CN208813010U - 一种电动自行车电池充电柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充电技术领域，具体涉及一种电动自行车电池充电柜。该充电柜包括柜体、远程通信装置和视频监控装置，该柜体包括多个充电仓，每个充电仓内设有充电接口模块、烟雾探测器、温度传感器、自动灭火装置和散热装置，每个充电仓的仓门上均设有电子锁。本实用新型的电动自行车电池充电柜，在充电接口装置设有用于检测电池电压的电压检测电路，根据电池电压对充电进行控制，避免过充；本实用新型的充电柜还在自动灭火装置设有惰性气体释放模块，通过释放惰性气体进行灭火，迅速灭火的同时，不会损坏充电仓内的其它电器元件，也无需进行清理。

Description

一种电动自行车电池充电柜

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，具体涉及一种电动自行车电池充电柜。

背景技术

以使用电瓶为动力源泉的自行车为代表的电动车在全球数目激增，对诸如城市交通、商场、群租房、密集住宅区、楼层楼道和电梯前等人流较密集的地方造成了极大的安全隐患。电动自动车主要作用是轻松代步及休闲健身工具，可在大型的停车场、超市和旅游区里使用。总体来说电动自行车在全球的潜在市场很大，并呈上升趋势。欧洲电动自行车发展最为成熟，每年的销量可达300万～400万辆，其次是德国、荷兰、比利时等欧洲国家。美国电动自行车规模尚小，但也有每年12万辆的销售额并且还在持续增长。而我国人口众多并且大多城市提倡绿色出行，电动自行车自然而然成为城市居民的首选。目前国内电动自行车保有量达到1.8亿辆，同时每年新销售的则有约2000万辆。近几年，我国更是大力发展互联网+，电动车也步入智能化时代，开始向互联、智能、交互的方向发展。因此，电动车市场潜力巨大，而电动车受到材料和技术方面的限制，尤其是在电池技术方面，每年都有因电池而引发的安全事故逐年增加。这些电动自行车近年来闯了好几次祸。2011年月，美国当地时间4月15日晚，康涅狄格州西北部小镇Barkhamsted一户住宅车库发生火灾，无人员伤亡，但停在车库中的两辆电动车均烧毁，引起这起火灾的原因是电动车放在车库中长时间充电所致；2014年1月，闵行区景谷路135弄3号101室发生火灾，101室室内物品被烧得只剩下残渣。据相关部门透露，电瓶车在室内充电时自燃引起的火灾。同年10月，闵行区东川路2048号一家电瓶车商铺发生大火。大火造成店主一家三口身亡，其中包括一名3岁的儿童，而引起这起事故的原因是店内多辆电瓶车使用老旧的电线同时充电所致；2016年11月，茂名市中心城区新福一街某大院内发生一起意外火警。据了解，事故原因是大院内某住户在自家车房内对电动车充电所致，所幸事故未造成人员伤亡，但火情致使大院内供电设施有不同程度损毁，附近居民用电一度受到影响；2018年6月，郑州市三全路与渠东路一处高层住宅发生火情，23楼一居民家中着火。据了解，起火原因是住户将电动车推到23楼家中充电而引起，由于楼层太高，火势迅猛，位于23楼的住宅被烧严重，家具家电被烧成黑炭，好在无人员伤亡；2018年7月，抚州某小区单位楼道内，一电动车在充电时突发大火。居住在6楼的周先生和家人逃生过程中，与自己15岁的独生女儿走散，当周先生与其妻子逃生至七楼时才发现不见了女儿踪影。当消防人员从一楼火场将其女儿抱出时，已被大火烧焦，没了生机，周先生夫妇伤心欲绝。

鉴于政府、民众等对电动自行车充电时，易引发安全事故担忧的不断加深，一个新的行业需求正在不断兴起，那就是安全、可靠、放心的充电柜，其中电池安全充电柜检测发现保证消灭事故发生是主要难题。专家指出，安全充电柜带来了很多安全方面的挑战。其一要归咎于信息化系统的发展方向。多年来信息化系统利用“互联网+”技术确保火警信息的快速传递和自动化处理，预防和遏制了许多安全事故的发生。其二，这类安全事故属于典型的多、快、面积广、隐蔽性强等特点，对防范安全事故发生是个大难题。安全行业专家都非常清楚地意思到民众对方便、安全、快捷、经济的新型电动自行车电池安全充电柜实现装置的迫切需求。

