一种充电系统及车辆的制作方法

本实用新型涉及共享单车技术领域，具体而言，涉及一种充电系统及车辆。

背景技术：

目前共享单车作为一种绿色公共出行方式，越来越受到大家欢迎。共享单车上都配置有智能车锁，为了使智能车锁能够持续工作，需要对智能车锁进行充电。

当前，相关技术中提供了一种通过太阳能电池板进行充电的方案，太阳能电池板通常安装在车筐底部，太阳光线照射到太阳能电池板上，太阳能电池板将太阳能转换为电能，从而对智能车锁进行充电。但共享单车的使用情况复杂，在室外环境中，共享单车可能被停放在阴影下，此时太阳能电池板的充电效率很低，甚至无法进行充电。

因此在上述相关技术中，在太阳能电池板照射不到充足阳光时，无法对智能车锁进行有效充电。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种充电系统及车辆，以解决相关技术存在的以下问题：相关技术中只有太阳能电池板晒到充足阳光时才能对智能车锁进行有效充电，在太阳能电池板照射不到充足阳光时，无法对智能车锁进行有效充电。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种充电系统，包括太阳能电池板，还包括充电管理芯片和至少一个功率型电池；

所述太阳能电池板分别与被动充电元件、所述功率型电池和所述充电管理芯片连接，所述功率型电池分别与所述被动充电元件及所述充电管理芯片连接；

所述充电管理芯片用于在光照强度大于预设强度时，检测是否存在未满电的所述功率型电池，若存在，所述太阳能电池板为该未满电的功率型电池充电以备用；若所有功率型电池均已满电，则所述太阳能电池板为所述被动充电元件充电。

结合第一方面，本实用新型提供了上述第一方面的第一种可能的实现方式，其中，所述太阳能电池板的输出电压大于所述功率型电池的额定电压。

结合第一方面，本实用新型提供了上述第一方面的第二种可能的实现方式，其中，所述功率型电池为功率型石墨烯电池，所述功率型石墨烯电池的容量为500mAh-2000mAh。

结合第一方面，本实用新型提供了上述第一方面的第三种可能的实现方式，其中，所述充电管理芯片用于在光照强度大于所述预设强度时，检测所述被动充电元件的电量是否小于预设电量阈值，如果是，则所述太阳能电池板先给所述被动充电元件充电；如果否，所述太阳能电池板为所述未满电的功率型电池充电。

结合第一方面，本实用新型提供了上述第一方面的第四种可能的实现方式，其中，所述太阳能电池板通过线缆分别与所述功率型电池及所述被动充电元件连接，所述太阳能电池板与所述功率型电池之间的线缆的长度小于与所述被动充电元件之间的线缆长度。

结合第一方面，本实用新型提供了上述第一方面的第五种可能的实现方式，其中，所述功率型电池和所述充电管理芯片安装在所述太阳能电池板的背板上。

结合第一方面，本实用新型提供了上述第一方面的第六种可能的实现方式，其中，还包括光传感器，所述光传感器与所述充电管理芯片连接，并传输光线强度信息给所述充电管理芯片，所述充电管理芯片用于在所述光线强度信息小于或等于所述预设强度时，控制所述功率型电池为所述被动充电元件充电。

结合第一方面，本实用新型提供了上述第一方面的第七种可能的实现方式，其中，所述充电管理芯片用于在为所述功率型电池充电时控制所述太阳能电池板以所述功率型电池的额定电压对所述功率型电池进行恒压充电。

第二方面，本实用新型提供了一种车辆，包括车辆主体、被动充电元件和上述第一方面或第一方面的第一至第七种实现方式中的任一种实现方式所述的充电系统；

所述被动充电元件和所述充电系统均安装在所述车辆主体上。

结合第二方面，本实用新型提供了上述第二方面的第一种可能的实现方式，其中，所述充电系统包括的太阳能电池板安装在所述车辆主体的车筐的底部，所述被动充电元件安装在所述车辆主体的智能车锁内，所述充电系统的功率型电池安装在所述太阳能电池板的背板上。

