杜凡?曾偉?劉小偉?周雨欣?熊雨婷?曹宇科?羅沙?李雙杰

摘要：居民住宅和公共場所使用的“電車泊”智能電動車庫。以電動自行車安全充電為基礎(chǔ)，基于GPRS、以太網(wǎng)構(gòu)建成互聯(lián)網(wǎng)+人聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)的智能網(wǎng)絡(luò)模式。通過自主研發(fā)智能電動車庫、客戶使用平臺、服務(wù)端、自動診斷故障系統(tǒng)，為降低充電時的安全隱患，為達到安全、快速充電為最終目的一個服務(wù)于廣大電動自行車用戶的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：電動自行車;安全;快速;充電車庫

1 電車泊系統(tǒng)設(shè)計用途

電車泊系統(tǒng)是主要針對于小區(qū)的電瓶車停放問題而設(shè)計出的停放管理系統(tǒng)，相較于在此之前小區(qū)出現(xiàn)的多種問題，電車泊能夠有效的解決電瓶車停放雜亂、收費方式復(fù)雜、電瓶車停放安全隱患、充電線路散亂交錯、電瓶車充電超時導(dǎo)致電池損傷、電費準(zhǔn)確收繳、員工私自收費等實際問題。

2 電車泊工作原理

采用脈沖充電，有利于延長電瓶壽命。脈沖低壓交流電經(jīng)全波整流后是脈動直流，當(dāng)其波峰電壓大于電瓶電壓時，可控硅才會導(dǎo)通，當(dāng)脈動直流電壓處于波谷區(qū)時，可控硅反偏截止，停止向電瓶充電。因而流過電瓶的是脈動直流電，快速充電，充滿自停。剛開始充電時電瓶兩端電壓較低，充電電流較大。當(dāng)電瓶即將充足時，充電電壓越來越接近脈動直流輸出電壓的波峰值，充電電流也會越來越小，自動變?yōu)殇噶鞒潆姟．?dāng)電瓶兩端電壓被充到整流輸出的波峰最大值時，充電過程停止。經(jīng)試驗，三節(jié)電動車蓄電池 36V 串聯(lián)用該充電器只需 2 個小時即可充滿。電路簡單、易于制作，幾乎不用維護及維修。

本系統(tǒng)主要包括智能云平臺、智能充電裝置和智能終端APP等三大部分。其中云平臺包括智能充電調(diào)度系統(tǒng)、管理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫。電調(diào)度系統(tǒng)可根據(jù)用戶和充電樁需求不同，可以調(diào)用多種充電策略，并為用戶推薦最合適的充電方案，方便用戶充電。管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)充電和用戶的信息管理：數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和更新。智慧充電裝置安裝有物聯(lián)網(wǎng)感知模塊、控制模塊，互聯(lián)網(wǎng)和充電控制功能。戶主要是移動端APP用戶，可為其提供便捷的充電服務(wù)。

電車泊系統(tǒng)是一個類似于車庫的一個系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要是能通過車輛在使用電車泊系統(tǒng)時能夠相對集中的將電瓶車停放至電車系統(tǒng)中，同時這個系統(tǒng)在電瓶車停放至區(qū)域后，有自動有一個“門禁”系統(tǒng)不是電瓶車主，或者是用戶授權(quán)的人員，無法進入。這更利于物業(yè)對于用戶的管理。

充電站設(shè)備安裝好后，管理人員可根據(jù)自己實際情況任意設(shè)置，設(shè)備設(shè)置有多重保護措施，系統(tǒng)性能安全可靠。對于此系統(tǒng)中還設(shè)置了兒童防護系統(tǒng)，防止兒童觸電，而且此系統(tǒng)不僅對兒童自身的安全考慮，同時也保護充電設(shè)施不被兒童無意破壞。所以充電插口都配有獨立安全門，預(yù)防兒童無意觸電安全風(fēng)險和兒童毀壞充電插口和放入異物，導(dǎo)致在使用時產(chǎn)生電火花引發(fā)火災(zāi)。

