一种电动自行车充电控制系统及充电柜的制作方法

本发明涉及电动自行车集中充电技术领域，更具体地说，涉及一种基于智能云管理技术和组网技术的电动自行车充电控制系统及充电柜。

背景技术：

随着充电站方案在全国的推行，私拉私接、楼内充电被全面禁止，依据要求，规范停放充电，组织清理建筑内的共用走道、楼梯间、电梯前室、安全出口等公共区域违规停放、充电现象的行动广泛开展起来，在此背景下，电动车充电柜/换电柜模式应运而生，相比较于传统的分散充电，充电柜/换电柜模式又快又方便，也成为了越来越多专业骑士青睐的新型方式。

在产业升级，绿色中国的政策背景下，电动车充电柜、换电柜模式可以说是紧跟时代风口的未来发展趋势，然而面对电池参数不统一、充电接口以及电池BMS管理协议不一致、以及电动自行车充电标准不健全等因素下，短期内充电柜是大势所趋。

现急需推出一种对电池充电进行智能化管理、对充电安全进行保障、对各种信息进行上报云端、对用户远程控制及充电信息随地可查的智能云管理技术和组网技术的电动自行车充电控制系统及充电柜。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述背景技术中提到的问题，而提出的一种电动自行车充电控制系统及充电柜。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种电动自行车充电控制系统，包括：电动自行车智能云充电管理平台、智能APP平台及电动自行车充电控制平台；

所述电动自行车充电控制平台包括中央控制单元、与中央控制单元组网连接的分控单元、与中央控制单元组网连接的电控单元；所述分控单元用于控制独立充电仓的传感器进行信息采集以及动作执行；所述电控单元用于独立充电仓的电池充电保护以及AC/DC电源输出控制；

所述电动自行车充电控制平台和智能APP平台分别与电动自行车智能充电管理平台通信连接。

优选的，所述中央控制单元通过Can总线组网连接N1台分控单元，其中1≤N1≤40；

所述中央控制单元通过RS485总线组网连接N2台电控单元，1

≤N2≤40；

所述分控单元与所述电控单元成对应用，即N1与N2一一对应。

优选的，所述中央控制单元还包括身份识别与计费模块、载波通信模块、人机交互模块、语音播报模块、掉电记忆存储模块、主/备用电源管理模块、IO输入输出控制模块、以及无线网/以太网有线组网模块；

其中，所述人机交互模块具体采用数码管人机交互模组、触摸屏人机交互模组，且所述人机交互模组通过RS232总线与中央控制单元通信连接；

其中，所述身份识别与计费模块采用IC卡刷卡器模组、投币器模组、微信扫码识别模组、密码识别模组；所述IC卡刷卡器模组、投币器模组、微信扫码识别模组、密码识别模组均通过RS232总线彼此独立的与中央控制单元通信相连；

其中，所述主/备用电源管理模块用于市电荷备用电源的监控和切换；

其中，所述中央控制单元与所述电动自行车智能云充电管理平台通过无线网/以太网有线组网模块通信相连。

优选的，所述分控单元采集端口依次连接有烟气传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器，所述分控单元的检测端口依次连接有电池到位检测模块、门禁限位检测模块、气溶胶工作检测模块，所述分控单元的执行控制端口依次连接有电子门锁、风扇、加热装置、三色指示灯、仓内照明灯。

优选的，所述电控单元检测端口连接有电池识别模块，所述电池识别模块包括电压采集模组、电流采集模组、漏电采集模组、电池包反馈信号采集模组；所述电控单元的输出端口连接有电池保护模块，所述电池保护模块包括变频调节模组、闭环调节反馈采集模组、电源过温信号采集模组、电源过载保护模组。

优选的，所述电动自行车智能云充电管理平台包括Web显示交互界面、智能云服务器单元、数据库管理单元、边缘处理单元，所述Web显示交互界面、智能云服务器单元、数据库管理单元、边缘处理单元依次通信连接。

