CN109291814A - 一种电动汽车智能充电装置及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉汽车充电领域，具体而言涉及一种电动汽车智能交流充电***及工作方法，本电动汽车智能交流充电***包括：位于充电桩内部的控制板和可控交流电源；所述可控交流电源通过充电电缆与电动汽车内部的电池充电装置连接，由控制板控制对电动汽车中的电池组充电；通过充电桩内部的控制板、可控交流电源和动汽车内部的电池充电装置实现了对电池组充电的技术效果，从而能够在充电时控制电池充电装置对电池组的充电状态，更加安全可靠。

Description

一种电动汽车智能充电装置及工作方法
技术领域
本发明涉及电动汽车充电领域，具体而言设计一种电动汽车智能充电装置及工作方法。
背景技术
目前市场上的电动汽车交流充电桩，基本是由充电接口电路、电能表、漏电保护器、防雷器、读卡器和主控制部分组成，主控制部分通过控制交流接触器来实现电能输出；其中电能表、漏电保护器及交流接触器均为从第三方购买的产品，然后将其安装到桩体内，从而实现电能计量、漏电保护和交流输出控制的功能，这种实现的方式因外购器件多成本较高；同时因为电能表、漏电保护器、防雷器及交流接触器等外购器件本身的体积较大，导致充电桩体积也很大；并且不能实时监测漏电流状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种充电装置及工作方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电动汽车智能交流充电***，包括：位于充电桩内部的控制板和可控交流电源；所述可控交流电源通过充电电缆与电动汽车内部的电池充电装置连接，由控制板控制对电动汽车中的电池组充电。
进一步，所述控制板包括：处理器模块、零序电流传感器和功率检测电路；其中所述零序电流传感器适于检测漏电电流，并将漏电电流值输出至处理器模块，以及所述处理器模块适于通过功率检测电路计量充电电能，以通过显示屏显示漏电电流值和充电电能。
进一步，所述可控交流电源包括：防雷电路；所述防雷电路包括：两个分别连接火线和零线的压敏电阻，两压敏电阻形成一公共端且通过陶瓷放电管接地。
进一步，可控交流电源包括：两个分别串联在火线和零线中的可控硅，所述处理器模块通过相应光耦分别控制可控硅通断，以控制火线和零线导通或断开。
进一步，所述电动汽车智能交流充电***包括适于充电电缆连接的7芯充电插座，其中1号触头与可控交流电源的火线输出端相连；2号触头和3号触头分别与控制板的CAN总线通讯模块的两输出端相连，以与电动汽车内部的电池管理***进行串口通讯；4号触头与可控交流电源的零线输出端相连；5号触头作为接地保护端；以及6号触头、7号触头分别作为充电确认端、控制确认端，以与电动汽车内部的电池管理***相连。
进一步，所述可控交流电源包括与处理器模块电性连接的无线通讯模块，且通过无线通讯模块进行自组网。
另一方面，本发明还提供了一种电动汽车智能交流充电***的工作方法，其包括：位于充电桩内部的控制板和可控交流电源；所述可控交流电源通过充电电缆与电动汽车内部的电池充电装置连接，由控制板控制对电动汽车中的电池组充电。
进一步，所述工作方法适于上述的述电动汽车智能交流充电***实现。
第三方面本发明还提供了一种充电插座。
所述充电插座为7芯充电插座，其中1号触头与可控交流电源的火线输出端相连；2号触头和3号触头分别与控制板的CAN总线通讯模块的两输出端相连，以与电动汽车内部的电池管理***进行串口通讯；4号触头与可控交流电源的零线输出端相连；5号触头作为接地保护端；以及6号触头、7号触头分别作为充电确认端、控制确认端，以与电动汽车内部的电池管理***相连。
本发明的有益效果是，本发明的电动汽车智能交流充电***包括了控制板和可控交流电源，通过控制板的高集成以及一体化设计能够实现对电能计量、漏电流监测及保护、防雷的技术效果，进而克服了传统充电桩需要多种分立模块组合才能实现对电能计量、漏电流监测及保护、防雷的技术效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明电动汽车智能交流充电***的原理框图；
图2是本发明的控制板的原理框图；
图3是本发明电动汽车智能交流充电***的防雷击电路图；
图4是本发明电动汽车智能交流充电***的可控交流电源电路图；
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
图1是本发明电动汽车智能交流充电***的原理框图。
