CN207765994U - 电动车电池充换电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电动车电池充换电系统，包括服务器和若干个充换电装置，充换电装置包括柜体、设于柜体内的控制器，柜体上设有若干个独立设置的箱体，每个箱体内分别设有一充电插头和一射频读取装置，充电插头用于与电池上的插座连接，并在连接成功后向控制器发送第一控制信号，射频读取装置用于读取电池上的标签，并在读取成功后向控制器发送第二控制信号，每个所述箱体上均设有一箱门，每个箱门分别通过独立的电磁锁与控制器电性连接，控制器用于在接收到第一控制信号以及第二控制信号后，向其中一个电磁锁发送开启信号，以使对应的箱门打开，柜体内设有整流装置。本实用新型能够解决续航里程短、充电困难的问题。

Description

电动车电池充换电系统

技术领域

本实用新型涉及电动车电池技术领域，特别是涉及一种电动车电池充换电系统。

背景技术

随着低碳环保的生活理念越来越普及和电动自行车技术的不断发展，电动自行车已经成为了重要的民生交通工具，用于居民日常代步和休闲娱乐。

电动自行车除了节能、经济、环保之外，并兼有机动车的省力省时特点，符合当今中国消费者的消费特征和需求。发展至今，中国已成为全球最大的电动自行车生产和消费国，成为国民必不可少的出行交通工具。

电池作为电动自行车的核心部件，是电动自行车能够行驶的前提。电动自行车由于体积较小，导致其携带的电池容量较小，电量耗完后需进行原地充电，充电耗时较长，加上目前电池技术未有突破性进展，导致续航里程短、充电困难成为电动自行车进行发展前行的难题。

实用新型内容

鉴于上述状况，有必要提供一种电动车电池充换电系统，以解决现有技术续航里程短、充电困难的问题。

一种电动车电池充换电系统，包括服务器和若干个充换电装置，所述充换电装置包括柜体、设于所述柜体内的控制器，所述服务器分别与每个所述控制器通信，所述柜体上设有若干个独立设置的箱体，所述箱体用于放置电池，每个所述箱体内分别设有一充电插头和一射频读取装置，每个所述充电插头和每个所述射频读取装置分别与所述控制器电性连接，所述充电插头用于与电池上的插座连接，并在连接成功后向所述控制器发送第一控制信号，所述射频读取装置用于读取电池上的标签，并在读取成功后向所述控制器发送第二控制信号，每个所述箱体上均设有一箱门，每个箱门分别通过独立的电磁锁与所述控制器电性连接，所述控制器用于在接收到所述第一控制信号以及所述第二控制信号后，向其中一个所述电磁锁发送开启信号，以使对应的所述箱门打开，所述柜体内设有整流装置，所述整流装置分别与每个所述充电插头电性连接，所述整流装置用于将交流电转换为直流电，以对电池充电。

根据上述的电动车电池充换电系统，采用电池更换的原理，能够为电动自行车提供更换电池的服务，充换电装置可以根据情况放置在城市网店，方便用户在电动自行车电量即将耗尽时，及时到充换电装置更换新的电池，无需再花时间等待电池充电，能够满足续航的需求，操作方便快捷，从而有效解决了续航里程短、充电困难的问题。此外，该电动车电池充换电系统中，控制器在接收到第一控制信号以及第二控制信号后，才会控制打开箱门，使用户取走新电池，也即用户先放置旧电池，放置的旧电池满足能够被射频读取装置识别到，且旧电池被正常充电后，用户才能够更换到新的电池，提高了电池更换的安全性、有效性以及可持续性。

另外，本实用新型提出的电动车电池充换电系统，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述充换电装置还包括语音播放器，所述语音播放器与所述控制器电性连接，所述控制器还用于在接收到所述第一控制信号以及所述第二控制信号后，向所述语音播放器发送播放信号，以使所述语音播放器播放预设的语音内容。