优选的，所述智能APP平台包括信息显示模块、操作执行模块、充值管理模块，所述信息显示模块、操作执行模块、充值管理模块依次通信相连。

优选的，所述电动自行车智能云充电管理平台还电性连接有摄像头监控服务器单元，所述摄像头监控服务器单元与Web显示交互界面通信相连。

优选的，所述电动自行车智能云充电管理平台还通信连接有消防安全监控管理平台。

一种利用上述电动自行车充电控制系统对电池进行充电的充电柜，所述充电柜内设有用于收容电池的防爆隔仓。

与现有技术相比，本发明提供了一种电动自行车充电控制系统及充电柜，具备以下有益效果：

1、该电动自行车充电控制系统及充电柜，具有以下有益效果：利用智能云技术、边缘处理技术和通信组网技术、以及将每块蓄电池收容在防爆隔仓中进行独立充电的充电柜，通过智能云充电管理平台和智能APP对电池充电信息实时监测，一旦发生火情，报警信息和异常数据会第一时间上传系统并及时报警，同时防爆隔仓内的气溶胶灭火装置就会自动启动，以负催化、破坏燃烧反应链等原理快速灭火，同时系统会自动打开排风系统进行充电仓及充电柜泄压和排风，避免有气压引起的二次爆炸；本系统采用智能化集中充电管理和通信组网技术，减少分散充电的纰漏，简化了电动自行车充电控制系统的电气设计，减少柜间繁琐的布线，提高了充电柜的模块化拼接组合的灵活性，提高了电动自行车充电控制系统的运行可靠性、稳定性、安全性。

附图说明

图1为本发明提出的一种电动自行车充电控制系统的系统图；

图2为本发明提出的一种电动自行车充电控制系统的中央控制单元的系统图；

图3为本发明提出的一种电动自行车充电控制系统的分控单元的系统图；

图4为本发明提出的一种电动自行车充电控制系统的电控单元的系统图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

参照图1-4，一种电动自行车充电控制系统，包括电动自行车智能云充电管理平台、智能APP平台及电动自行车充电控制平台；

电动自行车充电控制平台包括中央控制单元、与中央控制单元组网连接的分控单元、与中央控制单元组网连接的电控单元；分控单元用于控制独立充电仓的传感器进行信息采集以及动作执行；电控单元用于独立充电仓的电池充电保护以及AC/DC电源输出控制；

电动自行车充电控制平台和智能APP平台分别与电动自行车智能充电管理平台通信连接，完成电动自行车充电控制系统的电池充电信息的上传和操作信息下发。

电动自行车充电控制平台包括中央控制单元、及与中央控制单元通过Can总线组网连接的分控单元、及与中央控制单元通过RS485总线组网连接的电控单元。

其中，中央控制单元通过Can总线组网连接N1台分控单元，1≤N1≤40；

中央控制单元通过RS485总线组网连接N2台电控单元，1≤N2≤40；

分控单元与电控单元必须成对应用，即N1与N2一一对应。

可以理解中央控制单元、分控单元和电控单元不局限为本实施例中的中央控制器、分控控制器和电控控制器，也可以采用能够完成本功能的其它型号的控制器。

如图2，中央控制单元还包括身份识别与计费模块、载波通信模块、人机交互模块、语音播报模块、掉电记忆存储模块、主/备用电源管理模块、IO输入输出控制模块、以及与电动自行车智能云充电管理平台通信的以及无线网/以太网有线组网模块。

具体的：

人机交互模块可以根据使用环境和客户需求可选配数码管人机交互模组、7寸电阻触摸屏人机交互模组、19寸电容触摸屏人机交互模组；

其中上述三种人机交互模块均采用RS232通信方式，通信协议完全兼容，可以任意替换。

身份识别与计费模块可以根据使用环境和客户需求可选配IC卡刷卡器模组、投币器模组、微信扫码识别模组、密码识别模组，IC卡刷卡器模组、投币器模组、微信扫码识别模组、密码识别模组均通过RS232总线彼此独立的与中央控制单元通信相连。

其中四种身份识别与计费模组在该系统中均可以任意选配、任意替换。

主/备用电源管理模块用于市电和备用电源的监控和切换，其中备用电源采用DC12V/8A铅酸电池，可保证市电异常系统正常运行12小时，有效解决市电异常后客户能够正常扫码或输入密码开锁取走电池和系统异常信息上报。

输入密码开锁是通过上述四种身份识别与计费模块中的密码识别模块实现，有效解决中央控制单元与电动自行车智能云充电管理平台通信异常时，通过输入密码可以开锁并结算费用后取走电池。

