CN110406407A - 共享电池智能充换电柜及充换电管理控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种共享电池智能充换电柜及充换电管理控制系统，包括有智能电柜，所述智能电柜上设置有若干个电池储柜，并在所述电池储柜中设置有充电插头和定位块，由所述充电插头和定位块来定位锂电池上的充电插孔和定位槽，来为锂电池进行充电，所述电池储柜的柜门上设置有电控门锁，所述智能电柜上还设置有与主控器连接的人机界面；来为电动车的电瓶进行快速的更换电池，以提高电动车的使用效率。

Description

共享电池智能充换电柜及充换电管理控制系统
技术领域
本发明涉及电动车电瓶充电技术领域，尤其涉及一种共享电池智能充换电柜及充换电管理控制系统。
背景技术
随着互联网的迅猛发展,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。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、效率低等已经远不能满足外卖和快递行业的发展需要。其次自己充电的方式严重影响了速递的效率，要准备多组电池,尤其冬季,很不方便。因此，如何让电动车自行充电变成换电池显得尤为重要。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种共享电池智能充换电柜及充换电管理控制系统，来为电动车的电瓶进行快速的更换电池，以提高电动车的使用效率。
为解决上述问题，本发明提供了一种共享电池智能充换电柜，包括有智能电柜，所述智能电柜上设置有若干个电池储柜，并在所述电池储柜中设置有充电插头和定位块，由所述充电插头和定位块来定位锂电池上的充电插孔和定位槽，来为锂电池进行充电，所述电池储柜的柜门上设置有电控门锁，所述智能电柜上还设置有与主控器连接的人机界面。
进一步改进在于：所述智能电柜的电池储柜中均设置有冷却风机和温度传感器，通过在充电插头的正极上也设置有有温度传感器来采集锂电池的温度信号，所述智能电柜的侧面设有通风板和风机进风口。
一种共享电池智能充换电柜的充换电管理控制系统，包括有主控制器以及与主控制器相连接的人机界面、监控器、无线通讯模块、电池系统、电子门锁单元、门磁检测单元和二维码扫描单元，所述主控制器以无线通讯模块通过云平台与后台管理服务系统进行数据交互，用户可通过手机查看电池的电量信息及查看到最近的换电站的位置信息,后台管理服务系统能够接收到用户电池的电量信息及电池定位信息。
进一步改进在于：所述电池系统包括快速充电单元、电池均衡单元、电池温度检测单元，所述快速充电单元、电池均衡单元、电池温度检测单元分别与主控制器相连接。
进一步改进在于：与所述电池系统连接的锂电池中安装有电压传感器、电流传感器和无线通讯模块,所述电压传感器、电流传感器将检测到的数据通过无线通讯模块向云服务平台发送数据信息,在所述锂电池外表面设有二维码。
进一步改进在于：用户通过二维码扫描单元来打开电池储柜，以将锂电池放入到充电插孔中进行充电，由监控器和电池系统来实时对锂电池进行充电和监测。
本发明的有益效果是：1、提供人机交互操作；提供充电接口。2、向充电机发生控制指令、开关信号，控制充电机启动与停止，获取充电机状态信息。3、具备充电接口的连接状态判断、联锁、控制导引等完善的安全保护控制逻辑。4、具备漏电、短路、过压、欠压、过流等保护功能，确保充电桩安全可靠运行；防护等级IP54。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图2为本发明的电池储柜的结构图。
图3为本发明的电池储柜的结构图。
图4为本发明的智能电柜的内部图。
图5为本发明的控制图。
其中：1-智能电柜，2-电池储柜，3-充电插头，4-定位块，5-电控门锁，6-人机界面，7-冷却风机，8-通风板，9-风机进风口。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一
根据图1、2、3、4所示，本实施例提供了一种共享电池智能充换电柜，包括有智能电柜1，所述智能电柜1上设置有12个电池储柜2，并在所述电池储柜2中设置有充电插头3和定位块4，由所述充电插头3和定位块4来定位锂电池上的充电插孔和定位槽，来为锂电池进行充电，所述电池储柜2的柜门上设置有电控门锁5，所述智能电柜1上还设置有与主控器连接的人机界面6。
所述智能电柜的电池储柜2中均设置有冷却风机7和温度传感器用于调整柜内温度,以保证冬季温度低和夏季温度高时,控制系统的稳定运行，同时在充电插头3的正极上也设置有有温度传感器来采集锂电池的温度信号，所述电池储柜2的侧面设有通风板8和风机进风口9。
充电插头包括绝缘套、金属固定套、弹簧和导电触针,绝缘套为圆柱形结构,前端设有凸台,弹簧套在绝缘套后端的圆柱上,弹簧与绝缘套之间设有塑料套,金属固定套，套在绝缘套外部,绝缘套内部设有通孔,通孔内设有绝缘内套,绝缘内套内设有弹簧,导电触针放置于绝缘内套内。
实施例二
如图5所示，本实施例提供了一种共享电池智能充换电柜的充换电管理控制系统，包括有主控制器以及与主控制器相连接的人机界面、监控器、无线通讯模块、电池系统、电子门锁单元、门磁检测单元和二维码扫描单元，所述主控制器以无线通讯模块通过云平台与后台管理服务系统进行数据交互，用户可通过手机查看电池的电量信息及查看到最近的换电站的位置信息,后台管理服务系统能够接收到用户电池的电量信息及电池定位信息。
