CN216215989U - 用于多格换电柜的控制电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种用于多格换电柜的控制电路结构，其特征在于，包括：MCU及分别与MCU连接的电源模块、通信485模块、地址设置模块、充电与检测模块、以及门锁控制模块；所述MCU、充电与检测模块和门锁控制模块在多格换电柜的每一单元格中设置。适用于多格换电柜，通过电路设计方案，实现与电池通信和充电功能的硬件搭建。

Description

用于多格换电柜的控制电路结构

技术领域

本实用新型涉及电池充电、换电柜技术领域，尤其涉及一种用于多格换电柜的控制电路结构。

背景技术

外卖、快递、跑腿等职业骑手是目前换电柜的主要服务对象。基于外卖、快递从业人员换电需求测算，换电柜的总市场规模约15万台。换电柜实用体验最重要的是操作方便和换电速度，这时候能够高效的与后台对接和高效的将指令传输给控制单元就显得格外重要。

实用新型内容

为了克服现有技术当中存在的空白和不足，本实用新型提出了一种新型的用于多格换电柜的控制电路结构。适用于多格换电柜，通过电路设计方案，实现与电池通信和充电功能的硬件搭建，并可由多个主控模块组成控制单元与通信模块连接，以便于能够接入外部/上位控制系统。

其设计485电路与控制单元相连接，通过搭配不同数量的控制单元可匹配多格（如4-20格）的换电柜产品，满足不同场景下的使用需求。同时能够匹配与锂电池BMS系统板通信，以便于实时获取电池状态，提高电池的使用效率。

其具体采用以下技术方案：

一种用于多格换电柜的控制电路结构，其特征在于，包括：MCU及分别与MCU连接的电源模块、通信485模块、地址设置模块、充电与检测模块、以及门锁控制模块；所述MCU、充电与检测模块和门锁控制模块在多格换电柜的每一单元格中设置。

进一步地，所述电源模块采用的是型号为LM2596S-3.3的降压芯片，用于将DC12V电源转换成DC3.3V电源，为MCU和通信485模块供电。

进一步地，所述MCU采用STM32F103RCT6单片机，通过USART串口与锂电池BMS系统板连接。

进一步地，所述通信485模块采用485通信电路，通过USART串口与MCU连接。

进一步地，所述地址设置模块采用拨码器。

进一步地，所述充电与检测模块采用光耦控制继电器的充电电路，其中，光耦的1脚连接MCU，2脚接地，3脚经电阻连接NPN型三极管的基极，4脚分别连接12V电源、继电器线圈的一端以及肖特基二极管的阴极；所述继电器线圈的另一端分别连接肖特基二极管的阳极和NPN型三极管的集电极；所述NPN型三极管的发射极接地；所述继电器的触点开关接入充电回路。

进一步地，所述门锁控制模块由开关管和NMOS管构成，连接至电磁锁。

进一步地，所述门锁控制模块还包括回路电流检测电路。

本实用新型及其优选方案提供了用于多格换电柜的控制电路结构的解决方案，主要解决了充电锂电池与换电柜的通信电气连接问题，以及换电柜的基本控制电路设计及与换电柜本身结构匹配的问题。在此基础上，能够增加换电柜的易用性并降低生产制造成本，还可在此基础上进行进一步的功能开发。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：

图1是本实用新型实施例整体结构和功能示意图；

图2是本实用新型实施例电源模块电路原理示意图；

图3是本实用新型实施例MCU模块电路原理示意图；

图4是本实用新型实施例通信485模块电路原理示意图；

图5是本实用新型实施例地址设置模块电路原理示意图；

图6是本实用新型实施例充电与检测模块电路原理示意图；

图7是本实用新型实施例门锁控制模块电路原理示意图。

具体实施方式

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：

如图1-图7所示，本实施例提供的用于多格换电柜的控制电路结构包括：包括：MCU及分别与MCU连接的电源模块、通信485模块、地址设置模块、充电与检测模块、以及门锁控制模块；其中，MCU、充电与检测模块和门锁控制模块在多格换电柜的每一单元格中设置。

