CN105529784B - 节能型充电站 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种节能型充电站，包括氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备、环形线圈检测设备、MSP430单片机和多个充电桩主体，氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备和环形线圈检测设备用于统计充电站附近道路的车辆类型，MSP430单片机与氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备、环形线圈检测设备和多个充电桩主体分别连接。通过本发明，能够根据周围电动车分布情况自动控制充电站内充电桩主体的开启和关闭，有效地节约了电力能源。
Description
技术领域
本发明涉及充电站领域，尤其涉及一种节能型充电站。
背景技术
电动汽车充电站与手机充电站和汽车加油站相类似，是一种给电动汽车蓄电池“加电”的设备，可以快速的给电动汽车充电，为电动汽车提供续航能力。电动汽车充电站可以像汽车加油站一样，在沿街商店、街道社区、报刊亭旁、存车棚、投注点等处设置。
每一个电动汽车充电站可以由一个或多个充电桩组成，充电桩作为电动汽车的充电终端，除了为电动汽车提供电力之外，还可以具有定时、充满报警、电脑快充、密码控制、自识别电压、多重保护等功能，这样，一个充电站能够同时为多个电动汽车充电，提高充电的效率。
据调查，电动汽车驾驶员中至少有一半曾遭遇电动汽车“抛锚”，为了避免这一情况发生，电动汽车的管理者或推广者纷纷在城市的各个重点路段搭建电动汽车充电站，并电动汽车驾驶员提供各个充电站的具***置，从而便于驾驶员在发现电量不足时，立即寻找附近的充电站进行充电，解决电动汽车驾驶员的后顾之忧。
然而，由于充电桩发展历史较短，积累的经验较少，现有技术中的电动汽车充电站内的充电桩其结构比较粗犷，冗余度高，导致充电效率较为低下，而且提供的辅助功能偏少，给电动汽车的驾驶员带来的用户体验比较差。
同时，现有技术中的电动汽车充电站只能通过人工操作方式控制管辖的充电桩的开启数量，即凭借管理者的历史经验手工控制，这种控制方式并不科学，容易导致在附近道路上行驶的电动汽车很少时，充电站内所有充电桩全部运行，造成电力能源的浪费，或者，在附近道路上行驶的需要充电的电动汽车数量远远超过空闲充电桩的数量。
因此，需要一种新的充电站，一方面，能够根据充电站附近道路的电动汽车具体数量自动设置自己内部充电桩的开启数量，另一方面，能够改造每一个充电桩的结构和功能，为电动汽车驾驶员提供更好的服务，从而，从整体上提高充电站的工作效率和节能性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种节能型充电站，改造现有技术中充电站内每一个充电桩的设备结构，迎合电动汽车驾驶员的各种需求，更为关键的是，通过引入氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备、环形线圈检测设备对附近道路上行驶的电动汽车占据整个行驶汽车的数量百分比有一个实时的判断，并能够根据判断结果及时改变开启充电桩的数量，从而最大程度地达到节能效果。
根据本发明的一方面，提供了一种节能型充电站，所述充电站包括氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备、环形线圈检测设备、MSP430单片机和多个充电桩主体，氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备和环形线圈检测设备用于统计充电站附近道路的车辆类型，MSP430单片机与氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备、环形线圈检测设备和多个充电桩主体分别连接。