在本实用新型实施例中，充电系统包括太阳能电池板、充电管理芯片和至少一个功率型电池；太阳能电池板分别与被动充电元件、功率型电池和充电管理芯片连接，功率型电池与被动充电元件及充电管理芯片连接；充电管理芯片用于在光照强度大于预设强度时，检测是否存在未满电的功率型电池，若存在，太阳能电池板为该未满电的功率型电池充电以备用；若所有功率型电池均已满电，则太阳能电池板为被动充电元件充电。本实用新型在阳光充足时太阳能电池板先对功率型电池充电以备用，功率型电池的充电倍率很高，只需短时间充足阳光就可将功率型电池充满，功率型电池作为被动充电元件的备用充电设备。在阳光不足时由功率型电池对被动充电元件充电，延长被动充电元件续航时间，降低单车运营成本。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例1所提供的一种充电系统的示意图；

图2示出了本实用新型实施例1所提供的功率型电池及充电管理芯片的安装位置示意图；

图3示出了本实用新型实施例1所提供的另一种充电系统的示意图；

图4示出了本实用新型实施例2所提供的一种车辆的结构示意图。

在上述附图中各标号所代表的含义如下所示：

1：太阳能电池板，2：充电管理芯片，3：功率型电池，4：被动充电元件，5：光传感器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到相关技术中只有共享单车上的太阳能电池板晒到充足阳光时才能对智能车锁进行有效充电，在太阳能电池板照射不到充足阳光时，无法对智能车锁进行有效充电。基于此，本实用新型实施例提供了一种充电系统及车辆，下面通过实施例进行描述。

实施例1

参见图1，本实用新型实施例提供了一种充电系统，包括太阳能电池板1、充电管理芯片2和至少一个功率型电池3。

太阳能电池板1分别与被动充电元件4、功率型电池3和充电管理芯片2连接，功率型电池3分别与被动充电元件4及充电管理芯片2连接。

充电管理芯片2用于在光照强度大于预设强度时，检测中是否存在未满电的功率型电池3，若存在，太阳能电池板1为该未满电的功率型电池3充电以备用；若所有功率型电池3均已满电，则太阳能电池板1为被动充电元件4充电。

其中，被动充电元件4可以为能够储存较多电能的锂电池，该被动充电元件4可以为任意使用电能储存设备的场景中，如共享单车的智能车锁中就可以应用被动充电元件4。图1中仅画出了一个功率型电池3，实际应用中可以配置多个功率型电池3。在本实用新型实施例中充电管理芯片2可以通过如下第一或第二种方式来判断当前的光照强度是否大于预设强度，包括：

第一，充电管理芯片2通过检测太阳能电池板1的输出电流的大小来判断当前的光照强度是否大于预设强度。

由于太阳能电池板1基本不具备储存电能的功能，只要太阳能电池板1产生电能，就需要将产生的电能输出。而太阳能电池板1的输出电流随太阳光照强度的变化而变化，太阳光照强度越大，太阳能电池板1的输出电流越大，反之太阳光照强度越小，太阳能电池板1的输出电流越小。充电管理芯片2与太阳能电池板1连接，检测太阳能电池板1的输出电流，若检测到太阳能电池板1的输出电流大于预设阈值，则表明当前太阳光照强度大于预设强度，太阳能电池板1输出的电能足以为其负载充电。其中，预设阈值与预设强度是相互对应的，即当光照强度为预设强度时太阳能电池板1的输出电流恰好为预设阈值。若充电管理芯片2检测到输出电流小于或等于预设阈值，则表明当前太阳光照强度小于或等于预设强度，太阳能电池板1输出的电能很微弱，不足以为其负载充电。

上述预设阈值是通过大量实验确定的，该预设阈值是区分太阳能电池板1输出的电能是否足够为其负载充电的临界值。本实用新型实施例中并不具体限定预设阈值的具体取值，实际应用中可根据需求确定预设阈值的取值。

第二，如图2所示，该充电系统还包括光传感器5，通过光传感器5来判断当前的光照强度是否大于预设强度。

光传感器5与充电管理芯片2连接，传输光线强度信息给充电管理芯片2。充电管理芯片2判断该光线强度信息是否大于预设强度，如果是，则确定当前的光照强度大于预设强度，否则确定当前的光照强度小于或等于预设强度。

由于太阳能电池板1主要是将太阳光线蕴含的太阳能转换为电能，因此上述光传感器5可以选用专门对太阳光敏感的太阳光传感器。太阳光传感器可以从水平和垂直各260度的方向识别太阳所在的位置，识别阴天、多云天、晴天等不同天气情况，同时能够根据太阳光线强弱区分夜晚和白天。通过太阳光传感器采集当前的光线强度信息，将该光线强度信息传输给充电管理芯片2。充电管理芯片2将该光线强度信息与预设强度比较，若该光线强度信息大于预设强度，则通过太阳能电池板1优先为功率型电池3充电。若该光线强度小于或等于预设强度，则通过功率型电池3为被动充电元件4充电。充电管理芯片2还用于在光线强度信息小于或等于预设强度时，控制功率型电池3为被动充电元件4充电。

