技术领域
[0001] 本实用新型属于电源技术领域，尤其涉及一种城市公共安全智能应急电源系统。
背景技术
[0002] 随着城市各类交通流的不断增加，交通
信号控制系统在交叉口的应用也日益广泛。其中某些
节点和路段极易受到
自然灾害、恶劣天气、交通事故等事件的破坏。交通信号机是交通信号控制系统的核心设备，破坏后会造成道路网内大面积的交通拥堵甚至全面瘫痪，从而丧失了道路网的交通功能，造成了巨大的经济损失。交通信号系统电源，对保障交通的安全运行，提高运输效率有重要意义，因此交通信号系统电源必须具备稳定可靠的特点。而常用交通信号机基本不具备供电故障自动诊断和应急电源(EPS)供电功能，所以，为交通信号系统电源配备供电故障自动诊断和应急电源供电是非常必要的。
[0003] 随着O2O的商业模式的发展，外卖和快递业务近两年来发展非常迅猛，外卖和快递高峰时期日均订单突破千万。外卖小哥和快递小哥主要的交通工具都是两轮
电动车。
[0004] 外卖小哥和快递小哥自己充电的方式严重影响了速递的效率。让电动车车手能够随时随地更换
电池是解决这一痛点的彻底有效的方案，为此，在路边设置采用
路灯电源供电的充换电柜是一种有效办法。但是路灯电源有些场合白天不供电，或者白天供电，也因某些原因停电。一但停电，就会终止充换电柜工作，这将使电动车车手无法更换电池，影响小哥正常工作，是客户不允许的。为解决此问题，也需配备应急电源(EPS)。
[0005] 为满足交通信号系统电源和电动车车手无法更换电池的需要，在交通口附近设置两者供用的应急电源(EPS)，采用路灯电源，为充换电柜和或EPS供电，是一个优选创意。
发明内容
[0006] 为克服
现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种城市公共安全智能应急电源系统，利用路灯电源为充换电柜和或应急电源(EPS)供电，满足电动车车手更换电池需要，实现交通信号的应急供电。
[0007] 为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
[0008] 一种城市公共安全智能应急电源系统，包括充换电柜、应急电源EPS、
电压检测单元、
开关Q1～Q7；经路灯变压所处理后的路灯电源与开关Q1一端连接，开关Q1另一端分别与充换电柜、经开关Q3与应急电源EPS连接；路灯电源经开关Q2与应急电源EPS连接；
[0009] 交通信号电源经Q6与交通信号电源连接；应急电源EPS经电源检测单元与交通信号电源连接，应急电源EPS经开关Q5为正常用电供电，正常用电与交通信号电源之间连接有开关Q7；应急电源EPS经开关Q4为应急照明提供电源。
[0010] 所述的应急电源EPS包括充放电控制单元、三相电检测
电路、逆变器、锂
电池组、
接触器KM1、接触器KM2、主
控制器，路灯电源与交通信号电源一路直接与交流分路输出端连接，一路经充放电控制单元与锂电池组连接，另一路经三相电检测电路与接触器KM1连接；锂电池组一路依次经接触器KM1、
二极管D1、逆变器、接触器KM2与交流分路输出端连接，另一路直接接直流输出端；所述的锂电池组与BMS电池管理单元连接；
主控制器与逆变器、接触器KM2、BMS电池管理单元连接。
[0011] 所述的锂电池组上连接有测温单元，测温单元与BMS电池管理单元连接；
[0012] 测温单元包括三线三通插座、
温度变送器组件、三线连接器、锂
电池管理系统，温度变送器组件检测
单体锂电池温度信息，单体锂电池的正极或负极连接有
接线柱；单体锂电池通过接线柱与温度变送器组件相连接，三线三通插座与温度变送器组件插接固定，三线三通插座之间通过三线连接器插接固定，锂电池管理系统通过三线三通插座和三线连接器与温度变送器组件相连接；
[0013] 所述的三线三通插座包括绝缘
