CN220271434U - 一种公交能耗智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种公交能耗智能监控系统，涉及公交能耗智能监控技术领域，包含多个设置在公交车上用于公交车能耗检测的数据采集终端，以及与数据采集终端连接的监控终端；所述数据采集终端包含市电输入模块、AC/DC变换控制器、DC48V公共直流母线、DC/AC逆变器、多路电源输出控制器、负载、供电转换电路、锂电池储能装置、交流电压电流检测电路、驱动电路、调压电路、电流电压检测电路、锂电池电流采样电路、锂电池电压采样电路、控制器模块、接口模块、数据传输模块、存储器模块、显示模块和报警模块，在保证公交系统可靠运行的前提下，对锂电池储能装置和负载的电压电流检测，进而完成充放电予以管理，从而达到对公交能耗智能监控的目的。

Description

一种公交能耗智能监控系统

技术领域

本实用新型涉及公交能耗智能监控技术领域，尤其涉及一种公交能耗智能监控系统。

背景技术

一、基于大数据技术对纯电动公交车大量的能耗统计数据进行智能化分析，并进行精细化运营管理，实现节能科学管理、保证公交业务高效运营，更好地满足公交集团公交车充电管理和调度联动的线上需求，同时，为提升公交充电桩利用率，通过公交线路及充电站的数据融合进行数据分析，为指导安全充电、节能减排工作提供强有力的决策支撑，

二、现有技术目前存在的问题和缺点

1、公交车能耗评估体系缺乏，公交车行驶至充电站距离较大，能耗损失较大，无法进行估算；

2、夜间车辆充电无法监控已车辆调度系统无法进行系统协同，对于车辆是否到达调度指定地点无法判断，无法判断车辆是否在指定充电站进行充电；

3、平台在满足公交充电的前提下，空闲时间对社会车辆进行开发，满足社会车辆充电，结合车辆调度及公交能耗分析中，目前管理中存在盲区，无法更好的管理公交充电分布夜间充电基本情况，仅通过人为复杂分析判断车辆在何处充电，无法通过行驶距离进行精准指导充电，仅通过人工判断每个站点适合调度多少车辆，调度去哪里，距离是否合适。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种公交能耗智能监控系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种公交能耗智能监控系统，包含多个设置在公交车上用于公交车能耗检测的数据采集终端，以及与数据采集终端连接的监控终端；

所述数据采集终端包含市电输入模块、AC/DC变换控制器、DC48V公共直流母线、DC/AC逆变器、多路电源输出控制器、负载、供电转换电路、锂电池储能装置、交流电压电流检测电路、驱动电路、调压电路、电流电压检测电路、锂电池电流采样电路、锂电池电压采样电路、控制器模块、接口模块、数据传输模块、存储器模块、显示模块和报警模块；

所述市电输入模块的输出端连接AC/DC变换控制器的输入端，AC/DC变换控制器的输出端连接DC48V公共直流母线的输入端，DC48V公共直流母线的输出端连接DC/AC逆变器的输入端，DC/AC逆变器的输出端连接多路电源输出控制器的输入端，多路电源输出控制器的输出端连接负载，所述市电输入模块的输出端连接供电转换电路的输入端，供电转换电路的输出端连接锂电池储能装置的输入端，锂电池储能装置和DC48V公共直流母线连接，所述锂电池储能装置分别经过锂电池电流采样电路、锂电池电压采样电路连接控制器模块，控制器模块通过电流电压检测电路连接负载，所述控制其模块通过驱动电路连接多路电源输出控制器，所述接口模块、数据传输模块、存储器模块、显示模块和报警模块分别与控制器模块连接。

作为本实用新型一种公交能耗智能监控系统的进一步优选方案，所述所述多路电源输出控制器包含全桥电路、高频变压器、整流电路、逆变桥逆变电路、滤波电路，所述全桥电路的输出端连接高频变压器的输入端，高频变压器的输出端连接整流电路的输入端，所述整流电路的输出端连接逆变桥逆变电路的输入端，逆变桥逆变电路的输出端连接滤波电路的输入端，滤波电路的输出端连接负载。

