一种智慧换电柜格口单元管理控制系统的制作方法

1.本发明涉及一种控制系统，具体涉及一种智慧换电柜格口单元管理控制系统。


背景技术：

2.随着外卖、快递等其它即时配送行业的快速发展，换电行业也在逐渐兴起，传统意义上的电池充换电柜的格口控制装置大多为单一控制装置，只具有对于充换电柜格口的电锁、外部指示灯、柜体内电池充电机开关的控制和与电池之间的通信，结构简单，无法实现其他功能。
3.物联网智能换电柜，主要用户为外卖送餐、物流快递员等电动车使用，使用时刚需，使用频次较多，因为他们业务繁忙，智能换电柜确实解决了他们“坐骑”的日常充电麻烦，该人群在小区等地方充电不便，而且电池换新成本比较高，使用换电柜，既方便，又节约了电池成本。
4.目前，市场上的电池换电柜的主要用户为外卖员。同时，每个换电柜都自带充电装置，待用户将电量耗尽的电池归还至换电柜后，换电柜可以自动给电池充电。但是，目前电池换电柜没有制定合理的充电计划，通常都是在电池归还至换电柜后对电量耗尽的电池充满电后再进行出租，一方面导致电费成本高，极大地增加了换电柜的运营成本，另一方面，若很多个电池同时充电，会给换电柜所属的变压器带来较大的容量压力。
5.为此，设计一款带有充电功能的电池充换电柜格口控制装置，采用可调式升压电路为充换电柜内的电池进行充电，并且装置带有对充电时电压、电流检测以及调节功能，且为安全考虑加入了一些安全防护功能，加入了用户可视化功能，将所有功能集成到一个装置内，大大节约了成本，且集成度更高。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是传统意义上的电池充换电柜的格口控制装置大多为单一控制装置，只具有对于充换电柜格口的电锁、外部指示灯、柜体内电池充电机开关的控制和与电池之间的通信，结构简单，无法实现其他功能，并且电池因温度而影响容量问题无法得到解决，本技术文件目的在于提供一种智慧换电柜格口单元管理控制系统，解决上述的问题。
7.本发明通过下述技术方案实现：
8.一种智慧换电柜格口单元管理控制系统，包括电池充换电柜前端接入大功率直流稳压电源，系统内的rs485通信电路设置有两个，其中单片机控制电路通过rs485通信电路检测是否连接电池，通过单片机控制充电电路打开并且调节电流电压进行对电池的充电，另一路rs485通信电路与电池充换电柜主板进行通信，所述单片机与温度控制模块进行交互，在单片机接收到预设数据时，向温度控制模块发送触发信号，温度控制模块启动对电池进行温度管理，所述单片机还通过控制一路光电耦合器对电池充换电柜上的电锁开关进行通断电。
9.进一步地，所述温度控制模块内设置有加热板模块，所述加热板模块通过加热板继电器的吸合与关断来隔离控制220v加热板，通过温度电阻采集环境温度，当温度到达设定值时，单片机控制加热板继电器启动接通220v加热板进行加热。
10.进一步地，所述加热板继电器的输入端1接入电源，二极管d22与加热板继电器并联，加热板继电器的输出端2与npn三极管串联，该npn三极管在b极加一个下拉电阻r13，所述加热板继电器的输出端3与电感c61和电阻r17串联，加热启动开关与电感c61与电阻r17并联，加热板继电器的输出端4与电阻r17的输出端连接。
11.进一步地，所述温度控制模块内还设置有散热风扇模块，所述散热风扇模块通过散热继电器的吸合与关断来隔离控制48v风扇，通过温度电阻采集环境温度，当温度到达设定值时，单片机控制散热继电器启动打开通风风扇，进行给电池降温。
12.进一步地，所述散热继电器的输入端1接入电源，二极管d25与散热继电器并联，所述散热继电器的输出端2与npn三极管串联，该npn三极管在b极加一个下拉电阻r68，所述散热继电器的输出端3与电感c63和电阻r66串联，输出端3与电感c63的电路上接入输入电压，所述电阻r66与连接器的输入端2连接，连接器的输出端1接地。
13.进一步地，还包括设置有灭火器输入采集模块和灭火器输出控制模块，所述灭火器输入采集模块内设置有温度电阻，当温度电阻检测温度高于设定值时，将触发信号发送至灭火器输出控制模块，灭火器输出模块利用光电耦合器通过单片机控制来被动启动柜内灭火器装置，对柜体进行灭火降温。本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
14.1、本发明一种智慧换电柜格口单元管理控制系统，本系统采用可调式升压电路，可直接通过稳压电源并且实时对电路的电压与电流进行采集，确保电池在充电过程中的安全性可靠。省掉了价格昂高的电池充电机，此方案的价格更加廉价，更加适合量产化；
15.2、本发明一种智慧换电柜格口单元管理控制系统，本系统的集成度更高，将稳压电源输入的强电部分、风扇与加热板的强电部分与单片机、rs485、can等弱电部分进行隔离，在同一装置上实现多种电路的功能，实现强电与弱电之间的转换、控制与隔离；
16.3、本发明一种智慧换电柜格口单元管理控制系统，本系统可与电池充换电柜内柜体的主板、电池以及稳压电源进行通信，实时传输格口内和电池的状态，相比较于其他方案兼容性更高，支持多种外接设备方案的更改。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
18.图1为本发明系统可调式升压电路图；
19.图2为rs485与电池进行通信的电路；