鉴于电动自行车长时间充电造成的危害日益增加，从政府层面已经开始制定相关政策和管理办法严格管控，从行业领域也在加紧出台更快捷更经济的服务，比如国家电网在其官网上发布了最新版的电动车充电系统标准和协议，新的协议与欧洲、日本以及特斯拉的标准有较大区别，也就是说2016年1月1日起开始新进入中国市场的电动车，均需要改造自己的充电接口以适应中国电动车充电标准。由此，国内完全可以建立一个统一的充电柜系统，使得利用信息化技术24小时为民众提供安全、可靠、便捷、经济、有偿的服务成为可能。基于互联网技术，将充电行业信息化，建立一套有效的安全防范装置有迫切的需求。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种电动自行车电池充电柜。

本实用新型提供了一种电动自行车电池充电柜，该充电柜包括：

柜体，所述柜体包括多个充电仓；

设于所述充电仓内的充电接口装置，所述充电接口装置包括控制器、与所述控制器连接的驱动电路、以及与所述控制器和电池均连接的电压检测电路；

设于所述充电仓内的烟雾探测器；

设于所述充电仓内的温度传感器；以及

设于所述充电仓内的自动灭火装置，所述自动灭火装置包括与所述烟雾探测器和所述温度传感器均连接的控制模块、以及与所述控制模块连接的惰性气体释放模块。

优选地，所述充电接口装置还包括与交流电源耦合的整流滤波电路、与所述整流滤波电路和所述驱动电路均连接的反激变换电路、以及与所述驱动电路连接的开关电路。

优选地，该充电柜还包括视频监控装置，所述视频监控装置包括：用于采集现场视频数据的摄像机，与所述摄像机连接的视频存储器，以及与所述摄像机连接用于播放视频数据的显示器。

优选地，该充电柜还包括远程通信装置，所述远程通信装置包括：与所述视频存储器连接的LTE通信模块，与所述充电接口模块、所述温度传感器和所述烟雾探测器均连接的NBIOT通信模块，应急电源模块，以及与所述LTE通信模块、所述NBIOT通信模块和所述应急电源模块均连接的通信控制器。

优选地，该充电柜还包括设于所述充电仓内的散热装置，所述散热装置包括：与所述温度传感器连接的散热控制器、与所述散热控制器连接的散热风机。

优选地，该充电柜还包括设于所述充电仓的仓门上的电子锁，所述电子锁包括：锁控制器，与所述锁控制器连接的电磁开关，受所述电磁开关控制以开关仓门的锁舌机构，用于检测所述锁舌机构的状态的锁状态检测模块、以及用于为所述锁控制器、所述电磁开关和所述锁状态检测模块提供工作电源的电池组。

优选地，所述开关电路包括继电器；或所述开关电路包括开关管。

优选地，所述充电接口装置还包括：与所述反激变换电路的输出端连接的电参数检测单元，采集输出电参数值并反馈至所述控制器。

优选地，该充电柜还包括倾斜设置于所述柜体顶部的支撑部，所述摄像机和所述显示器均设于所述支撑部朝向所述柜体正面的一侧。

优选地，所述电参数检测单元包括电压检测子单元和电流检测子单元。

本实用新型的电动自行车电池充电柜，在充电接口装置设有用于检测电池电压的电压检测电路，根据电池电压对充电进行控制，避免过充；本实用新型的充电柜还在自动灭火装置设有惰性气体释放模块，通过释放惰性气体进行灭火，迅速灭火的同时，不会损坏充电仓内的其它电器元件，也无需进行清理。

