CN106427626A - 一种电动汽车充电控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动汽车充电控制装置，尤其涉及一种便携式电动汽车充电的无线控制装置。本发明包括壳体（1），控制面板（2），直流/交流充电接口（10~13），控制器和机械传动部分。电动汽车需要充电时，无论是直流/交流充电桩还是家庭交流电源，均可用本装置作为连接、定时和定量控制（包括近程控制和远程控制）、电量计量的工具来使用。本发明也可以在充电桩或电源功率受限的情况下，合理设置充电时间和电量，并有预约充电功能，可以根据需要“自动排队”充电。此外，本装置具有过热保护和防热拔插保护功能，能防止意外触电事故的发生。

Description

一种电动汽车充电控制装置
技术领域
本发明涉及一种电动汽车充电控制装置，特别是涉及一种便携式电动汽车充电的无线控制装置。
背景技术
随着新能源技术的发展，电动汽车已经逐渐得到普及，但电动汽车充电桩及附属设备的匮乏已经成为电动汽车发展的瓶颈。
一种先前的电动汽车充电装置只适用于“家庭交流充电”的方式，且只能近距离手动控制开关。另一种先前的电动汽车充电计量装置只适用于“交流充电桩”与电动汽车之间的连接与计量。以上装置均无法满足直流充电方式的要求，没有直流计量，也无法满足远距离监控充电以及定额、定时和预约充电的需要，同时没有过温保护和防止热拔插保护。
因此，有必要提供一种电动汽车充电控制装置，所述装置及方法能提供直流和交流两种充电连接方式，包括应用于充电桩和家庭电源两种环境，能够计量电量并显示，能够定时、定额和预约充电，能够通过手机APP客户端远程控制，有过温保护和防止热拔插保护功能。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的电动汽车充电连接和计量装置没有涉及到直流计量及远程控制，没有过温保护和防热拔插保护的缺点和问题。
为克服现有技术问题，本发明提供的一种电动汽车充电控制装置，包括壳体1，控制面板2，直流/交流充电接口（10~13），控制器和机械传动部分。
壳体1正面嵌有控制面板2，壳体1的四角连接直流/交流充电接口。
控制面板2上设有三个指示灯，颜色分别为黄3、绿4、红5。控制面板2上嵌有LCD液晶屏幕6、方向控制旋钮7、蜂鸣器8以及控制按键9。控制按键9包括“开关”键、“菜单”键、“返回”键、“确认”键、“0~9”数字键。
直流/交流充电接口与电源电路、连接安全检测电路相连，所述直流充电接口为九孔插头10和九孔插座11，所述交流充电接口为七孔插头12和七孔插座13。
控制器包括电源电路、主控电路、按键电路、显示电路，存储电路，时钟电路，测温电路、蓝牙电路、计量电路和连接安全检测电路。
电源电路与直流/交流充电接口、主控电路、按键电路、时钟电路、存储电路、测温电路、显示电路、蓝牙电路、计量电路和连接安全检测电路相连，输出电压为3.3V和5V。
主控电路分别与按键电路和显示电路相连，所述主控电路的主芯片为STM32F103C8T6，所述显示电路的显示屏为128*64蓝底白字液晶显示屏。
主控电路分别与存储电路、时钟电路和测温电路相连，所述存储电路主芯片为24C04，所述时钟电路主芯片为DS1302，所述测温电路的温度传感器为18B20。
蓝牙电路与主控电路相连，并且通过蓝牙无线通信与手机APP客户端相连，所述蓝牙电路的主芯片为CC2541。
连接安全检测电路与直流/交流充电接口、主控电路、计量电路相连，所述计量电路与主控电路相连，所述计量电路分为电压计量电路和电流计量电路。
机械传动部分连接壳体1与控制面板2，包括方向控制旋钮7，固定齿轮14，支架15，稳定轴16。所述控制面板2边缘设有凹槽，与壳体1边缘凸起部分咬合。
方向控制旋钮7顶部设有增大摩擦力的螺纹，中部涂有阻尼脂，底部设有齿轮结构。所述方向控制旋钮7底部的齿轮与固定齿轮14咬合，固定齿轮14边缘设有矩形凸起，所述稳定轴16分别与固定齿轮14和控制面板2相连，所述支架15与固定齿轮14相连。
本发明提供的一种电动汽车充电控制装置，使用时包括以下步骤：