作为本实用新型一种公交能耗智能监控系统的进一步优选方案，所述供电转换电路包含DC12V电压输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、LM2576S-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、第一电压输出端、第一电压输入端、第四电容、TPS7A7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、第五电容和第二电压输出端；所述DC12V电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和LM2576S-5.0电源芯片的VIN端，第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的EN端、LM2576S-5.0电源芯片的GND端、第二二极管的正极、第三电容的一端连接并接地；所述第二二极管的负极分别连接LM2576S-5.0电源芯片的VOUT端和第一电感的一端，第一电感的另一端分别与第三电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的FB端、5V输出端连接；所述5V输入端分别与第四电容的一端、TPS7A7001电源芯片的EN端和TPS7A7001电源芯片的IN端，第四电容的另一端接地，TPS7A7001电源芯片的GND端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端和TPS7A7001电源芯片的FB端，第二电阻的另一端分别与第五电容的一端、TPS7A7001电源芯片的OUT端、3.3V输出端，所述第五电容的另一端接地。

作为本实用新型一种公交能耗智能监控系统的进一步优选方案，所述逆变桥逆变电路包含电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容E1、电容E2、电容E3、电容E4、电容E5、电容E6、二极管D3、二极管D4、输入端、OUT2端、+48V电压端、-48V电压端、+12V电压端、-12V电压端、芯片AD811、芯片PB50；

其中，输入端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端、电容C6的一端和芯片AD811的脚2，芯片AD811的脚3接地，芯片AD811的脚4分别连接-12V电压端、电容C1的一端，电容C1的另一端接地，芯片AD811的脚7分别连接+12V电压端和电容C2的一端，电容C2的另一端接地，芯片AD811的输出端连接芯片PB50的脚4，芯片PB50的脚3分别连接+48V电压端、电容C3的一端、电容E1的正极、电容E3的正极、电容E4的正极，电容C3的另一端接地，电容E1的负极分别与电容E3的负极、电容E4的负极连接并接地，芯片PB50的脚2连接电阻R6的一端，芯片PB50的脚1连接电阻R5的一端，芯片PB50的脚8连接电容C5的一端，芯片PB50的脚7连接电阻R4的一端，芯片PB50的脚5接地，芯片PB50的脚6分别连接-48V电压端、电容E4的负极、电容C4的一端、电容E5的负极、电容E6的负极，电容E4的正极分别连接电容C4的另一端、电容E5的正极、电容E6的正极，电阻R6的另一端分别连接电阻R5的另一端、电阻R4的另一端、电阻R2的另一端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电容C6的另一端，电容C5的另一端分别连接二极管D3的正极、二极管D4的负极和OUT2端，二极管D3的负极连接+48V电压端，二极管D4的正极连接-48V电压端。

作为本实用新型一种公交能耗智能监控系统的进一步优选方案，所述整流电路采用半波整流电路。

作为本实用新型一种公交能耗智能监控系统的进一步优选方案，所述锂电池电流采样电路和锂电池电压采样电路均采用霍尔传感器。

作为本实用新型一种公交能耗智能监控系统的进一步优选方案，所述控制器模块采用N32G457MCU控制器，其32位高性能ARM Cortex-M4F内核，运行主频高达144MH。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型一种公交能耗智能监控系统，包含多个设置在公交车上用于公交车能耗检测的数据采集终端，以及与数据采集终端连接的监控终端；所述数据采集终端包含市电输入模块、AC/DC变换控制器、DC48V公共直流母线、DC/AC逆变器、多路电源输出控制器、负载、供电转换电路、锂电池储能装置、交流电压电流检测电路、驱动电路、调压电路、电流电压检测电路、锂电池电流采样电路、锂电池电压采样电路、控制器模块、接口模块、数据传输模块、存储器模块、显示模块和报警模块，在保证公交系统可靠运行的前提下，对锂电池储能装置和负载的电压电流检测，进而完成充放电予以管理，从而达到对公交能耗智能监控的目的；

2、本实用新型一种公交能耗智能监控系统，通过大屏展示公交充电情况，及各单位公交充电位置，利用大屏更好的程序目前整体公交充电基本情况，通过数据分析可以指导公司经营分析，合理分配公司资源；

3、本实用新型一种公交能耗智能监控系统，对充电量和耗电量进行统计分析，准确的评估和预测公交车在现实运行条件下的能耗，通过数据分析更好的满足公交车辆就近调度充电，通过车辆能耗数据进行分析，指导公交就近充电，提高车辆运营效率和效用；

