CN201966633U - 电动车充电装置 - Google Patents

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白晶
李晓波
邢吉生
浦铁成
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Abstract

一种电动车充电装置，属于电动汽车动力充电技术领域，其特征是：用户会话单元与计费管理单元相连，计费管理单元和充电数据分析单元相连，充电数据分析单元与充电机控制单元相连；通信单元包括第一串行总线、第二串行总线和第三串行总线；第一串行总线是CAN总线，连接用户会话单元和计费管理单元。第二串行总线是以太网总线，连接计费管理单元和充电数据分析单元。第三串行总线是CAN总线，连接充电数据分析单元和充电机控制单元。有益效果是：将快速充电和普通充电两种方式的优点相结合，在保证蓄电池使用寿命的前提下，通过分析蓄电池最佳充电曲线，并沿着这条最佳充电曲线对蓄电池充电，从而缩短充电时间。

Description

电动车充电装置
技术领域
本实用新型属于电动汽车动力充电技术领域。
背景技术
由于汽车在城市中行驶速度不高，经常时走时停，常规汽、柴油车辆能耗加大，而电动汽车则更适合在城市中使用。同时，由于电动汽车污染小，零排放，绿色环保等特点，使其快速普及已经成为了必然趋势。但是当前电动汽车的配套设施还相对短缺，尤其是电动汽车充电站还很稀少，而且电动汽车蓄电池充电时间较长，盲目的快速充电，会极大地降低蓄电池的使用寿命。这直接制约了电动汽车的普及和发展。
目前电动汽车电池种类主要有：铅酸蓄电池、镍基电池、钠电池、二次锂电池、空气电池等。各种类型电池特性各不相同，同时一种类型的蓄电池其个体特性参数也存在差别。
发明内容
本实用新型的目的是：提供一种电动车充电装置，它可实现对电动汽车各种动力蓄电池进行快速充电。
本实用新型的技术方案是：由用户会话单元、充电机控制单元、计费管理单元、充电数据分析单元和通信单元组成。
用户会话单元与计费管理单元相连，计费管理单元和充电数据分析单元相连，充电数据分析单元与充电机控制单元相连；
通信单元包括第一串行总线、第二串行总线和第三串行总线；第一串行总线是CAN总线，连接用户会话单元和计费管理单元。第二串行总线是以太网总线，连接计费管理单元和充电数据分析单元。第三串行总线是CAN总线，连接充电数据分析单元和充电机控制单元。
在用户会话单元中，用户读卡电路与DSP控制板连接，DSP控制板经CAN通信接口电路与计费管理单元连接，DSP控制板通过触屏电路与触摸屏连接。
在计费管理单元中，通信管理模块负责管理计费管理模块和CAN通信接口电路、计费管理模块和以太网通信接口电路之间的数据传输。
在充电数据分析单元中，通信管理模块负责管理充电数据管理模块与以太网通信接口电路、充电数据管理模块与CAN通信接口电路之间的数据交换。
在充电机控制单元中，DSP控制板通过CAN通信接口电路接收充电数据管理模块传来的最佳充电曲线数据，并将该数据转变成控制信号来控制整流电路。
本实用新型的有益效果是：将快速充电和普通充电两种方式的优点相结合，在保证蓄电池使用寿命的前提下，通过分析蓄电池最佳充电曲线，并沿着这条最佳充电曲线对蓄电池充电，从而缩短充电时间。
附图说明
图1是本实用新型电路部分框图；
图2是本实用新型DSP2812芯片电路图；
图3是本实用新型CAN通信接口电路图；
图4是本实用新型AD采样电路图；
图5是本实用新型MOSFET驱动电路图；
图6是本实用新型电源电路图；
图7是本实用新型三相桥式全控相控整流电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步描述：
如图所示，U是集成电路、R是电阻、C是电容、D是二极管、L是变压器线圈。
本实用新型由用户会话单元、充电机控制单元、计费管理单元、充电数据分析单元和通信单元组成，用户会话单元与计费管理单元相连，计费管理单元和充电数据分析单元相连，充电数据分析单元与充电机控制单元相连。
通信单元包括第一串行总线、第二串行总线和第三串行总线。第一串行总线是CAN总线，连接用户会话单元和计费管理单元。第二串行总线是以太网总线，连接计费管理单元和充电数据分析单元。第三串行总线是CAN总线，连接充电数据分析单元和充电机控制单元。
用户会话单元由DSP控制板、用户卡读取电路、触屏电路和CAN通信接口电路组成。用户读卡电路读取用户卡，并将用户身份信息传给DSP控制板。DSP控制板将此信息经CAN通信接口电路发给计费管理单元。计费管理单元根据用户身份信息检索用户信息数据库，将用户数据信息经CAN通信接口电路回传给用户会话单元的DSP控制板。DSP控制板将用户数据信息通过触屏电路显示在触摸屏上。触摸屏上显示了用户当前帐户的余额、充电可选类型、蓄电池类型等信息。触屏电路将用户选择的充电类型和蓄电池类型信息传给DSP控制板。DSP控制板再经CAN通信接口电路传给计费管理单元。当充电完成后，DSP控制板接收计费管理单元传来的用户本次消费信息，并将其经触屏电路显示在触摸屏上。
