CN101989761A - 电动车辆分时段智能收费充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种电动车辆分时段智能收费充电装置，定时分时段控制器的输出端接充电控制器的输入端，电压选择器的输出分别接充电器的输入端和电压比较器的输入端电流选择器的输出分别接充电器的输入端和电流比较器的输入端充电器的输出接电流取样电路的输入端，电流取样电路的输出端接充电电池的正端，充电电池的正端接电压比较器的输入端，电压比较器和电流比较器的输出分别接充电控制器的输入端。通过价格调节和技术控制鼓励在用电低谷时对蓄电池进行充电，既可缓解用电高峰时的电力紧张状况，又可增加用电低谷时的负荷率，也降低了充电成本。并实现了智能收费管理。

Description

电动车辆分时段智能收费充电装置
(一)、技术领域  本发明涉及一种具有分时段智能收费功能的充电装置。主要适用于电动车辆在充电桩、高效储能电站、停车场充电站点等场所的分时段智能充电、缴费。
(二)、背景技术  由于发电厂发出的交流电的电能无法储存，目前存在着用电高峰时，用电负荷大，电力紧张，而在用电低谷时，电力过剩的突出问题。而普通充电器的充电时间多选择在用电高峰时段，既加重了用电紧张状况，又增加了充电的成本。
另一方面，在现有的充电桩、高效储能电站、停车场充电站点等场所给车辆充电时尚没有一种令人满意的智能收费管理系统，不仅给计费、缴费带来麻烦，降低了工作效率，而且会出现窃电等管理混乱状况。
(三)、发明内容  本发明旨在提供一种电动车辆分时段智能收费充电装置，用以克服上述已有充电方式的缺陷，所要解决的技术问题是，通过价格和技术控制鼓励在用电低谷时对蓄电池进行充电，既可缓解用电高峰时的电力紧张状况，又可增加用电低谷时的负荷率，也降低了充电成本。本发明所要解决的第二个技术问题是，实现智能收费管理。
本发明采用了以下技术方案。
一种电动车辆分时段智能收费充电装置，包括高频开关电源，定时分时段控制器，充电控制器，电压选择器，电流选择器，充电器，电压比较器，电流比较器，电流取样电路，充电电池，其特征是：高频开关电源的输出端分别与定时分时段控制器的输入端、充电控制器的第二输入端相接；定时分时段控制器的输出端与充电控制器的第一输入端相连；充电控制器的两个输出端分别与电压选择器、电流选择器的输入端相连；电压选择器的输出端分别与充电器的第一输入端和电压比较器的第二的输入端相接；电流选择器的输出端分别与充电器的第二输入端和电流比较器的第二输入端相连；
充电器的输出端与电流取样电路的输入端相连，电流取样电路的第一输出端与充电电池的输入端相连，电流取样电路的第二输出端和电流比较器的第一输入端相连；
充电电池的输出端与电压比较器的第一输入端相接；电压比较器的输出端和电流比较器的输出端分别与充电控制器的第一输入端和第二输入端相连。
高频开关电源的输出电压采用电压值不同的多组输出。
定时分时段控制器包含单片机和用于峰谷时段充电转换的充电转换控制开关。
充电控制器中设有智能计费卡、投币口、刷卡接口、充电预置输入接口、输出打印接口和小形液晶显示器。
本发明的积极效果在于：
第一、定时分时段控制器采用单片机和充电转换开关控制。常态时充电转换开关设置在“关”的状态，即工作在用电低谷时段。如在特别情况下需要在峰值通电充电时，智能电能充电装置有LED发光管提示需要将充电转换开关置“开”的位置方能充电(此时计费按峰值电价计费)。通过价格调节和技术控制鼓励在用电低谷时对蓄电池进行充电，既可缓解用电高峰时的电力紧张状况，又可增加用电低谷时的负荷率，也降低了充电成本。