更具体地，在所述节能型充电站中，包括：氮氧化合物浓度检测设备，设置在环形线圈检测设备的正上方位置，用于检测环形线圈检测设备附近的氮氧化合物浓度，并当氮氧化合物浓度大于等于第一预设浓度阈值时，发出氮氧化合物浓度超标信号；碳氧化合物浓度检测设备，设置在环形线圈检测设备的正上方位置，用于检测环形线圈检测设备附近的碳氧化合物浓度，并当碳氧化合物浓度大于等于第二预设浓度阈值时，发出碳氧化合物浓度超标信号；环形线圈检测设备，埋设在充电站附近道路的下方，用于检测过往目标是否为汽车，并在检测到汽车时发出存在汽车信号；其中，环形线圈检测设备包括第一感应线圈、第二感应线圈、耦合振荡电路、信号整形放大电路和微处理器组成，第二感应线圈设置在第一感应线圈的正前方，耦合振荡电路与第一感应线圈和第二感应线圈分别连接，以在有目标依次通行过第一感应线圈和第二感应线圈时检测第一感应线圈和第二感应线圈各自的线圈电感量的变化，信号整形放大电路与耦合振荡电路连接，用于对耦合振荡电路的输出信号进行整形放大以获得整形放大信号，微处理器与信号整形放大电路连接，用于基于接收到的整形放大信号判断经过的目标是否为汽车以确定是否发出存在汽车信号；多个充电桩主体，每一个充电桩主体包括电力供应设备、电力供应插头和充电控制设备；充电控制设备与电力供应设备连接，用于切断或恢复电力供应设备对充电电力的接收；电力供应设备包括第一开关、第二开关、上拉电压接入端、第一电阻、第一交流电源线输入端、第一交流电源线输出端、第一中线输入端、第一中线输出端、第一接地端、电压检测器和第一输出接口，第一开关位于第一交流电源线输入端和第一交流电源线输出端之间，第二开关位于第一中线输入端和第一中线输出端之间，第一电阻的一端连接上拉电压，另一端连接电压检测器，第一输出接口包括四个输出端，分别为第一交流电源线输出端、第一中线输出端、第一接地端和第一电阻的另一端；电力供应插头包括第二交流电源线输入端、第二交流电源线输出端、第二中线输入端、第二中线输出端、第二接地端、第二电阻、第三开关、第三电阻和第二输出接口，第二交流电源线输入端、第二中线输入端和第二接地端与第一交流电源线输出端、第一中线输出端和第一接地端分别连接，第二交流电源线输出端、第二中线输出端与第二交流电源线输入端、第二中线输入端分别连接，第三电阻的一端与第一电阻的另一端连接，另一端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第二接地端连接，第三开关的一端与第二接地端连接，另一端与第三电阻的另一端连接，第二输出接口包括三个输出端，分别为第二交流电源线输出端、第二中线输出端和第二接地端，第二输出接口用于与电动汽车的充电插头连接；MSP430单片机，与环形线圈检测设备、氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备和每一个充电桩主体分别连接，当接收到存在汽车信号时，汽车数量自加1，当接收到存在汽车信号且接收到氮氧化合物浓度超标信号和碳氧化合物浓度超标信号时，油类汽车数量自加1，电动车数量为汽车数量减去油类汽车数量，汽车数量、油类汽车数量和电动车数量每周自动清零，基于电动车数量占据汽车数量的百分比关闭充电站内充电桩主体，电动车数量占据汽车数量的百分比越大，关闭的充电站内充电桩主体的数量越少；其中，MSP430单片机对充电桩主体的开启关闭操作是通过对充电桩主体内的充电控制设备的控制来完成的；电压检测器根据其所在位置的电压来判断电力供应插头的第二输出接口是否与电动汽车的充电插头完全连接。
更具体地，在所述节能型充电站中，还包括：定时器，与MSP430单片机连接，用于提供实时定时信号。
更具体地，在所述节能型充电站中，还包括：控制箱，包括不锈钢材料的外壳。
更具体地，在所述节能型充电站中：定时器设置在控制箱内。
更具体地，在所述节能型充电站中：MSP430单片机设置在控制箱内，并与定时器集成在一块集成电路板上。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的节能型充电站的结构方框图。
附图标记：1氮氧化合物浓度检测设备；2碳氧化合物浓度检测设备；3环形线圈检测设备；4MSP430单片机；5充电桩主体
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的节能型充电站的实施方案进行详细说明。
充电站的每一个充电桩的工作原理如下：平时(夜间优先)电网电力通过初级一次侧充电机向再生蓄电池进行储能充电，由于储能充电时没有时间要求，因而可用小电流慢速充电，充电电流可根据蓄电池电量自动安排充电时间，最大程度的使用夜间低谷电力。当需要为电动汽车充电时，根据电动汽车的允许最大充电电流和电压，通过次级二次侧快速充电机向电动汽车进行快速充电，由于充电过程是从储能蓄电池向电动汽车“倒电”，而不是直接取自电网，因而对电网没有任何干扰(如果直接从电网高功率取电，会严重干扰电网，不仅影响其他用户，而且威胁电网设备)。充电费用按实际充电量计算，非常方便。
现有技术中，一个充电站内需要设置一个或多个充电桩以应对电动汽车扎推充电的情况，这时，充电站的管理者将面临一个难题：如何控制每一个充电桩的开启状态。如果全部充电桩全部开启但附近需要充电的电动汽车不多，将导致很多充电桩长期处于无电动汽车可充电的空闲状态，浪费一定的电力资源，相反，如果少量充电桩开启但附近需要充电的电动汽车很多，将导致很多电动汽车排队充电的情况发生，降低了充电效率，给用户带来不好的使用体验。