步骤一、充电控制装置连接。包括电源与充电控制装置连接，电动汽车充电插口与充电控制装置连接。其中，电源包括电动汽车交流充电桩、电动车直流充电桩以及家用交流电源。
步骤二、安全连接检测。打开充电控制装置开关，内部安全连接检测电路工作，如通过安全性检测，黄灯常亮，如果未通过安全性检测，黄灯闪烁且蜂鸣器长鸣。
步骤三、充电控制设置。包括两种方法，手机终端远程设置和装置自身按键设置。手机终端远程设置方式是在手机上安装专用的手机APP客户端软件。作为对手机终端远程设置方法的补充，充电控制装置设有液晶屏幕和设置按键，可以进行同样的设置功能。
步骤四、充电实时监控。在控制装置液晶屏上显示当前电压、电流、功率以及充电时间、已完成充电量等信息。同时，将上述数据通过蓝牙传输给手机APP客户端，并实时显示。此外，手机APP客户端设有远程停止充电按钮。
除上述监控内容外，连接安全检测电路提供实时的连接检测，测温电路提供温度监测，若检测到闭锁装置打开或温度过高，立即切断充电电路，防止***过热及热拔插造成人身伤害事故发生。
步骤五、充电完成指示。包括断电保护和提醒。断电保护是在***检测到充电完成后，自动触发断电保护动作。提醒功能是指充电完成后，充电控制装置绿灯常亮且蜂鸣器鸣响三声。同时充电完成信号通过蓝牙传输到手机APP客户端，手机提示充电完成。
本发明的有益效果是，电动汽车需要充电的时候，无论是用直流/交流充电桩还是用家庭交流电源，均可用本装置作为连接、定时和定量控制（包括近程和远程）、电量计量的工具来使用。本发明也可以在充电桩或电源功率受限的情况下，合理设置充电时间和电量，并有预约充电功能，可以根据需要“自动排队”充电。此外，本装置具有过热保护和防热拔插保护功能，能防止意外触电事故的发生。
附图说明
图1是本发明的主体结构示意图；
图2是本发明各部分连接示意图；
图3是本发明控制面板机械传动部分结构示意图；
图4是本发明控制面板机械传动部分侧视剖面示意图。
具体实施方式
本发明提供的一种电动汽车充电控制装置，包括壳体1，控制面板2，直流/交流充电接口，控制器和机械传动部分。
壳体1正面嵌有控制面板2，壳体1的四角连接直流/交流充电接口。
控制面板2上设有三个指示灯，颜色分别为黄3、绿4、红5。控制面板2上嵌有LCD液晶屏幕6、方向控制旋钮7、蜂鸣器8以及控制按键9。控制按键9包括“开关”键、“菜单”键、“返回”键、“确认”键、“0-9”数字键。
直流/交流充电接口与电源电路、连接安全检测电路相连，所述直流充电接口为九孔插头10和九孔插座11，所述交流充电接口为七孔插头12和七孔插座13。
控制器包括电源电路、主控电路、按键电路、显示电路，存储电路，时钟电路，测温电路、蓝牙电路、计量电路和连接安全检测电路。
机械传动部分连接壳体1与控制面板2，包括方向控制旋钮7，固定齿轮14，支架15，稳定轴16。
图2所示的本发明的一个实施例的连接示意图。电源电路从直流/交流充电接口（10或12）获得电能，转换成3.3V 和5V直流电，供给主控电路、计量电路、按键电路、显示电路、存储电路、时钟电路、测温电路、蓝牙电路和连接安全检测电路。
按键电路与主控电路和控制按键9相连，具有输入控制信息功能，所述主控电路的主芯片为STM32F103C8T6。
显示电路与主控电路相连，具有显示控制信息及电量时间等信息功能，所述显示电路的显示屏为128*64蓝底白字LCD液晶显示屏。
存储电路与主控电路相连，具有掉电保存数据功能，所述存储电路主芯片为24C04。
时钟电路与主控电路相连，具有时钟定时功能，所述时钟电路主芯片为DS1302。
测温电路与主控电路相连，具有温度实时监测功能，所述测温电路的温度传感器为18B20。
蓝牙电路与主控电路相连，并且通过蓝牙无线通信与手机APP客户端相连，具有传递主控电路与手机APP客户端之间信息的功能，所述蓝牙电路的主芯片为CC2541。
计量电路与连接安全检测电路和主控电路相连，所述计量电路分为电压计量电路和电流计量电路，具有计量充电电量的功能。
连接安全检测电路与直流/交流充电接口、主控电路、计量电路相连，具有执行主控指令，检测连接安全性，切断充电连接等功能。
