CN111856297A - 一种换电柜中的仓内电池在位检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换电柜中的仓内电池在位检测装置，换电柜，换电柜包括：控制系统、设置在换电柜上的多个电池仓、以及与多个电池仓对应设置且与控制系统电连接的充电装置；充电装置的第一端设置在电池仓内并与控制系统连接，充电装置的第二端悬空，且充电装置的第二端用于在电池放入电池仓内时，与电池的充电输入口连接；充电装置的第二端设有充电接口，充电接口插入放入电池仓内的电池的充电输入口连接时，控制系统检测到电池放入电池仓内的在位检测信号。本发明简单易实现，电路成本低，结构简单，不需要额外增加器件，还可防止用假物体伪造电池，检测精准，不存在误判，可独立工作，不依赖于电池是否可正常工作。

Description

一种换电柜中的仓内电池在位检测装置

技术领域

本发明涉及电池检测技术领域，更具体地说，涉及一种换电柜中的仓内电池在位检测装置。

背景技术

二、三轮电动车充换电柜(下称：换电柜)是目前市场民用需求很大的供电动车骑手将欠压电池直接替换满电电池的共享系统。该系统具有对多块大容量电池同时充电的功能，每个电池一般放在一个独立的电池仓内，每个仓体具有仓门，仓门带有电子锁，防止电池被盗。换电柜系统是无人值守的自动化系统，当系统无法正确判断电池仓内是否放有电池时，将会引起一系列错误的操作，甚至会将有电池的仓门当成空仓打开，造成电池丢失，后果非常严重。

目前，市场上常用的在位检测方案有三种：第一种、通过电池与柜控系统间是否有通信报文来判断，如串口信号、CAN口信号等。第二种、仓内装有“行程开关”，通过电池放在仓内对“行程开关”产生挤压来判断。行程开关是位置开关的一种，是一种常用的小电流主令电器。利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。第三种、仓内装有“光电在位开关”，通过“光电在位开关”检测仓内电池是否存在，如图(1)是其中一种安装方式。当有电池等物体靠近“光电在位开关”时，即可通过红外线检测到有物体存在。

对于第一种，当电池无法正常通信时，就检测不到电池，往往会因此造成电池丢失。对于第二种，需要额外的器件，增加成本，而且常会因为电池的摆放位置偏移，造成“行程开关”没有接触到位，容易被用假物体来伪造电池，造成误判。对于第三种，需要额外的器件，增加成本，且“光电在位开关”通常使用寿命较短，亦容易被用假物体来伪造电池，造成误判。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种换电柜中的仓内电池在位检测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种换电柜中的仓内电池在位检测装置，包括换电柜，所述换电柜包括：控制系统、设置在所述换电柜上的多个电池仓、以及与所述多个电池仓对应设置且与所述控制系统电连接的充电装置；

所述充电装置的第一端设置在所述电池仓内并与所述控制系统连接，所述充电装置的第二端悬空，且所述充电装置的第二端用于在电池放入所述电池仓内时，与所述电池的充电输入口连接；

所述充电装置的第二端设有充电接口，所述充电接口插入放入所述电池仓内的电池的充电输入口连接时，所述控制系统检测到电池放入所述电池仓内的在位检测信号。

优选地，所述充电输入口包括：第一插接孔、第二插接孔、第三插接孔、第四插接孔、第五插接孔和第六插接孔；所述电池包括：电源管理板，所述电源管理板上设有与所述第一插接孔、所述第二插接孔、所述第三插接孔、所述第四插接孔、所述第五插接孔和所述第六插接孔对应的第一连接端、第二连接端、第三连接端、第四连接端、第五连接端和第六连接端；

所述第一插接孔、所述第二插接孔、所述第三插接孔、所述第四插接孔、所述第五插接孔和所述第六插接孔，用于在所述充电接口插入时，供所述充电输入口对应的插针插入，以使所述第一连接端、所述第二连接端、所述第三连接端、所述第四连接端、所述第五连接端和所述第六连接端与所述充电接口中的插针电连接；

