CN105931378A - 智能充电站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能充电站,包括容纳箱本体、控制模块、数码驱动模块、充电时间设置模块和十个继电器,以及与每个继电器对应的十个充电按键和十个数码管;每个继电器一个触点与市电连接,另一触点分别连接一个插座,插座穿过容纳箱本体固定安装在容纳箱本体上,构成十路电压输出支路;充电时间设置模块将设置的充电时间传给控制模块,按下充电按键后,控制模块控制对应继电器闭合,从插座输出市电,并控制数码驱动模块驱动对应支路的数码管显示充电时间,开始倒计时。本发明通过控制模块实现十路智能充电,在保证可靠性和充饱电瓶安全前提下,尽量避免用户长时间等待时间的发生。
Description
技术领域
本发明涉及电动车充电领域,具体涉及智能充电站。
背景技术
随着电动车(包括电动摩托车、插接式混合动力车辆等以电力为驱动的机动车辆)的广泛使用,用于为电动车进行电力补充的充电站能否被大范围建立,对电动车进一步推广和方便用户使用都显得尤为重要。
目前的多路电动车充电站占用空间大,而相对占用空间小的箱式充电站只能同时给一台或电动车充电,一辆电动车充满电需较长时间,而目前电动车用户数量庞大,必然造成一些使用者长时间等待,给出行造成不便,可见现有箱式充电站无法满足大量电动车同时充电的实际需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有箱式电动车智能充电站不能同时提供足够的充电接口为多台电动车充电,造成一些使用者长时间等待的问题。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是提供一种智能充电站,包括容纳箱本体,还包括设置在所述容纳箱本体内的控制模块、数码驱动模块、充电时间设置模块和十个继电器,以及分别与每个所述继电器对应、镶嵌在所述容纳箱本体表面的十个充电按键和十个数码管;
每个所述继电器的一个触点与市电火线连接,另一触点分别连接一个插座,每个所述插座穿过所述容纳箱本体,并插孔向外固定安装在所述容纳箱本体表面,构成十路电压输出支路;
所述充电时间设置模块将设置的充电时间传给所述控制模块,按下一个充电按键后,所述控制模块控制控制对应继电器闭合,从插座输出市电,并控制数码驱动模块驱动对应支路的数码管显示充电时间,开始倒计时。
在上述智能充电站中,所述控制模块包括主控制模块和从控制模块,分别控制五路电压输出支路;所述数码驱动模块包括第一数码驱动模块和第三数码驱动模块,分别驱动五个所述数码管;
所述主控制模块接收所述充电时间设置模块设置的充电时间,发送给所述从控制模块;所述从控制模块接收所述充电时间;
当用户按下一个充电按键时,控制该充电按键所在电压输出支路的所述主控制模块或从控制模块,控制对应继电器闭合,控制所述第一数码驱动模块或第三数码驱动模块驱动对应支路数码管显示充电时间,并开始倒计时。
在上述智能充电站中,还包括设置在容纳箱本体内的语音模块,控制模块根据相应触发条件控制语音模块播放开始充电的欢迎语、结束充电时的结束语、充电完成提示音以及在过流故障或漏电故障的提示音。
在上述智能充电站中,所述每路电压输出支路分别设有过流过载保护电路、对地漏电保护电路和充电饱和保护电路;
所述过流过载保护电路检测对应电压输出支路电流,当电流达到3.5A时,上报所述控制模块,所述控制模块控制对应继电器断开,控制数码驱动模块驱动对应数码管显示“a--L”,以及语音模块播放该路电压输出支路发生过流故障的语音“提示”;
所述对地漏电保护电路检测对应电压输出支路对地发生漏电,当漏电电流达到50mA以上,上报所述控制模块,所述控制模块控制对应继电器断开,控制数码驱动模块驱动对应数码管显示“L---d”,以及语音模块播放该路电压输出支路发生漏电故障的语音“提示”;
所述充电饱和保护电路检测负载输出电流,当负载输出电流为80mA时,上报所述控制模块,所述控制模块控制对应继电器闭合,控制数码驱动模块驱动对应数码管显示“0000”,以及语音模块播放该路电压输出支路充电完成“提示”。