所述电池系统包括快速充电单元、电池均衡单元、电池温度检测单元，所述快速充电单元、电池均衡单元、电池温度检测单元分别与主控制器相连接；快速充电单元的快充主电路、三极管开关、控制端均为脉冲信号,控制三极管开关、交替导通,来实现快充过程。锂电池温度检测单元的温度传感器采用总线式连接,智能电柜的正极充电插头上连接有温度传感器,用于采集锂电池的温度信号,并且以总线方式连接至网络数据采集器上；多路数据采集器是由信号接入单元、信号变换单元、隔离放大单元和嵌入式微电脑含转换依次连接组成。信号分时送入信号输入单元后,依次经信号变换单元、隔离放大单元后输出的模拟信号进入嵌入式微电脑,嵌入式微电脑设有现场总线接口与温度传感器通信信号接入单元通过锁存器连接嵌入式微电脑的数据总线,信号变换单元通过锁存器连接嵌入式微电脑的数据总线,隔离放大单元通过锁存器连接嵌入式微电脑的数据总线,全部操作均由嵌入式微电脑按程序控制,测温来自锂电温网络测温电路。信号输入单元可接收来自变送器的模拟信号,每个通道接入的信号种类可以预先设定。
与所述电池系统连接的锂电池中安装有电压传感器、电流传感器和无线通讯模块,所述电压传感器、电流传感器将检测到的数据通过无线通讯模块向云服务平台发送数据信息,在所述锂电池外表面设有二维码。用户通过二维码扫描单元来打开电池储柜，以将锂电池放入到充电插孔中进行充电，由监控器和电池系统来实时对锂电池进行充电和监测。
用户扫描电池二维码后，云平台会下发带有当前操作用户绑定电池编号的换电指令到电池储柜。电池储柜收到换电指令后，检测当前是否有空仓，是否有同类型的满电池(48V的不能换60V，同理60V不能换48V)，如果没有空仓或者没有满电池，电池储柜不进行换电操作，返回云平台为代号为0的错误号。如果电池储柜满足换电要求，保存用户绑定的电池编号，随机打开一个空仓门。放入空电池，关闭仓门，开始检测空电池：a.假如没有放入空电池；b.假如放入电池但不连接485通讯线，则弹开当前仓门，语音提示”未检测到电池，请重新插入电池；c.假如放入一个其他假电池，或者非用户绑定的电池，用485读取到的电池和保存的绑定电池做比较。结果一致,认为是用户当前绑定的电池，结果不一致，则弹开当前仓门。。
当放入一个亏电电池，读取空电池相关信息，如果充电电流小于等于0,换电柜认为是不正常电池，拒绝换电。如果，连续错误操作三次，则不再弹开空仓，换电柜不再打开空仓门，换电操作结束。正常放入空电池后，随机打开一个同类型的满电池仓门，语音提示用户提取电池，用户提取出电池后，关闭仓门，换电柜上传云平台解绑用户电池，绑定满电池消息，换电操作成功。当满电池仓门打开后，一直不提取电池，超过整个换电流程的换电时间(暂定3分钟)，认为换电成功。当不提取电池后直接关闭仓门，语音提示”电池未取出，请提取电池"弹开满电池仓门,此时取出或者不取出电池，关闭仓门或者不关闭仓门，都认为换电成功。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种共享电池智能充换电柜，包括有智能电柜(1)，其特征在于：所述智能电柜(1)上设置有若干个电池储柜(2)，并在所述电池储柜(2)中设置有充电器的充电插头(3)和定位块(4)，由所述充电器充电插头(3)和定位块(4)来定位锂电池上的充电插孔和定位槽，来为锂电池进行充电，所述电池储柜(2)的柜门上设置有电控门锁(5)，所述智能电柜(1)上还设置有与主控器连接的人机界面(6)。
2.根据权利要求1所述的共享电池智能充换电柜，其特征在于：所述智能电柜的电池储柜(2)中均设置有冷却风机(7)和温度传感器，同时在充电插头(3)的正极上也设置有有温度传感器来采集锂电池的温度信号，所述电池储柜(2)的侧面设有通风板(8)和风机进风口(9)。
3.应用于权利要求1所述的共享电池智能充换电柜的充换电管理控制系统，其特征在于：包括有主控制器以及与主控制器相连接的人机界面、监控器、无线通讯模块、电池系统、电子门锁单元、门磁检测单元和二维码扫描单元，所述主控制器以无线通讯模块通过云平台与后台管理服务系统进行数据交互，用户可通过手机查看电池的电量信息及查看到最近的换电站的位置信息,后台管理服务系统能够接收到用户电池的电量信息及电池定位信息。
4.根据权利要求3所述的共享电池智能充换电柜的充换电管理控制系统，其特征在于：所述电池系统包括快速充电单元、电池均衡单元、电池温度检测单元，所述快速充电单元、电池均衡单元、电池温度检测单元分别与主控制器相连接。
5.根据权利要求3所述的共享电池智能充换电柜的充换电管理控制系统，其特征在于：与所述电池系统连接的锂电池中安装有电压传感器、电流传感器和无线通讯模块,所述电压传感器、电流传感器将检测到的数据通过无线通讯模块向云服务平台发送数据信息,在所述锂电池外表面设有二维码。
6.根据权利要求3所述的共享电池智能充换电柜的充换电管理控制系统，其特征在于：用户通过二维码扫描单元来打开电池储柜，以将锂电池放入到充电插孔中进行充电，由监控器和电池系统来实时对锂电池进行充电和监测。
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