第二、充电控制器中设有智能计费卡、投币口、刷卡接口、充电预置输入接口、输出打印接口、小形液晶显示器。由单片机根据不同的充电时段和投币、刷卡金额自动控制充电计费。输出信号由小形液晶显示器显示以上内容并通过输出打印接口打印输出；充电时间、时段、充电单价、充电费、充电余额等数据。实现了智能收费管理。
第三、智能计费卡可与国内现有的充电桩、储能电站的充电器设施配套兼容，也可用于电动汽车、电动叉车的充电器做为充电计费标准的依据(根据国家有关职能部门的管理规定)。智能计费卡可预置不同等值的充电金额出售。在公用场所，充电器中如不按装此智能计费卡则无法进性充电，起到防止盗电作用。智能计费卡按充电时的不同峰谷时段的电价自动计费，公正公开，防止乱收费。
第四、具有适应于多种类型蓄电池系统和适应多种电压等级的能力，并可调节充电电流的大小。
第五、具备多种类型蓄电池的充电控制算法，可与各类电动汽车上不同的蓄电池系统实现充电特性匹配，能够针对不同的电池充电，并可实现无损电池充电，可监控电池的充电过程，避免出现过充现象，延长电池使用寿命，可广泛适用于电动汽车、电动叉车、混合电动车、电动摩托车、电动自行车、太阳能灯具中所配套的蓄电池充电。
第六、采用高频开关电源技术和PFC专用IC，使产品的充电效率高、损耗小，体积小。
第七、充电控制器由单片机控制，，并根据不同的充电阶段设定不同的充电方式。起始为余弦波快速自动充电，在电池接近充满时自动转入涓流充电，充满时自动停充。
本发明可广范适用于电动汽车、电动叉车、混合电动车、电动摩托车、电动自行车的智能化充电。基于国内不小省市地区已建立了相当数量和规摸的充电桩或高效储能电站，随着电动汽车等相关产品的逐年增多，充电桩或高效储能电站也会不断增建，因此智能化电能充电装置有广阔的发展空间。不需要象建充电站那样购买大量充电电池，节省了投资。
(四)、附图说明图1是本发明的结构示意图。
(五)、具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本发明。
如图1所示，本实施例包括高频开关电源1，定时分时段控制器2，充电控制器3，电压选择器4，电流选择器5，充电器6，电压比较器7，电流比较器8，电流取样电路9，充电电池10。
220VAC/380VAC电源接高频开关电源1的输入端，高频开关电源1的输出端分别与定时分时段控制器2的输入端、充电控制器3的第二输入端3-③相接。定时分时段控制器2的输出端与充电控制器3的第一输入端3-①相连。充电控制器3的两个输出端A和B分别与电压选择器4、电流选择器5的输入端相连。电压选择器4的输出端分别与充电器6的第一输入端6-①和电压比较器7的第二的输入端7-②相接。电流选择器5的输出端分别与充电器6的第二输入端6-②和电流比较器8的第二输入端8-②相连。
充电器6的输出端与电流取样电路9的输入端相连，电流取样电路9的第一输出端9-①与充电电池10的输入端相连，电流取样电路9的第二输出端9-②和电流比较器8的第一输入端8-①相连。
充电电池10的输出端与电压比较器7的第一输入端7-①相接。电压比较器7的输出端和电流比较器8的输出端分别与充电控制器3的第一输入端3-②和第二输入端3-④相连。
高频开关电源1是工作频率为100KHZ的AC/DC转换器，采用脉宽调制IC；SG3525A，其输出为多组低压直流输出，可以适合多种类型电池电压的充电需要。并可为单片机电源和其它多功能模块的电源供电。
定时分时段控制器2采用单片机和充电转换开关控制。常态时充电转换开关设置在“关”的状态，即工作在用电低谷时段，比如每天的22:00-7:00时段。如在特别情况下需要在峰值通电充电时，智能峰谷电能充电器有LED发光管提示需要将充电转换开关置“开”的位置方能充电。(此时计费按峰值电价计费)
