CN105548734A - 非车载直流充电机检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非车载直流充电机检测装置，该装置主要有接口模块、电压转换模块、信息采集及通讯模块、主处理器模块、蓝牙模块、负载模块。该装置模拟电动车发送充电报文信号给非车载直流充电机，非车载直流充电机对该装置中的负载模块进行充电，该装置检测其非车载直流充电机的充电参数。测试人员通过智能手机查看其测试结果，智能手机从云服务器下载当地当时单位电费，自动换算充电电费。智能手机可上传测试结果给云服务器，以便进一步对检测数据分析和挖掘。测试人员还可用智能手机从云服务器下载最新的该装置的程序，智能手机通过该装置的蓝牙模块发送给该装置的主处理器模块，以实现检测装置的远程升级。

Description

非车载直流充电机检测装置

技术领域

本发明涉及非车载直流充电机的检测装置。

背景技术

随着新能源电动车的普及，相应的非车载直流充电机也越来越多，国家为统一其市场上的非车载直流充电机，避免有些非车载直流充电机与一些电动车相互不配备导致不能充电，而造成浪费现象，故制定来其通用标准GB/T27930-2011非车载直流充电机与电池管理系统之间的通信协议和GB-T20234.3-2011直流充电接口标准。这样非车载直流充电机厂家和电动车厂家如果都按这些协议制定产品，则可以做到相互配备，实现资源最大的利用。

目前市面上需要几种通用的设备才能满足对非车载直流充电机的检测需要，如德国Vector公司的总线设备，需要编写其专门的分析报文、按标准的时序发送相应报文用来与非车载直流充电设备通信，而这些需要有一定专业的人员才能做到，另需要其模拟充电的负载如电池、大电容，还需要电压、电流监测设备，给检测非车载直流充电机带来了较大的复杂度。

公布号为CN102156227A的专利就公开了一种非车载充电机检测装置和方法，该装置包括：直流侧数据采集模块，用于实时采集非车载直流充电机直流侧电压电流；负载模块具有直流充电接口，通过充电连接线连接至非车载直流充电机，用于模拟充电电池；电池管理系统模拟模块，连接至负载模块，用于向非车载直流充电机发送通信指令；充电机状态信息采集模块，用于采集非车载直流充电机自身检测得到的电压、电流和充电状态信息；数据处理与控制模块，用于控制电池管理系统模拟模块向非车载直流充电机发送通信指令，及对直流侧数据采集模块和充电机状态信息采集模块采集的数据进行处理生成第一处理数据，并根据预设参数、采集的数据及第一处理数据检测非车载直流充电机。实现自动检测非车载直流充电机现场功能。但是其一非车载充电设备如果通信协议改变，如国家标准的升级，导致检测装置不能与非车载直流充电机通讯，而该检测装置的程序升级在专利中没有明确。其二，如果能将检测的数据发送给后台，对数据进行进一步的挖掘，如和其他非车载充电设备做比较，更加有利于对非车载充电设备问题的分析和技术积累。其三，如果使用智能手机来设定参数及查看测试结果，则至少减少装置的显示模块，从而降低其成本。其四，该检测装置在充电时没有必要的保护措施，如非车载直流充电机突然充电电流变大，且不受该检测装置控制，而发生安全事故。

公布号为CN102156227A的专利就公开了一种非车载直流充电机的检测系统及检测方法，该检测系统包括主控制单元、直流标准表、交流标准表、直流电子负载、程控可调交流源和测试设备接口。检测方法为：首先连接充电机，后启动检测系统，主控制单元的控制指令通过测试控制总线到直流标准表、交流标准表、直流电子负载、程控可调交流源和测试设备接口，直流标准表、交流标准表、直流电子负载、程控可调交流源和测试设备接口执行之后将执行结果通过测试控制总线上报主控制单元，并在主控制单元内将测试的数据与充电机的数据对比，最后得出充电机是否合格的结论。利用该检测系统和检测方法测试充电机是否合格，以保证测试人员及提供充电桩者的利益。但是其一目前大部分采用GB/T27930-2011通讯协议的非车载充电装置，因为其协议标准没有规定必须要发送计费费率，故对没有发送该信号的非车载充电装置，其检测系统和检测方法将因为不知道计费费率而无法统计其充电金额。其二，该检测系统和检测方法，因为需要使用直流标准表、交流标准表、直流电子负载等设备过多，导致不便于携带和管理。

