CN103138300A - 电动汽车智能充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制器，具体的说是一种能够协调电动汽车进行电能补给，节省充电站建设成本，使用方便、管理效率高的电动汽车智能充电装置，包括至少一个充电单元，还包括主控单元、通信单元、计费单元、报警单元、插座保护单元，其特征在于主控单元分别与通信单元、计费单元、报警单元、充电单元、插座保护单元相连接，充电单元由交流配电器、AC/DC转换器、直流充电机依次连接组成，本发明与现有技术相比，具有生产成本低、安全可靠、管理方便等显著的优点。

Description

电动汽车智能充电装置

技术领域

 本发明涉及一种控制器，具体的说是一种能够协调电动汽车进行电能补给的电动汽车智能充电装置。

背景技术

众所周知，伴随着环境污染的日益严重和能源的急剧短缺，以充电电池提供动力的电动汽车得到了长足的发展，现阶段电动汽车所使用的电池的存储能量有限，大大制约了电动汽车的应用，因此如何对电动汽车进行灵活、迅速的电力补充，成为迫切需要解决的技术问题。

针对电动汽车需要充电的需求，各个厂商都推出了相应的充电标准的车载充电器或者地面充电站，其中车载充电器的体积和重量都比较小，具有携带方便等优点，但其充电功率也相对较小，只能实现慢速的充电过程，而且车载充电器只能专车专用，适用性较小，对资源浪费大，且平时需随车携带，增加了车辆的重量和成本，不符合经济的要求。

地面充电站一般着眼于快速充电，充电功率较大，针对目前电动汽车的电池续航能力有限的问题，在各区域内建设大量的充电站是解决这一问题的有效途径。但在现阶段，地面充电站普遍存在建站成本高、资源利用率低下、计费标准模糊、管理不统一，对充电站维护不方便等缺陷。

目前投入使用的充电站一般一次仅对一辆待充电车辆充电，导致充电站总体建设成本较高，占用空间大等。其次，由于电动车的电池容量有大有小，而电池容量的大小不同导致充电电流不同，为了使直流充电机能够为不同规格、不同充电参数的电动汽车充电，直流充电机的充电电流量往往按照最大要求配置，而这种大容量的充电装置在为小型车充电或者在对电动汽车进行慢速充电过程中，就会出现资源浪费的现象。

充电站在使用过程中的操作和维护均需要人工手动进行，待充电蓄电装置与充电站的电能输出接口经电缆相连接，高电压、大电流的充电工作不仅给工作人员的人身安全带来隐患，也很容易漏电造成火灾或者电击。此外，如何解决计费问题以及如何避免偷电、漏电的情况，现阶段尚未有合理的解决方案。

上述缺陷严重的制约了地面充电站的使用，因此急需一种能够合理配置资源，有效提高充电效率的电动汽车充电装置。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种建站成本低、功率配置合理、方便管理的电动汽车智能充电装置。

    本发明可以通过以下措施的达到：

    一种电动汽车智能充电装置，包括至少一个充电单元，还包括主控单元、通信单元、计费单元、报警单元、插座保护单元，其特征在于主控单元分别与通信单元、计费单元、报警单元、充电单元、插座保护单元相连接，充电单元由交流配电器、AC/DC转换器、直流充电机依次连接组成。

    本发明中插座保护单元包括读码器、电磁锁和条码打印器，其中读码器与电磁锁相连接，条码打印器和读码器分别与主控单元相连接，在使用时条码打印器在主控单元的控制下，打印输出条形码，读码器通过读取该条形码可以开启电磁锁，从而打开充电单元的外壳，进行充电，也即在不充电的状态下，充电单元由插座保护单元与外界隔离，有效防止充电单元漏电，提高充电装置的安全性。

    本发明中还设有付费单元，付费单元是投币器、IC读卡器的一种或两种，付费单元与主控单元相连接，当付费完毕，主控单元控制插座保护单元进行条形码打印、开启电磁锁等动作，同时根据付费单元发送的信息控制充电单元中电能的输出量。

    本发明中充电单元内可以设有两个以上DC/DC转换器，两个以上的DC/DC转换器与直流充电机相连接，能够将大容量的直流充电机的输出能量转换为中、小功率的输出，从而实现一机多充，充分利用大功率直流充电机，减少资源浪费。

