电车泊电瓶车充电智能车库

杜凡?曾伟?刘小伟?周雨欣?熊雨婷?曹宇科?罗沙?李双杰

摘要：居民住宅和公共场所使用的“电车泊”智能电动车库。以电动自行车安全充电为基础，基于GPRS、以太网构建成互联网+人联网+物联网的智能网络模式。通过自主研发智能电动车库、客户使用平台、服务端、自动诊断故障系统，为降低充电时的安全隐患，为达到安全、快速充电为最终目的一个服务于广大电动自行车用户的产品。

关键词：电动自行车;安全;快速;充电车库

1 电车泊系统设计用途

电车泊系统是主要针对于小区的电瓶车停放问题而设计出的停放管理系统，相较于在此之前小区出现的多种问题，电车泊能够有效的解决电瓶车停放杂乱、收费方式复杂、电瓶车停放安全隐患、充电线路散乱交错、电瓶车充电超时导致电池损伤、电费准确收缴、员工私自收费等实际问题。

2 电车泊工作原理

采用脉冲充电，有利于延长电瓶寿命。脉冲低压交流电经全波整流后是脉动直流，当其波峰电压大于电瓶电压时，可控硅才会导通，当脉动直流电压处于波谷区时，可控硅反偏截止，停止向电瓶充电。因而流过电瓶的是脉动直流电，快速充电，充满自停。刚开始充电时电瓶两端电压较低，充电电流较大。当电瓶即将充足时，充电电压越来越接近脉动直流输出电压的波峰值，充电电流也会越来越小，自动变为涓流充电。当电瓶两端电压被充到整流输出的波峰最大值时，充电过程停止。经试验，三节电动车蓄电池 36V 串联用该充电器只需 2 个小时即可充满。电路简单、易于制作，几乎不用维护及维修。

本系统主要包括智能云平台、智能充电装置和智能终端APP等三大部分。其中云平台包括智能充电调度系统、管理系统以及数据库。电调度系统可根据用户和充电桩需求不同，可以调用多种充电策略，并为用户推荐最合适的充电方案，方便用户充电。管理系统主要实现充电和用户的信息管理：数据库实现数据存储和更新。智慧充电装置安装有物联网感知模块、控制模块，互联网和充电控制功能。户主要是移动端APP用户，可为其提供便捷的充电服务。

电车泊系统是一个类似于车库的一个系统，此系统主要是能通过车辆在使用电车泊系统时能够相对集中的将电瓶车停放至电车系统中，同时这个系统在电瓶车停放至区域后，有自动有一个“门禁”系统不是电瓶车主，或者是用户授权的人员，无法进入。这更利于物业对于用户的管理。

充电站设备安装好后，管理人员可根据自己实际情况任意设置，设备设置有多重保护措施，系统性能安全可靠。对于此系统中还设置了儿童防护系统，防止儿童触电，而且此系统不仅对儿童自身的安全考虑，同时也保护充电设施不被儿童无意破坏。所以充电插口都配有独立安全门，预防儿童无意触电安全风险和儿童毁坏充电插口和放入异物，导致在使用时产生电火花引发火灾。

充电过程中的保护措施还包括：云智能充电能够对电瓶车充电过程 24 h 全程监控，精准管理到每一辆电瓶车充电，且每隔1 min自动巡查采集数据，绘制成充电心电图，实时判断火灾险情并分析。电瓶车云智能充电系统基于GPRS、互联网 + 物联网 + 人联网的模式，通过智能充电桩、主机、通讯设备、服务端和移动客户端应用系统实现智能化管控。采用了多级防过流、防短路、防漏電、防雷、防过充、限流等安全保护措施。智能充电桩可识别电池类型和各种技术参数，做到实时监控充电电流、电压监控、异常断电、充满自停充电，以保证充电安全如图1。

3 电车泊系统对生活的影响

3.1 电车泊系统对火灾的防护

很多用户在使用电瓶车的使用时都会对电瓶车进行过度充电，一般的情况下，八小时的充电，完全能够将电瓶车充满电，也足够用户使用，但是仍有大部分用户会对电瓶车进行过度充电，希望能够多充点电，这样不仅不能多充电更加会减少电瓶车电瓶的寿命，增加电瓶的负担，同时也增加了安全隐患，车主在使用电瓶车时也更容易引发火灾，严重的情况还可能造成电池负担过大从而导致电瓶发生爆炸。

电车泊系统能够有效的预防这一情况，在电瓶车进行充电时会自动监测电瓶车电瓶的实时情况，通过云系统与主机连接，则自然形成一个安全的闭环充电网络，从开始到结束，每一分钟系统自动巡检自动判断充电情况并检测电池性能，即刻发送到服务器，并在接口处可查询。

3.2 电车泊系统相应的防盗系统

传统的电瓶车都没有很好我防盗系统，大多数人都停放在家附近，不能够实时的掌握到电瓶车的情况，而电车泊所有的主机均通过无线通信技术联到云服务器，相对应的智能充电口在系统里都有唯一的ID号码组，当通过车主插入充电口并与自身APP相连，电车泊系统就会自动打开充电联锁，当有人未通过APP强行将电源断开时，电车泊系统将会通过APP给用户发短信，用户可在第一时间了解到电瓶车的动态。

电车泊系统不仅仅在于充电于电瓶车防盗方面，更加是的是为了能够改善小区的治安问题，目前小区的电瓶车的主要停放位置并没有固定，而且加上小区对于电瓶车主来说还存在着收费乱和乱收费的现象，让小区的电瓶车问题日渐严重，而我们“电车泊”去智能充电系统能够很好的解决这个问题，这也是我们对于其他云智能设备的优势。

4 总结

电车泊云智能电瓶车快速充电系统是为电动自行车日常通勤用户提供户外公共充电的解决方案，安装在小区、园区和商业楼宇等用户生活、工作区域。充电柜是为外卖、快递等物流垂直领域提供的电池存储、充电解决方案，摆放在外卖快递集中商圈、商铺以及站点。

参考文献：

[1] 刘涛.电动汽车智能充电桩的设计与研究[J].科技创新导报，2017（19）.

[2] 童伟星，吴炯.电瓶车云智能充电技术的推广与应用[J].消防技术与产品信息，2017（11）.

基金项目：本文系2019年四川省大学生创新创业实践项目“电车泊智能充电车库”（编号：S201914262082）。

作者简介：杜凡（1993—），男，研究生，研究方向：机械工程。

（作者单位：1.西南交通大学希望学院;2.新都区毗河中学）