附图说明

图1是本实用新型实施例的充电柜的立体图。

图2是本实用新型实施例的充电柜的正视图。

图3是本实用新型实施例的充电柜的结构框图。

图4是本实用新型实施例的充电柜的充电接口模块的结构框图。

图5是本实施例的充电柜的自动灭火装置和散热装置的结构框图。

图6是本实施例的充电柜的电子锁的结构框图。

图7是本实施例的充电柜的视频监控装置的结构框图。

图8是本实施例的充电柜的远程通信模块的结构框图。

图9是本实施例的充电柜的后台管理系统的结构框图。

图10是后台管理系统的应用示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本实用新型的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本实用新型具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。

请参阅图1、图2和图3所示，本实用新型的电动自行车电池充电柜包括：柜体100、支撑部200、远程通信装置80和视频监控装置90，支撑部200倾斜设置于柜体100的顶部，该柜体100包括多个充电仓10，每个充电仓10内设有充电接口模块20、烟雾探测器30、温度传感器40、自动灭火装置50和散热装置60，每个充电仓10的仓门101上均设有电子锁70。

请参阅图4所示，充电接口装置20包括稳压模块201和电源管理模块202，其中，该稳压模块201包括依次连接的整流滤波电路2011、反激变换电路2012、驱动电路2013和开关电路2014，该电源管理模块202包括控制器2021、电压检测电路2022和电参数检测单元2023。

具体地，该整流滤波电路2011的输入端与交流电源(例如，电网)耦合，将交流电转换为直流电输出。该反激变换电路2012的输入端与该整流滤波电路2011的输出端连接，用于进行直流电压转换，输出适配于待充电电池的电压。驱动电路2013与反激变换电路2012和控制器2021均连接，输出驱动信号至开关电路2014，为待充电电池充电。在一个优选实施方式中，该反激变换电路2012可以被构造为有两路直流输出，分别适配市面上电动自行车48V和36V的电池，通过对接入的电池300进行检测以识别其充电电压，进而选择其中一路直流输出为电池300充电。

该开关电路2014包括开关管，该控制器2021与驱动电路2013协同控制开关电路2014中允许通过电流。当驱动电路2013的驱动信号为高电平时，该开关电路2014控制电流从开关电路2014的输入端流向开关电路2014的输出端，即为导通状态；当驱动电路2013的驱动信号为低电平时，该开关电路2014的输入端和开关电路2014的输出端之间无电流，即为断开状态。电压检测电路2022与电池300连接，用于检测电池300的电压值并将电池300的电压值反馈至控制器2021；电参数检测单元2023与反激变换电路2012的输出端连接，用于检测输出至电池300的电参数，在一个优选实施方式中，电参数检测单元2023包括电压检测子单元和电流检测子单元，分别用于检测输出至电池300的电压和电流，并将测量结果反馈至控制器2021。控制器2021可以为单片机，控制器2021根据该电压检测电路2022采集的电池电压信号控制该驱动电路2013输出驱动信号至开关电路2014，当检测到电池300充满电时，控制开关电路2014断开，停止对电池300充电，以避免因过充而导致电池起火。控制器2021还根据电参数检测单元2023的检测的输出至电池300的电参数控制该驱动电路2013输出驱动信号至开关电路2014，当检测到输出电参数异常时，控制开关电路2014断开，停止对电池300充电，以避免因短路、漏电、功率过载、空载等引起的安全问题。

请参阅图5所示，自动灭火装置50包括彼此连接的控制模块501和惰性气体释放模块502，控制模块501还与烟雾探测器30和温度传感器40均连接，当烟雾探测器30探测到充电仓10内的烟雾时，以及当温度传感器40测得充电仓10内温度大于等于第一温度阈值时，控制模块501控制惰性气体释放单元502释放惰性气体，惰性气体充满充电仓10的密闭空间，将火灾消除在萌芽状态，保障充电安全。惰性气体可以为氦气或氮气，迅速灭火的同时，不会损坏充电仓10内的其它电器元件，也无需进行清理。控制模块501为单片机。

散热装置60包括散热控制器601和散热风机602，散热控制器601与温度传感器40连接，在温度传感器40测得充电仓10内温度大于等于第二温度阈值时，控制散热风机602启动对充电仓10内部进行散热降温，防止因温度继续升高导致仓内电器元件和电池300损坏，避免引起火灾。