外壳、三通连接件，相互绝缘的三组三通连接件封装在绝缘外壳内，三通连接件由
水平
导线、垂直导线、左插孔、右插孔、垂直插孔，水平导线一端与左插孔连接，另一端与右插孔连接，垂直导线一端与水平导线连接，另一端与垂直插孔连接，所述的绝缘外壳端部设有
螺纹。
[0014] 所述的充换电柜为两台以上，充换电柜外部设有遮雨棚。
[0015] 所述的主控制器通过NB-loT窄带
物联网与移动互联网通讯，主控制器采用
现场总线与用电量计量单元、快速充放电器单元、BMS电池管理单元、输入控制单元、输出控制单元、测温单元相连接。
[0016] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0017] 1、应急电源EPS是为用城市路灯电源的共享智能充换电柜和交通信号电源系统共用的电源，具有电源掉电检测和自动切换供电的功能，对保障交通的安全运行，电动车车手更换电池，提高运输效率均有重要意义；
[0018] 2、城市公共安全智能应急电源系统采用城市路灯电源和交通信号电源供电，免去拉专用供电线路，节约了资金投入和拉专用供电线路的不便，且能自动切换互为备用，这是城市公共安全应急电源系统的创新应用；
[0019] 3、本实用新型采用了全数字控制系统，如现场总线双向传递传感和操作信息，提高了智能化和可靠性；
[0020] 4、本系统采用了网络温度变送组件，并设计了对锂电池组温度检测的具体结构，采用锂电池组中的一节电池供电，使BMS电池管理单元中的温度采集系统得到了简化。本结构可快速连接、网络化、温度检测可靠、模
块结构、成本低、有实用和推广价值；
[0021] 5、本系统采用了互联网、NB-loT窄带物联网和WiFi等有线和无线通信技术，实现了远程管理。
附图说明
[0022] 图1是城市公共安全智能应急电源系统的原理图。
[0023] 图2是应急电源EPS的原理图。
[0024] 图3是测温单元的原理图。
[0025] 图4是温度变送器组件安装示意图。
[0026] 图5是三线三通插座与温度变送器组件的连接示意图。
[0027] 图6是三线连接器的结构示意图。
[0028] 图7是城市公共安全智能应急电源系统结构示意图。
[0029] 图8是应急电源EPS的主控制器原理图。
[0030] 图9是城市公共安全智能应急电源系统的远程管理系统原理图。
[0031] 图10是城市公共安全智能应急电源系统的操作
流程图。
[0032] 图中：1-三线三通插座 11-绝缘外壳 12-水平导线 13-垂直导线 14-左插孔 15-右插孔 16-垂直插孔
[0033] 2-温度变送器组件 21-绝缘固定
螺母 22-温度变送器 23-密封膏 24-导热环 25-螺母 26-
垫圈 221-电源端Vd端 222-数据端 Cd端223-接地端
[0034] 3-三线连接器 31-绝缘壳 32-导线 33-插针 34-绝缘螺母
[0035] 4-单体锂电池 41-接线柱
[0036] 5-充换电柜 6-广告灯箱 7-遮雨棚 8-路灯电源 9-路灯电柱。
具体实施方式
[0037] 下面结合
说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。
[0038] 见图1，一种城市公共安全智能应急电源系统，包括充换电柜、应急电源EPS、电压检测单元、开关Q1～Q7；经路灯变压所处理后的路灯电源与开关Q1一端连接，开关Q1另一端分别与充换电柜、经开关Q3与应急电源EPS连接；路灯电源经开关Q2与应急电源EPS连接；
[0039] 交通信号电源经Q6与交通信号电源连接；应急电源EPS经电源检测单元与交通信号电源连接，应急电源EPS经开关Q5为正常用电供电，正常用电与交通信号电源之间连接有开关Q7；应急电源EPS经开关Q4为应急照明提供电源。
