CN203301193U - 柜式电动自行车智能充电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动自行车充电站，公开了一种柜式电动自行车智能充电站，包括充电柜、主控制板、充电控制板、外部显示单元及信息发送单元，充电柜用于存放电池，防止电池被盗，主控制板用于数据的集中处理与存储以及信息的显示，充电控制板实现充电管理和控制。本实用新型具有以下优点：采用多重物品防盗技术，可保证电池充电过程的安全；采用微电脑控制芯片的充电管理方式，科学充电，可延长电池使用寿命；车主无需购买或维修充电器，可节约社会资源，降低购车的成本；不科学的充电方式大大浪费电能资源，同时加速了电池的老化，造成不必要的损失，科学化充电管理，可节约资源。

Description

柜式电动自行车智能充电站

技术领域

本实用新型涉及电动自行车充电站，尤其涉及了一种柜式电动自行车智能充电站。

背景技术

近十几年来，作为未来电动汽车最为前沿的实践阵地，电动自行车不仅在多年的争议中蓬勃发展，而且以其轻巧、低能耗、低排放、经济实用的优点走入寻常百姓家，成为中国人的首选交通工具。但是在不断发展的过程中也存在许多的弊端来阻碍电动自行车行业的发展，例如电动自行车的电池经常被盗使车主觉得心惊胆战，因而车主每天都要扛着电池回家充电，这成为了生活的累赘，而且不科学的充电方法和拙劣的充电器加快了电池的老化，给车主带来了不小的经济损失，同时也对环境保护有一定的负面效果。

发明内容

本实用新型针对现有技术中电池经常被盗，且不科学的充电方式易加快电池老化，造成一定的经济损失的缺点，提供了一种具有多重防盗，且充电方式科学，具有节能效果的柜式电动自行车智能充电站。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

柜式电动自行车智能充电站，包括充电柜，充电柜上设有若干个充电箱，每个充电箱配有一个柜门，柜门一端与充电箱铰接，柜门另一端设有自开门弹簧、电控锁和门磁报警器。电控锁采用电子控制，由微电脑控制芯片控制柜门的开闭；当柜门被强行打开时，微电脑控制芯片发出报警指令，门磁报警器执行报警指令；自开门弹簧的作用是当电控锁执行开柜门的指令时，柜门可自动弹开。

作为优选，还包括主控制板，主控制板包括微电脑控制芯片及外围电路，主控制板设置在充电柜内。主控制板用于数据的集中处理与存储以及信息的显示。

作为优选，外围电路包括液晶显示电路、时钟电路、数据通讯接口和语音接口。液晶显示电路用于外接液晶显示屏，语音接口用于外接语音喇叭。

作为优选，还包括充电控制板，充电控制板包括充电控制电路、与充电电路连接极性转换电路、与极性转换电路连接的采样电路、与采样电路连接的A/D转换电路、放电检测电路、电流电压检测电路和正负脉冲修复电路。充电控制板实现充电管理和控制。

作为优选，还包括短信收发模块，短信收发模块通过RS232接口与微电脑控制芯片连接。短信收发模块用于给用户发送短信。

作为优选，还包括外部I/O模块，外部I/O模块通过USB接口与微电脑控制芯片连接。外部I/O模块用于外接外部设备。

作为优选，外部I/O模块上设有投币信号接口、刷卡信号接口、报警信号接口和温度控制接口。刷卡信号接口用于连接刷卡感应区，报警信号接口用于连接门磁报警器，温度控制接口用于连接温度控制器。

作为优选，外部I/O模块连接有数字键盘、快速充电按键、正常充电按键、电池保养按键和使用帮助按键。

作为优选，充电控制板通过USB接口与微电脑控制芯片连接。使用USB接口方便拆装维修。

作为优选，还包括多功能充电板，多功能充电板通过RS485接口与充电控制板连接。

本实用新型具有以下优点：采用多重物品防盗技术，可保证电池充电过程的安全；采用微电脑控制芯片的充电管理方式，使充电过程更加科学，有效防止充电过程中出现过压、过流、欠压等情况，脉冲充电可防止电池硫化，延长电池使用寿命；车主无需购买或维修充电器，可节约社会资源，降低购车的成本；不科学的充电方式大大浪费电能资源，同时加速了电池的老化，造成不必要的损失，科学化充电管理，可节约资源；电动自行车可集中充电存放，解决了车主每天搬运电池的苦恼，充电无需看管，充电结束时会短信提醒，为车主充电提供便利；具有电压自动识别、极性转换、短路保护、温度控制等功能；

多种充电方式可满足车主的不同需求；全程语音提示，并播放操作帮助视频，

使用过程简单、明了。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型的俯视图。

图3是充电箱的立体结构图。

图4是本实用新型的控制系统结构图。

图5是本实用新型的充电控制板结构图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—充电柜、2—充电箱、3—柜门、4—自开门弹簧、5—电控锁、6—门磁报警器、7—GSM通讯天线、8—快速充电按键、9—正常充电按键、10—电池保养按键、11—使用帮助按键、12—多功能充电插头、13—语音喇叭、14—液晶显示屏、15—数字键盘、16—电源进线孔、17—温控电风扇、18—快速充电接口、19—刷卡感应区、20—投币口、21—故障指示灯、22—充电指示灯、23—充电结束指示灯。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