4、本实用新型一种公交能耗智能监控系统，通过综合管理后台管理基础数据及日常运营所需管理数据分析，为车辆车辆作业、充电、停场提供智能化调度方案，管控充电过程中车辆、充电桩的安全，提高充电供需对接效率和效用，减少空驶里程，降低运输和充电的系统性成本，生成能耗分析最佳方案；

5、本实用新型一种公交能耗智能监控系统，深入分析现有充电站是否满足充电需求，过数据分析指导未来充电站建设区域及建设合理性，通过数据分析建设合理数量、合理范围、合理配置，避免造成资源浪费，合理建站，更好的满足公交车充电。

附图说明

图1是本实用新型一种公交能耗智能监控系统的整体结构原理图；

图2是本实用新型多路电源输出控制器的整体结构原理图；

图3是本实用新型供电转换电路的电路图；

图4是本实用新型逆变桥逆变电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围：

一种公交能耗智能监控系统，如图1所示，包含多个设置在公交车上用于公交车能耗检测的数据采集终端，以及与数据采集终端连接的监控终端；

所述数据采集终端包含市电输入模块、AC/DC变换控制器、DC48V公共直流母线、DC/AC逆变器、多路电源输出控制器、负载、供电转换电路、锂电池储能装置、交流电压电流检测电路、驱动电路、调压电路、电流电压检测电路、锂电池电流采样电路、锂电池电压采样电路、控制器模块、接口模块、数据传输模块、存储器模块、显示模块和报警模块，

所述市电输入模块的输出端连接AC/DC变换控制器的输入端，AC/DC变换控制器的输出端连接DC48V公共直流母线的输入端，DC48V公共直流母线的输出端连接DC/AC逆变器的输入端，DC/AC逆变器的输出端连接多路电源输出控制器的输入端，多路电源输出控制器的输出端连接负载，所述市电输入模块的输出端连接供电转换电路的输入端，供电转换电路的输出端连接锂电池储能装置的输入端，锂电池储能装置和DC48V公共直流母线连接，所述锂电池储能装置分别经过锂电池电流采样电路、锂电池电压采样电路连接控制器模块，控制器模块通过电流电压检测电路连接负载，所述接口模块、数据传输模块、存储器模块、显示模块和报警模块分别与控制器模块连接。

如图2所示，所述多路电源输出控制器包含全桥电路、高频变压器、整流电路、逆变桥逆变电路、滤波电路，所述全桥电路的输出端连接高频变压器的输入端，高频变压器的输出端连接整流电路的输入端，所述整流电路的输出端连接逆变桥逆变电路的输入端，逆变桥逆变电路的输出端连接滤波电路的输入端，滤波电路的输出端连接负载。

(1)通过将实时采集公交车辆CAN总线电池数据，结合充电站所在位置、空闲充电桩的状态、场地充电桩数量判断是否满足公交车辆充电，若满足直接进行车辆指派，若不满足直接推荐最优站点进行充电。

(2)根据车辆GPS位置获取车辆充电位置及状态，结合集团获取公交车辆，首、尾站的车辆数量，判断需要建设充电站，通过公交线路分析，就近调度，指导充电。

(3)通过自营、社会、互联互通等大量充电站数据分布，结合现有集团公交车辆停靠点基础数据进行大数据分析，通过数据分析当前新能源公司是否已完全满足现有集团公交车辆充电，通过数据指导业务部门进行合理建设充电站。

(4)通过公交车辆电池数据分析现有公交车辆基本情况，进行就近引导充电，进行充电调度，能耗分析、充电站利用率、充电成本等数据，指导业务经营。

(5)通过数据智能分析，分析公汽单位现有车辆能耗情况，空载能耗情况、充电情况等多维度进行分析；通过系统进行多维度智能分析，输出最优能耗方案，降低能耗方案，为公汽单位增效、节能，降低成本，提高企业效益。