在本实施例中，如图1所示，本发明提供了一种电动汽车智能交流充电***，包括：位于充电桩内部的控制板和可控交流电源；所述可控交流电源通过充电电缆与电动汽车内部的电池充电装置连接，由控制板控制对电动汽车中的电池组充电。
图2是本发明的控制板的原理框图。
在本实施例中，所述控制板包括：处理器模块、零序电流传感器和功率检测电路；其中所述零序电流传感器适于检测漏电电流，并将漏电电流值输出至处理器模块，以及所述处理器模块适于通过功率检测电路计量充电电能，以通过显示屏显示漏电电流值和充电电能；零序电流传感器检测到漏电电流时，零序电流传感器首先将生成的零序电流信号进行放大、整流处理，然后再把零序电流信号滤波后发送至处理器模块自带的ADC；处理器模块读取ADC接收到的零序电流信号，通过计算得到实时漏电流数值；处理器模块将计算后得到的漏电流数值发送至显示屏显示当前数值；处理器模块内部设定漏电电流阈值，当计算得到的漏电流数值超过预设的漏电电流阈值时，处理器模块控制控制板切断可控交流电源；同时会在显示屏上显示漏电流异常的信息提醒用户及时检查并排除隐患。
可选的所述显示屏可以但不限于OLED屏，还可以是LCE、LED等显示设备；以及处理器模块可以但不限于采用MAX71617。
图3是本发明电动汽车智能交流充电***的防雷击电路图。
在本实施例中，所述可控交流电源包括：防雷电路；所述防雷电路包括：两个分别连接火线和零线的压敏电阻(RV1和RV2)，两压敏电阻形成一公共端且通过陶瓷放电管G1接地；当加到陶瓷放电管G1两电极端的电压使陶瓷放电管G1内部的气体放电管内气体被击穿时，气体放电管开始放电，由高阻抗变成低阻抗，使浪涌电压迅速短路至接近零电压，并将过电流释放入地，从而对电路起到保护作用。
图4是本发明电动汽车智能交流充电***的可控交流电源电路图。
在本实施例中，所述可控硅适于采用BTA41-600B型号的可控硅；可控交流电源包括：两个分别串联在火线和零线中的可控硅，所述处理器模块通过相应光耦分别控制可控硅通断，以控制火线和零线导通或断开；通过处理器模块控制光耦的导通和断开，进而能够间接的控制可控交流电源的开启和断开，从而使得电路在闭合和断开是更加安全。
表4是本发明电动汽车智能交流充电***的充电插座的端口定义表。
触头编号/标识 额定电压和额定电流 功能定义
1——(L) 250V/400V 16A/32A 交流电源
2——(NC1) 30V 2A 充电通信CAN_L(要求电气隔离)
3——(NC2) 30V 2A 充电通信CAN_H(要求电气隔离)
4——(N) 250V/400V 16A/32A 中线
5——(PE) 保护接地(PE)，连接供电设备地线和车辆车身地线
6——(CC) 30V 2A 充电连接确认
7——(CP) 30V 2A 控制确认
参见表4，在本实施例中，所述电动汽车智能交流充电***包括适于充电电缆连接的7芯充电插座，其中1号触头与可控交流电源的火线输出端相连；2号触头和3号触头分别与控制板的CAN总线通讯模块的两输出端相连，以与电动汽车内部的电池管理***进行串口通讯；4号触头与可控交流电源的零线输出端相连，即中线；5号触头作为接地保护端；以及6号触头、7号触头分别作为充电确认端、控制确认端，以与电动汽车内部的电池管理***相连；通过充电电缆可控交流电源适于将传输电能给电池充电装置，所述电池充电装置位于电动汽车内，且包括：车载充电机和电池管理***；其中车载充电机适于获得充电电能，电池管理***适于检测电池组的伏安状态，并且通过CAN总线方式将相应数据发送至控制板，充电桩即可获得电池组的充电状态。
在本实施例中，所述无线通讯模块可以但不限于采用JN5148ZIGBEE通信板；所述可控交流电源包括与处理器模块电性连接的无线通讯模块，且通过无线通讯模块进行自组网；通过内部的无线通讯模块的自组网，从而能够实现充电桩的自组网，并且提示用户哪个充电桩是异常的。
综上所述，在本实施例中，位于充电桩内部的控制板适于控制可控交流电源和电动汽车内部的电池充电装置从而实现对电池组充电的技术效果；所述充电桩内部的控制板能够实现对交流电源零序电流的检测和电能的计量；所述充电桩内部的可控交流电源实现雷击时对交流电源的保护；所述充电桩内部的可控交流电源能够实现对交流电源的控制；所述充电桩内部的无线通讯模块能够实现充电桩的自组网；所述充电桩的充电电缆能够传输电能和控制电池充电装置的工作状态；从而克服了传统充电桩需要外界仪表实现零序电流的检测、电能的计量、交流电源的保护、交流电源的控制和充电桩自组网的技术效果，使电动车充电更加安全。
实施例2
