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淺談電瓶車在線充電管理系統的設計與應用
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產品型號:
產品名稱:
淺談電瓶車在線充電管理系統的設計與應用
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產品特點:
基于ARM 硬件平臺,研究了電瓶車充電技術,提出了一種智能型電瓶車在線安全充電系統,該系統可根據實際充電情況實現智能斷電,同時提供給用戶一種遠程充電、斷電的平臺,目的是防止電瓶車過度充電引發電瓶損傷和火災等事故的發生。
  淺談電瓶車在線充電管理系統的設計與應用的詳細資料:

安科瑞 鮑靜君

  摘要:基于ARM 硬件平臺,研究了電瓶車充電技術,提出了一種智能型電瓶車在線安全充電系統,該系統可根據實際充電情況實現智能斷電,同時提供給用戶一種遠程充電、斷電的平臺,目的是防止電瓶車過度充電引發電瓶損傷和火災等事故的發生。

  關鍵詞:ARM;電瓶車;充電

  0  引言

  隨著社會的發展,城市電瓶車數量迅猛發展,目前制約電瓶車行業發展的大問題是電瓶問題,電瓶作為電瓶車的核心部件,選擇好的充電方式至關重要,現有的幾種充電方式均不太理想:首先,人為斷電無法保證電瓶安全,可能出現幾天不斷電的情況,事故多發皆由此發生。其次,投幣式快速充電裝置多采用大電流加反脈沖的工作原理,本身對電瓶即有損害,且充電時長僅取決于投幣多少,時間到即斷電,該時長不一定是好時間,多適用于車無電且急需用電的情況。此外,自定義延時插座由于需在插座上另加延時插座,在公共場所容易被偷,且延時也僅從時間角度考慮,無法針對電瓶電量情況而自動確定。

  本文提出了一種基于ARM 的電瓶車在線安全充電系統,包含多個現場充電裝置,可根據實際的充電情況智能斷電,同時提供給用戶一個遠程充電、斷電的平臺,可使得忘記拔充電的用戶自動切斷充電回路,以防電瓶的損傷和火災等事故的發生。

  1  系統結構設計

  系統的總體設計方案如圖1所示:本系統包括兩套以上的現場充電裝置,現場充電裝置中包括現場充電的控制器一套,設置在充電插座低壓回路中的電流傳感器以4- 20mA 模擬信號形式和控制器連接,在充電插座的插孔內設置機械式限位開關,限位開關觸點和控制器相連,1繼電器和2繼電器設置在充電插座的低壓回路中,1繼電器和2繼電器和控制器用以控制充電插座的電流通斷,控制器以RS485 形式連接票據打印機,同時現場所有充電裝置的控制器集中連接至局域網,局域網內設有平臺服務器搭建軟件平臺,平臺服務器與外部互聯網相連,通過互聯網與用戶的手機和電腦實現通訊。充電插座的低壓回路供用戶充電。

圖l系統總體設計方案

  其中,充電插座、票據打印機固定在墻壁上,控制器、電流傳感器、限位開關、1繼電器和2繼電器均在墻壁內部或背面隱式安裝。

  2  工作原理

  本系統由32 位 MCU 為主控制器,通過AID 轉換,把信號送往MCU進行處理,系統的主控制器采用LM3Sl l38微控制器,該微控制器圍繞ARM Cortex-M3處理器內核來設計的。Cortex-M3是基于ARMv7-M架構的ARM 處理器。

  本系統采用現場多信號轉換控制技術,根據充電回路電流的計算、普遍充電時間和遠程用戶的控制綜合管理電瓶車充電時間。具體為以下幾點。

  2.1限位采集

  本系統利用充電插座內的限位開關感知是否有插頭插入,當有插頭插入時控制器開始運算處理并輸出控制,當插頭拔出時控制器停止控制工作,僅實現上位機的通訊巡回診斷,并恢復繼電器l、2的狀態。

  2.2電流信息的采集

  本系統采用電流傳感器采集充電回路電流,當電流不為零時利用控制器對電流進行計算,從而對繼電器l、2 實現控制。

  2.3票據打印

  當用戶將充電器插入充電插座時,限位開關感知有插頭插入,則控制器通過RS485通訊線控制票據打印機打印票據,票據內容包括,平臺登錄網站及配套二維碼、所配隨機驗證碼或用戶名和密碼。

  2.4控制器的處理與控制

  控制器識別限位信息和回路電流信息進行計算處理,當有插頭插入充電插座時,開始發送打印信息至票據打印機打印,同時開始充電計時T1。

  充電計時 T1可按普遍時間規律和遠程手動設定的時間來確定,普遍時間規律為大于一般電瓶車充電時長,以便控制器通過電流的計算控制斷電,作為電瓶缺水等故障時電流信息不準的保障措施。手動設定優先級高于普遍時間規律,為用戶熟知自己電瓶車性能后自定義的時間,當在此時間內充滿電后,控制器也將控制回路斷電。

