一种电梯停电应急装置及系统的制作方法

本发明实施例涉及电梯技术领域，尤其涉及一种电梯停电应急装置及系统。

背景技术：

随着高层建筑的不断增加，电梯已经成为人们生活中不可缺少的工具之一。但是，由于受电力系统稳定性的影响，当突发停电状况时，会出现电梯困人事件，导致被困乘客产生恐慌心理，甚至产生过激行为，存在很大的安全隐患。因此，电梯应急装置应运而生，且停电救援已列为电梯的必备功能。

电梯应急装置中储能模块是非常关键的部分，为了保证电梯应急装置的正常运行，对储能装置的检测和保养显得尤为重要。现有技术中，对储能装置的维护方法是，工作人员定期的对电梯储能装置进行维护和保养，这样做的弊端是若储能装置在维护间隔期失效，当电网停电时，就无法起到应急作用，容易造成乘客被困。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种电梯停电应急装置及系统，可以提高电梯停电应急装置的可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种电梯停电应急装置，该装置包括：切换单元、充电应急单元、电池检测单元、检测控制单元和通信单元；

所述切换单元的输入端连接市电电网，所述切换单元的输出端连接电梯主控柜；所述切换单元用于向所述电梯主控柜提供市电电源或应急电源；

所述充电应急单元包括储能装置；所述充电应急单元与所述切换单元连接，用于当电梯由市电供电时，接入市电电源对所述储能装置进行充电；当市电电源断开时，将所述储能装置的直流电源进行升压逆变后，提供给所述电梯主控柜；

所述电池检测单元与所述储能装置连接，用于检测所述储能装置的寿命状态参数；

所述检测控制单元分别与所述切换单元、所述充电应急单元和所述电池检测单元连接，用于接收所述电池检测单元发送的寿命状态参数，并向所述切换单元、所述充电应急单元和所述电池检测单元发出控制信号；

所述通信单元与所述检测控制单元连接，用于接收所述检测控制单元发送的寿命状态参数，并将所述寿命状态参数转化为通信协议数据进行传输。

进一步地，所述充电应急单元还包括充电模块；

所述充电模块与所述储能装置连接，用于当电梯由市电供电时，接入市电电源对所述储能装置进行充电。

进一步地，所述充电应急单元还包括升压模块；

所述升压模块与所述储能装置连接，用于对所述储能输出的直流电流进行升压。

进一步地，所述充电应急单元还包括逆变模块；

所述逆变模块与所述升压模块相连，用于将所述升压模块输出的直流电流逆变为交流电流。

进一步地，所述检测控制单元包括dsp控制电路；

所述dsp控制电路用于控制所述充电应急单元向电梯主控柜提供应急电源。

进一步地，所述切换单元包括接触器；

所述接触器，用于切换市电电源和应急电源。

进一步地，所述检测控制单元包括：电压采样电路、电流采样电路、微处理器mpu和时钟电路；

所述电压采样电路用于检测所述停电应急装置的输出电压；

所述电流采样电路用于检测所述停电应急装置的输出电流；

所述mpu和所述时钟电路用于检测所述停电应急装置的运行时间和运行次数；

所述通信单元还用于接收所述检测控制单元发送的运行状态数据，所述运行状态数据包括所述输出电压、所述输出电流、所述运行时间和所述运行次数。

进一步地，所述电池检测单元包括电池电压采样电路、通过电池电流采样电路、电量检测电路和电池电阻检测电路。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电梯停电应急系统，该系统包括：监控中心和第一方面所述的电梯停电应急装置；

所述监控中心用于接收至少一个所述电梯停电应急装置发送的运行状态数据和寿命状态参数，并对获得的运行状态数据和寿命状态参数进行分析处理。

进一步地，所述监控中心还用于根据至少一个所述电梯停电应急装置的寿命状态参数获取储能装置的当前寿命，根据所述电梯停电应急装置的运行状态数据统计电梯停电应急装置的使用频率和电梯停电应急装置的故障次数。

本发明实施例提供的停电应急装置，包括切换单元、充电应急单元、电池检测单元、检测控制单元和通信单元，电池检测单元可以实时的检测储能装置的寿命状态参数，并将寿命状态参数发送至检测控制单元，再由检测控制单元发送至通信模块传输出去，可使工作人员实时的获得储能装置的状态，当储能装置出现故障时，可及时的进行维修，从而提高电梯停电应急装置的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种电梯停电应急装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一中的检测控制单元的结构示意图；

图3是本发明实施例二中的一种电梯停电应急系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种电梯停电应急装置的结构示意图，该装置可以用于当市电停电后，对电梯进行应急供电的情况，如图1所示，该装置包括：切换单元110、充电应急单元120、电池检测单元130、检测控制单元140和通信单元150。