[0040] 城市公共安全智能应急电源系统的使用方法，包括以下方式：
[0041] 1)应急电源EPS充电：
[0042] 用路灯电源充电，将开关Q2闭合；若路灯电源无电，用交通信号电源充电，将开关Q6闭合；
[0043] 2)充换电柜充电：
[0044] 用路灯电源充电，将开关Q1闭合、开关Q3断开；若路灯电源无电，用应急电源EPS充电，将开关Q3闭合、开关Q1断开；
[0045] 3)为交通信号电源供电：通过电压检测单元，检测到交通信号电源无电时，将开关Q5闭合，开关Q7断开，由正常用电支路为交通信号电源供电；
[0046] 4)当检修或临时照明时，手动按通开关Q4，由应急电源EPS供电；
[0047] 5)应急电源EPS为充换电柜、交通信号电源、检修或临时照明供电时，均输出交流380V或220V电；
[0048] 6)应急电源EPS充电采用低谷电充电，节约
能源，降低成本；
[0049] 见图2，应急电源EPS包括充放电控制单元、三相电检测电路、逆变器、锂电池组、接触器KM1、接触器KM2、主控制器，路灯电源与交通信号电源一路直接与交流分路输出端连接，一路经充放电控制单元与锂电池组连接，另一路经三相电检测电路与接触器KM1连接；锂电池组一路依次经接触器KM1、二极管D1、逆变器、接触器KM2与交流分路输出端连接，另一路直接接直流输出端；所述的锂电池组与BMS电池管理单元连接；主控制器与逆变器、接触器KM2、BMS电池管理单元连接；应急电源EPS还有一路直流电源供电插座。
[0050] 应急电源EPS的使用方法：
[0051] 用路灯电源充电，将开关Q2闭合，开关QC1、开关QC2、开关QC3断开，主控制器控制接触器KM2触发，由路灯电源直接供交流电；
[0052] 若路灯电源无电，用交通信号电源充电，将开关Q6闭合，开关QC1、开关QC2、开关QC3断开，主控制器控制接触器KM2触发，由路灯电源直接供交流电；
[0053] 锂电池组充电时，闭合开关Q2或开关Q6，由主控制器通过手动或自动方式发出控制指令给充放电控制单元，闭合QC1，路灯电源或交通信号电源为锂电池组供电；
[0054] 当三相电检测电路检测不到路灯电源或交通信号电源供电时，自动闭合接触器KM1，由锂电池组供电，开关Q2、开关Q6、开关QC1断开，开关QC3闭合，锂电池组输出的直流电经二极管D1、逆变器逆变为交流电，由主控制器控制接触器KM2触发，通过交流分路输出端供交流电；也可断开开关Q2、开关Q6、开关QC1、开关QC3，闭合QC2直接由锂电池组供直流电；所述的开关QC3平时可闭合，锂电池组的充放电由接触器KM1控制。
[0055] 见图3-图6，锂电池组上连接有测温单元，测温单元与BMS电池管理单元连接；测温单元包括三线三通插座1、温度变送器组件2、三线连接器3、锂电池管理系统5，温度变送器组件2检测单体锂电池4温度信息，单体锂电池4的正极或负极连接有接线柱41；单体锂电池4通过接线柱41与温度变送器组件2相连接，三线三通插座1与温度变送器组件2插接固定，三线三通插座1之间通过三线连接器3插接固定，锂电池管理系统5通过三线三通插座1和三线连接器3与温度变送器组件2相连接。
[0056] 见图5，三线三通插座1包括绝缘外壳11、三通连接件，相互绝缘的三组三通连接件封装在绝缘外壳11内，三通连接件由水平导线12、垂直导线13、左插孔14、右插孔15、垂直插孔16，水平导线12一端与左插孔14连接，另一端与右插孔15连接，垂直导线13一端与水平导线12连接，另一端与垂直插孔16连接，绝缘外壳11端部设有螺纹，用以与绝缘螺母34和绝缘固定螺母21连接。
