CN211239358U - 一种超声波监测智能充换电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声波监测智能充换电装置，涉及电池充电设备领域。包括：充换电机柜，充换电机柜设有存放充电电池的多个充电仓位，充电仓位分别配置有充电控制器，充电控制器用于控制充换电机柜向充电电池充电；超声波探测装置位于充电仓位内，超声波探测装置向充电电池发射脉冲超声波，用于探测充电电池已存储的电能容量，防止充电电池过度充电；微处理器，微处理器的信号输入端与超声波探测装置电连接，微处理器的信号输出端与充换电机柜的充电控制器电连接，微处理器通过充电控制器控制充换电机柜向充电电池充电。本实用新型采用超声波探测装置向充电电池发射脉冲超声波探测充电电池已存储的电能容量，防止充电电池过度充电。

Description

一种超声波监测智能充换电装置

技术领域

本实用新型涉及电池充电设备技术领域，具体是涉及一种超声波监测智能充换电装置。

背景技术

随着手机、电脑和网络的普及，人们的数码设备不断增加。在日常生活中，需要对数码设备进行充电，传统的充电器和适配器携带不方便，在外出时难以找到合适的充电地点。充电柜解决了数码设备充电的问题，并且不需要使用者携带传统的充电器和适配器，同时，充电柜安全性能高，方便对用户的数码设备充电，提高用户的使用体验。

但是充电电池在过充条件下的安全性是一大问题。充电电池过充时，电池电压随极化增大而迅速上升，会引起正极活性物质结构的不可逆变化及电解液的分解，产生大量气体，放出大量的热，使电池温度和内压急剧增加，存在爆炸、燃烧等隐患。为防止过充，通常采用专用的充电电路，或者安装安全阀，以提供更大程度的过充保护；也可采用正温系数电阻器(PTC)，正温度系数电阻器可使电池过充而升温时增大电池的内阻，限制过充电流。也可采用专用的隔膜，电池发生异常使隔膜温度过高时，隔膜孔隙收缩闭塞，阻止锂离子的迁移，防止过充。

上述方法都有一定的效果，但增加了电池的成本与复杂性，通过电池电压的监测来确定电池的过充电状态，往往不准确，且不能彻底解决过充造成的安全问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术中的通过电池电压的监测来确定电池的过充电状态，往往不准确，且不能彻底解决过充造成的安全问题的不足，提供一种超声波监测智能充换电装置。

本实用新型提供一种超声波监测智能充换电装置，包括：

充换电机柜，所述充换电机柜设有存放充电电池的多个充电仓位，所述充电仓位分别配置有充电控制器，所述充电控制器用于控制充换电机柜向充电电池充电；

超声波探测装置，超声波探测装置位于充电仓位内，所述超声波探测装置向充电电池发射脉冲超声波，用于实时探测充电电池的充电状况；

微处理器，所述微处理器的信号输入端与超声波探测装置电连接，微处理器的信号输出端与充换电机柜的充电控制器电连接，微处理器通过充电控制器控制充换电机柜向充电电池充电。

优选方案：所述多个充电仓位均设有仓门，每个所述仓门铰链连接于对应的每个充电仓位上，且所述仓门的一侧设有电子锁扣，所述电子锁扣与微处理器的信号输出端电连接，所述电子锁扣的一侧与铰链连接的一侧相对。

优选方案：所述充换电机柜上设有用于打开仓门的识别标识。

优选方案：所述识别标识为二维码识别标识。

优选方案：所述仓门为透明的玻璃或塑料仓门，所述电子锁扣为电磁锁。

优选方案：所述充换电机柜内设有温湿度探测器，所述温湿度探测器与微处理器的信号输入端电连接，温湿度探测器用于探测充换电机柜内的温度信息和湿度信息。

优选方案：所述充换电机柜内还设有蓄电池组，所述蓄电池组在用电高峰时段与充换电机柜电连接，用于向充换电机柜供电，所述蓄电池组在用电低谷时段与市电电连接，市电向蓄电池组充电。

优选方案：还包括后台服务器，所述后台服务器包括通信模块和控制平台，所述通信模块与微处理器的信号输入接口电连接，所述控制平台通过通信模块远程控制充换电机柜向充电电池充电，且控制平台用于实时监测充电电池的温度信息。

