CN107901777A - 电动汽车一体化充电机 - Google Patents

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李鹏程
杨婧
张秋雁
丛中笑
徐宏伟
王路
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Abstract

本发明公开了一种电动汽车一体化充电机，包括后台主机、一体化充电总控单元、智能电表、GPRS模块、显示单元、读卡器、模拟量采集模块、开关量采集模块、开关量输出控制模块、BMS和充电模块，后台主机通过以太网与一体化充电总控单元相连，一体化充电总控单元通过RS232串口分别与GPRS模块、显示单元、读卡器、模拟量采集模块、开关量采集模块相连，一体化充电总控单元通过RS485串口分别与智能电表、开关量输出控制模块相连，一体化充电总控单元还通过CAN总线与BMS和充电模块相连。本发明结构设计合理，安全方便可靠，采用模块化设计，有利于装置的维护。

Description

电动汽车一体化充电机
技术领域
本发明涉及一种电动汽车一体化充电机，属于电动汽车充电技术领域。
背景技术
日益严苛的环保要求和新材料、新技术的迅猛发展,使电动汽车的发展进入高潮。在进行电动汽车开发和制造工作的同时,必须前瞻性地考虑电动汽车相关配套设施的建设。只有***化地构建电动汽车相关配套设施的建设,才能为电动汽车市场的扩张提供强有力的支撑。在电动汽车的相关配套设施中充电站的建设是极为重要的。我国电动汽车充电设施试点工程已建成多座充电站和上万台交流充电桩，覆盖全国多个省市。目前电动汽车充电设施建设主要有两种方式,一是占用较大场地的充电站方式,二是占用空间比较小的离散充电桩方式，这两种方式都存在一定的不足。充电站方式可以满足目前市场上要求的直流充电和交流充电方式，但是在日益紧张的市区空间很难有合适的地方建设，只能选址市郊；而占用空间不大的离散桩，只能对带车载充电机的电动汽车进行充电。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种电动汽车一体化充电机，结构设计合理，安全方便可靠，采用模块化设计，有利于装置的维护。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电动汽车一体化充电机，包括后台主机、一体化充电总控单元、智能电表、GPRS模块、显示单元、读卡器、模拟量采集模块、开关量采集模块、开关量输出控制模块、BMS和充电模块，所述后台主机通过以太网与一体化充电总控单元相连，所述一体化充电总控单元通过RS232串口分别与GPRS模块、显示单元、读卡器、模拟量采集模块、开关量采集模块相连，所述一体化充电总控单元通过RS485串口分别与智能电表、开关量输出控制模块相连，所述一体化充电总控单元还通过CAN总线与BMS和充电模块相连；
所述智能电表用于计量电量及智能收费，GPRS模块用于无线数据传输，显示单元用于电量及电费的显示，读卡器用于读取充电数据信息及用电量，模拟量采集模块用于采集充电机的电压电流模拟量信息，开关量采集模块用于采集电压电流等的数据信息，开关量输出控制模块对开关量采集模块进行控制，BMS为电池管理***，充电模块用于对汽车电动汽车进行充电；
所述智能电表、GPRS模块、显示单元、读卡器、模拟量采集模块、开关量采集模块、开关量输出控制模块、BMS和充电模块通过通讯方式实时上传一体化充电总控单元所需要的电压、电流、充电状态、故障信息数据，接受一体化充电总控单元下发的命令，通过有机合理的配置共同完成充电工作；所述一体化充电总控单元通过键盘及液晶显示接口进行人机交互和***信息的实时显示，通过通信接口与上位机及其它配有通信接口的模块进行通信。
前述的一体化充电总控单元采用32位ARM芯片TI-AM1808。
前述的一体化充电总控单元使用linux***，外部通过配置FPGA芯片扩展多路通信口。
前述的一体化充电总控单元具有16路RS232/485、2路CAN、2路标准以太网口。
前述的一体化充电总控单元通过以太网口或GPRS方式与后台进行通讯，实现在远端实时获取运行数据。
前述的电动汽车一体化充电机在空闲状态下进行充电模块自检，当某一模块存在可控状态下的报警时，依然进行正常的充电流程，仅将故障信息发送到后台。
本发明的有益效果：结构设计合理，安全方便可靠，采用模块化设计，有利于装置的维护。
附图说明
图1为本发明的一体化充电机结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围
如图1所示，本发明的电动汽车一体化充电机，包括后台主机1、一体化充电总控单元2、智能电表3、GPRS模块4、显示单元5、读卡器6、模拟量采集模块7、开关量采集模块8、开关量输出控制模块9、BMS10和充电模块11，后台主机1通过以太网与一体化充电总控单元2相连，一体化充电总控单元2通过RS232串口分别与GPRS模块4、显示单元5、读卡器6、模拟量采集模块7、开关量采集模块8相连，一体化充电总控单元2通过RS485串口分别与智能电表3、开关量输出控制模块9相连，一体化充电总控单元2还通过CAN总线与BMS10和充电模块11相连。
