，所述充电装置的控制端连接处理器；所述电源、存储器、本地网络通信装置、远程网络通信装置、用户操作面板、充电装置、二维码扫描器、检测装置和防盗电子锁分别连接处理器。

特别的，所述充电装置为充电桩，所述充电桩上设有与存储柜个数相同的输出端，所述每个输出端通过电缆连接不同的充电接口。

特别的，所述处理器为arm9芯片s3c2440，所述本地网络通信装置采用型号为mt5931a的wifi模块，所述远程网络通信装置采用型号为sim800c的移动通讯模块。

本发明的有益效果：

1.本发明能够通过在任意一个租赁点进行锂电池租赁的方式，能够随时随地更换锂电池，解决现有电动车电池容量有限、续航不足、充电时间长的问题，尤其适合快递、外卖等使用频次高、电池消耗快的从业人员。

2.本发明通过设置锂电池存储柜，使锂电池的出租、充电、回收的操作都集中于锂电池存储柜上，提升存储柜的使用率，增加收入来源。本发明能够对存储柜的锂电池进行收费充电，便于用户对自有的锂电池即用户电池进行充电。本发明对锂电池的回收包括废旧电池的回收和闲置电池的再利用。本发明回收废旧电池，能够集中送至具备处理资质的处理中心进行处理，避免造成环境污染；而本发明对闲置电池的再利用是将用户闲置的锂电池改装成出租电池，不仅能解决用户电池闲置过久不能使用的问题，还能将用户电池出租给其他用户使该用户获得一定金额的返利，更能解决本发明出租电池的来源，本发明的物主能够以廉价获得锂电池。

3.本发明的防破坏单元的光敏开关能够发现一些居心不良的用户破坏出租电池上的安装件以盗用锂电池的行为，插孔座与插销能够阻止这些用户使用出租电池，本发明的安装件同时还能获取当前出租电池的位置并能够报警。

4.本发明采用物联网，客户端可以接收安装件传送的有关出租电池和正在充电用户电池的信息，方便用户的使用和监控；数据服务器能够接收和记录存储柜的使用情况以及出租电池的当前状态和租用情况，并能远程控制出租电池和锂电池存储柜，管理员能通过数据服务器查看和接收存储柜和出租电池的情况，第一时间能检查出存储柜和出租电池的问题，采取报警、安排维修等行动，更方便进行维护和管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的整体结构图；

图2为本发明实施例出租电池的结构示意图；

图3为本发明实施例出租电池各模块的连接示意图；

图4为本发明实施例锂电池存储柜的结构示意图；

图5为本发明实施例锂电池存储柜各模块的连接示意图；

图6为本发明实施例进行出租电池租用的流程图；

图7为本发明实施例进行出租电池归还的流程图；

图8为本发明实施例进行用户电池充电的流程图；

图9为本发明实施例进行用户电池充电后取出的流程图；

图10为本发明实施例进行申请出租/回收的流程图；

图11为本发明实施例进行申请返利的流程图；

图中：1.锂电池存储柜；2.存储柜；3.用户操作面板；4.电容式触摸屏；5.出租电池；6.安装件；51.电源接口；61.电磁阀；62.插销；63.插孔座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，本实施例的一种电动车锂电池出租管理系统，包括出租电池、用户电池、锂电池存储柜、数据服务器和客户端。

如图2、图3所示，出租电池为用于租赁的锂电池，包括安装于出租电池上的安装件和二维码。安装件用于检测出租电池的当前状态和租用情况，并能够无线连接数据服务器、锂电池存储柜和客户端。二维码为该出租电池的唯一id号生成的唯一的二维码。