柜式电动自行车智能充电站，如图1至图3所示，包括充电柜1，充电柜1为全钢防盗铁柜，充电柜1上设有若干个充电箱2，每个充电箱2配有一个柜门3，柜门3一端与充电箱2铰接，柜门3另一端设有自开门弹簧4、电控锁5和门磁报警器6。电控锁5采用电子控制，由微电脑控制芯片控制柜门3的开闭；当柜门3被强行打开时，微电脑控制芯片发出报警指令，门磁报警器6执行报警指令；自开门弹簧4的作用是当电控锁5执行开柜门3的指令时，柜门3可自动弹开。

如图4至图5所示，还包括主控制板，主控制板包括微电脑控制芯片及外围电路，主控制板设置在充电柜1内。

外围电路包括液晶显示电路、时钟电路、数据通讯接口和语音接口。

还包括充电控制板，充电控制板包括充电控制电路、与充电电路连接极性转换电路、与极性转换电路连接的采样电路、与采样电路连接的A/D转换电路、放电检测电路、电流电压检测电路和正负脉冲修复电路。

数据通讯接口包括RS232接口和USB接口。

还包括短信收发模块，短信收发模块通过RS232接口与微电脑控制芯片连接。

还包括外部I/O模块，外部I/O模块通过USB接口与微电脑控制芯片连接。

外部I/O模块上设有投币信号接口、刷卡信号接口、报警信号接口和温度控制接口。门磁报警器6通过报警信号接口与主控制板连接。

外部I/O模块连接有数字键盘15、快速充电按键8、正常充电按键9、电池保养按键10和使用帮助按键11。

充电控制板通过USB接口与微电脑控制芯片连接。

还包括多功能充电板，多功能充电板通过RS485接口与充电控制板连接。

充电箱2内设有多功能充电插头12，多功能充电插头12适合多种类型的的电池电源接口，多功能充电插头12与多功能充电板连接。

还包括语音喇叭13和液晶显示屏14，语音喇叭13通过语音接口与微电脑控制芯片连接，液晶显示屏14与液晶显示电路连接。液晶显示屏14为TFT液晶显示屏。

在本实施例中，充电柜1上设有十个充电箱2，每五个充电箱2为一组分别设置在充电柜1左右两端，语音喇叭13设置在充电柜1中部上方，液晶显示屏14设置在语音喇叭13下方，数字键盘15设置在液晶显示屏14下方，快速充电按键8、正常充电按键9、电池保养按键10设置在数字键盘15下方，快速充电按键8、正常充电按键9、电池保养按键10下方设有刷卡感应区19，刷卡感应区19下方设有投币口20,刷卡感应区19通过刷卡信号接口与主控制板连接，投币口20通过投币信号接口与主控制板连接。每个柜门3上均设有故障指示灯21、充电指示灯22、充电结束指示灯23。充电柜1下方设有若干个快速充电接口18，充电柜1顶部设有温控电风扇17、电源进线孔16和GSM通讯天线7。还包括温度控制器，温度控制器通过温度控制接口与主控制板连接，温度控制器用于调节充电控制板的温度。

本实用新型采用多重物品防盗技术：

防盗技术一：充电前将电池放置在充电箱2内，充电箱2的开闭采用电控锁5，需要刷卡才能打开柜门3，电控锁5具有停电保护功能，断电不开锁；

防盗技术二：柜门3采用门磁感应系统，当柜门3被强行打开、破坏，门磁报警器6可现场发出高分贝的报警音，以吓退小偷，另外向平台中心发送短信，告知警情；

防盗技术三：具有断电保护功能，主控制板采用电池后备电源供电，当系统停电后，防盗系统不失灵，正常工作，以保证充电站的安全；

防盗技术四：具有非法拔插功能，当电池在充电过程中，将电池电源接口拔掉，系统会发出告警，并短信通知车主。

微电脑控制芯片的充电管理过程：

1）首先采用微电脑控制芯片检测待充电的电池的极性，通过判断极性实现充电电压的极性转换，其次检测电池的电压，根据电压特性判断电池的充电电压、电流特性，并通过负载检测电池的放电电流和电压，根据电流和电压的关系计算电池预计充电时间，并生成最合理的充电曲线，供充电板执行充电数据；

2）充电过程分阶段实施，第一过程：恒流阶段，采用一定的电流对电池进行充电；第二阶段：当充电电压降到设定点后，采用恒压充电；第三阶段：当充电电流达到满充电流时，转为降压浮充，各时间设定根据电池参数进行时间参数的设定；

3）设有正负脉冲修复电路，充电过程采用正负脉冲技术，在充电过程中，利用硬件电路产生很陡的正负脉冲，可很好的抑制硫化；在充电完毕时，对铅酸电池产，生扫频脉冲，有效修复硫化；系统扫频和PWM信号由微电脑控制芯片实行管理.