图3、图4所示，本发明中机械传动部分，连接壳体1和控制面板2，包括方向控制旋钮7，固定齿轮14，支架15，稳定轴16。
控制面板2边缘设有凹槽，与壳体1边缘凸起部分咬合，防止控制面板上下晃动及脱落。
方向控制旋钮7顶部设有增大摩擦力的螺纹，中部涂有防止旋转复位的阻尼脂，底部设有齿轮结构。旋转方向控制旋钮7时，旋钮7底部的齿轮与固定齿轮14咬合，产生反作用力，带动控制面板2旋转，固定齿轮14边缘设有矩形凸起，作为锁止装置，防止控制面板旋转过度。
稳定轴16分别与固定齿轮14和控制面板2相连，作用是支撑控制面板2，使控制面板2转动灵活。
支架15与固定齿轮相连，作用是稳定支撑固定齿轮14。
本发明提供一种电动汽车充电控制装置，使用时包括以下步骤：
步骤一、充电控制装置连接。
充电控制装置连接具体步骤如下：
1）将直流/交流充电线一端的充电插头***电动汽车充电接口，另一端***充电控制装置对应的直流/交流输出接口（插头10或插头12）。
2）将直流/交流充电桩上的充电枪取下，***充电控制装置对应的直流/交流充电输入接口（插座11或插座13）。
3）若无充电桩，将家用充电线的一端***家庭用电220V插座，另一端***充电控制装置交流充电输入接口（插座13）。
步骤二、安全连接检测。
确认充电控制装置连接完成后，打开充电控制装置上的电源开关，此时，***上电，“连接安全检测电路”工作，检测充电控制装置与电动汽车之间连接是否安全可靠，检测充电控制装置与电源之间连接是否安全可靠。包括安全闭锁装置是否锁紧，内部线路是否连接。若检测发现连接不安全，黄灯闪烁，蜂鸣器长鸣；若确认安全，黄灯常亮，蜂鸣器不发声，***等待下一步操作指令。
步骤三、充电控制设置。
充电控制设置方法为手机终端远程设置和装置自身按键设置。手机终端远程设置为充电控制装置专用的手机APP客户端通过手机的蓝牙电路与充电控制装置内置的蓝牙电路连接，并输入充电设置指令。
具体步骤为：
1）搜索设备。打开手机APP客户端软件，点击“搜索设备”，***自动搜索可连接的充电控制装置蓝牙设备。
2）连接设备。选择搜索到的设备，点击“连接”，并在装置上按下“确认”键。装置液晶屏上和手机APP客户端同时显示“连接成功”。
3）选择充电模式。充电模式有三种，分别是“自动充满”、“定时充电”、“定量充电”。点击“自动充满”，***将自动以最快速度充电，直到电动汽车电池充满电为止。点击“定时充电”，***将进入时间设置界面，按数字键输入充电时间，***将只在设置的时长内充电，***在达到设置时长后自动断电。点击“定量充电”，***将进入电量设置界面，按数字键输入充电电量，***将只允许充电电量为设定值，达到此电量值***将自动断电。
4）确认充电。按下“确认”键，***提示“立即充电”和“预约充电”。按下“立即充电”，***立即按照选定的模式开始充电；按下“预约充电”，***转入预约设置界面，操作与步骤3）中时长设置相同，再次按下“确认”键，***将在“预约时长”后开始充电，充电模式为步骤3）中选定的模式。
作为对手机终端远程设置方法的补充，充电控制装置设有液晶屏幕和设置按键，可以进行同样的设置功能。
具体步骤为：
1）按“菜单”键切换“自动充满”、“定时充电”、“定量充电”三种充电模式。按“确认”键选择“自动充满”，***将自动以最快速度充电，直到电动汽车电池充满电为止。按“确认”键选择“定时充电”，***将进入时间设置界面，按“0-9”数字键输入充电时间，***将只在设置的时长内充电，***在达到设置时长后自动断电。按“确认”键选择“定量充电”，***将进入电量设置界面，按“0-9”数字键输入充电电量，***将只允许充电电量为设定值，达到此电量值***将自动断电。
2）***提示“立即充电”和“预约充电”时，按“菜单”键切换，按“确认”键选择“立即充电”，***立即按照选定的模式开始充电；按“确认”键选择“预约充电”，***转入预约设置界面，操作与步骤4）中时长设置相同，再次按下“确认”键，***将在“预约时长”后开始充电，充电模式为步骤4）中选定的模式。
步骤四、充电实时监控。