充電過程中的保護措施還包括：云智能充電能夠?qū)﹄娖寇嚦潆娺^程 24 h 全程監(jiān)控，精準(zhǔn)管理到每一輛電瓶車充電，且每隔1 min自動巡查采集數(shù)據(jù)，繪制成充電心電圖，實時判斷火災(zāi)險情并分析。電瓶車云智能充電系統(tǒng)基于GPRS、互聯(lián)網(wǎng) + 物聯(lián)網(wǎng) + 人聯(lián)網(wǎng)的模式，通過智能充電樁、主機、通訊設(shè)備、服務(wù)端和移動客戶端應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)智能化管控。采用了多級防過流、防短路、防漏電、防雷、防過充、限流等安全保護措施。智能充電樁可識別電池類型和各種技術(shù)參數(shù)，做到實時監(jiān)控充電電流、電壓監(jiān)控、異常斷電、充滿自停充電，以保證充電安全如圖1。

3 電車泊系統(tǒng)對生活的影響

3.1 電車泊系統(tǒng)對火災(zāi)的防護

很多用戶在使用電瓶車的使用時都會對電瓶車進行過度充電，一般的情況下，八小時的充電，完全能夠?qū)㈦娖寇嚦錆M電，也足夠用戶使用，但是仍有大部分用戶會對電瓶車進行過度充電，希望能夠多充點電，這樣不僅不能多充電更加會減少電瓶車電瓶的壽命，增加電瓶的負擔(dān)，同時也增加了安全隱患，車主在使用電瓶車時也更容易引發(fā)火災(zāi)，嚴(yán)重的情況還可能造成電池負擔(dān)過大從而導(dǎo)致電瓶發(fā)生爆炸。

電車泊系統(tǒng)能夠有效的預(yù)防這一情況，在電瓶車進行充電時會自動監(jiān)測電瓶車電瓶的實時情況，通過云系統(tǒng)與主機連接，則自然形成一個安全的閉環(huán)充電網(wǎng)絡(luò)，從開始到結(jié)束，每一分鐘系統(tǒng)自動巡檢自動判斷充電情況并檢測電池性能，即刻發(fā)送到服務(wù)器，并在接口處可查詢。

3.2 電車泊系統(tǒng)相應(yīng)的防盜系統(tǒng)

傳統(tǒng)的電瓶車都沒有很好我防盜系統(tǒng)，大多數(shù)人都停放在家附近，不能夠?qū)崟r的掌握到電瓶車的情況，而電車泊所有的主機均通過無線通信技術(shù)聯(lián)到云服務(wù)器，相對應(yīng)的智能充電口在系統(tǒng)里都有唯一的ID號碼組，當(dāng)通過車主插入充電口并與自身APP相連，電車泊系統(tǒng)就會自動打開充電聯(lián)鎖，當(dāng)有人未通過APP強行將電源斷開時，電車泊系統(tǒng)將會通過APP給用戶發(fā)短信，用戶可在第一時間了解到電瓶車的動態(tài)。

電車泊系統(tǒng)不僅僅在于充電于電瓶車防盜方面，更加是的是為了能夠改善小區(qū)的治安問題，目前小區(qū)的電瓶車的主要停放位置并沒有固定，而且加上小區(qū)對于電瓶車主來說還存在著收費亂和亂收費的現(xiàn)象，讓小區(qū)的電瓶車問題日漸嚴(yán)重，而我們“電車泊”去智能充電系統(tǒng)能夠很好的解決這個問題，這也是我們對于其他云智能設(shè)備的優(yōu)勢。

4 總結(jié)

電車泊云智能電瓶車快速充電系統(tǒng)是為電動自行車日常通勤用戶提供戶外公共充電的解決方案，安裝在小區(qū)、園區(qū)和商業(yè)樓宇等用戶生活、工作區(qū)域。充電柜是為外賣、快遞等物流垂直領(lǐng)域提供的電池存儲、充電解決方案，擺放在外賣快遞集中商圈、商鋪以及站點。

參考文獻：

[1] 劉濤.電動汽車智能充電樁的設(shè)計與研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017（19）.

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基金項目：本文系2019年四川省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐項目“電車泊智能充電車庫”（編號：S201914262082）。

作者簡介：杜凡（1993—），男，研究生，研究方向：機械工程。

（作者單位：1.西南交通大學(xué)希望學(xué)院;2.新都區(qū)毗河中學(xué)）