请参阅图6所示，电子锁70包括锁控制器701、电磁开关702、锁舌机构703、锁状态检测模块704、电池组705和扫码模块706，锁控制器701与电磁开关702连接，锁舌机构703与电磁开关702连接，其受电磁开关702控制以开关仓门101，锁状态检测模块704用于检测锁舌机构703的状态，电池组705用于为锁控制器701、电磁开关702和锁状态检测模块704提供工作电源。

具体地，锁舌机构703包括一个锁舌部7031和一个弹性部7032，锁舌部7031通过弹性部7032与电磁开关702连接，弹性部7032为锁舌部7031提供一弹力作用在锁舌部7031上，将锁舌部7031保持在靠近充电仓10上的配合槽的位置，电磁开关702包括电磁铁和内线圈。扫码模块706与锁控制器701连接，当用户用手机扫码后，扫码模块706发送开锁信号至锁控制器701，锁控制器701控制电池组705为电磁开关702提供电力，电磁开关702的内线圈产生电流，电磁开关702的电磁铁产生磁力，该磁力作用于锁舌部7031，锁舌部7031在该磁力克服了弹性部7032施加的弹力后，向电磁开关702靠近，离开配合槽的位置，电子锁70开启，充电仓10的仓门101打开。用户放入电池300后关闭仓门101，电磁开关702的电磁铁的磁力消失，锁舌部7031在弹性部7032的弹力作用下远离电磁开关702，退回到配合槽的位置，电子锁70将仓门101锁上。充电完毕后，用于取出电池300时，电子锁70的工作过程与放入电池300时类似，在此不进行一一赘述。锁状态检测模块704用于检测锁舌机构703的状态，在锁舌机构703异常时发出提醒。在一个优选实施方式中，弹性部7032为弹簧。

请参阅图2和图7所示，视频监控装置90包括摄像机901、视频存储器902、显示器903、照明单元904和视频播放控制器905，摄像机901用于采集现场视频数据，并将现场视频数据发送至视频存储器902，显示器903与摄像机901和视频存储器902均连接，用于播放视频数据，监控控制器905与摄像机901、视频存储器902和显示器903均连接，控制视频数据的存储和播放。

具体地，摄像机901和显示器903安装于支撑部200朝向柜体100正面的一侧。

具体地，摄像机901可以为网络摄像机，网络摄像机是融摄像、视频编码、Web服务于一体的高级摄像设备，内嵌了TCP/IP协议栈，可以直接连接到网络。在一个优选实施方式中，视频播放控制器905等承担所有前端设备的管理、控制、报警处理、录像控制、录像回放控制、用户管理等工作。摄像机901实时采集充电柜及其周围图像数据上传视频存储器902，实现录像备份、回放等功能，出现盗窃或故意破坏柜体等现象可以作为线索提供给警方调查，还能用于应急情况下的指挥、查看柜体的实际情况等。照明单元904由LED阵列构成，用于夜晚光线不足时，开启并照射，为高清摄像机补光，使其夜晚也能成清晰的像。

请参阅图8所示，远程通信装置80包括：LTE通信模块801、NBIOT通信模块802、应急电源模块803和通信控制器804。其中，LTE通信模块801与视频存储器902连接，用于将视频存储器902内存储的视频数据发送至后台管理系统400。NBIOT通信模块802与充电接口模块20、温度传感器40和烟雾探测器30均连接，用于将充电接口模块20、温度传感器40和烟雾探测器30的采集数据进行发送，将充电柜的状态及各项信息发送至后台管理系统400。

应急电源模块803用于为远程通信装置80应急供电，在停电或由于主电源发生故障被切断时，保证应急电源模块803供电。通信控制器804与LTE通信模块801、NBIOT通信模块802和应急电源模块803均连接。