所述第三插接孔中的第三连接端和所述第四插接孔的第四连接端短接。

优选地，所述充电接口包括：第一插针、第二插针、第三插针、第四插针、第五插针和第六插针；

所述充电接口插入所述充电输入口时，所述第一插针、所述第二插针、所述第三插针、所述第四插针、所述第五插针和所述第六插针对应插入所述第一插接孔、所述第二插接孔、所述第三插接孔、所述第四插接孔、所述第五插接孔和所述第六插接孔中，所述第一插针、所述第二插针、所述第五插针和所述第六插针分别与所述第一连接端、所述第二连接端、所述第五连接端和所述第六连接端对应连接，所述第三插针和所述第四插针连通。

优选地，所述控制系统包括：与所述充电装置的第一端连接的、用于在所述充电装置的第二端插入所述电池的充电输入口时产生所述在位检测信号的检测电路。

优选地，所述检测电路包括：限流电路和检测芯片；

所述限流电路一端与连接供电电压，所述限流电路另一端与所述检测芯片连接，所述检测芯片的输入端与所述充电装置的第一端连接，所述检测芯片的输出端输出所述在位检测信号。

优选地，所述限流电路包括：第三十七电阻和第三十八电阻；

所述第三十七电阻的第一端连接所述供电电压，所述第三十七电阻的第二端连接所述检测芯片的第一引脚，所述第三十八电阻的第一端连接所述第三十七电阻的第二端，所述第三十八电阻的第二端连接所述检测芯片的第二引脚。

优选地，所述检测芯片包括：第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚；所述充电装置的第一端包括：第三连接点和第四连接点；

所述检测芯片的第一引脚连接所述第三十七电阻的第二端，所述检测芯片的第二引脚连接所述第四连接点，所述第三连接点接地；所述检测芯片的第三引脚接地，所述检测芯片的第四端输出所述在位检测信号；

所述检测芯片的第二引脚为所述检测芯片的输入端，所述检测芯片的第四引脚为所述检测芯片的输出端。

优选地，所述在位检测信号为高电平信号。

优选地，还包括：设置在所述检测电路的输出端、用于对所述在位检测信号进行滤波处理的滤波电路。

优选地，所述滤波电路包括：第三十电容；

所述第三十电容的第一端连接所述检测芯片的第四端，所述第三十电容的第二端接地。

实施本发明的换电柜中的仓内电池在位检测装置，具有以下有益效果：换电柜，换电柜包括：控制系统、设置在换电柜上的多个电池仓、以及与多个电池仓对应设置且与控制系统电连接的充电装置；充电装置的第一端设置在电池仓内并与控制系统连接，充电装置的第二端悬空，且充电装置的第二端用于在电池放入电池仓内时，与电池的充电输入口连接；充电装置的第二端设有充电接口，充电接口插入放入电池仓内的电池的充电输入口连接时，控制系统检测到电池放入电池仓内的在位检测信号。本发明简单易实现，电路成本低，结构简单，不需要额外增加器件，还可防止用假物体伪造电池，检测精准，不存在误判，可独立工作，不依赖于电池是否可正常工作。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例提供的充电柜的正面结构示意图；

图2是本发明实施例提供的充电装置待插入与电池的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的充电装置插入与电池后的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的充电装置的充电接口的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的充电输入口与电源管理板的连线示意图；

图6是本发明实施例提供的充电接口的连线示意图；

图7是本发明实施例提供的检测电路的原理图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

参考图1，图1为本发明实施例提供的各实施例一可选实施例的换电柜的结构示意图。

如图1所示，该换电柜中的仓内电池在位检测装置可包括换电柜10，该换电柜10可包括多个电池仓11以及充电装置12。在一些实施例中，每一个电池仓11对应设置一个充电装置12，通过该充电装置12，可对放入该电池仓11内的电池20进行充电。进一步地，每一个电池仓11可放入一个电池20。进一步地，该换电柜10还包括控制系统，每一个电池仓11内的充电装置12均与该控制系统电连接，以实现由控制系统控制充电装置12对放入该充电装置12所在的电池仓11内的电池20进行充电控制及与电池20的数据通信/通讯等。