在充电过程中，装置上红灯常亮，电压电路、电流电路、时钟电路将电量、时间信息实时传输给主控电路，经过计算，在控制装置液晶屏上显示当前电压、电流、功率以及充电时间、已完成充电量等信息。同时，将上述数据通过蓝牙电路传输给手机APP客户端，并实时显示。手机APP客户端和装置的菜单栏里设有远程停止充电选项按钮，用于紧急情况下的断电操作。
此外，连接安全检测电路和测温电路提供实时的安全连接检测和温度监测，若检测到闭锁装置打开或温度过高，立即切断充电电路，黄灯闪烁，蜂鸣器长鸣，防止***温度过高和热拔插造成人身伤害事故发生。
步骤五、充电完成指示。
按照既定模式完成充电后，***自动触发断电保护动作，装置上红灯熄灭，绿灯常亮，蜂鸣器短鸣三声。同时，信号通过蓝牙传输到手机APP客户端，显示充电完成并响铃提示。

Claims (8)

1.一种电动汽车充电控制装置，其特征在于，包括壳体（1），控制面板（2），直流/交流充电接口（10~13），控制器和机械传动部分。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电控制装置，其特征在于，所述壳体（1）正面嵌有控制面板（2），壳体（1）的四角连接直流/交流充电接口。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电控制装置，其特征在于，所述控制面板（2）上设有三个指示灯，颜色分别为黄（3）、绿（4）、红（5），所述控制面板（2）上嵌有LCD液晶屏幕（6）、方向控制旋钮7、蜂鸣器（8）以及控制按键（9），所述控制按键9包括“开关”键、“菜单”键、“返回”键、“确认”键、“（0-9）”数字键。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电控制装置，其特征在于，所述直流/交流充电接口与电源电路、连接安全检测电路相连，所述直流充电接口为九孔插头（10）和九孔插座（11），所述交流充电接口为七孔插头（12）和七孔插座（13）。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电控制装置，其特征在于，所述控制器包括电源电路、主控电路、按键电路、显示电路，存储电路，时钟电路，测温电路、蓝牙电路、计量电路和连接安全检测电路。
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车充电控制装置，其特征在于，所述电源电路与直流/交流充电接口、主控电路、按键电路、时钟电路、存储电路、测温电路、显示电路、蓝牙电路、计量电路和连接安全检测电路相连，输出电压为3.3V和5V，所述主控电路分别与按键电路和显示电路相连，所述主控电路的主芯片为STM32F103C8T6，所述显示电路的显示屏为128*64蓝底白字液晶显示屏，所述主控电路分别与存储电路、时钟电路和测温电路相连，所述存储电路主芯片为24C04，所述时钟电路主芯片为DS1302，所述测温电路的温度传感器为18B20，所述蓝牙电路与主控电路相连，并且通过蓝牙无线通信与手机APP客户端相连，所述蓝牙电路的主芯片为CC2541，所述连接安全检测电路与直流/交流充电接口、主控电路、计量电路相连，所述计量电路与主控电路相连，所述计量电路分为电压计量电路和电流计量电路。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电控制装置，其特征在于，所述机械传动部分连接壳体（1）与控制面板（2），包括方向控制旋钮（7），固定齿轮（14），支架（15），稳定轴（16），所述控制面板（2）边缘设有凹槽，与壳体（1）边缘凸起部分咬合。
8.根据权利要求7所述的一种电动汽车充电控制装置，其特征在于，所述方向控制旋钮（7）顶部设有增大摩擦力的螺纹，中部涂有阻尼脂，底部设有齿轮结构；所述方向控制旋钮（7）底部的齿轮与固定齿轮（14）咬合，固定齿轮（14）边缘设有矩形凸起，所述稳定轴（16）分别与固定齿轮（14）和控制面板（2）相连，所述支架（15）与固定齿轮（14）相连。
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