[0057] 见图6，三线连接器3由绝缘壳31、导线32、插针33、绝缘螺母34组成，三组相互绝缘的导线32封装在绝缘壳31内，导线32两端均连接有插针33，绝缘壳31两端连接有绝缘螺母34，绝缘壳31上设有凹槽，绝缘螺母34内壁上设有与之匹配的突起，实现绝缘螺母34与绝缘壳31相互转动，三线连接器3通过绝缘螺母34与三线三通插座1的绝缘外壳11连接，保护插针33与插孔，在其连接处形成保护壳，实现绝缘、防水、防潮的目的。
[0058] 见图4、图5，温度变送器组件2包括温度变送器22、绝缘固定螺母21、导热环24，温度变送器22一端与导热环24固定连接，温度变送器22另一端的电源端Vd端221、数据端Cd端222及接地端223与三线三通插座1插接；导热环24通过螺母25、垫圈26固定在接线柱41上，实现温度变送器22与单体锂电池4的正极或负极相连接，检测的温度更加准确。温度变送器
22与绝缘固定螺母21转动连接，温度变送器22上设有凹槽，绝缘固定螺母21内壁设有突起，形成温度变送器22与绝缘固定螺母21相互转动的结构；绝缘固定螺母21与三线三通插座1的绝缘外壳11
螺纹连接，在插接处形成封闭的结构，可绝缘、防水、防潮、防盐雾。为增强温度变送器22的绝缘、防水、防潮性，在温度变送器22端部，以及温度变送器22主体与电源端Vd端221、数据端Cd端222及接地端223相连接处设置密封膏23。其中，温度变送器22为DS18B20温度变送器22，
比热电阻效果好，且具有智能化、安装方便，便于维护的特点。
[0059] 见图3，以锂电池组中任意一个单体锂电池4作为电源为温度变送器22供电，该单体锂电池4通过电源开关与直流转换器相连接；锂电池组中各个单体锂电池4上的温度变送器22相互连接，其中各个数据端Cd相连接，各电源端Vd相连接，各接地端223相连接；锂电池组间的温度变送器22相互连接。图3中，K为电源开关，Rd为上拉电阻，电源端Vd端221为3.0-5V。
[0060] 见图7，充换电柜5为两台以上，充换电柜5外部设有遮雨棚4，遮雨棚4上可设置多个广告灯箱，路灯电柱9与路灯电源8连接；充换电柜5可直接设置在路灯电柱9附近，充换电柜方便随时随地取用锂电池，提高速递效率。充换电柜5可采用中国
专利申请号为201811176693.4，公开的用城市路灯电源的共享智能充换电系统。
[0061] 见图8，主控制器通过NB-loT窄带物联网与移动互联网通讯，主控制器上还连接有LCD
触摸屏、USB
接口，主控制器采用现场总线、RS-485、Modbus与用电量计量单元、快速充放电单元、BMS电池管理单元、输入控制单元、输出控制单元、测温单元相通讯。用电量计量单元用于检测应急电源EPS的用电情况，主要检测电压、
电流。输入控制单元、输出控制单元用于控制开关Q1～Q7。
[0062] 见图9，若干城市公共安全智能应急电源系统通过移动互联网远程通讯，利用远程管理系统实现远程控制，远程管理系统通过WiFi、网关与互联网通讯，远程管理系统由NB-loT窄带物联网与移动互联网通讯，远程管理系统还连接有报警单元、USB接口和LED显示屏，并利用RS-485接口实现有线通讯。远程管理系统可远程获取应急电源系统的运作情况。
[0063] 见图10，本应急电源系统运行时，先对交通信号电源检测，若有电则正常运行，若无电，则由应急电源EPS为交通信号电源供电，断开开关Q7，闭合开关Q5，当需要停电则本应急电源系统停止运行；不停电则继续检测交通信号电源；当需要为充换电柜和或应急电源EPS充电时，闭合开关Q1、开关Q2、开关QC1、开关Q7；对应急电源EPS进行三相电检测，若无电，则控制开关Q6、开关QC1闭合，开关QC3、接触器KM1、接触器KM2断开，为充换电柜和应急电源EPS供电；也可由应急电源EPS为充换电柜供电，此时闭合开关QC3、接通接触器KM1，闭合开关Q3、接触器KM2；如果不需要停电，则继续对应急电源EPS进行三相电检测，如果需要停电，则本应急电源系统停止运行。