切换单元110的输入端连接市电电网，切换单元110的输出端连接电梯主控柜；切换单元110用于向电梯主控柜提供市电电源或应急电源。充电应急单元120包括储能装置121，充电应急单元120与切换单元110连接，用于当电梯由市电供电时，接入市电电源对储能装置121进行充电，当市电电源断开时，将储能装置121的直流电源进行升压逆变后，提供给电梯主控柜。电池检测单元130与储能装置121连接，用于检测储能装置121的寿命状态参数。检测控制单元140分别与切换单元110、充电应急单元120和电池检测单元130连接，用于接收电池检测单元130发送的寿命状态参数，并向切换单元110、充电应急单元120和电池检测单元130发出控制信号。通信单元150与检测控制单元140连接，用于接收检测控制单元140发送的寿命状态参数，并将寿命状态参数转化为通信协议数据进行传输。

其中，市电电网可以是三相四线制市电。储能装置可以是铅酸电池、锂电池、镍镉电池及超级电容等储能器件。通信单元可以是串行通信环路(serialcommunicationloop，scl)单元或者控制局域网(controllerareanetwork，can)通信单元。储能装置的寿命状态参数可以包括电池电压、电池电流、电池内阻等，将检测到的电池电压、电池电流或电池内阻与厂家提供的电池电压、电池电流、电池内阻vs电池寿命曲线进行比对，从而获得电池的当前寿命。

优选的，充电应急单元120还包括充电模块122，充电模块122与储能装置121连接，用于当电梯由市电供电时，接入市电电源对储能装置121进行充电。充电应急单元120还包括升压模块123，升压模块123与储能装置121连接，用于对储能装置121输出的直流电流进行升压。充电应急单元120还包括逆变模块124，逆变模块124与升压模块123相连，用于将升压模块123输出的直流电流逆变为交流电流。切换单元110包括接触器，接触器用于切换市电电源和应急电源。

具体的，当市电电网电压正常时，通过切换单元110直接向电梯主控柜供电，使电梯正常运行。同时，若电池检测单元130检测到储能装置121电量低于预设电量值，检测控制单元140控制充电模块122接入市电向储能装置121进行充电，其中，预设电量值可以设置为10％-30％之间的任意值。当市电电网断电预设时间段后，检测控制单元140控制切换单元110将连接市电的回路切断，并将供电回路切换至充电应急单元120，其中，预设时间段可以是5-10秒之间的任意值。切换单元110将供电回路切换至充电应急单元120后，储能装置121输出直流电流，当直流电流到达升压模块123后，检测控制单元140控制升压模块123对储能装置121输出的直流电流进行升压，升压后的直流电流到达逆变模块124后，检测控制单元140控制逆变模块124对升压后的直流电流逆变为交流电，将应急电提供给电梯主控柜。可选的，可以将储能装置121输出的直流电流进行先逆变后升压后提供给电梯主控柜。当电梯运行至平层区域并保持开门一段时间后，或者电梯的总运行时间超过预设值后，检测控制单元140控制充电应急单元120停止向电梯主控柜供电。在保证被困人员获得解救的同时，可节省电量。

本应用场景下，电池检测单元130每隔预设时间段对储能装置121进行检测，获取储能装置121的寿命状态参数，然后将寿命状态参数发送至检测控制单元140，检测控制单元140再将寿命状态参数发送至通信单元150，通信单元150在接收到寿命状态参数后，将其转化为通信协议数据进行传输，传输至控制中心后，再将通信协议数据转化为计算机可识别的应用数据，控制中心对寿命状态参数对应的应用数据分析处理后，获得储能装置121当前的寿命，从而指导工作人员根据储能装置121当前的寿命对储能装置进行相应的维护措施。这样既可以避免太早更换储能装置造成浪费，又可以避免由于更换不及时导致停电时无法紧急供电。

图2为本发明实施例一提供的检测控制单元的结构示意图，如图2所示，优选的，检测控制单元140包括数字信号处理(digitalsignalprocessing，dsp)控制电路141，dsp控制电路141用于控制充电应急单元120向电梯主控柜提供应急电源。其中，dsp控制电路可以分别控制充电模块122给储能装置121充电，控制升压模块123对储能装置121输出的直流电升压，控制逆变模块124将升压后的直流电流转化为交流电提供给电梯主控柜，控制电池检测单元130每隔预设时间段检测储能装置121的寿命状态参数。

优选的，如图2所示，检测控制单元140还包括：电压采样电路142、电流采样电路143、微处理器(microprocessorunit，mpu)144和时钟电路145。电压采样电路142用于检测停电应急装置的输出电压，电流采样电路143用于检测停电应急装置的输出电流，mpu144和时钟电路145用于检测停电应急装置的运行时间和运行次数。

其中，运行时间可以是充电应急单元120向电梯主控柜提供应急电后，电梯的运行时间，当电梯的运行时间超过预设值时，检测控制单元可控制充电应急单元停止向电梯主控柜供电。运行次数可以是电应急单元120向电梯主控柜提供应急电的次数，即电梯利用应急电运行的次数。通过检测运行次数可以获得该电梯停电应急装置的使用频率。