另外，现有技术中的充电桩的结构不够合理，功能较为单一，工作效率低下，无法满足日益挑剔的电动汽车用户的需求。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种节能型充电站，一方面，改造现有技术中的充电桩的结构，优化现有功能，提高工作效率；另一方面，在充电站内部集成多个汽车类型检测设备和统计设备，以基于电动汽车占据汽车总量的百分比自动控制充电站内部开启的充电桩的数量，从而实现节能的控制目标。
图1为根据本发明实施方案示出的节能型充电站的结构方框图，所述充电站包括氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备、环形线圈检测设备、MSP430单片机和多个充电桩主体，氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备和环形线圈检测设备用于统计充电站附近道路的车辆类型，MSP430单片机与氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备、环形线圈检测设备和多个充电桩主体分别连接。
接着，继续对本发明的节能型充电站的具体结构进行进一步的说明。
所述充电站包括：氮氧化合物浓度检测设备，设置在环形线圈检测设备的正上方位置，用于检测环形线圈检测设备附近的氮氧化合物浓度，并当氮氧化合物浓度大于等于第一预设浓度阈值时，发出氮氧化合物浓度超标信号。
所述充电站包括：碳氧化合物浓度检测设备，设置在环形线圈检测设备的正上方位置，用于检测环形线圈检测设备附近的碳氧化合物浓度，并当碳氧化合物浓度大于等于第二预设浓度阈值时，发出碳氧化合物浓度超标信号。
所述充电站包括：环形线圈检测设备，埋设在充电站附近道路的下方，用于检测过往目标是否为汽车，并在检测到汽车时发出存在汽车信号；其中，环形线圈检测设备包括第一感应线圈、第二感应线圈、耦合振荡电路、信号整形放大电路和微处理器组成，第二感应线圈设置在第一感应线圈的正前方，耦合振荡电路与第一感应线圈和第二感应线圈分别连接，以在有目标依次通行过第一感应线圈和第二感应线圈时检测第一感应线圈和第二感应线圈各自的线圈电感量的变化，信号整形放大电路与耦合振荡电路连接，用于对耦合振荡电路的输出信号进行整形放大以获得整形放大信号，微处理器与信号整形放大电路连接，用于基于接收到的整形放大信号判断经过的目标是否为汽车以确定是否发出存在汽车信号。
所述充电站包括：多个充电桩主体，每一个充电桩主体包括电力供应设备、电力供应插头和充电控制设备。
充电控制设备与电力供应设备连接，用于切断或恢复电力供应设备对充电电力的接收；电力供应设备包括第一开关、第二开关、上拉电压接入端、第一电阻、第一交流电源线输入端、第一交流电源线输出端、第一中线输入端、第一中线输出端、第一接地端、电压检测器和第一输出接口，第一开关位于第一交流电源线输入端和第一交流电源线输出端之间，第二开关位于第一中线输入端和第一中线输出端之间，第一电阻的一端连接上拉电压，另一端连接电压检测器，第一输出接口包括四个输出端，分别为第一交流电源线输出端、第一中线输出端、第一接地端和第一电阻的另一端。
电力供应插头包括第二交流电源线输入端、第二交流电源线输出端、第二中线输入端、第二中线输出端、第二接地端、第二电阻、第三开关、第三电阻和第二输出接口，第二交流电源线输入端、第二中线输入端和第二接地端与第一交流电源线输出端、第一中线输出端和第一接地端分别连接，第二交流电源线输出端、第二中线输出端与第二交流电源线输入端、第二中线输入端分别连接，第三电阻的一端与第一电阻的另一端连接，另一端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第二接地端连接，第三开关的一端与第二接地端连接，另一端与第三电阻的另一端连接，第二输出接口包括三个输出端，分别为第二交流电源线输出端、第二中线输出端和第二接地端，第二输出接口用于与电动汽车的充电插头连接。
所述充电站包括：MSP430单片机，与环形线圈检测设备、氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备和每一个充电桩主体分别连接，当接收到存在汽车信号时，汽车数量自加1，当接收到存在汽车信号且接收到氮氧化合物浓度超标信号和碳氧化合物浓度超标信号时，油类汽车数量自加1，电动车数量为汽车数量减去油类汽车数量，汽车数量、油类汽车数量和电动车数量每周自动清零，基于电动车数量占据汽车数量的百分比关闭充电站内充电桩主体，电动车数量占据汽车数量的百分比越大，关闭的充电站内充电桩主体的数量越少。