如图3所示，所述供电转换电路包含DC12V电压输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、LM2576S-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、第一电压输出端、第一电压输入端、第四电容、TPS7A7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、第五电容和第二电压输出端；所述DC12V电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和LM2576S-5.0电源芯片的VIN端，第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的EN端、LM2576S-5.0电源芯片的GND端、第二二极管的正极、第三电容的一端连接并接地；所述第二二极管的负极分别连接LM2576S-5.0电源芯片的VOUT端和第一电感的一端，第一电感的另一端分别与第三电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的FB端、5V输出端连接；所述5V输入端分别与第四电容的一端、TPS7A7001电源芯片的EN端和TPS7A7001电源芯片的IN端，第四电容的另一端接地，TPS7A7001电源芯片的GND端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端和TPS7A7001电源芯片的FB端，第二电阻的另一端分别与第五电容的一端、TPS7A7001电源芯片的OUT端、3.3V输出端，所述第五电容的另一端接地。

如图4所示，所述逆变桥逆变电路包含电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容E1、电容E2、电容E3、电容E4、电容E5、电容E6、二极管D3、二极管D4、输入端、OUT2端、+48V电压端、-48V电压端、+12V电压端、-12V电压端、芯片AD811、芯片PB50；

其中，输入端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端、电容C6的一端和芯片AD811的脚2，芯片AD811的脚3接地，芯片AD811的脚4分别连接-12V电压端、电容C1的一端，电容C1的另一端接地，芯片AD811的脚7分别连接+12V电压端和电容C2的一端，电容C2的另一端接地，芯片AD811的输出端连接芯片PB50的脚4，芯片PB50的脚3分别连接+48V电压端、电容C3的一端、电容E1的正极、电容E3的正极、电容E4的正极，电容C3的另一端接地，电容E1的负极分别与电容E3的负极、电容E4的负极连接并接地，芯片PB50的脚2连接电阻R6的一端，芯片PB50的脚1连接电阻R5的一端，芯片PB50的脚8连接电容C5的一端，芯片PB50的脚7连接电阻R4的一端，芯片PB50的脚5接地，芯片PB50的脚6分别连接-48V电压端、电容E4的负极、电容C4的一端、电容E5的负极、电容E6的负极，电容E4的正极分别连接电容C4的另一端、电容E5的正极、电容E6的正极，电阻R6的另一端分别连接电阻R5的另一端、电阻R4的另一端、电阻R2的另一端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电容C6的另一端，电容C5的另一端分别连接二极管D3的正极、二极管D4的负极和OUT2端，二极管D3的负极连接+48V电压端，二极管D4的正极连接-48V电压端。

本实用新型逆变桥逆变电路，其金属壳外观封装，方便整体安装在散热器上，有助于长期工作于大功率输出场合，PB50的工作电压为正负30V至正负100V，可以获得连续2A的直流电流输出，具有电压和电流增益，高电压变化率，可以达到,工作频率可以达到160KHz，电流精度可以达到12mA。

所述整流电路采用半波整流电路。

所述锂电池电流采样电路和锂电池电压采样电路均采用霍尔传感器。

所述控制器模块采用N32G457MCU控制器，其32位高性能ARM Cortex-M4F内核，运行主频高达144MH。

本实用新型通过将实时采集公交车辆CAN总线电池数据，结合充电站所在位置、空闲充电桩的状态、场地充电桩数量判断是否满足公交车辆充电，若满足直接进行车辆指派，若不满足直接推荐最优站点进行充电。

根据车辆GPS位置获取车辆充电位置及状态，结合集团获取公交车辆，首、尾站的车辆数量，判断需要建设充电站，通过公交线路分析，就近调度，指导充电。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。上面对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种公交能耗智能监控系统，其特征在于：包含多个设置在公交车上用于公交车能耗

检测的数据采集终端，以及与数据采集终端连接的监控终端；

所述数据采集终端包含市电输入模块、AC/DC变换控制器、DC48V公共直流母线、DC/AC逆变器、多路电源输出控制器、负载、供电转换电路、锂电池储能装置、交流电压电流检测电路、驱动电路、调压电路、电流电压检测电路、锂电池电流采样电路、锂电池电压采样电路、控制器模块、接口模块、数据传输模块、存储器模块、显示模块和报警模块，