在上述智能充电站中,所述充电时间设置模块包括手动设置模块和投币设置模块,手动设置模块用于用户通过手动设置充电时间;投币设置模块通过投币面额设置充电时间。
在上述智能充电站中,所述手动设置模块包括第一时间按键、第二时间按键、第三时间按键、第二数码管以及第二数码驱动模块和时间设置计数器;
长按所述第一时间按键,所述第二数码管闪烁;再按所述第一时间按键,所述第二数码管显示数码显示初始设置时间;
按所述第二时间按键,按压一次时间设置计数器在初始设置时间上加1,并实时将累加结果传给所述控制模块,所述控制模块控制所述第二数码驱动模块驱动第二数码管显示计数器累加结果,累加结果达到最终设置时间后,按所述第一时间按键确认,所述控制模块收到确认信号,保存最近一次收到的累计结果为充电时间,当所述控制模块收到充电按键按下信号后,控制对应继电器闭合,控制数码驱动模块驱动对应支路数码管显示所述充电时间,并开始充电时间倒计时;
长按所述第三时间按键,所述第二数码管清零。
在上述智能充电站中,所述投币设置模块包括镶嵌在所述容纳箱本体表面的投币入口和设置在所述容纳箱本体内的货币箱;
在所述投币入口设有货币识别单元,所述货币识别单元识别从所述投币入口投入货币的面额,并将面额识别结果发送给所述控制模块,将货币存进所述货币箱;所述控制模块根据面额识别结果计算可充电时间,并控制所述数码驱动模块驱动对应支路数码管显示可充电时间。
在上述智能充电站中,所述投币设置模块还包括设置在所述容纳箱本体表面与所述货币箱连通的出币口和货币返出单元;
通过所述手动设置模块设置充电时间,投入货币后,所述控制模块根据所述投币设置模块计算的可充电时间和手动设置模块设置充电时间计算找零数额,并根据找零数额控制所述货币返出单元从所述出币口进行找零;
其中,手动设置模块充电时间设置优先级大于投币设置模块。
在上述智能充电站中,所述投币设置模块还包括设置在所述投币入口的***识别单元;
所述***识别单元识别从所述投币入口投入货币是否为***,并将***从所述出币口返出。
在上述智能充电站中,所述每路电压输出支路还设有继电器断开保护电路,包括第一电阻、一个光电耦合器、第二电阻、第三电阻、开关三极管和二极管;
所述第一电阻一端接所述控制模块,另一端连接所述光电耦合器输入端的一个端子,输入端另一端子接3.3V电压,所述光电耦合器的输出端的一个端子接12V电压,输出端的另一个端子接所述第二电阻一端,所述第二电阻另一端接所述第三电阻一端和所述开关三极管基极,所述第三电阻另一端和所述开关三极管发射极接地,所述开关三极管集电极连接继电器线圈一端和所述二极管正极,所述继电器线圈另一端和所述二极管负极接12V电压;
所述控制模块输出低于3.3V的电压给所述光电耦合器,所述光电耦合器导通,所述第三电阻得到9V电压,所述开关三极管管基极得到0.7V电压,集电极、发射极导通,所述继电器线圈得电,触点闭合。
本发明通过控制模块实现十路智能控制全自动保护充电器,尽量提供较多供电支路,尽量避免用户长时间等待时间的发生;而且本发明采用主、从控制模块分别独立控制一组输出电压支路的方式,避免了控制模块损坏,所有支路都不能使用的情况发生;本发明更在每路支路都添加了过流过载保护电路、对地漏电保护电路和充电饱和保护电路,确保每路输出电压支路独立工作,提高可靠性,保障充电电瓶安全;同时本发明单位金额的充电时间还可以自行调节,消费金额随时掌握,且具有自动断电、***识别、电子记数等更多功能。
附图说明
图1为本发明提供的智能充电站示意图;
图2为本发明提供的智能充电站内部结构示意图;
图3为本发明中继电器断开保护电路图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明做出详细的说明。
如图1、图2所示,本发明提供的一种智能充电站,包括容纳箱本体1、设置在容纳箱本体1内的控制模块10、数码驱动模块20、充电时间设置模块30和十个继电器40以及设置在容纳箱本体1表面分别与每个继电器40对应的十个充电按键2和十个数码管3,每个继电器40的一个触点都与市电火线连接,另一触点分别连接一个插座(万能插座),每个插座穿过容纳箱本体1,并插孔向外固定安装在容纳箱本体1表面,构成十路电压输出支路。
