CN112208382A - 一种清洁车智能充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种清洁车智能充电装置。本发明涉及智能充电领域。本发明的方案：包括触摸单元、显示单元、监控单元和控制单元；触摸单元、显示单元和监控单元分别与控制单元连接。本发明能够全程智能化操作不需要人工操作、大大节约了人力物力。

Description

一种清洁车智能充电装置

技术领域

本发明涉及智能充电领域，具体而言，涉及一种清洁车智能充电装置。

背景技术

电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟。

目前，现有的电动汽车充电装置结构单一，电动汽车充电过程需要人工实时监护十分不方便，浪费了较大的人力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种清洁车智能充电装置原理图，其能够全程智能化操作不需要人工操作、大大节约了人力物力。

本发明的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种清洁车智能充电装置，包括触摸单元、充电单元、显示单元、监控单元和控制单元；触摸单元、充电单元、显示单元和监控单元分别与控制单元连接；

触摸单元：用于根据自身的充电需求，通过触摸单元对应的按键选择适合的充电方案；

充电单元：用于电动汽车的充电，其中包括串口电平转换模块、D/A转换模块和采样电路模块和电光耦反馈模块；

显示单元：用于显示充电信息；

监控单元：用于对充电的情况进行实时监控，其中监控单元包括MCU，MCU包括16路10位A/D转换器；

控制单元：用于控制整个充电过程的启动、运行和关闭，并采集数据传输至终端，控制单元通过自身的定时中断，不断查询选定存储的充电信息，调整PWM脉冲的输出。

在本发明的一些实施例中，上述显示单元包括指示灯，指示灯包括绿色状态和红色状态：

绿色状态：用于提示充电已完成；

红色状态：用于提示充电未完成。

在本发明的一些实施例中，上述控制单元包括模拟量采集器和开关量采集器：

模拟量采集器：用于采集所需要的充电量，并所需匹配的充电量信息传输至开关量采集器；

开关量采集器：用于接收模拟量采集器采集的充电量信息，并按照充电量信息进行充电。

在本发明的一些实施例中，上述控制单元包括STM32F107VCT6芯片，STM32F107VCT6芯片包括RISC内核、以太网接口、对接串口和I/O接口。

在本发明的一些实施例中，上述充电单元包括计费模块和IC识别模块。

在本发明的一些实施例中，上述IC识别模块：用于进行IC卡识别，IC卡激活后将进行充电。

在本发明的一些实施例中，上述计费模块：用于充电完成后计算本次充电所需费用。

在本发明的一些实施例中，上述充电单元包括直流充电模式和交流充电模式。

在本发明的一些实施例中，上述直流充电模式:通过地面直接提供电源，为蓄电池进行充电，充电速度快。

在本发明的一些实施例中，上述交流充电模式：通过滤波和整流为蓄电池进行充电，充电功率高。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

一种清洁车智能充电装置，包括触摸单元、充电单元、显示单元、监控单元和控制单元；触摸单元、充电单元、显示单元和监控单元分别与控制单元连接；

触摸单元：用于根据自身的充电需求，通过触摸单元对应的按键选择适合的充电方案；

充电单元：用于电动汽车的充电，其中包括串口电平转换模块、D/A转换模块和采样电路模块和电光耦反馈模块；

显示单元：用于显示充电信息；

监控单元：用于对充电的情况进行实时监控，其中监控单元包括MCU，MCU包括16路10位A/D转换器；

控制单元：用于控制整个充电过程的启动、运行和关闭，并采集数据传输至终端，控制单元通过自身的定时中断，不断查询选定存储的充电信息，调整PWM脉冲的输出。

上述实施方式中，一种清洁车智能充电装置由触摸单元、显示单元、监控单元和控制单元组成，其中控制单元是硬件***的核心，负责整个充电过程的启动、运行、实时监控以及关闭，并可以通过多种通信方式将采集的数据实时传输至终端。进一步的，触摸单元可以是触摸屏，用户可以根据触摸屏对充电过程进行操作，触摸屏输入的信息将传输至控制单元，控制单元对上述信息进行计算分析后将作出反馈；进一步的，显示单元可以是LCD显示器，LCD显示器将显示控制单元反馈的信息；进一步的，监控单元将对充电时的情况进行实时监控，并将监控的信息传输至控制单元，控制单元对上述信息作出反馈，监控单元的主要作用是监测充电装置的工作状态，包括对充电装置的进线输入的电压、充电输出的电压电流。充电接口的连接状态以及电池状态等进行实时监测；进一步的，其中控制单元内设置有STM32F107VCT6芯片，包含了高性能的RISC内核、以太网接口、6个与其它控制单元对接的串口、16个I/O接口，大幅度提高总控单元的工作效率，该设备可以在工业级温度范围内正常运转，各地区的温差不会影响智能充电装置的应用。

