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浅谈电瓶车在线充电管理系统的设计与应用

发布时间:2020-07-22   点击次数:85次

摘要基于ARM 硬件平台,研究了电瓶车充电技术,提出了一种智能型电瓶车在线充电系统,该系统可根据实际充电情况实现智能断电,同时提供给用户一种远程充电、断电的平台,目的是防止电瓶车过度充电引发电瓶损伤和火灾等事故的发生。

关键词ARM电瓶车充电

引言

随着社会的发展,城市电瓶车数量迅猛发展,目前制约电瓶车行业发展的大问题是电瓶问题,电瓶作为电瓶车的核心部件,选择好的充电方式至关重要,现有的几种充电方式均不太理想:首先,人为断电无法保证电瓶是否损坏,可能出现几天不断电的情况,事故多发皆由此其次,投币式快速充电装置多采用大电流加反脉冲的工作原理,本身对电瓶即有损害,且充电时长仅取决投币多少,时间到即断电,该时长不一定是时间,多适用车无电且急需用电的情况此外,自定义延时插座由于需在插座上另加延时插座,在公共场所容易被偷,且延时也仅从时间角度考虑,无法针对电瓶电量情况而自动确定

本文提出了一种基ARM 的电瓶车在线安充电系统包含多个现场充电装置可根据实际的充电情况智能断电,同时提供给用户一个远程充电、断电的平台,可使得忘记拔充电的用户自动切断充电回路,以防电瓶的损伤和火灾等事故的发生。

系统结构设计

系统的总体设计方案如图1所示:本系统包括两套以上的现场充电装置充电装置中包括现场充电的控制器一套,设置在充电插座低压回路中的电流传感器以4- 20mA 模拟信号形式和控制器连接,在充电插座的插孔内设置机械式限位开关,限位开关触点和控制器相连,1继电器和2继电器设置在充电插座的低压回路中,1继电器和2继电器和控制器用以控制充电插座的电流通断,控制器以RS485 形式连接票据打印机,同时现场所有充电装置的控制器集中连接至局域网,局域网内设有平台服务器搭建软件平台平台服务器与外部互联网相连,通过互联网与用户的手机和电脑实现通讯。充电插座的低压回路供用户充电。

 

图l系统总体设计方案

其中,充电插座、票据打印机固定在墙壁上,控制器、电流传感器、限位开关、1继电器和2继电器均在墙壁内部或背面隐式安装。

工作原理

本系统由32 位 MCU 为主控制器通过AID 转换把信号送往MCU进行处理系统的主控制器采用LM3Sl l38微控制器该微控制器围绕ARM Cortex-M3处理器内核来设计的。Cortex-M3是基ARMv7-M架构的ARM 处理器。

本系统采用现场多信号转换控制技术,根据充电回路电流的计算、普遍充电时间和远程用户的控制综合管理电瓶车充电时间。具体为以下几点。

2.1限位采集

本系统利用充电插座内的限位开关感知是否有插头插入,当有插头插入时控制器开始运算处理并输出控制,当插头拔出时控制器停止控制工作,仅实现上位机的通讯巡回诊断并恢复继电器l、2的状态。

2.2电流信息的采集

本系统采用电流传感器采集充电回路电流,当电流不为零时利用控制器对电流进行计算,从而对继电器l、2 实现控制。

2.3票据打印

当用户将充电器插入充电插座时,限位开关感知有插头插入,则控制器通过RS485通讯线控制票据打印机打印票据票据内容包括,平台登录及配套二维码、所配随机验证码或用户名和密码。

2.4控制器的处理与控制

控制器识别限位信息和回路电流信息进行计算处理,当有插头插入充电插座时,开始发送打印信息至票据打印机打印,同时开始充电计时T1

充电计时 T1可按普遍时间规律和远程手动设定的时间来确定,普遍时间规律为大一般电瓶车充电时长,以便控制器通过电流的计算控制断电作为电瓶缺水等故障时电流信息不准的保障措施。手动设定优先级高于普遍时间规律,为用户熟知自己电瓶车性能后自定义的时间当在此时间内充满电后,控制器也将控制回路断电。