如图2和图3所示，在一些实施例中，该充电装置12的第一端设置在电池仓11内并与控制系统连接，该充电装置12的第二端悬空，且充电装置12的第二端用于在电池20放入电池仓11内时，与电池20的充电输入口21连接。具体的，如图2所示，当充电装置12所在的电池仓11内未放入电池20时，该充电装置12的第二端为悬空状态，而其第一端是固定设置在电池仓11内并与控制系统电连接的。当在该电池仓11内放入电池20时，可由使用人员将充电装置12的第二端插入电池20中(如图3所示)，以完成对电池20的充电和数据传输。

进一步地，如图2所示，充电装置12的第二端设有充电接口121，充电接口121插入放入电池仓11内的电池20的充电输入口21连接时，控制系统检测到电池20放入电池仓11内的在位检测信号。在一些实施例中，该在位检测信号为高电平信号。具体的，当该充电装置12的第二端上的充电接口121插入电池20的充电输入口21时，换电柜10中的控制系统即可接收到该高电平信号，从而判断电池20已放入电池仓11中。

在一些实施例中，如图5所示，该充电输入口21包括：第一插接孔2101、第二插接孔2102、第三插接孔2103、第四插接孔2104、第五插接孔2105和第六插接孔2106。电池20包括：电源管理板22，电源管理板22上设有与第一插接孔2101、第二插接孔2102、第三插接孔2103、第四插接孔2104、第五插接孔2105和第六插接孔2106对应的第一连接端2201、第二连接端2202、第三连接端2203、第四连接端2204、第五连接端2205和第六连接端2206。

第一插接孔2101、第二插接孔2102、第三插接孔2103、第四插接孔2104、第五插接孔2105和第六插接孔2106，用于在充电接口121插入时，供充电输入口21对应的插针插入，以使第一连接端2201、第二连接端2202、第三连接端2203、第四连接端2204、第五连接端2205和第六连接端2206与充电接口121中的插针电连接。第三插接孔2103中的第三连接端2203和第四插接孔2104的第四连接端2204短接。

进一步地，在一些实施例中，如图4所示，该充电接口121包括：第一插针1201、第二插针1202、第三插针1203、第四插针1204、第五插针1205和第六插针1206。

充电接口121插入充电输入口21时，第一插针1201、第二插针1202、第三插针1203、第四插针1204、第五插针1205和第六插针1206对应插入第一插接孔2101、第二插接孔2102、第三插接孔2103、第四插接孔2104、第五插接孔2105和第六插接孔2106中，第一插针1201、第二插针1202、第五插针1205和第六插针1206分别与第一连接端2201、第二连接端2202、第五连接端2205和第六连接端2206对应连接，第三插针1203和第四插针1204连通。

如图4和图5所示，在电源管理板22中，第三连接端2203和第四连接端2204为短接状态，因此，当充电接口121插入充电输入口21时，第一插针1201、第二插针1202、第五插针1205和第六插针1206即可与第一连接端2201、第二连接端2202、第五连接端2205和第六连接端2206连接，第三插针1203和第四插针1204与第三连接端2203和第四连接端2204对应连接，而由于第一连接端2201和第四连接端2204已短接，因此，第三插针1203和第四插针1204即连通。

进一步地，如图7所示，在一些实施例中，该控制系统包括：与充电装置12的第一端连接的、用于在充电装置12的第二端插入电池20的充电输入口21时产生在位检测信号的检测电路23。

在一些实施例中，该检测电路23包括：限流电路231和检测芯片232。

限流电路231一端与连接供电电压(12V)，限流电路231另一端与检测芯片232连接，检测芯片232的输入端与充电装置12的第一端连接，检测芯片232的输出端输出在位检测信号。

进一步地，该限流电路231包括：第三十七电阻R37和第三十八电阻R38。

第三十七电阻R37的第一端连接供电电压(12V)，第三十七电阻R37的第二端连接检测芯片232的第一引脚，第三十八电阻R38的第一端连接第三十七电阻R37的第二端，第三十八电阻R38的第二端连接检测芯片232的第二引脚。