在实施例1的基础上，在本实施例还提供了一种电动汽车智能交流充电***的工作方法包括：位于充电桩内部的控制板和可控交流电源；所述可控交流电源通过充电电缆与电动汽车内部的电池充电装置连接，由控制板控制对电动汽车中的电池组充电；所述电池组内部设有电池管理组件；电池内部的电池管理组件适于将检测到的电池电压通过电池充电装置发送给控制板；当控制板接收到的电池电压为电池组充满电的电压时，控制板控制电池充电装置停止对电池组充电；当控制板接收到的电池电压时小于电池充满电的电压时，控制板控制电池充电装置对电池组充电；通过控制板控制电池充电装置在电池组满电时断开，使得电路更加安全。
在本实施例中，所述工作方法适于采用实施例1所述的电动汽车智能交流充电***实现；所述电动汽车智能交流充电***，包括：位于充电桩内部的控制板和可控交流电源；所述可控交流电源通过充电电缆与电动汽车内部的电池充电装置连接，由控制板控制对电动汽车中的电池组充电。
综上所述，本实施例提供了一种电动汽车智能交流充电***的工作方法，所述电动汽车智能交流充电***采用所述的电动汽车智能交流充电***的工作方法，从而能够控制电池充电装置对电池组充电。
实施例3
如表4所示，本发明电动汽车智能交流充电***的充电插座的端口定义表所示，在实施例1和实施例2的基础上本发明还提供了一种充电插座，所述充电插座为7芯充电插座，其中1号触头与可控交流电源的火线输出端相连；2号触头和3号触头分别与控制板的CAN总线通讯模块的两输出端相连，以与电动汽车内部的电池管理***进行串口通讯；4号触头与可控交流电源的零线输出端相连，即中线；5号触头作为接地保护端；以及6号触头、7号触头分别作为充电确认端、控制确认端，以与电动汽车内部的电池管理***相连。通过统一化的充电插座能够实现标准化连接，从而使得不同型号的车型能够按照统一的标准使用实施例1所述的电动汽车智能交流充电***；从而能够使得充电能够标准化。
综上所述，本实施例提供了一种充电插座，通过所述的充电插座能够实现统一化标准管理，每个采用电动汽车智能交流充电***的充电桩都可以通过本充电插座连接充电汽车，从而对电动汽车进行充电。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种电动汽车智能交流充电***，其特征在于，包括：
位于充电桩内部的控制板和可控交流电源；
所述可控交流电源通过充电电缆与电动汽车内部的电池充电装置连接，由控制板控制对电动汽车中的电池组充电。
2.根据权利要求1所述的电动汽车智能交流充电***，其特征在于，
所述控制板包括：处理器模块、零序电流传感器和功率检测电路；其中
所述零序电流传感器适于检测漏电电流，并将漏电电流值输出至处理器模块，以及
所述处理器模块适于通过功率检测电路计量充电电能，以通过显示屏显示漏电电流值和充电电能。
3.根据权利要求2所述的电动汽车智能交流充电***，其特征在于，
所述可控交流电源包括：防雷电路；
所述防雷电路包括：两个分别连接火线和零线的压敏电阻，两压敏电阻形成一公共端且通过陶瓷放电管接地。
4.根据权利要求2所述的电动汽车智能交流充电***，其特征在于，
所述可控交流电源包括：两个分别串联在火线和零线中的可控硅，所述处理器模块通过相应光耦分别控制可控硅通断，以控制火线和零线导通或断开。
5.根据权利要求2所述的电动汽车智能交流充电***，其特征在于，
所述电动汽车智能交流充电***包括适于充电电缆连接的7芯充电插座，其中
1号触头与可控交流电源的火线输出端相连；
2号触头和3号触头分别与控制板的CAN总线通讯模块的两输出端相连，以与电动汽车内部的电池管理***进行串口通讯；
4号触头与可控交流电源的零线输出端相连；
5号触头作为接地保护端；以及
6号触头、7号触头分别作为充电确认端、控制确认端，以与电动汽车内部的电池管理***相连。
6.根据权利要求2所述的电动汽车智能交流充电***，其特征在于，
所述可控交流电源包括与处理器模块电性连接的无线通讯模块，且通过无线通讯模块进行自组网。
7.一种电动汽车智能交流充电***的工作方法，其特征在于，包括：
位于充电桩内部的控制板和可控交流电源；
所述可控交流电源通过充电电缆与电动汽车内部的电池充电装置连接，由控制板控制对电动汽车中的电池组充电。
8.根据权利要求7所述的工作方法，其特征在于，
所述工作方法适于采用如权利要求2-6任一项所述电动汽车智能交流充电***实现。
9.一种充电插座，其特征在于，所述充电插座为7芯充电插座，其中
1号触头与可控交流电源的火线输出端相连；
2号触头和3号触头分别与控制板的CAN总线通讯模块的两输出端相连，以与电动汽车内部的电池管理***进行串口通讯；
4号触头与可控交流电源的零线输出端相连；
5号触头作为接地保护端；以及
6号触头、7号触头分别作为充电确认端、控制确认端，以与电动汽车内部的电池管理***相连。
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