CN104242402A - 一种电动汽车用交流充电桩 - Google Patents

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周晶晶
王福来
马治远
郭建宇
江长河
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Abstract

本发明公开了一种电动汽车用交流充电桩，包括电能计量芯片(10)、打印机(20)、读卡器(30)、扬声器(40)、触摸屏显示器(50)、微处理器(60)、充电插头(70)、电源，打印机(20)、读卡器(30)、扬声器(40)、触摸屏显示器(50)通过外围设备接口电路与电能计量芯片(10)连接，充电插头(70)通过充电插头控制导引电路与电能计量芯片(10)连接，微处理器(60)通过CAN总线(80)与电能计量芯片(10)连接。此种充电装置具有触摸屏、读卡器、微型打印机以及语音组成人际交互接口，实现交流充电桩与自助充电用户之间的友好信息交互，在安全可靠、智能高效、操作便捷等关键环节上有突出优点。

Description

一种电动汽车用交流充电桩
技术领域
本发明涉及电动汽车交流充电技术领域，具体而言，涉及一种电动汽车用交流充电桩。
背景技术
我国电动汽车的发展目前与发达国家基本处在同一起跑线上，在某些方面还有资源优势和产业优势，因此具有广阔的发展前景。如果能在电动汽车发展上取得突破性进展，一方面缩小了我国汽车产业与发达国家之间的差距，同时也能够很好地缓解我国能源安全问题和环境污染问题。电动汽车充电系统是电动汽车整车系统的关键部分，对电动汽车能否快速发展起到至关重要的作用。然而国内电动汽车充电设施与国外相比主要存在的问题是关键技术尚处在研究阶段以及充电技术相关标准体系的建设方面都有待进一步的研究。例如，充电机相关标准、充电接口相关标准、充电站相关标准、动力电池系统相关标准以及计量计费相关标准。
发明内容
本发明所解决的技术问题：国内现有的交流充电桩结构与功能简单，只能完成基本的充电与数据显示功能，其人机交互功能有待提高。
本发明提供如下技术方案：一种电动汽车用交流充电桩，包括电能计量芯片、打印机、读卡器、扬声器、触摸屏显示器、微处理器、充电插头、电源。所述打印机、读卡器、扬声器、触摸屏显示器通过外围设备接口电路与电能计量芯片连接，所述充电插头通过充电插头控制导引电路与电能计量芯片连接，所述微处理器通过CAN总线与电能计量芯片连接，所述电源通过电源电路向电能计量芯片、打印机、读卡器、扬声器、触摸屏显示器、微处理器供电。
本发明是基于专业的电能计量芯片进行开发，即通过对特定的电能计量芯片进行嵌入式开发，实现电能计量计费、充电管理等相关功能。利用该种方法，项目开发成本低、设计灵活、体积小。本发明所述的交流充电桩是一种安装在电动车外、与交流电网连接，通过车载充电机给电动汽车电池提供交流电源的充电装置。此种充电装置具有触摸屏、读卡器、微型打印机以及语音组成人际交互接口，实现交流充电桩与自助充电用户之间的友好信息交互，在安全可靠、智能高效、操作便捷等关键环节上有突出优点，一般可分布在停车场、公共道路两旁、住宅及工作区域。
作为本发明的进一步说明，所述外围设备接口电路包括串口扩展电路、读卡器接口电路、触摸屏显示器接口电路、打印机接口电路、扬声器接口电路、CAN接口电路。所述读卡器接口电路、触摸屏显示器接口电路、打印机接口电路、扬声器接口电路、CAN接口电路通过串口扩展电路与电能计量芯片连接。所述读卡器接口电路、触摸屏显示器接口电路、打印机接口电路、扬声器接口电路通过电平转换芯片与串口扩展电路连接。由于本发明引进的外围设备较多，而电能计量芯片的接口相对较少，故本发明采用串口扩展电路对电能计量芯片的接口进行扩展。如此设计，方便了包括打印机、显示器、刷卡机以及CAN总线接口在内的外围设备电路的扩展。
作为本发明的进一步说明，所述电源包括外置的开关电源和交流电源，所述外置的开关电源向打印机、读卡器、扬声器、触摸屏显示器、微处理器供电，所述交流电源向电能计量芯片供电。CAN总线接口、扬声器电路、读卡器电路需要+5V电压供电；打印机、触摸屏显示器则需要+12V电压供电。使用外置的开关电源使充电桩主板电源电路结构更简单，安装也更加方便。电能计量芯片系统电压是+3.3V，并且其对+3.3V的性能要求很高，微小的电压波动和毛刺都会影响芯片的正常工作。因此，向电能计量芯片供电的电源电路通过对市电进行降压、整流、滤波、稳压操作实现。
