CN204068379U - 一种电动汽车交直流智能一体化充电设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电动汽车交直流智能一体化充电设备，包括保护模块、交流模块、直流模块、计量计费模块、刷卡模块、综合测控模块、主控模块和触摸显示屏；交流模块、刷卡模块和综合测控模块分别与主控模块单向连接，计量计费模块、触摸显示屏和直流模块分别与主控模块双向连接，交流模块和直流模块分别与综合测控模块单向连接，且分别与保护模块双向连接。本实用新型可以满足实际应用需求，同时兼顾有序充电控制功能，对于未来电动汽车充电设施推广有重要意义。
Description
技术领域
本实用新型属于电动汽车充电技术领域，具体涉及一种电动汽车交直流智能一体化充电设备。
背景技术
发展电动汽车是解决能源短缺和环境危机的重要途径，电动汽车发展依赖于充换电设施的建设与发展，电动汽车电能补给模式包含交流充电、直流充电和电池更换三种方式。表1对比了当前三种电能补给模式的优缺点。通过表中对比发现，交流充电和直流充电具有各自的优势和应用场合，实现交直流电能补给模式互补受到广泛关注，研制交直流组合一体式充电设备，兼顾常规充电和应急充电两种模式，应用需求日益凸显。
表1
实用新型内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种电动汽车交直流智能一体化充电设备，可以满足实际应用需求，同时兼顾有序充电控制功能，对于未来电动汽车充电设施推广有重要意义。
为了实现上述目的，本实用新型采取如下方案：
本实用新型提供一种电动汽车交直流智能一体化充电设备，所述设备包括保护模块、交流模块、直流模块、计量计费模块、刷卡模块、综合测控模块、主控模块和触摸显示屏；所述交流模块、刷卡模块和综合测控模块分别与所述主控模块单向连接，所述计量计费模块、触摸显示屏和直流模块分别与所述主控模块双向连接，所述交流模块和直流模块分别与综合测控模块单向连接，且分别与所述保护模块双向连接。
所述刷卡模块和触摸显示屏分别通过RS485总线和CAN总线与主控模块的中央控制器连接；所述计量计费模块通过RS485总线连接所述中央控制器。
所述保护模块包括浪涌保护器和漏电保护器；两者均设置在所述设备的交流进线侧，主要采集交流模块和直流模块中的交流输入信息，超过动作阈值将进行保护动作。
所述交流模块将控制导引模拟量、第一充电插头电子锁状态和第一状态显示灯状态传至主控模块，主控模块控制交流模块中的第一交流接触器，实行充电启停控制；
所述交流模块包括第一交流接触器、第一充电插头电子锁、第一状态指示灯和第一控制导引电路；所述第一交流接触器采用低压交流接触器，所述第一充电插头电子锁为电磁式电子锁，第一状态指示灯用于表示交流模块的工作状态。
所述直流模块将充电过程数据、第二充电插头电子锁状态、第二状态显示灯状态传至主控模块，主控模块控制直流模块的功率输出、启停状态；
所述直流模块包括交流接触器、直流接触器、第二充电插头电子锁、第二状态指示灯、充电模块和第二控制导引电路；所述交流接触器和直流接触器均采用电磁式接触器，所述第二充电插头电子锁为电磁式电子锁，所述第二状态指示灯用于表示直流模块的工作状态，所述充电模块用于给电动汽车的车载电池提供直流电源。
所述计量计费模块包括直流计量表和交流计量表，用于采集电能信息并将电能信息传送给主控模块，主控模块下发费率至计量计费模块；所述电能信息包括电压、电流、功率和功率因数。
所述刷卡模块包括加密芯片和射频卡线圈；所述射频卡线圈采集用户充电卡信息，用户充电卡信息通过加密芯片加密后传至主控模块；所述用户充电卡信息包括***、个人信息、有效期、卡状态和卡余额。
