CN211493726U - 一种对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置及系统。该装置包括保护电路，保护电路连接有输出控制单元和电源电路，输出控制单元连接有电量采样单元、交流电压输出端子和处理器，输出控制单元和电量采样单元分别与处理器连接，处理器连接有通信单元，电源电路与输出控制单元、电量采样单元、处理器和通信单元分别连接。本实用新型通过设置在电动车充电器的前侧，对充电器交流侧的电源进行电压、电流和温度监测，并根据电压、电流和温度等对交流电源的输出进行控制，当出现过压、过流、过温和短路等现象时，可及时切断交流电源输出，并可进行过充保护、短路保护和预警及告警提醒，可大幅减小火灾发生的可能。

Description

一种对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置及系统

技术领域

本实用新型涉及电动自行车智能充电监测与管理领域，具体涉及一种对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置及系统。

背景技术

目前，电动自行车为普遍采用的交通工具，电动自行车充放电过程中火灾事故频发，经汇总统计，引起火灾发生主要原因有以下几种：

1：充电器输出充电电压异常；

2：充电器输出充电电流过大，导致电瓶温度过高；

3：充电线路老化，短路等故障导致；

4：放电线路老化，短路等故障导致；

5、放电温度过高；

6：异常发生前缺乏有效的远程预警功能；

7：异常发生时缺乏有效的保护措施。

因此，有必要提供一种装置，在以上情况发生时进行保护，避免火灾发生。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置及系统。

为实现上述目的，在第一方面，本实用新型提供了一种对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置，包括与交流电压输入端子连接的保护电路，所述保护电路连接有输出控制单元和电源电路，所述输出控制单元连接有电量采样单元、交流电压输出端子和处理器，所述输出控制单元和电量采样单元分别与处理器连接，所述处理器连接有通信单元，所述电源电路与输出控制单元、电量采样单元、处理器和通信单元分别连接。

进一步的，所述保护电路包括与交流电压输入端子连接的第一保险丝和压敏电阻。

进一步的，所述输出控制单元包括分别连接在保护电路与处理器之间的第一输出控制电路和第二输出控制电路，所述第一输出控制电路和第二输出控制电路分别连接有第一交流电压输出端子和第二交流电压输出端子。

进一步的，所述电量采样单元包括第一电量采样电路、第一功率计量芯片、第二电量采样电路和第二功率计量芯片，所述第一电量采样电路和第一功率计量芯片依次连接在第一输出控制电路与处理器之间，所述第二电量采样电路和第二功率计量芯片依次连接在第二输出控制电路与处理器之间。

进一步的，所述处理器还连接有第一温度采样电路和第二温度采样电路，所述第一电量采样电路和第二电量采样电路分别包括第一电流采样电阻和第二电流采样电阻，所述第一温度采样电路包括设置在第一电流采样电阻一侧的第一热敏电阻，所述第二温度采样电路包括设置在第二电流采样电阻一侧的第二热敏电阻。

进一步的，所述第一输出控制电路和第二输出控制电路分别包括与处理器连接的三极管放大电路和分别与三极管放大电路连接的继电器，所述继电器的常开触点分别连接在保护电路与第一交流电压输出端子和第二交流电压输出端子之间。

进一步的，所述继电器并联有二极管，所述继电器的常开触点与第一交流电压输出端子和第二交流电压输出端子之间分别设有第二保险丝和第三保险丝。

进一步的，所述通信单元包括433通信模块、LoRa模块、蓝牙模块、RS485 模块和4G模块中的一种或任意组合。

在第二方面，本实用新型还提供了一种对智能电动自行车智能充电监测与管理的系统，包括服务器和与所述服务器连接的移动终端，所述服务器还连接有上述的对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置

有益效果：本实用新型通过设置在电动车充电器的前侧，对充电器交流侧的电源进行电压、电流和温度监测，并根据电压、电流和温度等对交流电源的输出进行控制，当出现过压、过流、过温和短路等现象时，可切断交流电源输出，并可进行过充保护、短路保护和预警及告警提醒，可减大幅小火灾发生的可能，并可以根据计量的功率数据对充电行为进行可量化的收费，为集中充电管理提供了一种可行的方案。