用户通过充电时间设置模块30设置充电时间,充电时间设置模块30将设置的充电时间传给控制模块10;用户按下一个充电按键2后,控制模块10发送控制信号给数码驱动模块20驱动对应数码管3显示充电时间,并控制对应继电器40闭合,从连接的插座输出市电给电动车充电。
本发明中控制模块10包括主控制模块11和从控制模块12,分别控制五路电压输出支路;数码驱动模块20包括第一数码驱动模块21和第三数码驱动模块22,分别驱动五个数码管3;主控制模块11接收充电时间设置模块30设置的充电时间,发送给从控制模块12;从控制模块12接收主控制模块11发送的充电时间;当用户按下一个充电按键2时,控制该充电按键2所在电压输出支路的主控制模块11或从控制模块12,控制对应继电器40闭合,控制第一数码驱动模块21或第三数码驱动模块22驱动对应支路数码管3显示充电时间,并开始倒计时。在本发明中主控制模块11和从控制模块12为STM32F103R6T6单片机。
本发明还包括语音模块,控制模块10根据相应触发条件控制其播放在接通每路电压输出支路开始充电时的欢迎语、在关闭每路电压输出支路结束充电时的结束语(当客户拔下电动车佩带的充电器电源线时)、充电完成提示音以及在每路电压输出支路充电过程中的过流故障或漏电故障的提示音。
在本发明中,每路电压输出支路分别设有过流过载保护电路和对地漏电保护电路,确保电动车使用每路电压输出支路充电时不会因为过流过载或漏电而损坏电瓶,提高充电站充电的可靠性和安全性。其中,过流过载保护电路检测正在使用的电压输出支路电流,电流达到3.5A时,上报控制模块10(例如向控制模块输入高电平),控制模块10控制对应继电器40断开,完成整个过流状态分断时间为0.2S,继电器40断开后,控制模块10控制数码驱动模块20驱动容纳箱本体表面上的对应四位数码管3显示“a--L”,以及设置在容纳箱本内的语音模块播放该路电压输出支路发生过流故障的语音“提示”;对地漏电保护电路检测正在使用的电压输出支路对地发生漏电,漏电电流达到50mA以上,上报控制模块10,控制模块10控制对应继电器40断开,相应的,控制模块10控制数码驱动模块20驱动容纳箱本体表面上的对应数码管显示“L---d”,以及设置在容纳箱本内的语音模块播放该路电压输出支路发生漏电故障的语音“提示”。
在本发明中每路电压输出支路还设有充电饱和保护电路用于检测负载输出电流,避免饱和电瓶长时间通电高温缩短使用寿命,当负载输出电流为80mA时,使用该支路充电的电动车电瓶充饱,充电饱和保护电路向控制模块10发送继电器断开信号,控制模块10控制对应继电器40闭合、对应数码管3显示“0000”,电瓶充饱自动切断电源停止充电耗时为10S。
在本发明中,充电时间设置模块30包括手动设置模块31和投币设置模块41,其中:
手动设置模块31包括第一时间按键4、第二时间按键5、第三时间按键6、第二数码管7以及第二数码管驱动模块和时间设置计数器,长按(5秒以上)第一时间按键4,第二数码管7闪烁(此时可以显示默认“---1”,并闪烁),再按第一时间按键4,第二数码管4显示数码显示初始设置时间(如0001),按第二时间按键5,按压一次时间设置计数器在初始设置时间上加1,并实时将累加结果传给控制模块10,长按第三时间按键6,松开按键,第二数码管7清零,并显示“0000”;控制模块10发送控制信号给第二数码管驱动模块驱动第二数码管7显示计数器累加结果(例如按一下显示“0002”,再按一下显示“0003”),达到最终设置时间后,按第一时间按键4确认(如想充电3小时,就连续按两次第二时间按键5,第二数码管7变换两次,依次为“0002”、“0003”,再按第一时间按键4,最终充电时间即设置为3小时),控制模块10收到确认信号,保存最近一次收到的累计结果为充电时间,当控制模块10收到充电按键2按下信号后,闭合对应继电器40,并发控制信号给数码驱动模块20驱动对应数码管3显示充电时间,并开始充电时间倒计时(此时显示的充电时间以分钟为单位),本发明的手动设置模块30充电时间设置范围为1-15h(小时)。