进一步地，所述充换电装置还包括报警器，所述射频读取装置还用于在电池标签读取失败后向所述控制器发送第三控制信号，所述充电插头还用于在超过预设时间仍未与电池上的插座连接成功时向所述控制器发送第四控制信号，所述控制器还用于在接收到所述第三控制信号和/或所述第四控制信号后，向所述报警器发送报警信号以及向所述服务器发送报警信息，所述报警器用于在接收到所述报警信号后发出报警。

进一步地，每个所述箱体上均设有一指示灯，每个所述指示灯分别与所述控制器电性连接，所述控制器还用于在接收到所述第二控制信号后，向对应的所述指示灯发送亮起信号，以使对应的所述指示灯亮显。

进一步地，所述柜体上还设有显示屏和输入面板，所述显示屏和所述输入面板分别与所述控制器电性连接。

进一步地，所述柜体的顶部设有太阳能光伏板，所述太阳能光伏板分别与每个所述充电插头电性连接，所述太阳能光伏板的顶部设有防水层。

进一步地，所述柜体上设有摄像头，所述摄像头与所述控制器电性连接，所述控制器用于将所述摄像头拍摄的监控数据发送至所述服务器。

进一步地，每个所述箱体内分别设有过充保护电路，所述过充保护电路与对应的所述充电插头电性连接，所述过充保护电路用于在检测到电池充满后，断开电池的充电状态。

进一步地，每个所述箱体内均设有聚氨酯发泡层，所述柜体内设有温度传感器和温度控制装置，所述温度控制装置外设有散热孔，所述控制器分别与所述温度传感器和所述温度控制装置电性连接，所述控制器用于在所述温度传感器检测到的温度超过温度阈值范围时，控制所述温度控制装置工作，以使所述柜体内的温度达到所述温度阈值范围。

进一步地，所述充换电装置还包括烟雾传感器，所述烟雾传感器与所述控制器电性连接，所述控制器用于在所述温度传感器检测到的温度超过阈值范围以及所述烟雾传感器检测到的烟雾值超过烟雾阈值范围时，向所述服务器发送报警信息。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的电动车电池充换电系统中充换电装置的结构示意图；

图2为图1中箱体的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的电动车电池充换电系统的电性连接示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。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和所有的组合。

请参考图1至图3，本实用新型一实施例提供的电动车电池充换电系统，包括服务器10和若干个充换电装置20，充换电装置20可以安装在城市各网店，如小区、超市、学校、医院等区域。每个充换电装置20的结构相同。

所述充换电装置包括柜体201、设于所述柜体201内的控制器202，所述服务器10分别与每个所述控制器202通信，具体可以采用无线通信技术或有线网线连接通信，无线通信技术例如包括ZigBee、Z-wave、蓝牙、Wifi、3G/4G等。具体实施时，服务器10还可以与用户的移动终端，例如手机，进行无线通信。控制器202可以采用处理芯片，控制器202可以根据实际情况安装在柜体201内适当的位置，在此不做限制。

所述柜体201上设有若干个独立设置的箱体203，所述箱体203用于放置电池30。

每个所述箱体203内分别设有一充电插头204和一射频读取装置205，每个所述充电插头204和每个所述射频读取装置205分别与所述控制器202电性连接。

所述充电插头204用于与电池上的插座连接，并在连接成功后向所述控制器202发送第一控制信号，具体可以采用电平变化的方式实现。

所述射频读取装置205用于读取电池上的标签，并在读取成功后向所述控制器202发送第二控制信号，同样可以采用电平变化的方式实现。射频读取装置205可以采用RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)读写器，具体实施时，预先在每个电池上设置能够被RFID读写器识别的标签，每个电池都有自己独立的标签，用于对不同的电池进行识别和区分，将具有标签的电池预先分发给注册用户，电池上的标签就可以存有电池编号以及当前持有者的用户信息，以便后续更换。对于其它的电动车的电池，比如用户自家的电池，由于没有标签，或者标签类型不同，将不能被射频读取装置205识别。