本发明中的通信单元内设有无线通信模块和/或手机通信模块，无线通信模块和/或手机通信模块分别与主控单元内的通信接口相连接，用于向外输出充电站工作状态，方便工作人员远程了解充电站的工作情况，并对充电站的工作进行远程管理、控制。

本发明还设有必要的机箱外壳，以及固定在机箱壳体上的显示器、键盘，其中显示器和键盘分别与主控单元相连接，用于输出充电装置的工作状态等参数以及输入控制信息。

    本发明与现有技术相比，通过在充电单元内设置DC/DC转换器，将大容量的直流充电机的输出电流转换为适合中小容量电动汽车使用的输出电流，有效提高了充电效率，避免资源浪费，同时能够对充电单元进行保护，通过通信单元实现对充电站工作状态的远程管理，具有生产成本低、安全可靠、管理方便等显著的优点。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明中充电单元的结构示意图。

附图3是本发明中插座保护单元的结构示意图。

附图标记：主控单元1、充电单元2、通信单元3、计费单元4、报警单元5、插座保护单元6、交流配电器7、AC/DC转换器8、直流充电机9、DC/DC转换器10、读码器11、电磁锁12、条码打印器13、付费单元14、密码输入键盘15、控制键盘16。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

    本发明针对现有技术中存在的缺陷和不足，提出了一种电动汽车智能充电装置，包括至少一个充电单元2，还包括主控单元1、通信单元3、计费单元4、报警单元5、插座保护单元6，其特征在于主控单元1分别与通信单元3、计费单元4、报警单元5、充电单元2、插座保护单元6相连接，充电单元2由交流配电器7、AC/DC转换器8、直流充电机9依次连接组成。

     针对现有技术中存在的充电站建站成本高、占用空间大等不足，本发明在充电单元内可以设有两个以上的DC/DC转换器10，DC/DC转换器10与直流充电机9相连接，该直流充电机9为大容量配置，在工作过程中，DC/DC转换器10在空闲状态下（未使用或者非工作状态）能够识别连接至所述DC/DC转换器10的待充电电动汽车所需的充电参数是否与其输出参数一致，参数识别过程为DC/DC转换器10内置的控制器通过CAN通信接口与电动汽车上的电池管理***通信，对充电参数、输出参数如充电电压、充电电流等信息进行读取，若参数一致，则将所述大容量充电机送至充电母线的电流进行转换并进行输出，以便为该中小容量的电动汽车充电，若参数不一致，当DC/DC转换器10的电流输出能力低于待充电电动汽车可接受的充电电流值，DC/DC转换器10满载对待充电电动汽车进行充电，同时向用户报告充电电流不足，该预警信息可以通过报警单元输出，当DC/DC转换器10的输出电流大于电动汽车可接受的充电电流值，DC/DC转换器10根据电动车可接受的充电电流值限流输出充电，通过在充电单元2内设置两个以上DC/DC转换器10，从而实现一机多充，能够有效的节省大容量充电机的输出电能，提高能源利用效率。

针对目前充电站在使用过程中的操作和维护均需要人工手动进行，高电压、大电流的充电工作环境存在安全隐患，充电站管理效率低等问题，本发明中还设有付费单元14，付费单元14是投币器、IC读卡器的一种或两种，付费单元14与主控单元1相连接，当付费完毕，主控单元1控制插座保护单元6进行条形码打印、开启电磁锁12等动作，同时根据付费单元14发送的信息控制充电单元2中电能的输出量。

本发明设有插座保护单元6，插座保护单元6内包括读码器11、电磁锁12和条码打印器13，其中读码器11与电磁锁12相连接，条码打印器13和读码器分11别与主控单元1相连接，在使用时条码打印器13在主控单元1的控制下，打印输出条形码，读码器11通过读取该条形码可以开启电磁锁12，从而打开充电单元2的外壳，进行充电，也即在不充电的状态下，充电单元2由插座保护单元6与外界隔离，有效防止充电单元漏电或非法偷电等行为，提高充电装置的安全性。

本发明中的通信单元3内设有无线通信模块和/或手机通信模块，无线通信模块和/或手机通信模块分别与主控单元内的通信接口相连接，用于向外输出充电站工作状态，方便工作人员远程了解充电站的工作情况，并对充电站的工作进行远程管理、控制。