附图说明

图1是对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置的原理示意图；

图2是保护电路的示意图；

图3是电源电路的原理示意图；

图4是输出控制单元的示意图；

图5是电量采样单元的示意图；

图6是温度采样电路的示意图；

图7是处理器的接线示意图；

图8是通信单元的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

如图1和2所示，本实用新型实施例提供了一种对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置，本装置包括保护电路1，保护电路1与交流电压输入端子100 连接。交流电压输入端子100具体包括火线端子J1、接地端子J2和零线端子J3，本实用新型实施例的保护电路1包括与交流电压输入端子连接的第一保险丝F3 和压敏电阻MOV1，具体的，第一保险丝F3连接在零线与地线之间，压敏电阻MOV1 连接在零线上。

保护电路1连接有输出控制单元2和电源电路3，输出控制单元2连接有电量采样单元4、交流电压输出端子和处理器5，电量采样单元4与处理器5连接，电量采样单元4用来采集交流电源输出的电压、电流以及功率数据，并将电压、电流和功率数据发送给处理器5，通过处理器5设定电压、电流和功率阈值，当电压、电流和功率数据均在对应的阈值以内时，处理器5控制输出控制单元2 向交流电压输出端子输出交流电源，否则，处理器5控制输出控制单元2停止向交流电压输出端子输出交流电源。充电完成时，充电电流小于处理器5设定的阈值，此时，处理器5控制输出控制单元2停止向交流电压输出端子输出交流电源，从而防止出现过充现象。处理器5连接有通信单元6，进而将本装置采集的电压、电流和功率等发出，实现远程监控。处理器5还可通过通信单元6接收控制指令，处理器5根据接收的控制指令，控制输出控制单元2输出或停止输出交流电源，从而实现远程控制管理。也可通过处理器5设定充电时间，实现定时充电。

如图1至图8所示，电源电路3与输出控制单元2、电量采样单元4、处理器5和通信单元6分别连接。电源电路3将220V交流电压依次转化为5V和3.3V 的直流电压，从而分别向输出控制单元2、电量采样单元4、处理器5和通信单元6供电。

本实用新型实施例的输出控制单元2可以为一路输出，优选为两路输出，输出控制单元2包括第一输出电路21和第二输出电路22，第一输出电路21和第二输出电路22的电源输入的一侧均与保护电路1连接，第一输出电路21和第二输出电路22控制端的一侧分别与处理器连接，交流电压输出端子包括第一交流电压输出端子200和第二交流电压输出端子300，第一输出电路21和第二输出电路22电源输出的一侧分别与第一交流电压输出端子200和第二交流电压输出端子300连接。

如图4和7所示，第一输出控制电路21包括由三极管Q3等构成的三极管放大电路，第二输出控制电路22包括由三极管Q4等构成的三极管放大电路，处理器5的第33管脚和第32管脚分别与三极管Q3和三极管Q4的基极连接，三极管 Q3和三极管Q4的集电极分别连接有继电器K1和继电器K2，处理器5的第33 管脚和第32管脚输出高电平信号时，使三极管Q3和三极管Q4导通并分别驱动继电器K1和继电器K2吸合，由于继电器K1和继电器K2的常开触点分别连接在保护电路1与第一交流电压输出端子200和第二交流电压输出端子300之间，继电器K1和继电器K2吸合时，第一交流电压输出端子200和第二交流电压输出端子300可输出交流电源。当第一输出控制电路21的电压、电流和功率其中之一超出阈值时，处理器5的第33管脚输出低电平信号，使K1的常开触点断开，第一输出控制电路21停止输出交流电源。同样，当第二输出控制电路22的电压、电流和功率其中之一超出阈值时，处理器5的第32管脚输出低电平信号，使K2 的常开触点断开，第一输出控制电路22停止输出交流电源。继电器K1并联有二极管D1，继电器K2并联有二极管D2。继电器K1的常开触点与第一交流电压输出端子200之间设有第二保险丝FU1，继电器K2的常开触点与第二交流电压输出端子300之间设有第三保险丝FU2。

电量采样单元4包括第一电量采样电路41、第一功率计量芯片U1、第二电量采样电路42和第二功率计量芯片U2，第一电量采样电路41和第一功率计量芯片U1依次连接在第一输出控制电路21与处理器5之间，第二电量采样电路 42和第二功率计量芯片U2依次连接在第二输出控制电路22与处理器5之间。第一功率计量芯片U1和第二功率计量芯片U2的优选型号为HLW8032。