优选方案：所述微处理器为单片机。

在上述技术方案的基础上，与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型的一种超声波监测智能充换电装置，该装置在充换电机柜内设有存放充电电池的多个充电仓位，充电仓位分别配置有充电控制器，充电控制器用于控制充换电机柜向充电电池充电；在每个充电仓位内设有超声波探测装置，该超声波探测装置向充电电池发射脉冲超声波探测充电电池的充电状况，防止充电电池过度充电。超声波探测装置将探测到的充电电池的电能存储状态发送到微处理器，微处理器判断充电电池电量充满或过度充电时，微处理器通过充电控制器控制充换电机柜停止向该充电电池充电，充电电池充满后能够实现自动断电，达到防止充电电池过充、短路、漏电产生的爆炸、燃烧等安全隐患。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构框图；

图2是本实用新型实施例的结构示意图。

附图标记：1-充换电机柜，2-仓门，3-电子锁扣，4-识别标识，5-蓄电池组。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

实施例1

参见图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种超声波监测智能充换电装置，包括：充换电机柜1，该充换电机柜1设有存放充电电池的多个充电仓位，每块充电电池在被隔离的充电仓位内单独充电。在每个充电仓位分别配置有充电控制器，充电控制器用于控制充换电机柜1向充电电池充电。在充电电池需要充电时，充电控制器电路接通开始为充电电池充电，在充电电池充满或过充等状况时，充电控制器电路自动断开停止为充电电池充电。

超声波探测装置，该超声波探测装置位于充电仓位内，超声波探测装置优选但不限于为超声波谐振元件，该超声波谐振元件向充电电池发射脉冲超声波，脉冲超声波能够探测到充电电池内的分子运动状态，超声波探测装置通过探测充电电池内的分子运动状态的回波信号来判断充电电池的充电状态，防止充电电池过度充电等异常状况。同时超声波探测装置实时测量充电电池的温度信息，测量充电电池的温度场分布状态，监测充电电池的温度场分布和温度变化是否正常。

微处理器，微处理器优选为单片机或MCU控制器，该微处理器的信号输入端与超声波探测装置电连接，用于接收超声波探测装置的输出信号，超声波探测装置探测充电电池内的分子运动状态的信号实时传送给微处理器。微处理器对超声波探测装置探测充电电池内的分子运动状态的信号进行处理，微处理器的信号输出端与充换电机柜的充电控制器电连接，微处理器通过充电控制器控制充换电机柜向充电电池充电，在充电电池出现异常时实现对充电电池自动断电。

工作原理

本实用新型的一种超声波监测智能充换电装置，该装置在充换电机柜1内设有存放充电电池的多个充电仓位，充电仓位分别配置有充电控制器，充电控制器用于控制充换电机柜向充电电池充电；在每个充电仓位内设有超声波探测装置，该超声波探测装置向充电电池发射脉冲超声波，超声波探测装置能够探测到充电电池内的分子运动状态，通过探测充电电池内的分子运动状态来判断充电电池的充电状态，防止充电电池过度充电等状况。同时超声波探测装置实时测量充电电池的温度信息，测量充电电池的温度场分布状态，监测充电电池的温度场分布和温度变化是否正常。

充电电池在充电过程中，电能在转换成化学能储存在充电电池内的过程中，正常情况下分子跃迁和分子排列是有规律的运动，超声波探测装置通过向充电电池发射脉冲超声波观察充电电池内部的情况。当充电电池充电异常或电池内部已出现品质异常时，超声波探测装置探测到异常回波信号后，上传到微处理器与基准信号计算比较得出差异结果，最后微处理器转换成控制电信号输出，控制对应充电仓位的充电管理。微处理器判断充电电池电量充满或过度充电时，微处理器通过充电控制器控制充换电机柜停止向该充电仓位内的充电电池充电，达到防止充电电池过充产生的爆炸、燃烧等安全隐患。

实施例2

参见图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种超声波监测智能充换电装置，本实施例与实施例1相比区别在于：本充换电机柜1上的多个充电仓位均设有仓门2，每个仓门2采用铰链连接于对应的每个充电仓位上，且仓门2的一侧设有电子锁扣3。仓门2优选为透明的玻璃或塑料仓门，用户能够观察到充电仓位内是否存放有充电电池，电子锁扣3为电磁锁，电子锁扣3用于锁闭仓门2，用户只能在通过验证有使用权限的条件下打开仓门2来取出充电电池，防止没有使用权限的人员取出充电电池，防止充电电池丢失。

在充换电机柜1上设有用于打开仓门的识别标识4，该识别标识4为二维码识别标识。电子锁扣3与微处理器的信号输出端电连接，所述电子锁扣的一侧与铰链连接的一侧相对。用户需要使用充电电池时，通过手机APP扫描充换电机柜1上的识别标识4进行身份的验证或付费，验证或付费通过后通信模块向微处理器发送指令，微处理器控制电子锁扣3打开仓门2，用户即可取出充电电池使用。