本实施例中，汽车已经成了人们不可缺少的交通工具，在提供便利的同时也在大量消耗石油、天然气等有限的能源，而且汽车尾气也对自然环境造成了严重的污染，本设计中充电装置对电动车进行充电，整个充电过程十分方便、全程智能化操作不需要人工操作、大大节约了人力物力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例一种清洁车智能充电装置原理图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

实施例

请参考图1所示。本申请实施例提供的一种清洁车智能充电装置，包括触摸单元、充电单元、显示单元、监控单元和控制单元；触摸单元、充电单元、显示单元和监控单元分别与控制单元连接；

触摸单元：用于根据自身的充电需求，通过触摸单元对应的按键选择适合的充电方案；

充电单元：用于电动汽车的充电，其中包括串口电平转换模块、D/A转换模块和采样电路模块和电光耦反馈模块；

显示单元：用于显示充电信息；

监控单元：用于对充电的情况进行实时监控，其中监控单元包括MCU，MCU包括16路10位A/D转换器；

控制单元：用于控制整个充电过程的启动、运行和关闭，并采集数据传输至终端，控制单元通过自身的定时中断，不断查询选定存储的充电信息，调整PWM脉冲的输出。

上述实施方式中，一种清洁车智能充电装置由触摸单元、显示单元、监控单元和控制单元组成，其中控制单元是硬件***的核心，负责整个充电过程的启动、运行、实时监控以及关闭，并可以通过多种通信方式将采集的数据实时传输至终端。进一步的，触摸单元可以是触摸屏，用户可以根据触摸屏对充电过程进行操作，触摸屏输入的信息将传输至控制单元，控制单元对上述信息进行计算分析后将作出反馈；进一步的，显示单元可以是LCD显示器，LCD显示器将显示控制单元反馈的信息；进一步的，监控单元将对充电时的情况进行实时监控，并将监控的信息传输至控制单元，控制单元对上述信息作出反馈，监控单元的主要作用是监测充电装置的工作状态，包括对充电装置的进线输入的电压、充电输出的电压电流。充电接口的连接状态以及电池状态等进行实时监测；进一步的，其中控制单元内设置有STM32F107VCT6芯片，包含了高性能的RISC内核、以太网接口、6个与其它控制单元对接的串口、16个I/O接口，大幅度提高总控单元的工作效率，该设备可以在工业级温度范围内正常运转，各地区的温差不会影响智能充电装置的应用。

本实施例中，汽车已经成了人们不可缺少的交通工具，在提供便利的同时也在大量消耗石油、天然气等有限的能源，而且汽车尾气也对自然环境造成了严重的污染，本设计中充电装置对电动车进行充电，整个充电过程十分方便、全程智能化操作不需要人工操作、大大节约了人力物力。

在本发明的一些实施例中，显示单元包括指示灯，指示灯包括绿色状态和红色状态：

绿色状态：用于提示充电已完成；

红色状态：用于提示充电未完成。

上述实施方式中，用户根据自身的需求进行选择充电，这时指示灯为红色状态以此提醒用户当前充电装置处于正常工作状态；在充电完成后，指示灯变为绿色状态提示用户充电已结束。

本实施例中，指示灯包括绿色状态和红色状态可以使用户很好辨识充电状态，十分方便。

在本发明的一些实施例中，控制单元包括模拟量采集器和开关量采集器：

模拟量采集器：用于采集所需要的充电量，并所需匹配的充电量信息传输至开关量采集器；

开关量采集器：用于接收模拟量采集器采集的充电量信息，并按照充电量信息进行充电。

上述实施方式中，控制单元包括模拟量采集器和开关量采集器，模拟量采集器采集到模拟量数据后将将数据传输至开关量采集器，开关量采集器按照此数据来提供与用户需求匹配的电量。

本实施例中，模拟量采集器和开关量采集器分别采集用户所需电量然后供给用户所需电量，十分方便快捷。

在本发明的一些实施例中，控制单元包括STM32F107VCT6芯片，STM32F107VCT6芯片包括RISC内核、以太网接口、对接串口和I/O接口。

本实施方式中，元器件采用STM32F107VCT6芯片，包含了高性能的RISC内核、以太网接口、6个与其它控制单元对接的串口、16个I\O接口，大幅提高总控制单元的工作效率，该设备可以在工业级范围内正常运转，各地区的温差不会影响本充电装置的运转。