作为本发明的进一步改进，本发明还包括紧急停止装置，所述紧急停止装置包括急停按钮、励磁脱扣器，所述急停按钮连接励磁脱扣器，所述励磁脱扣器位于充电电源输入侧。紧急停止装置用于在紧急情况下交流充电电源的手动切断，在充电桩的前侧便于用户操作的位置设置了急停按钮，其动作反馈触点接入充电电源输入侧的励磁脱扣器，当按下紧急停止按钮时，脱扣器动作，切断供电线路。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明一种电动汽车用交流充电桩的结构框图；
图2为本发明串口扩展电路框图；
图3为本发明外围设备电路原理图。
图中符号说明：
10－电能计量芯片；100－串口扩展电路；101－电平转换芯片；102－CAN接口电路；
20－打印机；
30－读卡器；
40－扬声器；
50－触摸屏显示器；
60－微处理器；
70－充电插头；
80－CAN总线；
90－紧急停止装置；
C－电容；
Y－晶振。
具体实施方式
如图1所示，一种电动汽车用交流充电桩，包括电能计量芯片10、打印机20、读卡器30、扬声器40、触摸屏显示器50、微处理器60、充电插头70、电源、紧急停止装置90。其中，所述电能计量芯片10采用71M6534H电能计量专用芯片。
所述打印机20、读卡器30、扬声器40、触摸屏显示器50通过外围设备接口电路与电能计量芯片10连接。所述外围设备接口电路包括串口扩展电路100、读卡器接口电路、触摸屏显示器接口电路、打印机接口电路、扬声器接口电路、CAN接口电路102。如图2、图3所示，所述读卡器接口电路、触摸屏显示器接口电路、打印机接口电路、扬声器接口电路、CAN接口电路102通过串口扩展电路100与电能计量芯片10连接。所述读卡器接口电路、触摸屏显示器接口电路、打印机接口电路、扬声器接口电路通过电平转换芯片101与串口扩展电路100连接。其中，所述串口扩展电路100采用SP3739串口扩展电路，所述电平转换芯片101采用MAX238转换芯片，所述CAN接口电路102采用嵌入式CAN-bus接口电路。
如图1所示，所述充电插头70通过充电插头控制导引电路与电能计量芯片10连接。
如图1所示，所述微处理器60通过CAN总线80与电能计量芯片10连接。
所述电源通过电源电路向电能计量芯片10、打印机20、读卡器30、扬声器40、触摸屏显示器50、微处理器60供电。所述电源包括外置的开关电源和交流电源，所述外置的开关电源向打印机20、读卡器30、扬声器40、触摸屏显示器50、微处理器60供电，所述交流电源向电能计量芯片10供电。
如图1所示，所述紧急停止装置90包括急停按钮、励磁脱扣器，所述急停按钮连接励磁脱扣器，所述励磁脱扣器位于充电电源输入侧。
以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种电动汽车用交流充电桩，包括电能计量芯片(10)、打印机(20)、读卡器(30)、扬声器(40)、触摸屏显示器(50)、微处理器(60)、充电插头(70)、电源，其特征在于：所述打印机(20)、读卡器(30)、扬声器(40)、触摸屏显示器(50)通过外围设备接口电路与电能计量芯片(10)连接，所述充电插头(70)通过充电插头控制导引电路与电能计量芯片(10)连接，所述微处理器(60)通过CAN总线(80)与电能计量芯片(10)连接，所述电源通过电源电路向电能计量芯片(10)、打印机(20)、读卡器(30)、扬声器(40)、触摸屏显示器(50)、微处理器(60)供电。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车用交流充电桩，其特征在于：所述外围设备接口电路包括串口扩展电路(100)、读卡器接口电路、触摸屏显示器接口电路、打印机接口电路、扬声器接口电路、CAN接口电路(102)。
3.如权利要求2所述的一种电动汽车用交流充电桩，其特征在于：所述读卡器接口电路、触摸屏显示器接口电路、打印机接口电路、扬声器接口电路、CAN接口电路(102)通过串口扩展电路(100)与电能计量芯片(10)连接。
4.如权利要求3所述的一种电动汽车用交流充电桩，其特征在于：所述读卡器接口电路、触摸屏显示器接口电路、打印机接口电路、扬声器接口电路通过电平转换芯片(101)与串口扩展电路(100)连接。
5.如权利要求1所述的一种电动汽车用交流充电桩，其特征在于：所述电源包括外置的开关电源和交流电源，所述外置的开关电源向打印机(20)、读卡器(30)、扬声器(40)、触摸屏显示器(50)、微处理器(60)供电，所述交流电源向电能计量芯片(10)供电。
6.如权利要求1所述的一种电动汽车用交流充电桩，其特征在于：还包括紧急停止装置(90)，所述紧急停止装置(90)包括急停按钮、励磁脱扣器，所述急停按钮连接励磁脱扣器，所述励磁脱扣器位于充电电源输入侧。
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