在本实用新型实施例中，在充电系统中增加了至少一个功率型电池3，在光照强度大于预设强度时，充电管理芯片2首先检测这至少一个功率型电池3中是否存在未满电的功率型电池3。由于功率型电池3在未满电时其当前电压会小于额定电压。因此在检测是否存在未满电的功率型电池3时，充电管理芯片2分别检测每个功率型电池3两端的当前电压，分别确定每个功率型电池3的当前电压是否等于功率型电池3的额定电压，如果所有功率型电池3的当前电压都等于额定电压，则确定所有功率型电池3都已满电。如果检测出存在当前电压小于额定电压的功率型电池3，则确定存在未满电的功率型电池3。

在光照强度大于预设强度，且这至少一个功率型电池3中存在未满电的功率型电池3时，充电管理芯片2通过太阳能电池板1为未满电的功率型电池3充电以备用。若同时存在多个未满电的功率型电池3，则充电管理芯片2可以从多个未满电的功率型电池3中随机挑选一个功率型电池3，并通过太阳能电池板1先给挑选的该功率型电池3充电，等该功率型电池3满电后，再从剩余的未满电的功率型电池3中随机挑选一个进行充电，直到将所有未满电的功率型电池3都充满电。

由于功率型电池3的当前电压与剩余电量有关，当前剩余电量越多则其当前电压越高，反之剩余电量越少则其当前电压越低。因此除通过上述随机方式依次为未满电的多个功率型电池3充电外，充电管理芯片2还可以通过检测每个未满电的功率型电池3两端的电压，获得每个未满电的功率型电池3的当前电压，按照从小到大或从大到小的顺序对每个未满电的功率型电池3的当前电压进行排序，然后按照排序后未满电的功率型电池3的次序，从排在第一位的功率型电池3开始依次为每个未满电的功率型电池3充电。

在对功率型电池3进行充电时，充电管理芯片2通过太阳能电池板1以功率型电池3的额定电压对功率型电池3进行恒压充电。对功率型电池3进行恒压充电能够避免充电电压不断变化对功率型电池3造成损害的情况，避免出现过压充电，防止充电损害缩短功率型电池3的使用寿命。在充电过程中随着功率型电池3中储存的电能越来越多，功率型电池3的当前电压会越来越高，当检测到功率型电池3两端的电压达到额定电压时，确定该功率型电池3已充满电。然后充电管理芯片2再按照上述方式确定下一个需要充电的功率型电池3，并控制太阳能电池板1对确定的功率型电池3进行充电。

太阳能电池板1的输出电压是恒定的，基本不会随太阳光照强度的变化而变化。在本实用新型实施例中，太阳能电池板1的输出电压大于功率型电池3的额定电压。太阳能电池板1的输出电压越大，太阳能电池板1的功率越大。选用大功率的太阳能电池板1，大功率的太阳能电池板1能够对功率型电池3进行大功率充电，能够在较短时间内将功率型电池3充满。通过大功率的太阳能电池板1进行恒压充电，将功率型电池3充满电所需的充电时间小于或等于两小时。本实用新型实施例中，将功率型电池3能够承受的最大功率确定为所选用太阳能电池板1的标称输出功率。标称输出功率为在光伏组件的标准测试条件下太阳能电池板1的输出功率。其中，光伏组件的标准测试条件包括：光强为1000W/M2，频谱为1.5A，组件温度为25℃。

在本实用新型实施例中，太阳能电池板1通过线缆分别与功率型电池3及被动充电元件4连接。由于太阳能电池板1对功率型电池3大功率充电，大功率充电在线缆上的电能损耗很大，而太阳能电池板1对被动充电元件4充电时的充电功率较小，太阳能电池板1与被动充电元件4之间的线缆长一些，电能损耗也不会很大。因此需要尽量缩短太阳能电池板1与功率型电池3之间的线缆长度，本实用新型实施例中限定太阳能电池板1与功率型电池3之间的线缆的长度小于与被动充电元件4之间的线缆长度。进一步地，如图3所示，将功率型电池3和充电管理芯片2安装在太阳能电池板1的背板上，图3中用阴影表示太阳能电池板1的背板。将功率型电池3安装在太阳能电池板1的背板上，使得太阳能电池板1与功率型电池3之间的线缆长度达到最短，从而将电能在线缆上的损耗降到最低。