通信单元150还用于接收检测控制单元140发送的运行状态数据，运行状态数据包括输出电压、输出电流、运行时间和运行次数。通信单元150将接收到的运行状态数据转化为通信协议数据进行传输，当传输至控制中心后，再转化为计算机可识别的应用数据，以供控制中心对运行状态数据对应的应用数据进行分析处理。

优选的，电池检测单元130包括电池电压采样电路、电池电流采样电路、电量检测电路和电池电阻检测电路。

其中，电池电压采样电路用于检测储能装置121的电压，电池电流采样电路用于检测储能装置121的电流，电量检测电路用于检测储能装置中的剩余电量，电池电阻检测电路用于检测储能装置的内阻。当储能装置的剩余电量低于预设电量值时，检测控制单元控制充电模块向储能装置进行充电。通过检测到的储能装置的电压、电流和内阻可以确定出储能装置的当前寿命。

本实施例提供的电梯停电应急装置，包括切换单元、充电应急单元、电池检测单元、检测控制单元和通信单元，电池检测单元可以实时的检测储能装置的寿命状态参数，并将寿命状态参数发送至检测控制单元，再由检测控制单元发送至通信模块传输出去，可使工作人员实时的获得储能装置的状态，当储能装置出现故障时，可及时的进行维修，从而提高电梯停电应急装置的可靠性。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种电梯停电应急系统的结构示意图。如图3所示，该系统包括监控中心210和实施例一所述的电梯停电应急装置220。

监控中心210用于接收至少一个电梯停电应急装置220发送的运行状态数据和寿命状态参数，并对获得的运行状态数据和寿命状态参数进行分析处理。本应用场景下，电梯停电应急装置220每隔预设时间段向监控中心210发送运行状态数据和寿命状态参数。可选的，监控中心210可以主动向电梯停电应急装置220请求运行状态数据和寿命状态参数。

优选的，监控中心210还用于根据至少一个电梯停电应急装置220的寿命状态参数获取储能装置的当前寿命，根据电梯停电应急装置220的运行状态数据统计电梯停电应急装置的使用频率和电梯停电应急装置的故障次数。

其中，储能装置的寿命状态参数包括储能装置的电压、储能装置的电流和储能装置的内阻。运行状态数据包括电梯停电应急装置220的输出电压、输出电流、运行时间和运行次数。本应用场景下，监控中心210将从各个电梯停电应急装置获得的数据进行汇总，利用大数据分析手段对获得数据进行处理分析，工作人员可根据分析的结果采用相应的措施。

具体的，通过统计各个电梯停电应急装置在一段时间内的运行次数，可统计出不同区域电梯停电应急装置的使用频率，从而得知某些区域的电网不稳定，表明这些区域对电梯停电应急装置的需求较大，从而可以指导销售人员制定有针对性的销售策略，可适当的增加销售量。

通过监测电梯停电应急装置220的输出电压和输出电流，可判断电梯停电应急装置是否出现故障。当输出电压和输出电流出现异常时，可表明电梯停电应急装置出现故障，通过统计各个电梯停电应急装置的故障次数，可计算出平均故障率，从而指导维保人员的配置、制定维修保养的合理时间间隔，从而降低平均故障率。同时，当监测到某台电梯停电应急装置出现故障时，可以及时通知相关人员进行处理，增加客户满意度。

监测储能装置的寿命状态参数，若当前储能装置的寿命降低到预设值时，可通知维保人员及时的改换，这样既可以避免太早更换造成的浪费，又可以避免更换不及时导致停电时无法紧急供电。

通过监测电梯停电应急装置220的输出电压和输出电流，根据输出电压值和输出电流值的异常情况确定电梯停电应急装置中哪些部件出现故障，从而统计一些关键部件(如接触器)的平均故障率。这样的好处是，一方面，可以指导维修部门进行合理的维修部件备料和调配，可减少仓储和物流成本。另一方面，研发人员可以根据部件故障率的统计数据，对高故障率的部件进行分析，发现并解决设计上的缺陷或者更换更加可靠的部件，从而降低关键部件的故障率，减少停电柜的维护成本。

本实施例提供的电梯停电应急系统，包括监控中心和至少一个电梯停电应急装置，监控中心采集每一台停电应急装置的储能装置的寿命状态数据和运行状态数据，并对采集到的数据集中进行大数据分析，进而可以指导销售人员制定销售策略，增加销量；还可以指导维保部门进行合理人员配置，物料准备和调配，降低人员、仓储和物流成本；还可以监测每一台停电柜的故障，进而及时通知维保人员进行维护和保养，从而降低停电柜的维护保养的成本，提高客户满意度。此外，开发人员还可以根据大数据分析的结果，对停电柜的设计进行优化和改进，从而达到进一步提高可靠性和降低成本的目的。

上述装置可执行本发明前述所有实施例所提供的方法，具备执行上述方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明前述所有实施例所提供的方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。