每个所述箱体203上均设有一箱门206，每个箱门206分别通过独立的电磁锁207与所述控制器202电性连接。

所述控制器202用于在接收到所述第一控制信号以及所述第二控制信号后，向其中一个电磁锁207发送开启信号，以使对应的箱门206打开，使用户取走放置在其中的新电池。

此外，所述柜体201内设有整流装置208，所述整流装置208分别与每个所述充电插头204电性连接，所述整流装置208接入市电或者不间断电压，所述整流装置208用于将交流电转换为直流电，以供电池充电使用，整流装置208可以采用整流器。

作为一个具体示例，本实施例中，所述柜体201上还设有显示屏209和输入面板210，所述显示屏209和所述输入面板210分别与所述控制器202电性连接。显示屏209和输入面板210用于与用户交互。显示屏209和输入面板210还可以采用触控显示一体设备，在此不做限制。

下面详细描述本实施例的电动车电池充换电系统的工作原理，用户可以使用手机上安装的app进行注册，支付压金后，通过人工快递或到每个站点提取等方式获取一台具有标签的电池，当用户的这台电池电量即将耗尽时，可以通过手机与服务器10通信，获取附近位置的充换电装置20，向服务器10发送更换电池的请求，服务器10在接收到请求后向用户发送提取码和/或二维码等身份验证信息，用户到达充换电装置20后，通过显示屏209和输入面板210输入身份验证信息或通过手机扫描柜体上的二维码，完成验证，此时，控制器202可以控制其中一个空置的(未放置电池)箱体203的箱门206打开，用户需要将电量耗尽的旧电池放入该空置的箱体203内，放置时，空置的箱体203内的射频读取装置205对旧电池上的标签进行读取识别，读取识别成功后，读取成功后向所述控制器202发送第二控制信号，此外，用户还需要将空置的箱体203内的充电插头204插入到旧电池上的插座中，以对旧电池进行充电，此时，空置的箱体203内的充电插头204并在连接成功后向控制器202发送第一控制信号。控制器202在接收到第一控制信号以及第二控制信号后，向其中一个电磁锁207(该电磁锁207对应的箱体内放置有一个充满电的新电池)发送开启信号，用户就能够取走该充满电的新电池，然后手动关闭箱门，最终完成电池的更换过程。

需要指出的是，若用户在开始放置的旧电池不是具有标签的电池或者标签不能够被识别的电池，或者用户没有将旧电池正确的充电，控制器202都不会打开存放新电池的箱门，用户也就无法完成电池的更换，从而能够避免有用户拿虚假电池或者损坏电池的情况，且能够避免用户更换电池时，未给旧电池充电情况的发生。

根据上述实施例的电动车电池充换电系统，采用电池更换的原理，能够为电动自行车提供更换电池的服务，充换电装置可以根据情况放置在城市网店，方便用户在电动自行车电量即将耗尽时，及时到充换电装置更换新的电池，无需再花时间等待电池充电，能够满足续航的需求，操作方便快捷，从而有效解决了续航里程短、充电困难的问题。此外，该电动车电池充换电系统中，控制器在接收到第一控制信号以及第二控制信号后，才会控制打开箱门，使用户取走新电池，也即用户先放置旧电池，放置的旧电池满足能够被射频读取装置识别到，且旧电池被正常充电后，用户才能够更换到新的电池，提高了电池更换的安全性、有效性以及可持续性。

此外，对于放置在不同区域的充换电装置20，每个区域的用电环境不同、变压器容量有限等，且充换电装置20的负载功率一般较大，本实施例的电动车电池充换电系统也可以采用只换不充的方式实现，具体工作原理如下：