充电计时时间内,控制器对充电电流的稳定性进行监控按时间段计算电流波动偏差: /::,,.T=Tn-Tn-1, 当心Tl<=T限值即当电流波动在可接受范围之内持续5分钟后判定充电已经达到恒流状态(表现为充电器显示绿灯),此时开始延时计T2(一般为1个小时左右)。

当到达延时时间T2 或设定时间T1后,控制器控制继电1、2 断电,断电后持续检测限位开关状态当插头拔出时限位开关恢复,此时控制继电器1、2 恢复以便下次的循环。                

控制器另有防浪涌功能,当检测出电流过大处于非正常使用状态时,自动控制继电器1、2断电,这样避免了一些事故的发生。

2.5继电器控制

继电器l、2的作用主要是控制充电回路的通断,电充满、电流过大或充电时间到时,控制回路断电,此时插座无电当限位开关从1到0时(即拔出插头的过程,)继电器失电恢复原样此时插座内有电。

2.6系统平台建立与外部通讯

系统平台以平台服务器为载体,可采集多个现场控制器信息,集中式在界面上展现。平台服务器内部软件以Bl/S软件架构搭建WEB形式展现以外部互联网形式发布,可在电脑、手机等可联网的设备上观看并操作平台管理人员可集中监控所有充电电瓶车的状况,发现问题及时联络车主。

而个体用户即电瓶车车主,可根据所取的票据远程登录平台,用相应的随机验证方式单独操作自己的电瓶车监控电瓶车的状况。如发生过载使得充电停止后,用户可以手动远程操作控制器使得电瓶车再次充电如手动操作后仍然过载跳电则用户可知需前往查看,更换充电口或者查验是否充电器有问题

3安科瑞电瓶车充电桩及在线充电管理系统产品介绍

3.1电瓶车充电桩产品介绍

电瓶车智能充电桩是新一代电动自行车智能充电设备,具有交流输出电源远程通断控制、充电控制、电度计量、按时计费功能于一体的交流供电装置,该装置能通过电瓶车的车配充电器为电动自行车充电。支付方式可选择投币、刷卡、扫码使用,设备内部可引出10路出线至专用插座,通过电瓶车的车配充电器完成充电。可连接云平台给用户提供可靠及智能化的充电服务。

3.2电瓶车充电桩技术参数

 

3.3电瓶车充电桩选型表

 

3.4电瓶车在线充电管理系统架构

 

3.5电瓶车在线充电管理系统功能介绍

3.5.1资源管理

充电站档案管理,充电桩档案管理,用户档案管理,充电桩异常交易监测。

 

3.5.2交易结算

充电价格策略管理,预收费管理,账单管理,营收和财务相关报表。

 

3.5.3用户管理

用户注册,用户登录,用户账户管理

3.5.4充电服务

充电设施搜索,充电设施查看,地图寻址,在线自助支付充电,充电结算,导航等。

3.5.5小程序

扫码充电,账单支付等功能。

 

3.5.6数据服务

数据采集,短信提醒,数据存储和解析。

4结语

本系统改变原有仅从时间上来控制电瓶车断电的方法,利用插座和电流的信息,结合普遍规律的时间和用户自定义的时间综合控制电瓶车的充电,有助于电瓶的优利用,保护不受损伤。

首先,用户可通过网络以手机、电脑等远程监控电瓶车充电状态,多模式遥控电瓶车的充断电,实现了信息的远程共享管理人员可通过平台实现电瓶车充电的集中式管理。即使用户什么都不操作,系统也可自动对电瓶车实行充电的控制和管理,对忘了拔电的用户提供保障功能。

其次,以票据形式打印充电信息,每次充电配置随机验证信息,除管理外每个人仅能操作自己的电瓶车使得恶作剧的形式无处遁形。

系统不对外部进行改造,而以暗装方式安装,避免了装置被盗的情况,且充电场所可开放公共用户,无需收费避免了很多麻烦,可设置在办公楼大型商场等公共场所,可大大方便用户,提高公共场所口碑。

 

参考文献:

[1] 王刚,张万民,电动车充电过程起火原因分析及技术防范措施[J]消防科学与技术2012 (12).

[2] 瞿国庆,张晓冬,袁异贵,瞿峰,ARM的电瓶车安全在线充电系统[J].

[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11

[4]安科瑞电瓶车充电桩收费云平台.2019.11

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