[發明專利]一種共享單車動能轉換回收供電裝置

在審

• 申請號: 202211090545.7
• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN115333214A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 謝承煜;黃海洋;曹則棟;晏佳欣;鄧俊良;唐思超;全琦;劉熙湘;陳子威;熊莞鵬
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: H02J7/14
• 分類號: H02J7/14;H02J7/32;H02J7/00;B62J43/30
• 代理公司: 北京深川專利代理事務所(普通合伙) 16058
• 代理人: 尤巧鳳

本發明公開了一種共享單車動能轉換回收供電裝置，包括傳動部分、能量轉換部分、控制部分，其特征在于：所述傳動部分設有動力輸入端，所述能量轉換部分設有發電機，所述控制部分設有單片機，所述發電機上設有溫度傳感器，所述溫度傳感器和單片機電性連接，所述發電機和單片機電性連接，所述能量轉換部分采用了力矩閉環算法，所述單片機內設有電源拓撲部分、STM32微控制器部分和BMS管理部分。該發明的優點在于：保證最大能量轉換效率的同時不影響騎行的舒適感，具有溫度保護系統。

技術領域

本發明涉及共享單車技術領域，具體是指一種共享單車動能轉換回收供電裝置。

背景技術

如今共享單車等正在普及，作為共享單車上的關鍵部件之一，能夠實現電控制開關鎖的智能鎖不可或缺，而如何對該智能鎖更加長期、穩定地供電，則成為亟待解決的技術難題。此外，隨著自行車的發展，車燈、定位模塊、甚至未來可能出現的網絡互聯模塊等，也都成為自行車的耗電部件，現有的太陽能板，花鼓發電等發電方式因自行車的使用環境等因素無法解決用電需求和使用體驗。為滿足自行車的電能供應需求和使用體驗，研究一種基于能動轉換的共享單車用電設備供電裝置，期待能夠將車輪的轉動轉換成電能進行存儲或直接供應。目前使用共享單車發電方法有：花鼓發電機，太陽能板發電，摩擦發動機。發電花鼓中的轉子組件的磁鐵對溫度有較強的敏感性，溫度越高，永久磁損越多，會導致輸出電流越少。耐久度不高，現有的發電花鼓的發電效率不高，加入花鼓發電機會使使用者加大騎行負擔，速度越大阻力越大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種保證最大能量轉換效率的同時不影響騎行的舒適感，具有溫度保護系統的共享單車動能轉換回收供電裝置。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為：包括傳動部分、能量轉換部分、控制部分，其特征在于：所述傳動部分設有動力輸入端，所述能量轉換部分設有發電機，所述控制部分設有單片機，所述發電機上設有溫度傳感器，所述溫度傳感器和單片機電性連接，所述發電機和單片機電性連接，所述能量轉換部分采用了力矩閉環算法，所述單片機內設有電源拓撲部分、STM32微控制器部分和BMS管理部分。

本發明與現有技術相比的優點在于：引入力矩閉環算法，輔以BUCK-BOOST電源拓撲，MBUS總線，以及MCU，最后實現PWM閉環PI控制電池的充電電流，獲取了能量轉換部分所帶來的阻力矩恒定控制，保證最大能量轉換效率的同時不影響騎行的舒適感。發電機和單片機，提出了更高效的能源轉換方案，節約了能源，不僅不易受到外界環境干擾，還擁有更高的轉換效率,實現綠色環保，使用壽命長，可產生較高的經濟效益。設有溫度傳感器可以在當發電機溫度超過55℃時會使發電機停止運行以達到保護的目的。

進一步地，所述電源拓撲部分采用BUCK-BOOST電源拓撲，所述STM32微控制器部分內部搭載了國產實時操作系統RT-Thread，支持用戶手機APP、小程序、PC查看電機的工作曲線。使輸出電壓維持穩定不會對電池造成損壞。

進一步地，所述力矩閉環算法為MCU檢測到自行車運動，MCU檢測到自行車運動后采集輸入直流母線電壓，采集集輸入直流母線電壓后判斷當前DC狀態，高于設定參數值工作在BUCK狀態，低于設定參數值工作在BOOST狀態，判斷當前DC狀態后采樣輸出母線電壓電流，采樣輸出母線電壓電流后PID控制輸出電壓電流逼近參考功率，PID控制輸出電壓電流逼近參考功率后回到判斷當前DC狀態。保證最大能量轉換效率的同時不影響騎行的舒適感。

進一步地，BMS管理部分設有BMS芯片和MBUS總線，所述BMS芯片和MBUS總線和STM32微控制器部分電性連接。實現對電池的監控和保護。

附圖說明

圖1是一種共享單車動能轉換回收供電裝置的結構示意圖。

圖2是一種共享單車動能轉換回收供電裝置力矩閉環算法的結構示意圖。

圖3是一種共享單車動能轉換回收供電裝置工作流程的結構示意圖。