当充电管理芯片2检测到光照强度大于预设强度，且当前所有功率型电池3都已充满电时，充电管理芯片2通过太阳能电池板1为被动充电元件4充电。在为被动充电元件4进行充电时也是以被动充电元件4的额定电压对被动充电元件4进行恒压充电。同样地，对被动充电元件4进行恒压充电能够避免充电电压不断变化对被动充电元件4造成损害的情况，避免出现过压充电，防止充电损害缩短被动充电元件4的使用寿命。

通过上述分析可知，当光照强度大于预设强度时，太阳能电池板1对功率型电池3进行快速充电，当功率型电池3都充满电之后，再对被动充电元件4进行充电。即在太阳能电池板1照射到充足的阳光时，太阳能电池板1先对功率型电池3快速充电，若功率型电池3都充满电，则继续对被动充电元件4进行充电。

当充电管理芯片2检测到光照强度小于或等于预设强度时，表明太阳能电池板1照射到的光线强度很弱，太阳能电池板1输出的电能很少，甚至没有电能输出。此时充电管理芯片2通过功率型电池3为被动充电元件4充电。若充电系统中包含多个功率型电池3，则充电管理芯片2可以从这多个功率型电池3中随机选择一个功率型电池3为被动充电元件4充电，当该功率型电池3中储存的电能全部充给被动充电元件4，而被动充电元件4的电量尚未达到预设电量阈值时，再从剩余的功率型电池3中随机选择一个功率型电池3为被动充电元件4充电，直到被动充电元件4的电量达到预设电量阈值。该预设电量阈值可以为被动充电元件4充满电时的电量，或者为被动充电元件4的电量达到能够支持正常工作预设时长等。

除上述随机选择功率型电池3为被动充电元件4充电的方式外，充电管理芯片2还可以检测每个功率型电池3两端的当前电压，从充电系统包含的多个功率型电池3中选择当前电压最高的功率型电池3为被动充电元件4充电。当该功率型电池3储存的电能全部充给被动充电元件4，而被动充电元件4的电量尚未达到预设电量阈值时，再从剩余的功率型电池3中选择当前电压最高的功率型电池3为被动充电元件4充电，直到被动充电元件4的电量达到预设电量阈值。

在光照强度大于预设强度时，太阳能电池板1对功率型电池3充电过程中，随着电能的不断消耗被动充电元件4的电量也可能无法支持正常工作，因此本实用新型实施例中，充电管理芯片2还用于在光照强度大于预设强度时，实时检测被动充电元件4的电量是否小于预设电量阈值，如果是，则通过太阳能电池板1先给被动充电元件4充电；当被动充电元件4的电量大于或等于预设电量阈值时，再通过太阳能电池板1为未满电的功率型电池3充电。

若充电系统包含多个功率型电池3，则在检测出被动充电元件4的电量小于预设电量阈值时，充电管理芯片2还可以从这多个功率型电池3中未正在充电的功率型电池3中选择一个功率型电池3，通过选择的功率型电池3为被动充电元件4充电，直到被动充电元件4的电量达到上述预设电量阈值。若充电系统仅包含一个功率型电池3，则先通过太阳能电池板1对被动充电元件4进行充电，当被动充电元件4的电量达到上述预设电量要求阈值时，再通过太阳能电池板1对功率型电池3充电。

由于功率型电池3通常用于为用电设备提供瞬间大电流供电，功率型电池3的充电倍率可以做到很高，但是容量通常比较小。为了尽可能使功率型电池3的容量大一些，本实用新型实施例选用的功率型电池3为功率型石墨烯电池，功率型石墨烯电池的容量为500mAh-2000mAh。如此既能够利用功率型石墨烯电池很高的充电倍率实现快速充电，又能够储存尽可能多的电能以备用。