所述市电输入模块的输出端连接AC/DC变换控制器的输入端，AC/DC变换控制器的输出端连接DC48V公共直流母线的输入端，DC48V公共直流母线的输出端连接DC/AC逆变器的输入端，DC/AC逆变器的输出端连接多路电源输出控制器的输入端，多路电源输出控制器的输出端连接负载，所述市电输入模块的输出端连接供电转换电路的输入端，供电转换电路的输出端连接锂电池储能装置的输入端，所述锂电池储能装置和DC48V公共直流母线连接，所述锂电池储能装置分别经过锂电池电流采样电路、锂电池电压采样电路连接控制器模块，控制器模块通过电流电压检测电路连接负载，所述控制器模块通过驱动电路连接多路电源输出控制器，所述接口模块、数据传输模块、存储器模块、显示模块和报警模块分别与控制器模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种公交能耗智能监控系统，其特征在于：所述多路电源输出控制器包含全桥电路、高频变压器、整流电路、逆变桥逆变电路、滤波电路，所述全桥电路的输出端连接高频变压器的输入端，高频变压器的输出端连接整流电路的输入端，所述整流电路的输出端连接逆变桥逆变电路的输入端，逆变桥逆变电路的输出端连接滤波电路的输入端，滤波电路的输出端连接负载。

3.根据权利要求1所述的一种公交能耗智能监控系统，其特征在于：所述供电转换电路包含DC12V电压输入端、5V输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、LM2576S-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、第一电压输出端、第一电压输入端、第四电容、TPS7A7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、第五电容和第二电压输出端；所述DC12V电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和LM2576S-5.0电源芯片的VIN端，第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的EN端、LM2576S-5.0电源芯片的GND端、第二二极管的正极、第三电容的一端连接并接地；所述第二二极管的负极分别连接LM2576S-5.0电源芯片的VOUT端和第一电感的一端，第一电感的另一端分别与第三电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的FB端、5V输出端连接；所述5V输入端分别与第四电容的一端、TPS7A7001电源芯片的EN端和TPS7A7001电源芯片的IN端，第四电容的另一端接地，TPS7A7001电源芯片的GND端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端和TPS7A7001电源芯片的FB端，第二电阻的另一端分别与第五电容的一端、TPS7A7001电源芯片的OUT端、3.3V输出端，所述第五电容的另一端接地。

4.根据权利要求2所述的一种公交能耗智能监控系统，其特征在于：所述逆变桥逆变电路包含电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容E1、电容E2、电容E3、电容E4、电容E5、电容E6、二极管D3、二极管D4、输入端、OUT2端、+48V电压端、-48V电压端、+12V电压端、-12V电压端、芯片AD811、芯片PB50；

其中，输入端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端、电容C6的一端和芯片AD811的脚2，芯片AD811的脚3接地，芯片AD811的脚4分别连接-12V电压端、电容C1的一端，电容C1的另一端接地，芯片AD811的脚7分别连接+12V电压端和电容C2的一端，电容C2的另一端接地，芯片AD811的输出端连接芯片PB50的脚4，芯片PB50的脚3分别连接+48V电压端、电容C3的一端、电容E1的正极、电容E3的正极、电容E4的正极，电容C3的另一端接地，电容E1的负极分别与电容E3的负极、电容E4的负极连接并接地，芯片PB50的脚2连接电阻R6的一端，芯片PB50的脚1连接电阻R5的一端，芯片PB50的脚8连接电容C5的一端，芯片PB50的脚7连接电阻R4的一端，芯片PB50的脚5接地，芯片PB50的脚6分别连接-48V电压端、电容E4的负极、电容C4的一端、电容E5的负极、电容E6的负极，电容E4的正极分别连接电容C4的另一端、电容E5的正极、电容E6的正极，电阻R6的另一端分别连接电阻R5的另一端、电阻R4的另一端、电阻R2的另一端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电容C6的另一端，电容C5的另一端分别连接二极管D3的正极、二极管D4的负极和OUT2端，二极管D3的负极连接+48V电压端，二极管D4的正极连接-48V电压端。

5.根据权利要求2所述的一种公交能耗智能监控系统，其特征在于：所述整流电路采用半波整流电路。

6.根据权利要求1所述的一种公交能耗智能监控系统，其特征在于：所述锂电池电流采样电路和锂电池电压采样电路均采用霍尔传感器。

7.根据权利要求1所述的一种公交能耗智能监控系统，其特征在于：所述控制器模块采用N32G457MCU控制器，其32位高性能ARM Cortex-M4F内核，运行主频高达144MH。