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一种智能化电动自行车充电安全监测装置设计

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宗卫焱孙天佑

摘要

本文针对电动车充电过程中的长时间过度充电，充电过程中突发的短路故障，使用与电池不匹配充电器充电以及突发的电池泄漏自燃的问题，经过研究设计了一种采用单片机为核心器件的监测电动自行车充电安全智能化装置。硬件方面着重阐述了装置整体硬件电路设计、充电电流及充电电压检测电路设计、无线近距离模块通信接口电路设计，软件方面阐述了监测控制端和移动报警端主程序的工作流程图。本装置通过后期的使用验证了其实际性能，满足预期的设计需求。

关键词

单片机;充电电压监测;充电电流监测;安全充电

中图分类号：TM910.6?????????文献标识码：A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.09.055

Abstract

Inthispaper，aimingattheproblemsofoverchargeforalongtimeintheprocessofelectricvehiclecharging，suddenshort-circuitfaultintheprocessofcharging，chargingwithchargerthatdoesnotmatchthebatteryandspontaneouscombustionofsuddenbatteryleakage，anintelligentdeviceformonitoringchargingsafetyofelectricbicyclebasedonsinglechipmicrocomputerisdesigned.Intheaspectofhardware，thewholehardwarecircuitdesign，chargingcurrentandchargingvoltagedetectioncircuitdesign，short-rangewirelessmodulecommunicationinterfacecircuitdesign，andintheaspectofsoftware，themainprogramflowchartofmonitoringcontrolterminalandmobilealarmterminalaredescribed.Theactualperformanceofthedesignhasbeenverifiedbylateruse，whichmeetstheexpecteddesignrequirements.

Keywords

SCM;Voltagemonitoring;Currentmonitoring;Chargingsafety

0引言

当前电动自行车在我国仍有相当多的保有量而且使用者逐渐偏老龄化，由于他们当中大部分人文化程度偏低在使用电动车充电时必然会有各种不规范的操作且并未引起足够的重视，如长时间过度充电，使用与电池不匹配充电器充电，对电池老化导致的突发短路亦无法察觉，这种情况下轻者损坏设备严重者导致个人触电甚至火灾后果严重，为了达到保护设备预防火灾事故的发生，在电动车充电时需要一个对充电进行实时监测与控制的装置。

实际上常规的供电线路本身也提供一定保护比如短路和过载，建筑周边也提供一定消防报警及保护措施，但是那些保护都是常规的保护，起到了一定的效果但对于电动车充电方面的保护效果并不明显，无法探测和识别上述提及的各种类型不规范操作和电池故障等等。为此我们需要一种智能化电动自行车充电安全监测装置。

1总体设计

本装置设计用于对电动车充电电流以及电压变化和充电环境中的烟雾和温度的变化的实时监测以确保对以上所列的电动自行车非正常充電情况的实时可靠的探测，由于本装置涉及的电流及电压的传感检测技术相对成熟，整个装置分成监测控制端和移动报警端两个相对独立的部分。监测控制端用于监测充电的电压和电流以及充电环境的温升和烟气浓度的变化并且在非正常充电状态发生时能控制电控开关可靠关闭和停止充电并报警提示。移动报警端可以挂在车钥匙环上，用于接收和确认监测控制端发送报警提示。由于电动车电池以及充电器的类型不尽相同，可以使监测控制端具有一定记忆功能，存储几种类型的常用充电器正常充电的电压与电流，方便在使用时随时切换。

本装置的核心是一种具有短距离通信功能的智能化充电控制器，通过其配备的硬件传感器件能可靠监测充电电流和电压以及充电环境烟温的变化，然后在