其中，MSP430单片机对充电桩主体的开启关闭操作是通过对充电桩主体内的充电控制设备的控制来完成的；电压检测器根据其所在位置的电压来判断电力供应插头的第二输出接口是否与电动汽车的充电插头完全连接。
可选地，在所述节能型充电站中，还包括：定时器，与MSP430单片机连接，用于提供实时定时信号；控制箱，包括不锈钢材料的外壳；定时器设置在控制箱内；以及，可以将MSP430单片机设置在控制箱内，并与定时器集成在一块集成电路板上。
另外，信号整形放大电路可包括运算放大器。运算放大器(简称“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。他是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”。
运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，大部分的运放是以单芯片的形式存在。运放的种类繁多，广泛应用于电子行业当中。
采用本发明的节能型充电站，针对现有技术无法对充电站内部充电桩数量进行自动开启控制的技术问题，通过引入多个汽车类型检测设备和统计计算设备，确定附近道路上电动汽车占据汽车总量的百分比，以上述百分比作为充电站自动控制开启充电桩数量的依据，精度实现设备节能目标，另外，通过对充电站内每一个充电桩的结构进行改良，进一步提供其工作效率。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (5)
1.一种节能型充电站，所述充电站包括氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备、环形线圈检测设备、MSP430单片机和多个充电桩主体，氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备和环形线圈检测设备用于统计充电站附近道路的车辆类型，MSP430单片机与氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备、环形线圈检测设备和多个充电桩主体分别连接；
其特征在于，所述充电站还包括：
氮氧化合物浓度检测设备，设置在环形线圈检测设备的正上方位置，用于检测环形线圈检测设备附近的氮氧化合物浓度，并当氮氧化合物浓度大于等于第一预设浓度阈值时，发出氮氧化合物浓度超标信号；
碳氧化合物浓度检测设备，设置在环形线圈检测设备的正上方位置，用于检测环形线圈检测设备附近的碳氧化合物浓度，并当碳氧化合物浓度大于等于第二预设浓度阈值时，发出碳氧化合物浓度超标信号；
环形线圈检测设备，埋设在充电站附近道路的下方，用于检测过往目标是否为汽车，并在检测到汽车时发出存在汽车信号；其中，环形线圈检测设备包括第一感应线圈、第二感应线圈、耦合振荡电路、信号整形放大电路和微处理器组成，第二感应线圈设置在第一感应线圈的正前方，耦合振荡电路与第一感应线圈和第二感应线圈分别连接，以在有目标依次通行过第一感应线圈和第二感应线圈时检测第一感应线圈和第二感应线圈各自的线圈电感量的变化，信号整形放大电路与耦合振荡电路连接，用于对耦合振荡电路的输出信号进行整形放大以获得整形放大信号，微处理器与信号整形放大电路连接，用于基于接收到的整形放大信号判断经过的目标是否为汽车以确定是否发出存在汽车信号；
多个充电桩主体，每一个充电桩主体包括电力供应设备、电力供应插头和充电控制设备；
充电控制设备与电力供应设备连接，用于切断或恢复电力供应设备对充电电力的接收；
电力供应设备包括第一开关、第二开关、上拉电压接入端、第一电阻、第一交流电源线输入端、第一交流电源线输出端、第一中线输入端、第一中线输出端、第一接地端、电压检测器和第一输出接口，第一开关位于第一交流电源线输入端和第一交流电源线输出端之间，第二开关位于第一中线输入端和第一中线输出端之间，第一电阻的一端连接上拉电压输入端，另一端连接电压检测器，第一输出接口包括四个输出端，分别为第一交流电源线输出端、第一中线输出端、第一接地端和第一电阻的另一端；