电源模块为MCU模块和通信485模块提供3.3V供电。MCU模块与通信485模块相连接，将TTL电平转成485串口；与地址设置模块通过地址线网络ADDR1~ADDR4相连接；和充电与检测模块相连，通过relay_ctrl网络与光耦PC817相连接，用于实现充电控制；此外MCU模块还门锁控制模块相连接，LCOK_DOOR网络为门锁控制的使能控制，通过ADC1引脚检测回路中的电流，通过Feedback+接口检测柜门开关状态。

具体地，如图2所示，本实施例的电源模块采用的是型号为LM2596S-3.3的降压芯片。通过该芯片将DC12V电源转换成稳定的DC3.3V电源。通过使能控制硬件，可通过MCU控制DC3.3V输出，实现下电复位。

如图3所示，本实施例的MCU采用意法半导体的STM32F103RCT6单片机。MCU在整个系统中为数据传输的“枢纽”的角色，如通过USART串口与电池中BMS的数据传输到主控板上，以便能够实现实时监控电池数据。主控板再将BMS的数据整理打包发送给通讯板，以便能够实现与数据至上位机的传输。再如通过对应端口发送信号从而控制充电模块对电池进行充电等。

如图4所示，本实施例采用485通信电路，其具有通信距离远、通信设备多、稳定可靠等优势。通过地址设置可与多个控制单元相连接，以便实现4格、8格、10格等等产品的换电柜。实现系列产品模块化的设计。

如图5所示，本实施例的地址设置模块采用地址设计电路，通过拨码器，可以对主控模进行硬件地址设置，既满足本实用新型的通用性，又可以在不改动程序的情况下对模块地址进行区分，可设置单元格1-16的地址编号。

如图6所示，本实施例的充电与检测模块使用光耦PC817控制继电器的充电模块，能够对充电回路起到隔离的作用，relay_ctrl网络与MCU模块连接。与充电器进行定制，接入充电状态信号输入，可以通过与BMS通信获取的充电状态以及充电器的反馈信号共同监测锂电池的充电状况，确保充电安全。

如图7所示，本实施例的门锁控制电路由3个部分组成。可通过NMOS管AO4468对柜门开关进行控制；同时通过监测回路中的电流状况，可以判断电磁锁是否动作；结合门状态检测电路可以检测柜门的开关状态。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的用于多格换电柜的控制电路结构，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种用于多格换电柜的控制电路结构，其特征在于，包括：MCU及分别与MCU连接的电源模块、通信485模块、地址设置模块、充电与检测模块、以及门锁控制模块；所述MCU、充电与检测模块和门锁控制模块在多格换电柜的每一单元格中设置。

2.根据权利要求1所述的用于多格换电柜的控制电路结构，其特征在于：所述电源模块采用的是型号为LM2596S-3.3的降压芯片，用于将DC12V电源转换成DC3.3V电源，为MCU和通信485模块供电。

3.根据权利要求1所述的用于多格换电柜的控制电路结构，其特征在于：所述MCU采用STM32F103RCT6单片机，通过USART串口与锂电池BMS系统板连接。

4.根据权利要求3所述的用于多格换电柜的控制电路结构，其特征在于：所述通信485模块采用485通信电路，通过USART串口与MCU连接。

5.根据权利要求1所述的用于多格换电柜的控制电路结构，其特征在于：所述地址设置模块采用拨码器。

6.根据权利要求1所述的用于多格换电柜的控制电路结构，其特征在于：所述充电与检测模块采用光耦控制继电器的充电电路，其中，光耦的1脚连接MCU，2脚接地，3脚经电阻连接NPN型三极管的基极，4脚分别连接12V电源、继电器线圈的一端以及肖特基二极管的阴极；所述继电器线圈的另一端分别连接肖特基二极管的阳极和NPN型三极管的集电极；所述NPN型三极管的发射极接地；所述继电器的触点开关接入充电回路。

7.根据权利要求1所述的用于多格换电柜的控制电路结构，其特征在于：所述门锁控制模块由开关管和NMOS管构成，连接至电磁锁。

8.根据权利要求1所述的用于多格换电柜的控制电路结构，其特征在于：所述门锁控制模块还包括回路电流检测电路。

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