CN109050340A - 一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统及使用方法，该共享智能充换电系统采用路灯电源供电，包括固定在路灯杆的电源箱、控制箱、充电仓、摄像头、LED触摸屏、二维码贴、锂电池、充换电管理系统，路灯为电源箱供电，控制箱与摄像头、LED触摸屏连接，锂电池设置在充电仓内，控制箱与充换电管理系统相通讯；控制箱与电源箱连接。本发明采用路灯电源，方便随时随地取用锂电池，是解决外卖小哥和快递小哥自行充换电池的好办法，能够显著提高速递效率，降低成本。使用城市路灯电源为共亨智能充换电系统供电，免去了架设专用供电线路的麻烦，降低了成本。

Description

一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统及使用方法

技术领域

本发明涉及一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统及使用方法。

背景技术

随着O2O的商业模式的发展，外卖和快递业务近两年来发展非常迅猛，外卖和快递高峰时期日均订单突破千万。外卖小哥和快递小哥主要的交通工具都是两轮电动车。

目前行业内采用的两轮电动车具有两个特征：一是采用铅酸电池作为电动车的动力源，二是采用自己充电的方式。这两个特征已经严重制约该行业的快速发展。

首先铅酸电池续航能力差、充电时间长、电池损耗快、体积大、笨重、效率低等已经远远不能满足外卖和快递行业的发展需要，且铅酸电池的污染严重。其次外卖小哥和快递小哥自己充电的方式严重影响了速递的效率。

1)外卖小哥和快递小哥自己要准备多组电池；

2)运送中途电池没有电了，就要停止运送；

3)需要自己充电。

让电动车车手能够随时随地自行充电或更换电池是解决这一痛点的彻底有效的方案。而较为密集的排布电源比较困难，根据市场调查，在街道上设立充换电柜，需要架设专用供电线路，很麻烦，成本高。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统及使用方法，利用路灯电源为电动车锂电池充电，能够安全可靠的随时随地充电换电池，并通过NB-IoT窄带物联网对充换电管理。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统，包括该共享智能充换电系统采用路灯电源供电，包括固定在路灯杆的电源箱、控制箱、充电仓、摄像头、LED触摸屏、二维码贴、锂电池、充换电管理系统，路灯为电源箱供电，控制箱与摄像头、LED触摸屏连接，锂电池设置在充电仓内，控制箱与充换电管理系统相通讯；控制箱与电源箱连接；

所述的充电仓包括仓体、充电器、插头、仓门、电子锁，充电器设置在仓体的后部，充电器通过充电线与插头连接，插头通过充电线引到仓体的前部，仓体两侧设有限定锂电池位置的导向块，仓门与仓体活动铰接，仓门上贴覆有二维码贴，仓门上设有由电子锁控制的锁扣；

所述的锂电池上设有充电插座，插头与充电插座连接，锂电池上设有NB-IoT窄带物联网预埋模块；锂电池上预埋有射频卡；

所述的控制箱包括控制器、高低温控制结构、射频卡处理单元、NB-IoT窄带物联网收发单元，高低温控制结构包括绝缘隔板、泊尔贴制冷制热片、风机，泊尔贴制冷制热片固定在绝缘隔板上，泊尔贴制冷制热片一侧设有风机，风机出口与充电仓相连通，泊尔贴制冷制热片另一侧与控制箱上的散热孔相对应，泊尔贴制冷制热片的正负极与控制器相连接，控制器与LED触摸屏、射频卡处理单元、NB-IoT窄带物联网收发单元连接，控制器通过modbus通讯总线与柜用电量计量单元、快速充电器单元、BMS电池管理单元、电子锁单元、射频卡扫描单元、柜内温度控制单元相通讯。

还包括NB-IoT窄带物联网接收单元、大型LED显示屏、报警单元，充换电管理系统与NB-IoT窄带物联网接收单元、大型LED显示屏、报警单元相连接，充换电管理系统通过NB-IoT窄带物联网接收单元与控制箱相通讯，所述的充换电管理系统通过wifi、网关与互联网通讯，充换电管理系统上连接有RS-485接口、USB接口。

所述的充电仓设置在控制箱顶部，控制箱与路灯杆通过支架固定连接。

所述的控制箱上设有通风腔，通风腔与风机、控制箱外部相连通。

所述的充电仓上方设有遮雨板。

所述的柜用电量计量单元用于检测控制箱、充电仓的用电量；

快速充电器单元用于控制充电器；

BMS电池管理单元可均衡锂电池的充电，测量锂电池温度，量测锂电池电压，检测剩余电量，充放电异常情况保护锂电池；

电子锁单元用于控制电子锁的开关；

射频卡扫描单元用于读取射频卡信息；

柜内温度控制单元用于制冷制热调控，检测控制箱、充电仓的温度，并控制风机的运行。

一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统的使用方法，包括以下步骤：

1)使用者通过手机扫描二维码，由射频卡扫描单元识别，经射频卡将空电锂电池解绑，并在LED触摸屏确认解绑空电锂电池，控制器控制空置充电仓的电子锁，开启该充电仓仓门，手动将空电锂电池放入充电仓内，将插头插入充电插座，手动关闭仓门；