安装件为完全屏蔽光线的凵形壳体，该壳体固定安装于出租电池的电源接口两边。安装件包括控制单元、检测单元、定位单元、防破坏单元和通信单元。控制单元由出租电池长期供电。控制单元分别连接检测单元、定位单元、防破坏单元和通信单元。控制单元采用德州仪器msp430f149，具有12位a/d转换器。检测单元包括电量检测器、电压检测器、温度传感器、湿度传感器，用于检测出租电池当前的电量、电压、温度和湿度。电量检测器和电压检测器连接出租电池。定位单元为北斗定位模块，型号为u-bloxneo-7m，用于定位出租电池当前的地址。通信单元包括型号为mt5931a的wifi模块和型号为sim800c的移动通讯模块，能够无线连接数据服务器、锂电池存储柜和客户端。安装件通过移动通讯模块定时发送该出租电池至数据服务器，数据服务器收到该出租电池的电量、电压、温度、湿度数据以及定位地址，这样设计便于远程管理大量的出租电池。由于安装件由出租电池长期供电，用户使用完出租电池后需要拿到附近的锂电池存储柜进行充电并归还，若经常过充会缩短出租电池的使用寿命，且在未出租时出租电池仍按正常电量供给会造成浪费，因此，设置安装件通过wifi模块，将过充信号传送给锂电池存储柜的控制中心，控制中心即刻断电，而出租电池的控制单元则调整省电模式，尽量减少电量损耗；当出租电池出租时，锂电池存储柜的控制中心通过wifi模块将出租信号传送给出租电池，出租电池的控制单元则按正常电量模式，使出租电池时刻处于监管状态。客户端通过移动通讯模块可接收到出租电池的电量、电压、温度、湿度数据，能够了解出租电池的当前情况。

防破坏单元包括设于安装件内部的电磁阀和光敏开关，电磁阀和光敏开关分别连接控制单元，电磁阀设于出租电池的电源接口的一边，即凵形壳体的一边，电磁阀与一插销连接。电源接口的另一边，即凵形壳体的另一边，设有插孔座，插孔座与插销相配合。一旦壳体遭到破坏，光敏开关感应到光亮后立即向控制单元发送破坏信息给控制单元，控制单元一边控制电磁阀的插销迅速向插孔座运动直至插销进入插孔座内部，另一边通过定位单元定位当前出租电池的位置并通过通信单元将包含当前出租电池的位置的破坏警告信息发送至数据服务器，监控人员收到后即可向警方报警。

用户电池包括用于充电的锂电池、用于回收的锂电池、用于申请出租的锂电池。

如图4、图5所示，锂电池存储柜包括存储柜、用户操作面板和控制中心。锂电池存储柜设于分散分布的其中一个租赁点上。

存储柜的左上角为存储柜的编号，存储柜内设有充电接口、用于扫描出租电池的二维码的二维码扫描器和用于检测用户电池或出租电池当前状态的检测装置，存储柜的柜门与存储柜之间设有防盗电子锁。充电接口可有多个，可以适应不同的锂电池。存储柜内放置的用户电池和出租电池都可以通过连接充电接口来充电。通过二维码扫描器，锂电池存储柜能分辨放在存储柜的锂电池是否为出租电池，若为出租电池还能通过id号识别出唯一的出租电池，因此可以作为出租或归还的凭据，本实施例的二维码扫描器还具有语音提示功能，扫描完毕会发出“扫描完毕”的提示语音。检测装置包括电压检测器和电压测量插头。电压测量插头设于存储柜内。电压检测器分别连接电压测量插头和处理器。这里的检测装置主要用于检测用户电池的电压，可用于初步检测用户电池是否可以改装成出租电池用于租赁。防盗电子锁设于柜门后能有效防止存储柜内的用户电池和出租被盗，并能够受控制中心的控制能够自动打开柜门或关闭柜门，以防用户误操作或投机取巧。

用户操作面板用于显示存储柜的使用情况以及供用户设定对自己存储到存储柜的用户电池或出租电池进行出租电池租用与归还、用户电池充电与取出、申请出租、申请回收、申请返利的操作。用户操作面板包括一个电容式触摸屏。本实施例的电容式触摸屏初始状态显示的是一个初始操作界面。该初始操作界面的上方为存储柜使用情况图，存储柜使用情况图为和锂电池存储柜的所有存储柜数量一致的格子，格子左上角的数字为存储柜的编号即代表该编号的存储柜，格子内标明的使用情况代表该存储柜当前的情况，格子内标明的使用情况包括闲置、充电占用、可租用、回收占用、初检占用以及打开。闲置为存储柜为空的状态，充电占用为用户电池或出租电池占用存储柜充电的状态，可租用为出租电池占用存储柜且处于充满电可用于出租的状态，回收占用为用户电池等待管理人员回收处理的状态，初检占用为用户申请出租的用户电池初检合格等待管理人员回收处理的状态，打开为存储柜的柜门打开的状态。用户可先通过存储柜使用情况图尽快知道能否进行租用、归还、充电、申请出租、回收的操作。初始操作界面下方为功能区，功能区上设有租用按键、归还按键、充电按键、充电取出按键、申请出租/回收按键、申请返利按键，可以分别进入租用、归还、充电、充电取出、申请出租/回收、申请返利的操作页面进行对应操作。特别的，可设置不能执行的操作对应的功能按键变灰，不能进入该功能的操作页面。