中央控制单元与电动自行车智能云充电管理平台通过无线网/以太网有线组网模块通信相连。

载波通信模块具体采用433MHz载波通信，可以与中央控制单元无线载波通信，识别电池参数和充电曲线，有效解决无BMS管理系统的电池充电管理。

如图3，分控单元采集端口依次连接有烟气传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器，分控单元的检测端口依次连接有电池到位检测模块、门禁限位检测模块、气溶胶工作检测模块，分控单元的执行控制端口依次连接有电子门锁、风扇、加热装置、三色指示灯、仓内照明灯，三色指示灯具体采用RGB三色指示灯，分控单元用于防爆隔仓内的烟感、温感、湿感、风速等传感器信息采集；对电池到位、门禁限位、气溶胶灭火器工作等信号检测；以及对电子门锁、风扇、加热装置、RGB三色指示灯、仓内照明灯等执行控制。

具体为，电池到位检测不到位电子门锁时无法锁门，且RGB三色指示灯一直处于报警状态。

加热装置是通过温度传感器检测防爆隔仓低温极限值自动触发加热装置，给防爆隔仓内部升温达到电池正常充电温度环境，以解决电池低温充电困难的问题。

分控单元检测到气溶胶灭火器工作报警信号或烟感报警信号、或温感报警信号，停止所有充电行为，自动打开排风系统进行防爆隔仓及充电柜泄压和排风，记录实时数据并上报电动车智能云充电管理平台。

如图4，电控单元检测端口连接有电池识别模块，电池识别模组包括电压采集模组、电流采集模组、漏电采集模组、电池包反馈信号采集模组；电控单元的输出端口连接有电池保护模块，电池保护模组包括变频调节模组、闭环调节反馈采集模组、电源过温信号采集模组、电源过载保护模组，电控单元用于独立防爆隔仓内的电池充电保护及AC/DC电源输出控制，其中电池充电保护包括对充电电池识别、充电曲线绘制、以及过压、过充、过温、短路、反接、反灌等来达到保护的目的；

充电电池识别包括识别电池类型：如铅酸电池、三元里电池、磷酸铁锂电池的判断，还包括对电池电压等级36V、48V、60V、72V、84V的判断。

AC/DC电源采用SPWM变频技术线性调节输出和PI算法闭环调节控制技术，提高电源的输出效率。

电控单元具备与BMS通信的RS485和CAN通信接口。

电控单元还具备输出电源的电压、电流、有功、无功、电能等测量与计量功能。

电动自行车智能云充电管理平台包括Web显示交互界面、智能云服务器单元、数据库管理单元、边缘处理单元，Web显示交互界面、智能云服务器单元、数据库管理单元、边缘处理单元依次通信连接；其中，智能云服务器单元，用于与Web显示交互界面的信息显示和信息录入，并与智能APP之间即时通信，以及通过调取数据库管理单元的数据进行专业数据和报表统计分析；

数据库管理单元，用于接收和存储边缘处理单元上传的已处理和格式化后的中央控制单元收集的数据信息；

边缘处理单元，用于处理智能云服务器单元下发的报文，通过分时、分流技术，下传至指定的中央控制单元，同时实时获取指定的中央控制单元传递的数据信息；

智能APP平台包括信息显示模块、操作执行模块、充值管理模块，信息显示模块、操作执行模块、充值管理模块依次通信相连，智能APP具体可采用智能微信APP，用于显示包括电动自行车充电时间、电流、电压、电量、金额以及异常报警信息，同时可通过智能APP进行充电控制和充电停止控制，同时还可通过智能APP进行账户管理和充值服务。

电动自行车智能云充电管理平台还可以电性连接有摄像头监控服务器单元，通过与现场摄像头视频监控服务器对接，将视频信息显示在电动自行车智能云充电管理平台的Web显示交互界面；

电动自行车智能云充电管理平台还可以与消防安全监控管理平台通信连接，通过直接对接各地方消防安全监控管理平台，达到实时消防管理的目的。

一种利用上述实施例1中的电动自行车充电控制系统对电池进行充电的充电柜，充电柜内设有用于收容电池的防爆隔仓，从而达到独立充电、提高安全充电的目的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。