进一步地，该检测芯片232(U8)包括：第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚；充电装置12的第一端包括：第三连接点S01和第四连接点S02。

检测芯片232的第一引脚连接第三十七电阻R37的第二端，检测芯片232的第二引脚连接第四连接点S02，第三连接点S01接地；检测芯片232的第三引脚接地，检测芯片232的第四端输出在位检测信号；检测芯片232的第二引脚为检测芯片232的输入端，检测芯片232的第四引脚为检测芯片232的输出端。

进一步地，在一些实施例中，该检测电路23还包括：设置在检测电路23的输出端、用于对在位检测信号进行滤波处理的滤波电路233。

在一些实施例中，该滤波电路233包括：第三十电容C30；第三十电容C30的第一端连接检测芯片232的第四端，第三十电容C30的第二端接地。

如图5、图6和图7所示，当充电装置12的充电接入插入电池20的充电输入口21时，第一插针1201、第二插针1202、第三插针1203、第四插针1204、第五插针1205和第六插针1206分别对应插入第一插接孔2101、第二插接孔2102、第三插接孔2103、第四插接孔2104、第五插接孔2105和第六插接孔2106中，第一插针1201、第二插针1202、第三插针1203、第四插针1204、第五插针1205和第六插针1206分别与电池20管理板上的第一连接端2201、第二连接端2202、第三连接端2203、第四连接端2204、第五连接端2205和第六连接端2206对应连接，此时，由于第三连接端2203和第四连接端2204已短接，因此，第三插针1203和第四插针1204即连通，从而使得充电装置12的第一端中的第三连接点S01和第四连接点S02连通，从而形成回路，检测芯片232的第四引脚即输出高电平信号，进而通过该高电平信号可实现对电池20的在位检测。

如图2和图3所示，充电装置12即为现有的换电柜10中的“充电线”，该充电装置12是“2+6”形式的接口，其为换电柜10通用的软线接口，可满足市场上所有常用的二、三轮电动车的电池20充电需求。在实际应用中，第三插针1203和第四插针1204为悬空状态，本发明通过将“2+6”形式的接口在电池20的电源管理板22中的第三连接端2203和第四连接端2204短接，而连接换电柜10中的控制系统的充电接口121的第三插针1203和第插针为干接点。因此，当充电接口121插入电池20的充电输入口21时，干接点连通，当充电接口121拔出电池20的充电输入口21时，干接点断开，控制系统通过读取干接点信号来判断电池20是否存在于电池仓11中。在其他实施例中，对于“2+6”形式的接口，也可以用其他插针来代替第三插针1203和第四插针1204做干接点，接口定义相应改变即可。

本发明实现方法简单，在换电柜10的系统中，充电线路是必然存在的，电池20需要充电，充电线路就必须接入电池20的充电输入口21中，只需要在充电装置12的充电接口121上使用干接点形成回路即可，拔出充电接口121，干接点即断开。而且该检测装置成本非常低，对换电柜10系统而言，几乎没有增加成本。而且，由于充电装置12的接口的特性，很难采用假物体来伪造电池20，同时在位判断准确，对电池20的摆放位置没有要求。另外，对电池20的在位检测不依赖于电池20是否能正常工作，由于采用干接点，只需要对电池20的电源管理板22上对应的连接端进行短路设计即可，对电池20没有电流、电压的输入、输出要求，只要用户插入充电接口121，即可判断。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种换电柜中的仓内电池在位检测装置，其特征在于，换电柜，所述换电柜包括：控制系统、设置在所述换电柜上的多个电池仓、以及与所述多个电池仓对应设置且与所述控制系统电连接的充电装置；

所述充电装置的第一端设置在所述电池仓内并与所述控制系统连接，所述充电装置的第二端悬空，且所述充电装置的第二端用于在电池放入所述电池仓内时，与所述电池的充电输入口连接；