具体的，一体化充电总控单元2以32位ARM芯片TI-AM1808为核心，使用linux***，外部通过配置FPGA芯片扩展多路通信口。一体化充电总控单元2具有16路RS232/485、2路CAN、2路标准以太网口。一体化充电总控单元2对各模块输入的数据进行实时运算、处理，实现***的各种逻辑控制功能，并通过键盘及液晶显示接口进行人机交互和***信息的实时显示，通过通信接口与上位机及其它配有通信接口的模块进行通信。对配置模块提供RS232、RS485两种串行通讯方式，可适应多种波特率和校验方式。一体化充电总控单元2通过以太网口或GPRS方式与后台进行通讯，可在远端实时获取运行数据，也可对一体化充电机进行管理和配置。一体化充电总控单元2可实时监测充电机的运行状态，保证充电过程的安全、可靠，可对充电机的进线输入电压，充电输出电压、电流，充电接口连接状态，车载电池管理***状态，车载电池状态等进行实时监测，一旦出现异常，能够及时切断电源输出，保护电动汽车、电池及充电机的安全。
智能电表3用于计量电量及智能收费，GPRS模块4用于无线数据传输，显示单元5用于电量及电费的显示，读卡器6用于读取充电数据信息及用电量，模拟量采集模块7用于采集充电机的电压电流模拟量信息，开关量采集模块8用于采集电压电流等的数据信息，开关量输出控制模块9对开关量采集模块8进行控制，BMS10为电池管理***，能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电；充电模块11用于对汽车电动汽车进行充电。
智能电表3、GPRS模块4、显示单元5、读卡器6、模拟量采集模块7、开关量采集模块8、开关量输出控制模块9、BMS10和充电模块11通过通讯方式实时上传一体化充电总控单元2所需要的电压、电流、充电状态、故障信息等数据，接受一体化充电总控单元2下发的命令，通过有机合理的配置共同完成充电工作。***利用通信技术实现控制分布而信息管理相对集中的分布式控制***（DCS），该控制***具有良好的性能和易于维护。
电动汽车一体化充电机在空闲状态下进行充电模块11自检，当某一模块存在可控状态下的报警时，依然可以进行正常的充电流程，监控***可将故障信息发送到后台，以便进行维护处理。
当电动汽车需要充电时，用户将充电卡放置刷卡区，根据画面提示通过键盘进行相应操作，连接充电接口，选择充电模式，启动充电过程。在上述过程中，一体化充电总控单元2检测充电接口连接状态，如果连接状态不正常，则无法启动充电。同时，在充电过程中，显示区的充电指示灯点亮。一体化充电总控单元2实时监测充电电压、充电电流、充电接口连接状态、充电开关状态等，在异常或故障时断开充电开关，并报警。充电桩软件***主要完成的功能是将各功能模块有机的结合起来，实现各模块的协调工作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.电动汽车一体化充电机，其特征在于，包括后台主机、一体化充电总控单元、智能电表、GPRS模块、显示单元、读卡器、模拟量采集模块、开关量采集模块、开关量输出控制模块、BMS和充电模块，所述后台主机通过以太网与一体化充电总控单元相连，所述一体化充电总控单元通过RS232串口分别与GPRS模块、显示单元、读卡器、模拟量采集模块、开关量采集模块相连，所述一体化充电总控单元通过RS485串口分别与智能电表、开关量输出控制模块相连，所述一体化充电总控单元还通过CAN总线与BMS和充电模块相连；
所述智能电表用于计量电量及智能收费，GPRS模块用于无线数据传输，显示单元用于电量及电费的显示，读卡器用于读取充电数据信息及用电量，模拟量采集模块用于采集充电机的电压电流模拟量信息，开关量采集模块用于采集电压电流等的数据信息，开关量输出控制模块对开关量采集模块进行控制，BMS为电池管理***，充电模块用于对汽车电动汽车进行充电；
所述智能电表、GPRS模块、显示单元、读卡器、模拟量采集模块、开关量采集模块、开关量输出控制模块、BMS和充电模块通过通讯方式实时上传一体化充电总控单元所需要的电压、电流、充电状态、故障信息数据，接受一体化充电总控单元下发的命令，通过有机合理的配置共同完成充电工作；所述一体化充电总控单元通过键盘及液晶显示接口进行人机交互和***信息的实时显示，通过通信接口与上位机及其它配有通信接口的模块进行通信。
2.根据权利要求1所述的电动汽车一体化充电机，其特征在于，所述一体化充电总控单元采用32位ARM芯片TI-AM1808。
3.根据权利要求1所述的电动汽车一体化充电机，其特征在于，所述一体化充电总控单元使用linux***，外部通过配置FPGA芯片扩展多路通信口。
4.根据权利要求1所述的电动汽车一体化充电机，其特征在于，所述一体化充电总控单元具有16路RS232/485、2路CAN、2路标准以太网口。
5.根据权利要求1所述的电动汽车一体化充电机，其特征在于，所述一体化充电总控单元通过以太网口或GPRS方式与后台进行通讯，实现在远端实时获取运行数据。
6.根据权利要求1所述的电动汽车一体化充电机，其特征在于，所述电动汽车一体化充电机在空闲状态下进行充电模块自检，当某一模块存在可控状态下的报警时，依然进行正常的充电流程，仅将故障信息发送到后台。
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