本发明还设有必要的机箱外壳，以及固定在机箱壳体上的显示器、键盘，其中显示器和键盘分别与主控单元相连接，用于输出充电装置的工作状态等参数以及输入控制信息。

实施例一：

    本发明的一种实施方式为先付费再充电，在该实施过程中，待充电电动汽车停下充电，用户通过付费单元14内的投币器或者IC读卡器进行付费，付费单元14内的检测模块识别付费信息后，将检测的信息送入主控模块1内，主控模块1核对付费信息并计算出输出电量以及充电时间，然后控制插座保护单元6内的条码打印器13打印输出条码，该条码的数据信息为随机设置，读码器11对该信息进行读取后，控制电磁锁12打开，使充电单元2与待充电电动汽车相连接，充电伊始，充电单元2内的DC/DC转换器10识别连接至所述DC/DC转换器10的待充电电动汽车所需的充电参数是否与其输出参数一致，参数识别过程为DC/DC转换器10内置的控制器通过CAN通信接口与电动汽车上的电池管理***通信，对充电参数、输出参数如充电电压、充电电流等信息进行读取，若参数一致，则将所述大容量充电机送至充电母线的电流进行转换并进行输出，以便为该中小容量的电动汽车充电，若参数不一致，当DC/DC转换器10的电流输出能力低于待充电电动汽车可接受的充电电流值，DC/DC转换器10满载对待充电电动汽车进行充电，同时向用户报告充电电流不足，该预警信息可以通过报警单元5输出，当DC/DC转换器10的输出电流大于电动汽车可接受的充电电流值，DC/DC转换器10根据电动车可接受的充电电流值限流输出充电，充电过程在主控单元1的控制下停止，充电过程中的输出电量等参数由主控单元1存储至存储器内，工作人员可以通过与主控单元1相连接的通信单元3将该信息输出，方便远程了解充电装置的工作状态。

实施例二：

    本发明的一种实施方式为先充电再付费，在该实施过程中，待充电电动汽车停下充电，用户通过由手机获得的开启密码，开启插座保护单元6的电磁锁12，在具体操作过程中，可以在充电装置的机箱外侧设有与插座保护单元6相连接密码输入键盘15以及与主控单元1相连接的控制键盘16，用户接收的开启密码为随机码，能够进行一次开启，当将该密码通过密码输入键盘15输入后，插座保护单元6内的电磁锁12打开，用户可以使待充电电动汽车与充电单元2相连接，并通过与主控单元1相连接的控制键盘16，开启充电装置进行充电，充电单元2的工作过程与实施例一中所述相同，此不赘述，在此过程中，与主控单元1相连接的计费单元4记录经充电单元2输出的电量以及充电时间，并将该信息送入主控单元1，经主控单元1初步处理后存入存储器内，据此信息可换算出用户应当支付的费用，充电过程终止后，主控单元1通过与其相连接的通信单元3将该信息发送至远程控制中心和用户，用户可以选择使用直接从手机话费中扣取费用或者其他方式支付充电费用。

    本发明与现有技术相比，通过在充电单元内设置两个以上的DC/DC转换器，将大容量的直流充电机的输出电流转换为适合中小容量电动汽车使用的输出电流，有效提高了充电效率，避免资源浪费，同时能够对充电单元进行保护，通过通信单元实现对充电站工作状态的远程管理，具有生产成本低、安全可靠、管理方便等显著的优点。

Claims (5)

1.一种电动汽车智能充电装置，包括至少一个充电单元，还包括主控单元、通信单元、计费单元、报警单元、插座保护单元，其特征在于主控单元分别与通信单元、计费单元、报警单元、充电单元、插座保护单元相连接，充电单元由交流配电器、AC/DC转换器、直流充电机依次连接组成。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能充电装置，其特征在于所述插座保护单元包括读码器、电磁锁和条码打印器，其中读码器与电磁锁相连接，条码打印器和读码器分别与主控单元相连接。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能充电装置，其特征在于设有付费单元，付费单元与主控单元相连接，付费单元是投币器、IC读卡器的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能充电装置，其特征在于所述充电单元内设有两个以上DC/DC转换器， DC/DC转换器与直流充电机相连接。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能充电装置，其特征在于所述通信单元内设有无线通信模块和/或手机通信模块。

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