控制中心连接用户操作面板、充电接头、二维码扫描器、检测装置和防盗电子锁，用于控制用户操作面板、充电接头、二维码扫描器、检测装置和防盗电子锁并接收用户操作面板的用户操作信息、二维码扫描器的id信息、检测装置的检测数据信息和防盗电子锁的开关信息，控制中心还用于计时、计费和无线连接数据服务器。控制中心包括处理器、存储器、充电装置、本地网络通信装置、远程网络通信装置和电源。充电装置的输入端连接电源，充电装置的控制端连接处理器。电源、存储器、本地网络通信装置、远程网络通信装置、用户操作面板、充电装置、二维码扫描器、检测装置和防盗电子锁分别连接处理器。充电装置为充电桩，充电桩上设有与存储柜个数相同的输出端，每个输出端通过电缆连接不同的充电接口，能使每个存储柜都能被充电桩进行充电控制。电源为220v交流电。处理器为arm9芯片s3c2440，本地网络通信装置采用型号为mt5931a的wifi模块，远程网络通信装置采用型号为sim800c的移动通讯模块。本实施例的s3c2440具备记录时间和计算费用的功能。在租用出租电池或为用户电池开始充电时，s3c2440能够将电池的id、出租开始时间或充电开始时间、初始租赁点和初始存储柜编号信息记录至存储器并将上述信息发送至数据服务器；在归还出租电池或停止用户电池充电时，s3c2440能够将归还或停止充电时间、电池的id、结束租赁点和结束存储柜编号等信息记录至存储器，并通过出租电池的id对远程网络通信装置发送查询指令获得该出租电池的电池的id、出租开始时间或充电开始时间、初始租赁点和初始存储柜编号等信息记录至存储器，通过存储器内置的收费方法计算出租电池的出租费用或者用户电池的充电费用。本实施例的计费功能还用于计算用户申请出租自己的用户电池最终成功并转换成出租电池后用于出租所得的返利，s3c2440可通过出租电池的id对远程网络通信装置发送查询指令获得指定时间段该出租电池的所有租用记录、租用时间和体现金额，按照存储器内置的收费方法计算出返利。

数据服务器设有orical数据库和管理程序，用于存储出租电池的id号、租赁点和存储柜的编号，并用于接收和记录存储柜的使用情况以及出租电池的当前状态和租用情况。管理员能通过数据服务器查看和接收存储柜和出租电池的情况，第一时间能检查出存储柜和出租电池的问题，采取报警、安排维修等行动，更方便进行维护和管理。

客户端可为智能手机或pda内的app，也可以是微信小程序或支付宝小程序。本实施例的客户端为手机的app，用于接收安装件、数据服务器和锂电池存储柜传送的信息。

本发明可进行租用、归还、充电、充电取出、申请出租/回收和申请返利的六大操作，其工作原理和具体操作如下：

（1）用户进行出租电池租用的操作：如图6所示，用户可通过初始操作界面查看是否有“可租用”的存储柜，若有可点击“租用”按键随后点击“确定”按键。这时，其中一个“可租用”的存储柜打开，电容式触摸屏显示该存储柜的编号，处理器将出租电池的电池的id、出租开始时间或充电开始时间、初始租赁点和初始存储柜编号等信息记录至存储器并将上述信息发送至数据服务器时即开始计时，用户取出出租电池后，关紧柜门即完成。