投币设置模块32包括镶嵌在容纳箱本体1表面的投币入口8和设置在容纳箱本体1内的货币箱,在投币入口8设有货币识别单元,货币识别单元识别从投币入口投入货币的面额,并将面额识别结果发送给控制模块10,将货币存进货币箱,控制模块10根据面额识别结果计算可充电时间(例如1元可以充电2小时,如果面额识别结果为5元,则可充电时间为10小时),并发送控制信号给数码驱动模块20驱动对应数码管3显示可充电时间。本发明的货币识别单元可识别最大货币面额为十元,连续投币充电时间自动累加,连续投币总额在十元以下。
在本发明中投币设置模块32还包括设置在容纳箱本体1表面与货币箱连通的出币口9和货币返出单元,通过所述手动设置模块设置31充电时间,投入货币后,控制模块10根据投币设置模块32计算的可充电时间和手动设置模块31设置充电时间计算出找零数额,并根据找零数额控制货币返出单元从出币口9进行找零,其中,手动设置模块31充电时间设置优先级大于投币设置模块32。
本发明中的投币设置模块32还包括设置在投币入口8的***识别单元,***识别单元识别从投币入口8投入货币是否为***,并将***从出币口9返出,其中,***识别单元的识别准确率为99.7%。
在本发明中每路电压输出支路还设有继电器断开保护电路,确保在发生故障或充电完成时,继电器断开,如图3所示,继电器断开保护电路包括第一电阻R1、一个光电耦合器P1、第二电阻R2、第三电阻R3、开关三极管Q1和二极管D1,第一电阻R1一端接控制模块10,另一端连接光电耦合器P1输入端的一个端子,输入端另一端子接3.3V电压,光电耦合器P1的输出端的一个端子接12V电压,输出端的另一个端子接第二电阻R2一端,第二电阻R2另一端接第三电阻R3一端和开关三极管Q1基极,第三电阻R3另一端和开关三极管Q1发射极接地,开关三极管Q1集电极连接继电器JDQ线圈一端和二极管D1正极,继电器JDQ线圈另一端和二极管D1负极接12V电压。控制模块10输出低于3.3V的电压给光电耦合器P1,光电耦合器P1导通,第三电阻R3得到9V电源,开关三极管Q1基极得到0.7V电压,集电极、发射极导通,继电器JDQ线圈得电,触点闭合。
本发明提供的智能充电站正常工作状态下负载输出电流为150mA~2.5A。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种智能充电站,包括容纳箱本体,其特征在于,还包括设置在所述容纳箱本体内的控制模块、数码驱动模块、充电时间设置模块和十个继电器,以及分别与每个所述继电器对应、镶嵌在所述容纳箱本体表面的十个充电按键和十个数码管;
每个所述继电器的一个触点与市电火线连接,另一触点分别连接一个插座,每个所述插座穿过所述容纳箱本体,并插孔向外固定安装在所述容纳箱本体表面,构成十路电压输出支路;
所述充电时间设置模块将设置的充电时间传给所述控制模块,按下一个充电按键后,所述控制模块控制对应继电器闭合,从插座输出市电,并控制数码驱动模块驱动对应支路的数码管显示充电时间,开始倒计时。
2.如权利要求1所述的智能充电站,其特征在于,所述控制模块包括主控制模块和从控制模块,分别控制五路电压输出支路;所述数码驱动模块包括第一数码驱动模块和第三数码驱动模块,分别驱动五个所述数码管;
所述主控制模块接收所述充电时间设置模块设置的充电时间,发送给所述从控制模块;所述从控制模块接收所述充电时间;
当用户按下一个充电按键时,控制该充电按键所在电压输出支路的所述主控制模块或从控制模块,控制对应继电器闭合,控制所述第一数码驱动模块或第三数码驱动模块驱动对应支路数码管显示充电时间,并开始倒计时。
3.如权利要求1所述的智能充电站,其特征在于,还包括设置在容纳箱本体内的语音模块,控制模块根据相应触发条件控制语音模块播放开始充电的欢迎语、结束充电时的结束语、充电完成提示音以及在过流故障或漏电故障的提示音。
4.如权利要求3所述的智能充电站,其特征在于,所述每路电压输出支路分别设有过流过载保护电路、对地漏电保护电路和充电饱和保护电路;
所述过流过载保护电路检测对应电压输出支路电流,当电流达到3.5A时,上报所述控制模块,所述控制模块控制对应继电器断开,控制数码驱动模块驱动对应数码管显示“a--L”,以及语音模块播放该路电压输出支路发生过流故障的语音“提示”;