  充電計時時間內,控制器對充電電流的穩定性進行監控,按時間段計算電流波動偏差: /::,,.T=Tn-Tn-1, 當心Tl<=T限值,即當電流波動在可接受范圍之內持續5分鐘后,判定充電已經達到恒流狀態(表現為充電器顯示綠燈),此時開始延時計時 T2(一般為1個小時左右)。

  當到達延時時間T2 或設定時間T1后,控制器控制繼電1、2 斷電,斷電后持續檢測限位開關狀態,當插頭拔出時限位開關恢復,此時控制繼電器1、2 恢復以便下次的循環。

  控制器另有防浪涌功能,當檢測出電流過大處于非正常使用狀態時,自動控制繼電器1、2斷電,這樣避免了一些事故的發生。

  2.5繼電器控制

  繼電器l、2的作用主要是控制充電回路的通斷,電充滿、電流過大或充電時間到時,控制回路斷電,此時插座無電;當限位開關從1到0時(即拔出插頭的過程,)繼電器失電恢復原樣,此時插座內有電。

  2.6系統平臺建立與外部通訊

  系統平臺以平臺服務器為載體,可采集多個現場控制器信息,集中式在界面上展現。平臺服務器內部軟件以Bl/S軟件架構搭建WEB形式展現,以外部互聯網形式發布,可在電腦、手機等可聯網的設備上觀看并操作。平臺中心管理人員可集中監控所有充電電瓶車的狀況,發現問題及時聯絡車主。

  而個體用戶,即電瓶車車主,可根據所取的票據遠程登錄平臺,用相應的隨機驗證方式單獨操作自己的電瓶車,監控電瓶車的狀況。如發生過載使得充電停止后,用戶可以手動遠程操作控制器,使得電瓶車再次充電。如手動操作后仍然過載跳電,則用戶可知需前往查看,更換充電口或者查驗是否充電器有問題。

  3  安科瑞電瓶車充電樁及安全在線充電管理系統產品介紹

  3.1電瓶車充電樁產品介紹

  電瓶車智能充電樁是新一代電動自行車智能充電設備,具有交流輸出電源遠程通斷控制、充電安全控制、電度計量、按時計費功能于一體的交流供電裝置,該裝置能通過電瓶車的車配充電器為電動自行車充電。支付方式可選擇投幣、刷卡、掃碼使用,設備內部可引出10路出線至插座,通過電瓶車的車配充電器完成充電??蛇B接云平臺給用戶提供安全可靠及智能化的充電服務。

  3.2電瓶車充電樁技術參數

3.3電瓶車充電樁選型表

3.4電瓶車安全在線充電管理系統架構

3.5電瓶車安全在線充電管理系統功能介紹

  3.5.1資源管理

  充電站檔案管理,充電樁檔案管理,用戶檔案管理,充電樁異常交易監測。

3.5.2交易結算

  充電價格策略管理,預收費管理,賬單管理,營收和財務相關報表。

3.5.3用戶管理

  用戶注冊,用戶登錄,用戶賬戶管理

  3.5.4充電服務

  充電設施搜索,充電設施查看,地圖尋址,在線自助支付充電,充電結算,導航等。

  3.5.5小程序

  掃碼充電,賬單支付等功能。

3.5.6數據服務

  數據采集,短信提醒,數據存儲和解析。

  4  結語

  本系統改變原有僅從時間上來控制電瓶車斷電的方法,利用插座和電流的信息,結合普遍規律的時間和用戶自定義的時間綜合控制電瓶車的充電,有助于電瓶的優利用,保護不受損傷。

  首先,用戶可通過網絡以手機、電腦等遠程監控電瓶車充電狀態,多模式遙控電瓶車的充斷電,實現了信息的遠程共享。管理人員可通過平臺實現電瓶車充電的集中式管理。即使用戶什么都不操作,系統也可自動對電瓶車實行充電的控制和管理,對忘了拔電的用戶提供保障功能。

  其次,以票據形式打印充電信息,每次充電配置隨機驗證信息,除管理中心外每個人僅能操作自己的電瓶車,使得惡作劇的形式無處遁形。

  系統不對外部進行改造,而以暗裝方式安裝,避免了裝置被盜的情況,且充電場所可開放公共用戶,無需收費,避免了很多麻煩,可設置在辦公樓、大型商場等公共場所,可大大方便用戶,提高公共場所口碑。

產品相關關鍵字: ARM 電瓶車 充電
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