用户仍需要将电量耗尽的旧电池放入该空置的箱体203内，放置时，空置的箱体203内的射频读取装置205对旧电池上的标签进行读取识别，读取识别成功后，读取成功后向所述控制器202发送第二控制信号，但用户不再需要将旧电池与充电插头204连接，也即无需再对旧电池进行充电，控制器202在接收第二控制信号后，就会向其中一个电磁锁207(该电磁锁207对应的箱体内放置有一个充满电的新电池)发送开启信号，用户就能够取走该充满电的新电池，然后手动关闭箱门，最终完成电池的更换过程。此外，控制器202需要监控各个箱体203内放置的电池中已充满电的电池的剩余数量，当剩余数量少于阈值数量时，向服务器10发送相应的信息，后台的工作人员再接收到该信息后，把未充满电的电池更换为已充满电的电池，已便用户能有充足的电池进行更换，然后将未充满电的电池带回带回工厂，进行统一充电管理。其好处在于能有效的控制充电所带来的安全隐患，也能解决充换电装置20接入高功率的用电电源的难处。

此外，本实施例中，充换电装置20还包括语音播放器211，语音播放器211可以安装在柜体201上，所述语音播放器211与控制器202电性连接，所述控制器202还用于在接收到所述第一控制信号以及所述第二控制信号后，向所述语音播放器211发送播放信号，以使所述语音播放器211播放预设的语音内容。所述语音播放器211播放的语音内容例如是：“1号箱门已打开，请放入旧电池并将充电插头插上后关闭箱门，然后在6号箱门取走新电池”。

本实施例中，所述充换电装置20还包括报警器212，报警器212也可以安装在柜体201上，所述报警器212可以采用声光报警器。所述射频读取装置205还用于在电池标签读取失败后向所述控制器202发送第三控制信号，所述充电插头204还用于在超过预设时间仍未与电池上的插座连接成功时向所述控制器202发送第四控制信号，所述控制器202还用于在接收到所述第三控制信号和/或所述第四控制信号后，向所述报警器212发送报警信号以及向所述服务器10发送报警信息，所述报警器212用于在接收到所述报警信号后发出报警，以防止盗窃或旧电池没有充上电情况的发生。

本实施例中，每个所述箱体203上均设有一指示灯213，指示灯213具体可以安装在箱门206上，每个所述指示灯213分别与所述控制器202电性连接，所述控制器202还用于在接收到所述第二控制信号后，向对应的所述指示灯213发送亮起信号，以使对应的所述指示灯213亮显。例如，当用户将旧电池放置到1号箱体中时，1号箱体内的射频读取装置205对旧电池上的标签识别成功后，1号箱体上的指示灯213亮起，从而起到提示作用。

本实施例中，所述柜体201的顶部设有太阳能光伏板214，所述太阳能光伏板214分别与每个所述充电插头204电性连接，实现能源的有效利用，所述太阳能光伏板214的顶部设有防水层，可以作为雨棚，提供防雨效果。

本实施例中，所述柜体201上设有摄像头216，所述摄像头216与所述控制器202电性连接，所述控制器202用于将所述摄像头216拍摄的监控数据发送至所述服务器10，可随时监控设备的运行状态，保证安全性。

本实施例中，每个所述箱体203内分别设有过充保护电路，所述过充保护电路与对应的所述充电插头204电性连接，所述过充保护电路用于在检测到电池充满后，断开电池的充电状态，避免电池因过充引发的安全隐患。

本实施例中，每个所述箱体203内均设有聚氨酯发泡层，所述柜体201内设有温度传感器217和温度控制装置218，所述温度控制装置218例如采用压缩机、空调装置等，所述温度控制装置218外设有散热孔2181，所述控制器202分别与所述温度传感器217和所述温度控制装置218电性连接，所述控制器202用于在所述温度传感器217检测到的温度超过温度阈值范围时，控制所述温度控制装置218工作，以使所述柜体201内的温度达到所述温度阈值范围。该设计是考虑到高温天气充电安全问题，且电池充电一般需要在合适的恒温环境下进行，当柜体201内的温度过高时，温度控制装置218能够工作降温，避免高温充电带来的安全隐患。