如图5和6所示，第一电量采样电路41包括第一电流采样电阻R17，第二电量采样电路42包括第二电流采样电阻R18，当输出的电流较大时，第一电量采样电路41和第二电量采样电路43中的电流采样电阻容易发热，为了防止温度过高损坏其它电气原件，处理器5还连接有第一温度采样电路71和第二温度采样电路72，第一温度采样电路71包括第一热敏电阻R3，第二温度采样电路72 包括第二热敏电阻R4，在排版时，将第一热敏电阻R3和第二热敏电阻R4分别设置在第一电流采样电阻R17和第二电流采样电阻R18一侧。通过处理器5设定温度阈值，当检测到第一电流采样电阻R17或第二电量采样电路42的温度超过阈值时，处理器5控制对应的输出控制电路停止输出交流电源。

本实用新型实施例的通信单元6可以直接采用远程无线通信模块，如4G模块等，图8示意了采用4G模块的接线示意图，也可采用433通信模块、LoRa模块、蓝牙模块、RS485模块等中短距离通信模块与远程无线通信模块配合使用，远程无线通信模块可以设置在本装置内部，处理器5通过433通信模块、LoRa 模块、蓝牙模块、RS485模块等将数据发送给网关，远程无线通信模块将网关接收的数据转发，远程无线通信模块也可设置在一个中转装置内。

基于以上实施例，本领域技术人员可以理解，本实用新型实施例还提供了一种对智能电动自行车智能充电监测与管理的系统，该系统包括服务器和与服务器连接的移动终端，服务器还连接有上述对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置。由通信单元6发出的数据上传至服务器的远程监测管理平台，进而通过服务器和移动终端可实现远程监控，通过服务器或移动终端下发控制指令，实现远程控制和管理，当服务器接收的数据超过服务器上的预警阈值或告警值时，服务器还可生成预警信息或告警信息并发送给对应的移动终端，对车主进行预警提醒或告警提醒。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，其它未具体描述的部分，属于现有技术或公知常识。在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置，其特征在于，包括与交流电压输入端子连接的保护电路，所述保护电路连接有输出控制单元和电源电路，所述输出控制单元连接有电量采样单元、交流电压输出端子和处理器，所述输出控制单元和电量采样单元分别与处理器连接，所述处理器连接有通信单元，所述电源电路与输出控制单元、电量采样单元、处理器和通信单元分别连接。

2.根据权利要求1所述的对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置，其特征在于，所述保护电路包括与交流电压输入端子连接的第一保险丝和压敏电阻。

3.根据权利要求1所述的对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置，其特征在于，所述输出控制单元包括分别连接在保护电路与处理器之间的第一输出控制电路和第二输出控制电路，所述第一输出控制电路和第二输出控制电路分别连接有第一交流电压输出端子和第二交流电压输出端子。

4.根据权利要求3所述的对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置，其特征在于，所述电量采样单元包括第一电量采样电路、第一功率计量芯片、第二电量采样电路和第二功率计量芯片，所述第一电量采样电路和第一功率计量芯片依次连接在第一输出控制电路与处理器之间，所述第二电量采样电路和第二功率计量芯片依次连接在第二输出控制电路与处理器之间。

5.根据权利要求4所述的对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置，其特征在于，所述处理器还连接有第一温度采样电路和第二温度采样电路，所述第一电量采样电路和第二电量采样电路分别包括第一电流采样电阻和第二电流采样电阻，所述第一温度采样电路包括设置在第一电流采样电阻一侧的第一热敏电阻，所述第二温度采样电路包括设置在第二电流采样电阻一侧的第二热敏电阻。

6.根据权利要求3所述的对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置，其特征在于，所述第一输出控制电路和第二输出控制电路分别包括与处理器连接的三极管放大电路和分别与三极管放大电路连接的继电器，所述继电器的常开触点分别连接在保护电路与第一交流电压输出端子和第二交流电压输出端子之间。

7.根据权利要求6所述的对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置，其特征在于，所述继电器并联有二极管，所述继电器的常开触点与第一交流电压输出端子和第二交流电压输出端子之间分别设有第二保险丝和第三保险丝。

8.根据权利要求1所述的对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置，其特征在于，所述通信单元包括433通信模块、LoRa模块、蓝牙模块、RS485 模块和4G模块中的一种或任意组合。

9.一种对智能电动自行车智能充电监测与管理的系统，其特征在于，包括服务器和与所述服务器连接的移动终端，所述服务器还连接有权利要求1至8任一所述的对智能电动自行车智能充电监测与管理的装置。

Images