实施例3

参见图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种超声波监测智能充换电装置，本实施例与实施例1相比区别在于：本装置还设有后台服务器，后台服务器包括通信模块和控制平台，通信模块与微处理器的信号输入接口电连接，控制平台通过通信模块远程控制充换电机柜向充电电池充电，且控制平台用于实时监测充电电池的温度信息，控制平台接收到超声波探测装置采集的温度场信息，通过三维模型显示出充电电池的温度场分布信息和温度信息，后台管理人员能够直观的看到充电电池的充电状态。在本装置需要维护和监控时，后台管理人员通过控制平台通过通信模块远程控制充换电机柜和充电仓位的送电、断电控制，远程对本装置进行电流值、电压值、功率值的监测管理和装置运行状况，温升及报警监测。

实施例4

本实用新型实施例提供一种超声波监测智能充换电装置，本实施例与实施例1相比区别在于：在充换电机柜1内设有温湿度探测器，该温湿度探测器与微处理器的信号输入端电连接，温湿度探测器用于探测换电机柜1内的温度信息和湿度信息。温湿度探测器探测到充换电机柜1内的温度和湿度信息超过设定值时，微处理器能够向外发出预警信号，对本装置在充电过程中出现的过充、短路、漏电、雷击进行控制和保护，防止出现发热、燃烧的安全隐患。

实施例5

本实用新型实施例提供一种超声波监测智能充换电装置，本实施例与实施例1相比区别在于：在充换电机柜1内还设有蓄电池组5，该蓄电池组5在用电高峰时段与充换电机柜1电连接，用于向充换电机柜1供电。蓄电池组5在用电低谷时段与市电电连接，市电用于向蓄电池组5充电。本装置的蓄电池组5通过在用电高峰时段向充换电机柜1供电，在用电低谷时段与市电电连接进行充电，能够节省本装置投入的运营成本，提高收入效益。

本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本实用新型的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种超声波监测智能充换电装置，其特征在于，包括：

充换电机柜(1)，所述充换电机柜(1)设有存放充电电池的多个充电仓位，所述充电仓位分别配置有充电控制器，所述充电控制器用于控制充换电机柜(1)向充电电池充电；

超声波探测装置，超声波探测装置位于充电仓位内，所述超声波探测装置向充电电池发射脉冲超声波，用于实时探测充电电池的充电状况；

微处理器，所述微处理器的信号输入端与超声波探测装置电连接，微处理器的信号输出端与充换电机柜(1)的充电控制器电连接，微处理器通过充电控制器控制充换电机柜(1)向充电电池充电。

2.如权利要求1所述的一种超声波监测智能充换电装置，其特征在于：

所述多个充电仓位均设有仓门(2)，每个所述仓门(2)铰链连接于对应的每个充电仓位上，且所述仓门(2)的一侧设有电子锁扣(3)，所述电子锁扣(3)与微处理器的信号输出端电连接，所述电子锁扣(3)的一侧与铰链连接的一侧相对。

3.如权利要求2所述的一种超声波监测智能充换电装置，其特征在于：

所述充换电机柜(1)上设有用于打开仓门的识别标识(4)。

4.如权利要求3所述的一种超声波监测智能充换电装置，其特征在于：

所述识别标识(4)为二维码识别标识。

5.如权利要求2所述的一种超声波监测智能充换电装置，其特征在于：

所述仓门(2)为透明的玻璃或塑料仓门，所述电子锁扣(3)为电磁锁。

6.如权利要求1所述的一种超声波监测智能充换电装置，其特征在于：

所述充换电机柜(1)内设有温湿度探测器，所述温湿度探测器与微处理器的信号输入端电连接，温湿度探测器用于探测充换电机柜(1)内的温度信息和湿度信息。

7.如权利要求1所述的一种超声波监测智能充换电装置，其特征在于：

所述充换电机柜(1)内还设有蓄电池组(5)，所述蓄电池组(5)在用电高峰时段与充换电机柜(1)电连接，用于向充换电机柜(1)供电，所述蓄电池组(5)在用电低谷时段与市电电连接，市电向蓄电池组(5)充电。

8.如权利要求1所述的一种超声波监测智能充换电装置，其特征在于：

还包括后台服务器，所述后台服务器包括通信模块和控制平台，所述通信模块与微处理器的信号输入接口电连接，所述控制平台通过通信模块远程控制充换电机柜(1)向充电电池充电，且控制平台用于实时监测充电电池的温度信息。

9.如权利要求1所述的一种超声波监测智能充换电装置，其特征在于：

所述微处理器为单片机。

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