充电控制板控制系统共分为四个部分的电路：

1）放电检测电路：用于对电池组进行放电，并实时检测放电电压、放电电流，并根据设定的电压值测试电池的容量和状态；

2）电流电压检测电路：用于实时对充电电压、充电电流进行检测，并将检测数据反馈给微电脑控制芯片，通过比较计算，来控制数字可调电源电压，对电池组进行充电；

3）极性转换电路：电池接入后，通过二极管和宽电压DC/DC降压模块和稳压模块，形成12V稳压电源，当极性正确时，继电器无动作，当极性错误时，继电器动作，实现极性反转；

4）充电控制电路：根据电流电压检测电路反馈的信号，对充电电压进行调整，以形成稳定的充电过程，使各项充电指数达到最佳充电曲线。

本实施例的具体充电方式：

1）根据待充电电池的特性，智能设定三个阶段充电阀值，恒流阶段，充电电流为0.15C，其中C为电池容量，恒压阶段，设定电压为以14.7V单块电池为标准进行设定，这边可根据不同电池设定，降压浮充阶段，以电流值下降和时间系统的最小值，改为浮充。浮充自动设定为2小时。

2）在充电过程中，利用硬件电路产生很陡的正负脉冲，可很好的抑制硫化。在充电完毕时，对铅酸电池产生扫频脉冲，有效修复硫化。抑制硫化和修复硫化最根本的机理是：利用脉冲前后沿产生数GHz的谐波成分与大硫酸铅结晶产生谐振，打碎硫酸铅大结晶。

本实用新型具有电压自动识别、极性转换、短路保护、温度控制等功能，实现这些功能的管理过程：

由采样电路对电池的电压、电流、放电电流、电压、充电箱温度、是否短路、极性是否反等信息进行判断，并执行极性转换电路，其次通过A/D转换电路进行转换，将模拟信号转换成微电脑控制芯片能识别的数字信号，微电脑控制芯片进行数据统计分析后，进行电流、电压、充电时间等信息的设定，并将信息传达给充电控制板，充电控制板开始充电，充电过程采样电路和A/D转换电路循环工作，实时改变充电电流、充电电压，最后完成充电。

本实用新型具有多种充电方式，可满足用户的不同需求，在本实施例中，充电方式有快速充电方式、正常充电方式和电池保养方式等。

快速充电方式指以大电流的方式进行充电，一般满足于用户临时加速充电，充电电流大，充电时间短，待充电电池通过极性转换电路、采样电路、A/D转换电路，由微电脑控制芯片设定最大充电电流以固定的时间开始充电，到达充电设定时间，充电完成，本次充电结束。

正常充电方式是指以恒流、恒压、降压浮充三个阶段进行充电直到充电满，电池电压达到标准电压后，停止充电，充电时间跟剩余电量和电池容量有关。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.柜式电动自行车智能充电站，包括充电柜（1），其特征在于：充电柜（1）上设有若干个充电箱（2），每个充电箱（2）配有一个柜门（3），柜门（3）一端与充电箱（2）铰接，柜门（3）另一端设有自开门弹簧（4）、电控锁（5）和门磁报警器（6）。

2.根据权利要求1所述的柜式电动自行车智能充电站，其特征在于：还包括主控制板，主控制板包括微电脑控制芯片及外围电路，主控制板设置在充电柜（1）内。

3.根据权利要求2所述的柜式电动自行车智能充电站，其特征在于：外围电路包括液晶显示电路、时钟电路、数据通讯接口和语音接口。

4.根据权利要求2所述的柜式电动自行车智能充电站，其特征在于：还包括充电控制板，充电控制板包括充电控制电路、与充电电路连接极性转换电路、与极性转换电路连接的采样电路、与采样电路连接的A/D转换器、放电检测电路、电流电压检测电路和正负脉冲修复电路。

5.根据权利要求2所述的柜式电动自行车智能充电站，其特征在于：还包括短信收发模块，短信收发模块通过RS232接口与微电脑控制芯片连接。

6.根据权利要求2所述的柜式电动自行车智能充电站，其特征在于：还包括外部I/O模块，外部I/O模块通过USB接口与微电脑控制芯片连接。

7.根据权利要求6所述的柜式电动自行车智能充电站，其特征在于：外部I/O模块上设有投币信号接口、刷卡信号接口、报警信号接口和温度控制接口。

8.根据权利要求7所述的柜式电动自行车智能充电站，其特征在于：外部I/O模块连接有数字键盘（15）、快速充电按键（8）、正常充电按键（9）、电池保养按键（10）和使用帮助按键（11）。

9.根据权利要求4所述的柜式电动自行车智能充电站，其特征在于：充电控制板通过USB接口与微电脑控制芯片连接。

10.根据权利要求9所述的柜式电动自行车智能充电站，其特征在于：还包括多功能充电板，多功能充电板通过RS485接口与充电控制板连接。

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