所述对地漏电保护电路检测对应电压输出支路对地发生漏电,当漏电电流达到50mA以上,上报所述控制模块,所述控制模块控制对应继电器断开,控制数码驱动模块驱动对应数码管显示“L---d”,以及语音模块播放该路电压输出支路发生漏电故障的语音“提示”;
所述充电饱和保护电路检测负载输出电流,当负载输出电流为80mA时,上报所述控制模块,所述控制模块控制对应继电器闭合,控制数码驱动模块驱动对应数码管显示“0000”,以及语音模块播放该路电压输出支路充电完成“提示”。
5.如权利要求1所述的智能充电站,其特征在于,所述充电时间设置模块包括手动设置模块和投币设置模块,手动设置模块用于用户通过手动设置充电时间;投币设置模块通过投币面额设置充电时间。
6.如权利要求5所述的智能充电站,其特征在于,所述手动设置模块包括第一时间按键、第二时间按键、第三时间按键、第二数码管以及第二数码驱动模块和时间设置计数器;
长按所述第一时间按键,所述第二数码管闪烁;再按所述第一时间按键,所述第二数码管显示数码显示初始设置时间;
按所述第二时间按键,按压一次时间设置计数器在初始设置时间上加1,并实时将累加结果传给所述控制模块,所述控制模块控制所述第二数码驱动模块驱动第二数码管显示计数器累加结果,累加结果达到最终设置时间后,按所述第一时间按键确认,所述控制模块收到确认信号,保存最近一次收到的累计结果为充电时间,当所述控制模块收到充电按键按下信号后,控制对应继电器闭合,控制数码驱动模块驱动对应支路数码管显示所述充电时间,并开始充电时间倒计时;
长按所述第三时间按键,所述第二数码管清零。
7.如权利要求6所述的智能充电站,其特征在于,所述投币设置模块包括镶嵌在所述容纳箱本体表面的投币入口和设置在所述容纳箱本体内的货币箱;
在所述投币入口设有货币识别单元,所述货币识别单元识别从所述投币入口投入货币的面额,并将面额识别结果发送给所述控制模块,将货币存进所述货币箱;所述控制模块根据面额识别结果计算可充电时间,并控制所述数码驱动模块驱动对应支路数码管显示可充电时间。
8.如权利要求7所述的智能充电站,其特征在于,所述投币设置模块还包括设置在所述容纳箱本体表面与所述货币箱连通的出币口和货币返出单元;
通过所述手动设置模块设置充电时间,投入货币后,所述控制模块根据所述投币设置模块计算的可充电时间和手动设置模块设置充电时间计算找零数额,并根据找零数额控制所述货币返出单元从所述出币口进行找零;
其中,手动设置模块充电时间设置优先级大于投币设置模块。
9.如权利要求8所述的智能充电站,其特征在于,所述投币设置模块还包括设置在所述投币入口的***识别单元;
所述***识别单元识别从所述投币入口投入货币是否为***,并将***从所述出币口返出。
10.如权利要求1所述的智能充电站,其特征在于,所述每路电压输出支路还设有继电器断开保护电路,包括第一电阻、一个光电耦合器、第二电阻、第三电阻、开关三极管和二极管;
所述第一电阻一端接所述控制模块,另一端连接所述光电耦合器输入端的一个端子,输入端另一端子接3.3V电压,所述光电耦合器的输出端的一个端子接12V电压,输出端的另一个端子接所述第二电阻一端,所述第二电阻另一端接所述第三电阻一端和所述开关三极管基极,所述第三电阻另一端和所述开关三极管发射极接地,所述开关三极管集电极连接继电器线圈一端和所述二极管正极,所述继电器线圈另一端和所述二极管负极接12V电压;
所述控制模块输出低于3.3V的电压给所述光电耦合器,所述光电耦合器导通,所述第三电阻得到9V电压,所述开关三极管管基极得到0.7V电压,集电极、发射极导通,所述继电器线圈得电,触点闭合。
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CN107472065A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-12-15 | 浙江德力西电器有限公司 | 智能充电站 |
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Legal Events
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160907 |