所述综合测控模块包括交流侧电压采集模块、交流侧电流采集模块、直流侧电压采集模块、直流侧电流采集模块、温度采集模块、告警量输入模块、RS485通信模块、遥信量输出模块和DSP模块；
所述交流侧电压采集模块、交流侧电流采集模块、直流侧电压采集模块、直流侧电流采集模块和温度采集模块分别采集交流侧电压、交流侧电流、直流侧电压、直流侧电流和车载电池温度，并分别将采集的信息经过AD转换后汇总到DSP模块，所述DSP再通过RS485通信模块将信息传输给主控模块；所述DSP模块包括DSP芯片及其***电路。
所述主控模块包括CPU芯片、电源电路、电平转换电路、隔离电源、CAN收发器、RS485收发器、RS232电平转换电路、PWM通信接口、AD采集电路、I/O输入接口、I/O输出接口和PWM电路；
所述电源电路为电平转换电路提供高电平信息，所述电平转换电路将转换得到的低电平信息传输给CPU芯片，所述AD采样电路将接收的模拟信息转换为数字信息，并将数字信息传输给所述CPU芯片；所述电平转换电路通过CAN收发器、RS485收发器和RS232电平转换电路与所述CPU芯片连接，所述电平转换电路与CAN收发器、RS485收发器和RS232电平转换电路之间设有隔离电源；所述CPU芯片输出PWM波信息给所述PWM电路，且通过I/O输入接口接收信息，通过I/O输出接口发送信息。
所述触摸显示屏接受用户充电输入信息，包括充电方式、充电模式、启动充电命令等，将数据传至主控模块，主控模块可以将计量计费模块上传的电压、电流、功率等数据传至触摸显示屏。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型提供了电动汽车交直流智能一体化充电设备，考虑目前支付便捷性，研究基于支付卡、非接触卡、网络支付等多支付模式的支付方案，通过对设备输出特性、安全特性、环境特性以及支付流程测试，可实现交流、直流同时工作，满足设备长期运营需求。
附图说明
图1是本实用新型实施例中电动汽车交直流智能一体化充电设备结构框图；
图2是本实用新型实施例中交流模块、中央控制器、刷卡模块和直流模块连接示意图；
图3是本实用新型实施例中主控模块结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
电动汽车电能补给模式依赖于电动汽车充电场景和充电需求，研究多种电能补给模式相结合的充电设备具有广泛适应性，根据常规慢充和直流快充的电能补给特点，研究交直流组合一体化充电设备电气拓扑，考虑设备运行安全、环境适应性，提出了电动汽车交直流智能一体化充电设备，考虑目前支付便捷性，研究基于支付卡、非接触卡、网络支付等多支付模式的支付方案，通过对设备输出特性、安全特性、环境特性以及支付流程测试，可实现交流、直流同时工作，满足设备长期运营需求。
如图1和图2，本实用新型提供一种电动汽车交直流智能一体化充电设备，所述设备包括保护模块、交流模块、直流模块、计量计费模块、刷卡模块、综合测控模块、主控模块和触摸显示屏；所述交流模块、刷卡模块和综合测控模块分别与所述主控模块单向连接，所述计量计费模块、触摸显示屏和直流模块分别与所述主控模块双向连接，所述交流模块和直流模块分别与综合测控模块单向连接，且分别与所述保护模块双向连接。
所述刷卡模块和触摸显示屏分别通过RS485总线和CAN总线与主控模块的中央控制器连接；所述计量计费模块通过RS485总线连接所述中央控制器。
所述保护模块包括浪涌保护器和漏电保护器；两者均设置在所述设备的交流进线侧，主要采集交流模块和直流模块中的交流输入信息，超过动作阈值将进行保护动作。
所述交流模块将控制导引模拟量、第一充电插头电子锁状态和第一状态显示灯状态传至主控模块，主控模块控制交流模块中的第一交流接触器，实行充电启停控制；