2)延时开启带有满电锂电池的充电仓，取出满电锂电池，关闭仓门。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用路灯电源，方便随时随地取用锂电池，是解决外卖小哥和快递小哥自行充换电池的好办法，能够显著提高速递效率，降低成本。使用城市路灯电源为共亨智能充换电系统供电，免去了架设专用供电线路的麻烦，降低了成本。

本发明利用泊尔贴制冷制热片，改变电源极性，可实现对充电仓的加热和制冷，方便地解决了冬季北方寒冷，夏天严热，给锂电池加热和制冷问题；在冬季和夏季，锂电池都能够在充电仓内正常充电、存储。

本发明设置NB-IoT窄带物联网系统，以实现共亨智能充换电系统的远程管理，实现了低成本，低功耗，高复盖率的无线远传和物联网管理功能。

附图说明

图1是用城市路灯电源的共享智能充换电系统的现场配置图。

图2是充电仓结构示意图。

图3是锂电池端部示意图。

图4是NB-IoT窄带物联网预埋模块原理框图。

图5是锂电池表面示意图。

图6是控制器原理图。

图7是用城市路灯电源的共享智能充换电系统物联网管理系统。

图8是散热结构的示意图。

图9是用城市路灯电源的共享智能充换电系统的操作流程图。

图中：1-路灯杆 2-路灯电源箱 3-底部支架 4-控制箱 5-仓门 6-二维码贴 7-LED触摸屏 8-摄像头 9-上部支架 10-遮雨板 11-仓体 12-锁扣 13-电子锁 14-锂电池15-充电器 16-充电线 17-导向块

41-绝缘隔板 42-散热孔 43-泊尔贴制冷制热片 44-进风孔 45-正极 46-控制器47-进风口 48-负极 49-风机

141-NB-IoT窄带物联网预埋模块 142-充电插座 143-射频卡。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

见图1-图9，一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统，该共享智能充换电系统采用路灯电源供电，包括固定在路灯杆的电源箱，路灯为电源箱供电，还包括固定在路灯杆1的电源箱，电源箱为路灯供电，还包括控制箱4、充电仓、摄像头8、LED触摸屏7、二维码贴6、锂电池14、充换电管理系统，控制箱4与摄像头8、LED触摸屏7连接，锂电池14设置在充电仓内，控制箱4与充换电管理系统相通讯；控制箱4与电源箱连接，充电仓设置在控制箱4顶部，充电仓成排布置在路灯杆1径向，控制箱4与路灯杆1通过底部支架3固定连接，充电仓与路灯杆1通过上部支架9固定连接。

见图2，充电仓包括仓体11、充电器15、插头、仓门5、电子锁13，充电器15设置在仓体11的后部，充电器15通过充电线16与插头连接，插头通过充电线16引到仓体11的前部，仓体11两侧设有限定锂电池14位置的导向块17，同时起到导向作用，确保锂电池14能够顺利的插入充电仓内；仓门5与仓体11活动铰接，仓门5上贴覆有二维码贴6，仓门5上设有由电子锁13控制的锁扣12。充电仓上方设有遮雨板10，起到防雨防淋的作用。

见图3-图5，锂电池14前端面上设有充电插座142，充电插座142与插头连接，锂电池14上设有NB-IoT窄带物联网预埋模块141；锂电池14上预埋有射频卡143。

见图1、图6、图8，控制箱4包括控制器46、高低温控制结构、射频卡143处理单元、NB-IoT窄带物联网收发单元，高低温控制结构包括绝缘隔板41、泊尔贴制冷制热片43、风机49，泊尔贴制冷制热片43固定在绝缘隔板41上，泊尔贴制冷制热片43一侧设有风机49，风机49出口与充电仓相连通，泊尔贴制冷制热片43另一侧与控制箱4上的散热孔42相对应，泊尔贴制冷制热片43的正负极45、48与控制器46相连接，根据充电仓的温度确定泊尔贴制冷制热片43是制冷还是制热，由控制器46改变电源极性；控制器46与LED触摸屏7、射频卡143处理单元、NB-IoT窄带物联网收发单元连接，控制器46通过modbus通讯总线与柜用电量计量单元、快速充电器15单元、BMS电池管理单元、电子锁13单元、射频卡143扫描单元、柜内温度控制单元相通讯。控制箱4上设有通风腔，通风腔与风机49、控制箱4外部相连通，通风腔将外部的空气经进风孔44引入，由进风口47吸入到风机49进口，再由风机49出口进入到充电仓，为充电仓散热或加热。

其中，柜用电量计量单元用于检测控制箱4、充电仓的用电量；快速充电器15单元用于控制充电器15；BMS电池管理单元可均衡锂电池14的充电，测量锂电池14温度，量测锂电池14电压，检测剩余电量，充放电异常情况保护锂电池14；电子锁13单元用于控制电子锁13的开关；射频卡143扫描单元用于读取射频卡143信息；柜内温度控制单元用于制冷制热调控，检测控制箱4、充电仓的温度，并控制风机49的运行。