计费管理单元由计费管理模块、用户信息数据库、通信管理模块、CAN通信接口电路和以太网通信接口电路组成。通信管理模块负责管理计费管理模块和CAN通信接口电路、计费管理模块和以太网通信接口电路之间的数据传输。计费管理模块根据用户会话单元传来的用户身份信息检索用户信息数据库，查找用户帐户余额、蓄电池类型等信息，并将这些信息经通信管理模块传给用户会话单元。然后通信管理模块将用户会话单元传来的用户选择的充电类型、蓄电池类型等信息传给计费管理模块。计费管理模块将这些信息写入用户信息数据库。同时，计费管理模块将用户选择的蓄电池类型信息经通信管理模块控制的以太网通信接口电路传给充电数据分析单元。当充电结束后，充电数据分析单元将用户本次充电消耗的电量经以太网用信接口电路传给计费管理模块。计费管理模块据此计算本次用户充电费用，结算用户帐户余额，更新用户信息数据库，并将信息经CAN通信接口传给用户会话单元。
充电数据分析单元由充电数据管理模块、充电数据库、通信管理模块、以太网通信接口电路和CAN通信接口电路组成。通信管理模块负责管理充电数据管理模块与以太网通信接口电路、充电数据管理模块与CAN通信接口电路之间的数据交换。通信管理模块将计费管理单元经以太网通信接口电路传来的用户蓄电池信息发给充电数据管理模块。充电数据管理模块根据用户蓄电池信息检索充电数据数据库，找到相应的最佳充电曲线数据，并将此数据经通信管理模块控制的CAN通信接口电路传给充电机控制单元。当充电结束后，通信管理模块再将充电机控制单元经CAN通信接口电路传来的实际充电曲线数据传给充电数据管理模块。充电数据管理模块将接收到的实际充电曲线数据写入充电数据数据库，并对实际充电曲线数据分析得到充电过程消耗的电量，然后经通信管理模块控制的以太网通信接口电路传给计费管理单元。当充电数据管理模块空闲时，将对比分析充电数据数据库中存储的原始最佳充电曲线数据和本次实际充电曲线数据，从而得到新的最佳充电曲线数据，并跟新充电数据数据库，以备下次使用。
充电机控制单元由DSP控制板、整流电路、电池检测电路和CAN通信接口电路组成。DSP控制板通过CAN通信接口电路接收充电数据管理单元传来的最佳充电曲线数据，并将该数据转变成控制信号来控制整流电路。同时DSP控制板经电池检测电路检测并记录蓄电池的电压、充电电流和温度等信息。当充电结束后，DSP控制板将充电过程中检测并记录的充电曲线数据经CAN通信接口电路传给充电数据分析模块。
充电机控制单元电路由图2、图3、图4、图5、图6、图7组成。
图2显示了TMS320LF2812芯片的连接。引脚77(X1)和引脚76(X2)扩展了一个30MHz晶体振荡器。
图3显示了CAN通信接口电路。CAN总线收发器PCA82C250的引脚1和TMS320LF2812的引脚87(CANTXA)相连，引脚4和TMS320LF2812的引脚89(CANRXA)相连。PCA82C250的引脚6和引脚7分别连接到CAN总线的CANL和CANH上，实现TMS320LF2812与CAN总线上的数据交换。
图4显示了电池检测电路中的A/D采样电路。电路采用LM358构成一个电压跟随器。ADCINA2’与霍尔电流传感器(图中未画出)输出电压相连。霍尔电流传感器的输出电压反映了充电电流的大小。电压跟随器ADCINA2与TMS320LF2812的引脚172(ADCINA2)相连。由TMS320LF2812片内集成的A/D转换器来完成A/D转换，从而得到充电电流的大小。
图5显示了MOSFET的驱动电路。由于每一相的驱动电路都相同，故图5中只画了一相。驱动电路以IR2110为核心，TMS320LF2812的引脚92(PWM1)和引脚93(PWM2)分别经光电耦合器6n136隔离后连接到IR2110的HIN和LIN。IR2110的输出HO和LO作为MOSFET的控制信号。
图6显示了充电机控制单元的电源电路。TPS767D318将输入的+5V电压转变成+1.8V和+3.3V输出。
图7显示了三相桥式全控相控整流电路。三相电压经6个MOSFET整流电路转换成直流电压信号。MOSFET的控制信号来自驱动电路IR2110的输出。

Claims (1)

1.一种电动车充电装置，其特征是：用户会话单元与计费管理单元相连，计费管理单元和充电数据分析单元相连，充电数据分析单元与充电机控制单元相连；
通信单元包括第一串行总线、第二串行总线和第三串行总线；第一串行总线是CAN总线，连接用户会话单元和计费管理单元；第二串行总线是以太网总线，连接计费管理单元和充电数据分析单元；第三串行总线是CAN总线，连接充电数据分析单元和充电机控制单元；
在用户会话单元中，用户读卡电路与DSP控制板连接，DSP控制板经CAN通信接口电路与计费管理单元连接，DSP控制板通过触屏电路与触摸屏连接；
在计费管理单元中，通信管理模块负责管理计费管理模块和CAN通信接口电路、计费管理模块和以太网通信接口电路之间的数据传输；
在充电数据分析单元中，通信管理模块负责管理充电数据管理模块与以太网通信接口电路、充电数据管理模块与CAN通信接口电路之间的数据交换；
在充电机控制单元中，DSP控制板通过CAN通信接口电路接收充电数据管理模块传来的最佳充电曲线数据，并将该数据转变成控制信号来控制整流电路。 
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