電車泊電瓶車充電智能車庫

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，基于GPRS、以太網構建成互聯網+人聯網+物聯網的智能網絡模式。通過自主研發智能電動車庫、客戶使用平臺、服務端、自動診斷故障系統，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于廣大電動自行車用戶的產品。

關鍵詞：電動自行車;安全;快速;充電車庫

1 電車泊系統設計用途

電車泊系統是主要針對于小區的電瓶車停放問題而設計出的停放管理系統，相較于在此之前小區出現的多種問題，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、電瓶車充電超時導致電池損傷、電費準確收繳、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。脈沖低壓交流電經全波整流后是脈動直流，當其波峰電壓大于電瓶電壓時，可控硅才會導通，當脈動直流電壓處于波谷區時，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，自動變為涓流充電。當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。經試驗，三節電動車蓄電池 36V 串聯用該充電器只需 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度系統、管理系統以及數據庫。電調度系統可根據用戶和充電樁需求不同，可以調用多種充電策略，并為用戶推薦最合適的充電方案，方便用戶充電。管理系統主要實現充電和用戶的信息管理：數據庫實現數據存儲和更新。智慧充電裝置安裝有物聯網感知模塊、控制模塊，互聯網和充電控制功能。戶主要是移動端APP用戶，可為其提供便捷的充電服務。

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

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

充電過程中的保護措施還包括：云智能充電能夠對電瓶車充電過程 24 h 全程監控，精準管理到每一輛電瓶車充電，且每隔1 min自動巡查采集數據，繪制成充電心電圖，實時判斷火災險情并分析。電瓶車云智能充電系統基于GPRS、互聯網 + 物聯網 + 人聯網的模式，通過智能充電樁、主機、通訊設備、服務端和移動客戶端應用系統實現智能化管控。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參數，做到實時監控充電電流、電壓監控、異常斷電、充滿自停充電，以保證充電安全如圖1。

3 電車泊系統對生活的影響

3.1 電車泊系統對火災的防護

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，完全能夠將電瓶車充滿電，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，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火災，嚴重的情況還可能造成電池負擔過大從而導致電瓶發生爆炸。

電車泊系統能夠有效的預防這一情況，在電瓶車進行充電時會自動監測電瓶車電瓶的實時情況，通過云系統與主機連接，則自然形成一個安全的閉環充電網絡，從開始到結束，每一分鐘系統自動巡檢自動判斷充電情況并檢測電池性能，即刻發送到服務器，并在接口處可查詢。

3.2 電車泊系統相應的防盜系統

傳統的電瓶車都沒有很好我防盜系統，大多數人都停放在家附近，不能夠實時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聯到云服務器，相對應的智能充電口在系統里都有唯一的ID號碼組，當通過車主插入充電口并與自身APP相連，電車泊系統就會自動打開充電聯鎖，當有人未通過APP強行將電源斷開時，電車泊系統將會通過APP給用戶發短信，用戶可在第一時間了解到電瓶車的動態。

電車泊系統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的治安問題，目前小區的電瓶車的主要停放位置并沒有固定，而且加上小區對于電瓶車主來說還存在著收費亂和亂收費的現象，讓小區的電瓶車問題日漸嚴重，而我們“電車泊”去智能充電系統能夠很好的解決這個問題，這也是我們對于其他云智能設備的優勢。

4 總結

電車泊云智能電瓶車快速充電系統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、園區和商業樓宇等用戶生活、工作區域。充電柜是為外賣、快遞等物流垂直領域提供的電池存儲、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：

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[2] 童偉星，吳炯.電瓶車云智能充電技術的推廣與應用[J].消防技術與產品信息，2017（11）.

基金項目：本文系2019年四川省大學生創新創業實踐項目“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.西南交通大學希望學院;2.新都區毗河中學）