BN-IoT模块实现与后台管理系统的通信交互，实现后台对各充电柜状态监控、信息采集、计费管理及指挥调度等管理功能；LTE通信模块实现图像数据的远程传输。采用的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。LTE是基于OFDMA技术、由3GPP组织制定的全球通用标准，包括FDD和TDD两种模式用于成对频谱和非成对频谱。LTE-TDD，国内亦称TD-LTE，即Time Division Long Term Evolution(分时长期演进)，由3GPP组织涵盖的全球各大企业及运营商共同制定作为一种先进的技术，LTE需要系统在提高峰值数据速率、小区边缘速率、频谱利用率，并着眼于降低运营和建网成本方面进行进一步改进，同时为使用户能够获得“Always Online”的体验，需要降低控制和用户平面的时延。该系统必须能够和现有系统(2G/2.5G/3G)共存。

请参阅图9所示，后台管理系统400由硬件设备、后台管理软件及通信设备构成。硬件设备包括计算机、存储设备、服务器、显示器，用于运行后台管理软件所需的一切硬件基础设备。后台管理软件用于收集和处理充电柜传输过来的数据并展示在平台中，如图10所示，以供管理人员查看和监测充电柜的基本信息，并实现充电柜的远程管理。通信设备用于与各充电柜的远程通信装置80进行远程通信，实现与充电柜的信息交互。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动自行车电池充电柜，其特征在于，该充电柜包括：

柜体，所述柜体包括多个充电仓；

设于所述充电仓内的充电接口装置，所述充电接口装置包括控制器、与所述控制器连接的驱动电路、以及与所述控制器和电池均连接的电压检测电路；

设于所述充电仓内的烟雾探测器；

设于所述充电仓内的温度传感器；以及

设于所述充电仓内的自动灭火装置，所述自动灭火装置包括与所述烟雾探测器和所述温度传感器均连接的控制模块、以及与所述控制模块连接的惰性气体释放模块。

2.根据权利要求1所述的电动自行车电池充电柜，其特征在于，所述充电接口装置还包括与交流电源耦合的整流滤波电路、与所述整流滤波电路和所述驱动电路均连接的反激变换电路、以及与所述驱动电路连接的开关电路。

3.根据权利要求1所述的电动自行车电池充电柜，其特征在于，该充电柜还包括视频监控装置，所述视频监控装置包括：用于采集现场视频数据的摄像机，与所述摄像机连接的视频存储器，以及与所述摄像机连接用于播放视频数据的显示器。

4.根据权利要求3所述的电动自行车电池充电柜，其特征在于，该充电柜还包括远程通信装置，所述远程通信装置包括：与所述视频存储器连接的LTE通信模块，与所述充电接口模块、所述温度传感器和所述烟雾探测器均连接的NBI OT通信模块，应急电源模块，以及与所述LTE通信模块、所述NB IOT通信模块和所述应急电源模块均连接的通信控制器。

5.根据权利要求1所述的电动自行车电池充电柜，其特征在于，该充电柜还包括设于所述充电仓内的散热装置，所述散热装置包括：与所述温度传感器连接的散热控制器、与所述散热控制器连接的散热风机。

6.根据权利要求1所述的电动自行车电池充电柜，其特征在于，该充电柜还包括设于所述充电仓的仓门上的电子锁，所述电子锁包括：锁控制器，与所述锁控制器连接的电磁开关，受所述电磁开关控制以开关仓门的锁舌机构，用于检测所述锁舌机构的状态的锁状态检测模块、以及用于为所述锁控制器、所述电磁开关和所述锁状态检测模块提供工作电源的电池组。

7.根据权利要求2所述的电动自行车电池充电柜，其特征在于，所述开关电路包括继电器；或所述开关电路包括开关管。

8.根据权利要求2所述的电动自行车电池充电柜，其特征在于，所述充电接口装置还包括：与所述反激变换电路的输出端连接的电参数检测单元，采集输出电参数值并反馈至所述控制器。

9.根据权利要求3所述的电动自行车电池充电柜，其特征在于，该充电柜还包括倾斜设置于所述柜体顶部的支撑部，所述摄像机和所述显示器均设于所述支撑部朝向所述柜体正面的一侧。

10.根据权利要求8所述的电动自行车电池充电柜，其特征在于，所述电参数检测单元包括电压检测子单元和电流检测子单元。