所述交流模块包括第一交流接触器、第一充电插头电子锁、第一状态指示灯和第一控制导引电路；所述第一交流接触器采用低压交流断路，所述第一充电插头电子锁为电磁式电子锁，第一状态指示灯用于表示交流模块的工作状态。
所述直流模块将充电过程数据、第二充电插头电子锁状态、第二状态显示灯状态传至主控模块，主控模块控制直流模块的功率输出、启停状态；
所述直流模块包括第二交流接触器、直流接触器、第二充电插头电子锁、第二状态指示灯、充电模块和第二控制导引电路；所述第二交流接触器和直流接触器均采用电磁式接触器，所述第二充电插头电子锁为电磁式电子锁，所述第二状态指示灯用于表示直流模块的工作状态，所述充电模块用于给电动汽车的车载电池提供直流电源。
所述计量计费模块包括直流计量表和交流计量表，用于采集电能信息并将电能信息传送给主控模块，主控模块下发费率至计量计费模块；所述电能信息包括电压、电流、功率和功率因数。
所述刷卡模块包括加密芯片和射频卡线圈；所述射频卡线圈采集用户充电卡信息，用户充电卡信息通过加密芯片加密后传至主控模块；所述用户充电卡信息包括***、个人信息、有效期、卡状态和卡余额。
所述综合测控模块包括交流侧电压采集模块、交流侧电流采集模块、直流侧电压采集模块、直流侧电流采集模块、温度采集模块、告警量输入模块、RS485通信模块、遥信量输出模块和DSP模块；
所述交流侧电压采集模块、交流侧电流采集模块、直流侧电压采集模块、直流侧电流采集模块和温度采集模块分别采集交流侧电压、交流侧电流、直流侧电压、直流侧电流和车载电池温度，并分别将采集的信息经过AD转换后汇总到DSP模块，所述DSP再通过RS485通信模块将信息传输给主控模块；所述DSP模块包括DSP芯片及其***电路。
如图3，所述主控模块包括CPU芯片、电源电路、电平转换电路、隔离电源、CAN收发器、RS485收发器、RS232电平转换电路、PWM通信接口、AD采集电路、I/O输入接口、I/O输出接口和PWM电路；
所述电源电路为电平转换电路提供高电平信息，所述电平转换电路将转换得到的低电平信息传输给CPU芯片，所述AD采样电路将接收的模拟信息转换为数字信息，并将数字信息传输给所述CPU芯片；所述电平转换电路通过CAN收发器、RS485收发器和RS232电平转换电路与所述CPU芯片连接，所述电平转换电路与CAN收发器、RS485收发器和RS232电平转换电路之间设有隔离电源；所述CPU芯片输出PWM波信息给所述PWM电路，且通过I/O输入接口接收信息，通过I/O输出接口发送信息。
所述触摸显示屏接受用户充电输入信息，包括充电方式、充电模式、启动充电命令等，将数据传至主控模块，主控模块可以将计量计费模块上传的电压、电流、功率等数据传至触摸显示屏。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电动汽车交直流智能一体化充电设备，其特征在于：所述设备包括保护模块、交流模块、直流模块、计量计费模块、刷卡模块、综合测控模块、主控模块和触摸显示屏；所述交流模块、刷卡模块和综合测控模块分别与所述主控模块单向连接，所述计量计费模块、触摸显示屏和直流模块分别与所述主控模块双向连接，所述交流模块和直流模块分别与综合测控模块单向连接，且分别与所述保护模块双向连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车交直流智能一体化充电设备，其特征在于：所述刷卡模块和触摸显示屏分别通过RS485总线和CAN总线与主控模块的中央控制器连接；所述计量计费模块通过RS485总线连接所述中央控制器。