所述充电装置的第二端设有充电接口，所述充电接口插入放入所述电池仓内的电池的充电输入口连接时，所述控制系统检测到电池放入所述电池仓内的在位检测信号。

2.根据权利要求1所述的换电柜中的仓内电池在位检测装置，其特征在于，所述充电输入口包括：第一插接孔、第二插接孔、第三插接孔、第四插接孔、第五插接孔和第六插接孔；所述电池包括：电源管理板，所述电源管理板上设有与所述第一插接孔、所述第二插接孔、所述第三插接孔、所述第四插接孔、所述第五插接孔和所述第六插接孔对应的第一连接端、第二连接端、第三连接端、第四连接端、第五连接端和第六连接端；

所述第一插接孔、所述第二插接孔、所述第三插接孔、所述第四插接孔、所述第五插接孔和所述第六插接孔，用于在所述充电接口插入时，供所述充电输入口对应的插针插入，以使所述第一连接端、所述第二连接端、所述第三连接端、所述第四连接端、所述第五连接端和所述第六连接端与所述充电接口中的插针电连接；

所述第三插接孔中的第三连接端和所述第四插接孔的第四连接端短接。

3.根据权利要求2所述的换电柜中的仓内电池在位检测装置，其特征在于，所述充电接口包括：第一插针、第二插针、第三插针、第四插针、第五插针和第六插针；

所述充电接口插入所述充电输入口时，所述第一插针、所述第二插针、所述第三插针、所述第四插针、所述第五插针和所述第六插针对应插入所述第一插接孔、所述第二插接孔、所述第三插接孔、所述第四插接孔、所述第五插接孔和所述第六插接孔中，所述第一插针、所述第二插针、所述第五插针和所述第六插针分别与所述第一连接端、所述第二连接端、所述第五连接端和所述第六连接端对应连接，所述第三插针和所述第四插针连通。

4.根据权利要求3所述的换电柜中的仓内电池在位检测装置，其特征在于，所述控制系统包括：与所述充电装置的第一端连接的、用于在所述充电装置的第二端插入所述电池的充电输入口时产生所述在位检测信号的检测电路。

5.根据权利要求4所述的换电柜中的仓内电池在位检测装置，其特征在于，所述检测电路包括：限流电路和检测芯片；

所述限流电路一端与连接供电电压，所述限流电路另一端与所述检测芯片连接，所述检测芯片的输入端与所述充电装置的第一端连接，所述检测芯片的输出端输出所述在位检测信号。

6.根据权利要求5所述的换电柜中的仓内电池在位检测装置，其特征在于，所述限流电路包括：第三十七电阻和第三十八电阻；

所述第三十七电阻的第一端连接所述供电电压，所述第三十七电阻的第二端连接所述检测芯片的第一引脚，所述第三十八电阻的第一端连接所述第三十七电阻的第二端，所述第三十八电阻的第二端连接所述检测芯片的第二引脚。

7.根据权利要求6所述的换电柜中的仓内电池在位检测装置，其特征在于，所述检测芯片包括：第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚；所述充电装置的第一端包括：第三连接点和第四连接点；

所述检测芯片的第一引脚连接所述第三十七电阻的第二端，所述检测芯片的第二引脚连接所述第四连接点，所述第三连接点接地；所述检测芯片的第三引脚接地，所述检测芯片的第四端输出所述在位检测信号；

所述检测芯片的第二引脚为所述检测芯片的输入端，所述检测芯片的第四引脚为所述检测芯片的输出端。

8.根据权利要求1所述的换电柜中的仓内电池在位检测装置，其特征在于，所述在位检测信号为高电平信号。

9.根据权利要求7所述的换电柜中的仓内电池在位检测装置，其特征在于，还包括：设置在所述检测电路的输出端、用于对所述在位检测信号进行滤波处理的滤波电路。

10.根据权利要求9所述的换电柜中的仓内电池在位检测装置，其特征在于，所述滤波电路包括：第三十电容；

所述第三十电容的第一端连接所述检测芯片的第四端，所述第三十电容的第二端接地。

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