本实用新型实施例中，阳光充足时太阳能电池板1优先为功率型电池3充电，能够在一到两小时内快速将功率型电池3充满电。将功率型电池3充满电后再对被动充电元件4进行充电。而在阳光不足时，通功率型电池3中储存的电能为被动充电元件4充电。如此通过功率型电池3能够快速存储太阳能电池板1转换的电能，在太阳能电池板1照射不到充足阳光时通过功率型电池3也能对被动充电元件4进行有效充电，通过短时间的阳光照射，就可以大大增加被动充电元件4的续航时间，减少因被动充电元件4没电导致共享单车的智能车锁无法工作的情况，进而减少共享单车的运营成本。

在本实用新型实施例中，在充电系统中增加功率型电池3，并配以大功率的太阳能电池板1，只要有充足的阳光，在很短时间内就可以将功率型电池3充满电，从而实现快速储存太阳能电池板1转换得到的电能。在阳光不足时再通过功率型电池3为被动充电元件4充电。如此太阳能电池板1只要有一到两个小时有比较好的太阳光照射就可以把功率型电池3充满电，从而大大延长了被动充电元件4的续航时间，将该充电系统应用到共享单车上，能够延长智能车锁的续航时间，减少共享单车的运维成本。

在本实用新型实施例中，充电系统包括太阳能电池板、充电管理芯片和至少一个功率型电池；太阳能电池板分别与被动充电元件、功率型电池和充电管理芯片连接，功率型电池与被动充电元件及充电管理芯片连接；充电管理芯片用于在光照强度大于预设强度时，检测至少一个功率型电池中是否存在未满电的功率型电池，若存在，通过太阳能电池板为未满电的功率型电池充电以备用；若所有功率型电池均已满电，则通过太阳能电池板为被动充电元件充电。本实用新型在阳光充足时太阳能电池板先对功率型电池充电以备用，功率型电池的充电倍率很高，只需短时间充足阳光就可将功率型电池充满，功率型电池作为被动充电元件的备用充电设备。在阳光不足时由功率型电池对被动充电元件充电，延长被动充电元件续航时间，降低单车运营成本。

实施例2

本实用新型实施例提供了一种车辆，包括被动充电元件4、车辆主体和上述实施例1所提供的充电系统；该充电系统和被动充电元件4均安装在车辆主体上。

车辆主体包括智能车锁、车筐、前轮、后轮、传动系统、车把、前叉及主架等。如图4所示，充电系统包括的太阳能电池板1安装在车辆主体包括的车筐的底部，被动充电元件4安装在车辆主体包括的智能车锁内，充电系统包括的功率型电池3和充电管理芯片2安装在太阳能电池板1的背板上。充电系统包括光传感器5时，光传感器5安装在车辆主体的车把或车筐等部位上。

本实用新型实施例并不具体限定充电系统包括的各部件在车辆主体上的安装位置，如上述太阳能电池板1也可以安装在车辆主体包括的车把或主架等位置，上述功率型电池3也可以安装在车辆主体的前叉或主架等位置上。实际应用中可根据需求具体确定充电系统包括的各部件在车辆主体上的安装位置。

在上述充电系统中增加功率型电池3，并配以大功率的太阳能电池板1，阳光充足时太阳能电池板1优先为功率型电池3充电，能够在一到两小时内快速将功率型电池3充满电。将功率型电池3充满电后再对被动充电元件4进行充电。而在阳光不足时，通过功率型电池3中储存的电能为被动充电元件4充电。如此通过功率型电池3能够快速存储太阳能电池板1转换的电能，在太阳能电池板1照射不到充足阳光时也能对被动充电元件4进行有效充电，通过短时间的阳光照射，就可以大大增加被动充电元件4的续航时间，减少因被动充电元件4没电导致车辆的智能车锁无法工作的情况，进而减少车辆运营成本。

在本实用新型实施例中，车辆上配置的充电系统包括太阳能电池板、充电管理芯片和至少一个功率型电池；太阳能电池板分别与被动充电元件、功率型电池和充电管理芯片连接，功率型电池与被动充电元件及充电管理芯片连接；充电管理芯片用于在光照强度大于预设强度时，检测至少一个功率型电池中是否存在未满电的功率型电池，若存在，通过太阳能电池板为未满电的功率型电池充电以备用；若所有功率型电池均已满电，则通过太阳能电池板为被动充电元件充电。本实用新型在阳光充足时太阳能电池板先对功率型电池充电以备用，功率型电池的充电倍率很高，只需短时间充足阳光就可将功率型电池充满，功率型电池作为被动充电元件的备用充电设备。在阳光不足时由功率型电池对被动充电元件充电，延长被动充电元件续航时间，降低单车运营成本。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。