在本发明的一些实施例中，充电单元包括计费模块和IC识别模块。

上述实施方式中，电动车进行充电时首先需要激活充电装置，用户通过IC识别卡将充电装置激活，接着电动车与充电装置连接，同时判断电动车与充电装置连接是否正常，如果不正常充电装置将发出预警提示，用户通过预警提示将对电动车重新连接，然后充电装置对电动车进行充电，在充电过程中显示模块显示充电信息，其中充电信息包括卡内余额和充电完成时间等；进一步的，充电完成后计费模块将计算出本次的所需费用。

在本发明的一些实施例中，IC识别模块：用于进行IC卡识别，IC卡激活后将进行充电。

在本发明的一些实施例中，计费模块：用于充电完成后计算本次充电所需费用。

在本发明的一些实施例中，充电单元包括直流充电模式和交流充电模式。

在本发明的一些实施例中，直流充电模式:通过地面直接提供电源，为蓄电池进行充电，充电速度快。

本实施例中，直流充电方式是指直接由地面供给直流电源为电动车自身的蓄电池充电，这样方式有两个优势：第一：可以使电动车不需要配备车载充电装置，从而减轻电动车的自身重量；第二：功率大可以快速充电，从而节省充电时间。

在本发明的一些实施例中，交流充电模式：通过滤波和整流为蓄电池进行充电，充电功率高。

本实施例中，交流充电方式需要220V或者380V的交流电源，并且在车载充电的滤波、整流以及保护之下对电动车的蓄电池进行充电，这种方式功率小，所以充电时间相对较长，交流充电方式比较适合混合动力的电动车。

在本发明的一些实施例中，还包括充电路径规划模块，其中充电路径规划模块需要交通信息包括路段长度，实时路段通行能力和车流量；电动车信息包括位置信息、剩余电量和充电功率等，充电装置信息包括充电装置数量、电动车到达率和电动车服务率等。首先电动车车载终端通过无线网络获取的实时交通细腻及周边充电站的排队充电信息，根据电动车的剩余电量能否到达目的地，判断电动车是否需要充电，若能到达目的地，电动车按照在开始行使之前预先设定的路径行驶，否则电动车开始规划充电路径。对于需要充电的电动车首先通过GPS和无线网络获取电动车的当前位置，行驶车速等信息，并统计电动车就近区域内各充电站的排队情况，根据接收的实时交通信息计算周边可行驶的交通流量和道路通行速度等，再判断剩余电量是否满足规划要求，基于Dijkstra算法计算电动车从当前节点位置到各个充电装置所在节点最短的距离，若电动车电量过少只能选择相对较近的充电装置进行排队等待充电，否则前往最佳充电装置进行充电，之后根据最优充电装置规划最优充电路径，并根据该路径预估前往最佳充电装置到达时间以及充电开始时间，将此路径上报至电动车优化调度***，并预约充电开始时间。

在本发明的一些实施例中，充电装置由串口电平转换模块、D/A转换模块采样电路模块和电光耦反馈模块构成，除此之外还有D/A转换模块，用来完成动力电池充电电流值或者电压值由模拟量到数字量的转换，这一部分集成在STC单片机中，STC单片机本身具备A/D转换的功能。为了更好地同A/D转换配合，在模块中加入了基准电压源模块，为动力电池充电电流值或者电压值由模拟量向数字量转换提供转换标准。

其中，串口电平转换模块采用标准的串口电平转换电路，核心部分为MAXX232芯片，串口电平转换模块用来将PC机九针接口能够识别的RS232电平信号和STC单片机能够识别的TTL电平信号进行相互之间的转换，从而使得PC机和智能充电单元之间可以相互通信。

其中，D/A转换模块对STC单片机的PWMO和PWMI端口发出的PWM脉冲信号进行处理，转换为相应的稳定的电压值，采用双重积分电路完成PWM脉冲量到电压量的转换。

其中，采样电路模块和电光耦反馈模块：D/A转换完成后，获得所期望的充电电压值，此时需要对动力电池的充电电压值或者电流值进行采集，进而通过和期望值进行对比调节，对于电压值的采集，采用电阻分压的方式采集，通过RO3和RO4电阻对开关电源的输出电压值进行按比例采集，再通过Vsam端连接电压跟随器使其稳定输出。再与STC单片机期望电压值DA-V通过比较器进行比较，在存在差值的情况下，三极管打开令光电耦合器产生作用于明纬开关电源的反馈，从而调节电源的电压输出。

综上所述，本申请实施例提供的一种清洁车智能充电装置，包括触摸单元、充电单元、显示单元、监控单元和控制单元；触摸单元、充电单元、显示单元和监控单元分别与控制单元连接；