（2）用户进行出租电池归还的操作：如图7所示，用户可通过初始操作界面查看是否有“闲置”的存储柜，若有可点击“归还”按键随后点击“确定”按键。这时，其中一个“闲置”的存储柜打开，电容式触摸屏显示该存储柜的编号，用户将出租电池的二维码对准二维码扫描器，当出现“扫描完毕”的语音代表扫描成功，才能进行下一步操作，否则需要重新扫描二维码；用户将充电插入出租电池的充电接口并关紧柜门后，处理器能够将归还时间、电池的id、结束租赁点和结束存储柜编号等信息记录至存储器，并通过出租电池的id对远程网络通信装置发送查询指令获得该出租电池出租开始时间、初始租赁点和初始存储柜编号等信息，将上述信息记录至存储器，通过存储器内置的收费方法计算出租电池的出租费用，即为支付金额；电容式触摸屏才显示支付金额和生成的支付二维码，通过手机的app对支付二维码进行扫码付费以后才能离开。

（3）用户进行用户电池充电的操作：如图8所示，用户可通过初始操作界面查看是否有“闲置”的存储柜，若有可点击“充电”按键随后点击“确定”按键。这时，其中一个“闲置”的存储柜打开，电容式触摸屏显示该存储柜的编号，用户的手机app会获得一个取电池号，处理器能够将取电池号、充电开始时间、租赁点和存储柜编号等信息记录至存储器并将上述信息发送至数据服务器；用户将充电插入用户电池的充电接口并关紧柜门后，用户电池即可开始充电。

（4）用户进行用户电池充电后取出的操作：如图9所示，用户点击“充电取出”按键随后点击“确定”按键，用户输入取电池号，处理器会通过查询存储器判断该取电池号是否存在；若存在，则将停止充电时间等信息记录至存储器并将上述信息发送至数据服务器，通过取电池号对远程网络通信装置发送查询指令获得用户电池的充电开始时间等信息，将上述信息记录至存储器，通过存储器内置的收费方法计算用户电池的充电费用，即为支付金额；电容式触摸屏才显示支付金额和生成的支付二维码，通过手机的app对支付二维码进行扫码付费；付费成功后存放用户电池的存储柜打开，电容式触摸屏显示该存储柜的编号，取出用户电池并关紧柜门才能离开。

（5）用户申请出租的操作：如图10所示，用户可通过初始操作界面查看是否有“闲置”的存储柜，若有可点击“申请出租/回收”按键随后点击“申请出租”按键。这时，其中一个“闲置”的存储柜打开，电容式触摸屏显示该存储柜的编号，将存储柜里的电压检测插头连接用户电池，插紧后稍等一段时间，处理器会判断用户电池是否达到出租电池的电压标准，若达到则判断该用户电池通过初步申请；若通过初步申请关紧柜门就可以结束，若不通过申请，则到回收流程由用户选择是否回收。申请出租一段时间后，用户手机的app可收到信息接收到能否用于出租，若可以出租，数据服务器会发送可以出租的信息和电池id号给用户手机的app，让用户输入密码并提交，数据服务器即能保存该电池id号和密码；若不能出租，数据服务器会发送不可以出租的信息给用户手机的app。

（6）用户申请回收的操作：如图10所示，用户可通过初始操作界面查看是否有“闲置”的存储柜，若有可点击“申请出租/回收”按键随后点击“申请回收”按键。这时，其中一个“闲置”的存储柜打开，电容式触摸屏显示该存储柜的编号，将用户电池放入存储柜内，点击“确认”按键，确认关紧柜门后即可。

（7）用户申请返利的操作：如图11所示，用户点击“申请返利”按键随后点击“确定”按键，用户输入出租电池id和密码，通过出租电池的id和密码对远程网络通信装置发送查询指令，查询出出租电池id和密码是否正确，若正确才能进入返利操作的页面；通过出租电池的id和密码对远程网络通信装置发送查询指令，获得指定时间段该出租电池的所有出租记录、租用时间和提现历史金额，按照存储器内置的收费方法计算出可提现余额，若可提现余额>0则能生成收款二维码，通过手机的app对支付二维码进行扫码付费以后即可。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。