20.图3为rs485与主板进行通信的电路；
21.图4为can通信电路；
22.图5为加热板模块电路图；
23.图6为散热模块电路图；
24.图7为柜体格口令牌与柜体电锁模式选择电路图；
25.图8为灭火器输入采集模块电路图；
26.图9为灭火器输出模块电路图；
27.图10为温度电阻采集电路图；
28.图11为单片机控制电路图。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
30.实施例一
31.如图1、图2、图3以及11所示，本发明一种智慧换电柜格口单元管理控制系统，包括电池充换电柜前端接入大功率直流稳压电源，系统内的rs485通信电路设置有两个，其中单片机控制电路通过rs485通信电路检测是否连接电池，通过单片机控制充电电路打开并且调节电流电压进行对电池的充电，另一路rs485通信电路与电池充换电柜主板进行通信，所述单片机与温度控制模块进行交互，在单片机接收到预设数据时，向温度控制模块发送触发信号，温度控制模块启动对电池进行温度管理，所述单片机还通过控制一路光电耦合器对电池充换电柜上的电锁开关进行通断电。本装置主要解决电池充换电柜内充电机电压、电流控制问题，目前市场中充换电柜大部分为充电机控制电压电流；电池的低温容量影响，高温安全性能问题；兼容性问题；与各个部分通信问题；以及用户使用感受问题；
32.为解决数据传输问题，本装置提出的方案是用两路rs485通信和一路can进行通信与数据传输。一路rs485为与电池充换电柜主板的通信，判断是否连接正常，数据通过此路rs485传输主板进行控制；另一路rs485为与电池之间的通信，判断电池是否连接，电池数据通过此路rs485传输到单片机内,如图4所示，而can则是与直流电源模块相连接，判断电源是否接入正常和电源的数据控制。
33.如图5和图6所示，所述温度控制模块内设置有加热板模块，所述加热板模块通过加热板继电器的吸合与关断来隔离控制220v加热板，通过温度电阻采集环境温度，当温度到达设定值时，单片机控制加热板继电器启动接通220v加热板进行加热。为解决电池因低温而影响容量问题，本装置提出的方案是利用继电器的吸合与关断来隔离控制220v加热板，温度电阻采集环境温度，当温度到达一定设定值时，电池放入充换电柜内，单片机控制继电器来接通220v加热板进行加热，确保电池充电过程中的温度适中。为解决电池因高温而影响安全性能问题，本装置提出的方案是利用继电器的吸和与关断来隔离控制48v风扇，与上述[0008]同理，当温度到达一定设定值时，单片机控制继电器来打开通风风扇，进行给电池降温，确保电池在柜内的安全性能。
[0034]
所述加热板继电器的输入端1接入电源，二极管d22与加热板继电器并联，加热板继电器的输出端2与npn三极管串联，该npn三极管在b极加一个下拉电阻r13，所述加热板继电器的输出端3与电感c61和电阻r17串联，加热启动开关与电感c61与电阻r17并联，加热板继电器的输出端4与电阻r17的输出端连接。
[0035]
所述温度控制模块内还设置有散热风扇模块，所述散热风扇模块通过散热继电器的吸合与关断来隔离控制48v风扇，通过温度电阻采集环境温度，当温度到达设定值时，单片机控制散热继电器启动打开通风风扇，进行给电池降温。
[0036]
所述散热继电器的输入端1接入电源，二极管d25与散热继电器并联，所述散热继电器的输出端2与npn三极管串联，该npn三极管在b极加一个下拉电阻r68，所述散热继电器的输出端3与电感c63和电阻r66串联，输出端3与电感c63的电路上接入输入电压，所述电阻r66与连接器的输入端2连接，连接器的输出端1接地。
[0037]
如图8、图9和图10所示，还包括设置有灭火器输入采集模块和灭火器输出控制模块，所述灭火器输入采集模块内设置有温度电阻，当温度电阻检测温度高于设定值时，将触发信号发送至灭火器输出控制模块，灭火器输出模块利用光电耦合器通过单片机控制来被动启动柜内灭火器装置，对柜体进行灭火降温。为防止电池充换电柜内灭火器装置在出现特高温时没有自动启动的问题，本装置提出的方案，当温度电阻检测温度高于一定设定值时，利用光电耦合器通过单片机控制来被动打开柜内灭火器装置，确保安全。
[0038]
实施例二
[0039]
本实施例针对实施例一中，在基础功能的框架下，搭建其他的模块方便用户实际使用，增加用户选择，如图7所示，为解决每个柜体格口令牌不同问题和柜体电锁打开方式不同的问题，本装置提出的方案是利用8位拨码开关进行选择，前6路为柜体格口令牌号的选择，而后两位为电锁打开模式的切换，并且用单片机控制，确保与各个产品的兼容性，并且利用单片机控制一路光电耦合器控制柜体电锁的开关。为解决用户在晚上换电时看不清、找不到充电口的问题，本装置提出的方案是利用一路作为电压隔离的光电耦合器通过单片机来控制格口内照明系统的开关，当舱门打开时格口内照明系统自动接通，方便用户更换电池。为直观的展现出电池充换电柜内电池是否可更换，本装置提出的方案，利用两路光电耦合器通过单片机控制每一个格口单独的指示灯，其中一路为红色，而另一路为绿色。当红色亮时，代表电池不可被换出；而当绿色亮时，代表电池可被换出。
[0040]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。