触摸单元：用于根据自身的充电需求，通过触摸单元对应的按键选择适合的充电方案；

充电单元：用于电动汽车的充电，其中包括串口电平转换模块、D/A转换模块和采样电路模块和电光耦反馈模块；

显示单元：用于显示充电信息；

监控单元：用于对充电的情况进行实时监控，其中监控单元包括MCU，MCU包括16路10位A/D转换器；

控制单元：用于控制整个充电过程的启动、运行和关闭，并采集数据传输至终端，控制单元通过自身的定时中断，不断查询选定存储的充电信息，调整PWM脉冲的输出。

上述实施方式中，一种清洁车智能充电装置由触摸单元、显示单元、监控单元和控制单元组成，其中控制单元是硬件***的核心，负责整个充电过程的启动、运行、实时监控以及关闭，并可以通过多种通信方式将采集的数据实时传输至终端。进一步的，触摸单元可以是触摸屏，用户可以根据触摸屏对充电过程进行操作，触摸屏输入的信息将传输至控制单元，控制单元对上述信息进行计算分析后将作出反馈；进一步的，显示单元可以是LCD显示器，LCD显示器将显示控制单元反馈的信息；进一步的，监控单元将对充电时的情况进行实时监控，并将监控的信息传输至控制单元，控制单元对上述信息作出反馈，监控单元的主要作用是监测充电装置的工作状态，包括对充电装置的进线输入的电压、充电输出的电压电流。充电接口的连接状态以及电池状态等进行实时监测；进一步的，其中控制单元内设置有STM32F107VCT6芯片，包含了高性能的RISC内核、以太网接口、6个与其它控制单元对接的串口、16个I/O接口，大幅度提高总控单元的工作效率，该设备可以在工业级温度范围内正常运转，各地区的温差不会影响智能充电装置的应用。

本实施例中，汽车已经成了人们不可缺少的交通工具，在提供便利的同时也在大量消耗石油、天然气等有限的能源，而且汽车尾气也对自然环境造成了严重的污染，本设计中充电装置对电动车进行充电，整个充电过程十分方便、全程智能化操作不需要人工操作、大大节约了人力物力。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种清洁车智能充电装置，其特征在于，包括触摸单元、充电单元、显示单元、监控单元和控制单元；所述触摸单元、所述充电单元、所述显示单元和所述监控单元分别与所述控制单元连接；

触摸单元：用于根据自身的充电需求，通过触摸单元对应的按键选择适合的充电方案；

充电单元：用于电动汽车的充电，其中包括串口电平转换模块、D/A转换模块和采样电路模块和电光耦反馈模块；

显示单元：用于显示充电信息；

监控单元：用于对充电的情况进行实时监控，其中监控单元包括MCU，所述MCU包括16路10位A/D转换器；

控制单元：用于控制整个充电过程的启动、运行和关闭，并采集数据传输至终端，所述控制单元通过自身的定时中断，不断查询选定存储的充电信息，调整PWM脉冲的输出。

2.根据权利要求1所述的一种清洁车智能充电装置，其特征在于，所述显示单元包括指示灯，所述指示灯包括绿色状态和红色状态：

绿色状态：用于提示充电已完成；

红色状态：用于提示充电未完成。

3.根据权利要求1所述的一种清洁车智能充电装置，其特征在于，所述控制单元包括模拟量采集器和开关量采集器：

模拟量采集器：用于采集所需要的充电量，并所需匹配的充电量信息传输至开关量采集器；

开关量采集器：用于接收模拟量采集器采集的充电量信息，并按照充电量信息进行充电。

4.根据权利要求1所述的一种清洁车智能充电装置，其特征在于，所述控制单元包括STM32F107VCT6芯片，所述STM32F107VCT6芯片包括RISC内核、以太网接口、对接串口和I/O接口。

5.根据权利要求1所述的一种清洁车智能充电装置，其特征在于，所述充电单元包括计费模块和IC识别模块。

6.根据权利要求5所述的一种清洁车智能充电装置，其特征在于，所述IC识别模块：用于进行IC卡识别，IC卡激活后将进行充电。

7.根据权利要求5所述的一种清洁车智能充电装置，其特征在于，所述计费模块：用于充电完成后计算本次充电所需费用。

8.根据权利要求1所述的一种清洁车智能充电装置，其特征在于，所述充电单元包括直流充电模式和交流充电模式。

9.根据权利要求8所述的一种清洁车智能充电装置，其特征在于，所述直流充电模式:通过地面直接提供电源，为蓄电池进行充电，充电速度快。

10.根据权利要求8所述的一种清洁车智能充电装置，其特征在于，所述交流充电模式：通过滤波和整流为蓄电池进行充电，充电功率高。

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