此外，本实施例中，所述充换电装置20还包括烟雾传感器219，所述烟雾传感器219与所述控制器202电性连接，所述控制器202用于在所述温度传感器217检测到的温度超过阈值范围以及所述烟雾传感器219检测到的烟雾值超过烟雾阈值范围时，向所述服务器10发送报警信息，以便运维人员及时处理。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电动车电池充换电系统，包括服务器和若干个充换电装置，其特征在于，所述充换电装置包括柜体、设于所述柜体内的控制器，所述服务器分别与每个所述控制器通信，所述柜体上设有若干个独立设置的箱体，所述箱体用于放置电池，每个所述箱体内分别设有一充电插头和一射频读取装置，每个所述充电插头和每个所述射频读取装置分别与所述控制器电性连接，所述充电插头用于与电池上的插座连接，并在连接成功后向所述控制器发送第一控制信号，所述射频读取装置用于读取电池上的标签，并在读取成功后向所述控制器发送第二控制信号，每个所述箱体上均设有一箱门，每个箱门分别通过独立的电磁锁与所述控制器电性连接，所述控制器用于在接收到所述第一控制信号以及所述第二控制信号后，向其中一个所述电磁锁发送开启信号，以使对应的所述箱门打开，所述柜体内设有整流装置，所述整流装置分别与每个所述充电插头电性连接，所述整流装置用于将交流电转换为直流电，以对电池充电。

2.根据权利要求1所述的电动车电池充换电系统，其特征在于，所述充换电装置还包括语音播放器，所述语音播放器与所述控制器电性连接，所述控制器还用于在接收到所述第一控制信号以及所述第二控制信号后，向所述语音播放器发送播放信号，以使所述语音播放器播放预设的语音内容。

3.根据权利要求1所述的电动车电池充换电系统，其特征在于，所述充换电装置还包括报警器，所述射频读取装置还用于在电池标签读取失败后向所述控制器发送第三控制信号，所述充电插头还用于在超过预设时间仍未与电池上的插座连接成功时向所述控制器发送第四控制信号，所述控制器还用于在接收到所述第三控制信号和/或所述第四控制信号后，向所述报警器发送报警信号以及向所述服务器发送报警信息，所述报警器用于在接收到所述报警信号后发出报警。

4.根据权利要求1所述的电动车电池充换电系统，其特征在于，每个所述箱体上均设有一指示灯，每个所述指示灯分别与所述控制器电性连接，所述控制器还用于在接收到所述第二控制信号后，向对应的所述指示灯发送亮起信号，以使对应的所述指示灯亮显。

5.根据权利要求1所述的电动车电池充换电系统，其特征在于，所述柜体上还设有显示屏和输入面板，所述显示屏和所述输入面板分别与所述控制器电性连接。

6.根据权利要求1所述的电动车电池充换电系统，其特征在于，所述柜体的顶部设有太阳能光伏板，所述太阳能光伏板分别与每个所述充电插头电性连接，所述太阳能光伏板的顶部设有防水层。

7.根据权利要求1所述的电动车电池充换电系统，其特征在于，所述柜体上设有摄像头，所述摄像头与所述控制器电性连接，所述控制器用于将所述摄像头拍摄的监控数据发送至所述服务器。

8.根据权利要求1所述的电动车电池充换电系统，其特征在于，每个所述箱体内分别设有过充保护电路，所述过充保护电路与对应的所述充电插头电性连接，所述过充保护电路用于在检测到电池充满后，断开电池的充电状态。

9.根据权利要求1所述的电动车电池充换电系统，其特征在于，每个所述箱体内均设有聚氨酯发泡层，所述柜体内设有温度传感器和温度控制装置，所述温度控制装置外设有散热孔，所述控制器分别与所述温度传感器和所述温度控制装置电性连接，所述控制器用于在所述温度传感器检测到的温度超过温度阈值范围时，控制所述温度控制装置工作，以使所述柜体内的温度达到所述温度阈值范围。

10.根据权利要求9所述的电动车电池充换电系统，其特征在于，所述充换电装置还包括烟雾传感器，所述烟雾传感器与所述控制器电性连接，所述控制器用于在所述温度传感器检测到的温度超过阈值范围以及所述烟雾传感器检测到的烟雾值超过烟雾阈值范围时，向所述服务器发送报警信息。