见图7，本共享智能充换电系统还包括NB-IoT窄带物联网接收单元、大型LED显示屏、报警单元，充换电管理系统与NB-IoT窄带物联网接收单元、大型LED显示屏、报警单元相连接，充换电管理系统通过NB-IoT窄带物联网接收单元与控制箱4相通讯，所述的充换电管理系统通过wifi、网关与互联网通讯，充换电管理系统上连接有RS-485接口、USB接口。

见图1-图9，用城市路灯电源的共享智能充换电系统的使用方法，包括以下步骤：

1)使用者通过手机扫描二维码，由射频卡143扫描单元识别，经射频卡143将空电锂电池14解绑，并在LED触摸屏7确认解绑空电锂电池14，控制器46控制空置充电仓的电子锁13，开启该充电仓仓门5，手动将空电锂电池14放入充电仓内，将插头插入充电插座142，手动关闭仓门5；

2)延时开启带有满电锂电池14的充电仓，取出满电锂电池14，关闭仓门5。

每个锂电池14上均设置NB-IoT窄带物联网预埋模块141，NB-IoT窄带物联网预埋模块141由NB-IoT窄带物联网发送单元、嵌入式微电脑、单电池BMS管理单元组成，单电池BMS管理单元用于量测锂电池14电压，通过嵌入式微电脑处理，将量测信息通过NB-IoT窄带物联网发送单元发送到控制箱4的控制器46，若干锂电池14的电压信息经控制器46处理后发送到充换电管理系统，利用此种方式，可实现每个锂电池14所有信息的远程监控，可实现每个控制箱4、充电仓的远程监控。

Claims (7)

1.一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统，其特征在于，该共享智能充换电系统采用路灯电源供电，包括固定在路灯杆的电源箱、控制箱、充电仓、摄像头、LED触摸屏、二维码贴、锂电池、充换电管理系统，路灯为电源箱供电，控制箱与摄像头、LED触摸屏连接，锂电池设置在充电仓内，控制箱与充换电管理系统相通讯；控制箱与电源箱连接；

所述的充电仓包括仓体、充电器、插头、仓门、电子锁，充电器设置在仓体的后部，充电器通过充电线与插头连接，插头通过充电线引到仓体的前部，仓体两侧设有限定锂电池位置的导向块，仓门与仓体活动铰接，仓门上贴覆有二维码贴，仓门上设有由电子锁控制的锁扣；

所述的锂电池上设有充电插座，插头与充电插座连接，锂电池上设有NB-IoT窄带物联网预埋模块；锂电池上预埋有射频卡；

所述的控制箱包括控制器、高低温控制结构、射频卡处理单元、NB-IoT窄带物联网收发单元，高低温控制结构包括绝缘隔板、泊尔贴制冷制热片、风机，泊尔贴制冷制热片固定在绝缘隔板上，泊尔贴制冷制热片一侧设有风机，风机出口与充电仓相连通，泊尔贴制冷制热片另一侧与控制箱上的散热孔相对应，泊尔贴制冷制热片的正负极与控制器相连接，控制器与LED触摸屏、射频卡处理单元、NB-IoT窄带物联网收发单元连接，控制器通过modbus通讯总线与柜用电量计量单元、快速充电器单元、BMS电池管理单元、电子锁单元、射频卡扫描单元、柜内温度控制单元相通讯。

2.根据权利要求1所述的一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统，其特征在于，还包括NB-IoT窄带物联网接收单元、大型LED显示屏、报警单元，充换电管理系统与NB-IoT窄带物联网接收单元、大型LED显示屏、报警单元相连接，充换电管理系统通过NB-IoT窄带物联网接收单元与控制箱相通讯，所述的充换电管理系统通过wifi、网关与互联网通讯，充换电管理系统上连接有RS-485接口、USB接口。

3.根据权利要求1所述的一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统，其特征在于，所述的充电仓设置在控制箱顶部，控制箱与路灯杆通过支架固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统，其特征在于，所述的控制箱上设有通风腔，通风腔与风机、控制箱外部相连通。

5.根据权利要求1所述的一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统，其特征在于，所述的充电仓上方设有遮雨板。

6.根据权利要求1所述的一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统，其特征在于，所述的柜用电量计量单元用于检测控制箱、充电仓的用电量；

快速充电器单元用于控制充电器；

BMS电池管理单元可均衡锂电池的充电，测量锂电池温度，量测锂电池电压，检测剩余电量，充放电异常情况保护锂电池；

电子锁单元用于控制电子锁的开关；

射频卡扫描单元用于读取射频卡信息；

柜内温度控制单元用于制冷制热调控，检测控制箱、充电仓的温度，并控制风机的运行。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种用城市路灯电源的共享智能充换电系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)使用者通过手机扫描二维码，由射频卡扫描单元识别，经射频卡将空电锂电池解绑，并在LED触摸屏确认解绑空电锂电池，控制器控制空置充电仓的电子锁，开启该充电仓仓门，手动将空电锂电池放入充电仓内，将插头插入充电插座，手动关闭仓门；

2)延时开启带有满电锂电池的充电仓，取出满电锂电池，关闭仓门。