3.根据权利要求1所述的电动汽车交直流智能一体化充电设备，其特征在于：所述保护模块包括浪涌保护器和漏电保护器；两者均设置在所述设备的交流进线侧，主要采集交流模块和直流模块中的交流输入信息，超过动作阈值将进行保护动作。
4.根据权利要求1所述的电动汽车交直流智能一体化充电设备，其特征在于：所述交流模块将控制导引模拟量、第一充电插头电子锁状态和第一状态显示灯状态传至主控模块，主控模块控制交流模块中的第一交流接触器，实行充电启停控制；
所述交流模块包括第一交流接触器、第一充电插头电子锁、第一状态指示灯和第一控制导引电路；所述第一交流接触器采用低压交流接触器，所述第一充电插头电子锁为电磁式电子锁，第一状态指示灯用于表示交流模块的工作状态。
5.根据权利要求1所述的电动汽车交直流智能一体化充电设备，其特征在于：所述直流模块将充电过程数据、第二充电插头电子锁状态、第二状态显示灯状态传至主控模块，主控模块控制直流模块的功率输出、启停状态；
所述直流模块包括第二交流接触器、直流接触器、第二充电插头电子锁、第二状态指示灯、充电模块和第二控制导引电路；所述第二交流接触器和直流接触器均采用电磁式接触器，所述第二充电插头电子锁为电磁式电子锁，所述第二状态指示灯用于表示直流模块的工作状态，所述充电模块用于给电动汽车的车载电池提供直流电源。
6.根据权利要求1所述的电动汽车交直流智能一体化充电设备，其特征在于：所述计量计费模块包括直流计量表和交流计量表，用于采集电能信息并将电能信息传送给主控模块，主控模块下发费率至计量计费模块；所述电能信息包括电压、电流、功率和功率因数。
7.根据权利要求1所述的电动汽车交直流智能一体化充电设备，其特征在于：所述刷卡模块包括加密芯片和射频卡线圈；所述射频卡线圈采集用户充电卡信息，用户充电卡信息通过加密芯片加密后传至主控模块；所述用户充电卡信息包括***、个人信息、有效期、卡状态和卡余额。
8.根据权利要求1所述的电动汽车交直流智能一体化充电设备，其特征在于：所述综合测控模块包括交流侧电压采集模块、交流侧电流采集模块、直流侧电压采集模块、直流侧电流采集模块、温度采集模块、告警量输入模块、RS485通信模块、遥信量输出模块和DSP模块；
所述交流侧电压采集模块、交流侧电流采集模块、直流侧电压采集模块、直流侧电流采集模块和温度采集模块分别采集交流侧电压、交流侧电流、直流侧电压、直流侧电流和车载电池温度，并分别将采集的信息经过AD转换后汇总到DSP模块，所述DSP再通过RS485通信模块将信息传输给主控模块；所述DSP模块包括DSP芯片及其***电路。
9.根据权利要求1所述的电动汽车交直流智能一体化充电设备，其特征在于：所述主控模块包括CPU芯片、电源电路、电平转换电路、隔离电源、CAN收发器、RS485收发器、RS232电平转换电路、PWM通信接口、AD采集电路、I/O输入接口、I/O输出接口和PWM电路；
所述电源电路为电平转换电路提供高电平信息，所述电平转换电路将转换得到的低电平信息传输给CPU芯片，所述AD采样电路将接收的模拟信息转换为数字信息，并将数字信息传输给所述CPU芯片；所述电平转换电路通过CAN收发器、RS485收发器和RS232电平转换电路与所述CPU芯片连接，所述电平转换电路与CAN收发器、RS485收发器和RS232电平转换电路之间设有隔离电源；所述CPU芯片输出PWM波信息给所述PWM电路，且通过I/O输入接口接收信息，通过I/O输出接口发送信息。
10.根据权利要求1所述的电动汽车交直流智能一体化充电设备，其特征在于：所述触摸显示屏接受用户充电输入信息，包括充电方式、充电模式、启动充电命令等，将数据传至主控模块，主控模块可以将计量计费模块上传的电压、电流、功率等数据传至触摸显示屏。
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