电力供应插头包括第二交流电源线输入端、第二交流电源线输出端、第二中线输入端、第二中线输出端、第二接地端、第二电阻、第三开关、第三电阻和第二输出接口，第二交流电源线输入端、第二中线输入端和第二接地端与第一交流电源线输出端、第一中线输出端和第一接地端分别连接，第三电阻的一端与第一电阻的另一端连接，另一端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第二接地端连接，第三开关的一端与第二接地端连接，另一端与第三电阻的另一端连接，第二输出接口包括三个输出端，分别为第二交流电源线输出端、第二中线输出端和第二接地端，第二输出接口用于与电动汽车的充电插头连接；
MSP430单片机，与环形线圈检测设备、氮氧化合物浓度检测设备、碳氧化合物浓度检测设备和每一个充电桩主体分别连接，当接收到存在汽车信号时，汽车数量自加1，当接收到存在汽车信号且接收到氮氧化合物浓度超标信号和碳氧化合物浓度超标信号时，油类汽车数量自加1，电动车数量为汽车数量减去油类汽车数量，汽车数量、油类汽车数量和电动车数量每周自动清零，基于电动车数量占据汽车数量的百分比关闭充电站内充电桩主体，电动车数量占据汽车数量的百分比越大，关闭的充电站内充电桩主体的数量越少；
其中，MSP430单片机对充电桩主体的开启关闭操作是通过对充电桩主体内的充电控制设备的控制来完成的；
其中，电压检测器根据其所在位置的电压来判断电力供应插头的第二输出接口是否与电动汽车的充电插头完全连接；
其中，所述信号整形放大电路中的放大设备采用运算放大器来实现，所述运算放大器是具有放大倍数的电路单元，是结合反馈网络共同组成的功能模块，所述运算放大器的输出信号是输入信号加和/或减的数学运算的结果，或者是微分和/或积分的数学运算的结果，所述运算放大器由分立的器件实现，能够实现在半导体芯片当中。
2.如权利要求1所述的节能型充电站，其特征在于，还包括：
定时器，与MSP430单片机连接，用于提供实时定时信号。
3.如权利要求2所述的节能型充电站，其特征在于，还包括：
控制箱，包括不锈钢材料的外壳。
4.如权利要求3所述的节能型充电站，其特征在于：
定时器设置在控制箱内。
5.如权利要求3所述的节能型充电站，其特征在于：
MSP430单片机设置在控制箱内，并与定时器集成在一块集成电路板上。
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Effective date of registration: 20180129 Address after: 233500 Mengcheng Economic Development Zone, Bozhou, Anhui Applicant after: Mengcheng he he Automobile Co., Ltd. Address before: 052460 Avenue 8, Hebei, Shijiazhuang City, Hebei Applicant before: Dong Yan |
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Denomination of invention: Energy-saving charging station Effective date of registration: 20190312 Granted publication date: 20180227 Pledgee: Shuangjian Branch of Anhui Mengcheng Rural Commercial Bank Co., Ltd. Pledgor: Mengcheng he he Automobile Co., Ltd. Registration number: 2019340000135 |
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Effective date of registration: 20200930 Address after: 233500 South Zhuangzi Avenue, Mengcheng County, Bozhou City, Anhui Province Patentee after: Anhui Zhongke Hongtu Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: 233500 Economic Development Zone of Mengcheng County, Bozhou City, Anhui Province Patentee before: MENGCHENG XINHE AUTOMOBILE Co.,Ltd. |
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