充电控制器3中设有智能计费卡、投币口、刷卡接口、充电预置输入接口、输出打印接口、小形液晶显示器。由单片机根据不同的充电时段和投币、刷卡金额自动控制充电计费。输出信号由小型液晶显示器显示以上内容并通过输出打印接口打印输出；如充电时间、时段、充电单价、充电费、充电余额等数据。智能计费卡可与国内现有的充电桩、储能电站的充电器设施配套兼容，也可用于电动汽车、电动叉车等的充电器做为充电计费标准的依据(根据国家有关职能部门的管理规定)。智能计费卡可预置不同等值的充电金额出售。
充电控制器3由单片机控制，并根据不同的充电阶段设定不同的充电方式。起始为余弦波快速自动充电，在电池接近充满时自动转入涓流充电，充满时自动停充。
在公用场所，充电器中如不按装此智能计费卡则无法进性充电，起到防止盗电作用。智能计费卡按充电时的不同峰谷时段的电价自动计费，公正公开，防止乱收费。
电压比较器7对充电电压和充电电池10电压进行比较。电流比较器8对充电电流与所设定的电流进行比较。由单片机控制，按充电的不同阶段分别进行余弦波式快速充电，浮式充电和过充保护，过流保护控制。
充电器6由专用集成电路控制场效管(无触点开关)对充电电池进行充电。电流取样信号，对充电回路主电流取样送电流比较器与电流选择器中设定的充电电流比较后，其输出信号经放大后送充电控制器3调节充电电流设定值。
充电电池10电压随着充电的不间断进行逐渐升高，当升至过充电压的95％时，充电转入浮充电流阶段，充电电池10的充电电压至过充极限时，由充电控制器3控制输出切断输出信号，充电结束。

Claims (4)

1.一种电动车辆分时段智能收费充电装置，包括高频开关电源(1)，定时分时段控制器(2)，充电控制器(3)，电压选择器(4)，电流选择器(5)，充电器(6)，电压比较器(7)，电流比较器(8)，电流取样电路(9)，充电电池(10)，其特征是：高频开关电源(1)的输出端分别与定时分时段控制器(2)的输入端、充电控制器(3)的第二输入端(3-③)相接；定时分时段控制器(2)的输出端与充电控制器(3)的第一输入端(3-①)相连；充电控制器(3)的两个输出端(A和B)分别与电压选择器(4)、电流选择器(5)的输入端相连；电压选择器(4)的输出端分别与充电器(6)的第一输入端(6-①)和电压比较器(7)的第二的输入端(7-②)相接；电流选择器(5)的输出端分别与充电器(6)的第二输入端(6-②)和电流比较器(8)的第二输入端(8-②)相连；
充电器(6)的输出端与电流取样电路(9)的输入端相连，电流取样电路(9)的第一输出端(9-①)与充电电池(10)的输入端相连，电流取样电路(9)的第二输出端(9-②)和电流比较器(8)的第一输入端(8-①)相连；
充电电池(10)的输出端与电压比较器(7)的第一输入端(7-①)相接；电压比较器(7)的输出端和电流比较器(8)的输出端分别与充电控制器(3)的第一输入端(3-②)和第二输入端(3-④)相连。
2.如权利要求1所述的电动车辆分时段智能收费充电装置，其特征是：高频开关电源(1)的输出电压采用电压值不同的多组输出。
3.如权利要求1所述的电动车辆分时段智能收费充电装置，其特征是：定时分时段控制器(2)包含单片机和用于峰谷时段充电转换的充电转换控制开关。
4.如权利要求1所述的电动车辆分时段智能收费充电装置，其特征是：充电控制器(3)中设有智能计费卡、投币口、刷卡接口、充电预置输入接口、输出打印接口和小形液晶显示器。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
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