本发明采用的检测装置以解决以上问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种非车载直流充电机是否能正常工作的检测装置，可对检测数据进一步分析和挖掘，并且实现检测装置的程序的远程升级，进一步降低非车载直流充电机检测设备的数量、成本、复杂度和提高可靠性。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：非车载直流充电机检测装置，所述非车载直流充电机检测装置包括接口模块、电压转换模块、信息采集及通讯模块、主处理器模块、蓝牙模块、负载模块，所述信息采集及通讯模块分别连接主处理器模块、电压转换模块、负载模块、接口模块，将采集处理的非车载直流充电机输出的辅助电压、CC2电压和充电电压、充电电流及所述负载模块的温度、电压输出给所述主处理器模块；并且将非车载直流充电机上总线电平信号转换给所述主处理器模块能识别的信号或将所述主处理器模块上的总线电平信号转换给非车载直流充电机能识别的总线电平信号。所述主处理器模块连接所述电压转换模块、所述蓝牙模块、所述信息采集及通讯模块、所述负载模块，所述主处理器模块根据所述信息采集及通讯模块输入的采集处理信号，进行数据处理，并且将处理的结果通过所述蓝牙模块，发送给智能手机端，所述负载模块连接所述电压转换模块、所述主处理器模块、所述信息采集及通讯模块，所述主处理器模块通过控制所述负载模块内部的保护继电器吸合或断开，来控制非车载直流充电机对所述负载模块充电或停止充电，所述负载模块电压过高不宜充电时，所述主处理器模块通过吸合所述负载模块内部的放电继电器，来完成对所述负载模块的放电功能。所述负载模快提供电压给所述电压转换模块，所述电压模块连接于所述信息采集及通讯模块、所述主处理器模块、所述蓝牙模块、所述接口模块、所述负载模块，给所述信息采集及通讯模块、所述主处理器模块、所述蓝牙模块供电、所述负载模块内部的放电继电器和保护继电器供电。

所述蓝牙模块连接主处理器模块，将所述主处理器模块的测试结果发送给智能手机，智能手机根据自带的定位、时间信息来自动从云服务器下载其单位电费，自动换算充电电费；以方便测试人员对非车载充电机显示的充电电费进行对比。测试人员可通过智能手机来上传测试结果给云服务器，供非车载直流充电机厂家或其用户下载，以便进一步对数据进行分析和挖掘。测试人员从云服务器下载最新的检测装置的程序，然后通过所述蓝牙模块发送给所述主处理器模块，从而实现检测装置的远程升级。

所述接口模块连接非车载直流充电机、所述信息采集及通讯模块。所述接口模块将非车载直流充电机的充电电压、充电电流、辅助电压、CC2电压、总线信号输入所述信息采集及通讯模块。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

所述接口模块其应该符合GB-T20234.3-2011接口标准。

所述主处理器模块包括总线通讯模块AD转换模块、串口模块。

所述主处理器模块采用48脚的MC9S12G48芯片。

所述信息采集及通讯模块，其中的总线信号电平转换模块采用TJA1050芯片、充电电流采样模块采用ACS712ELCTR-30A-T、负载模块温度采样模块采用NTC400D-9的温敏电阻。

所述电压转换模块采用Lm7812、Lm7805和LM7833开关芯片。

附图说明

图1为本发明的车辆的按钮式换挡装置的一具体实施例的结构图；

图2为本发明的一具体实施例中主处理器模块的电路图；

图3为本发明的一具体实施例中电压转换模块的电路图；

图4为本发明的一具体实施例中信息采集及通讯模块的电路图；

图5为本发明的一具体实施例中蓝牙模块的电路图；

图6为本发明的一具体实施例中接口模块的电路图。

图7为本发明的一具体实施例中负载模块的电路图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的非车载直流充电机检测装置的结构图。该非车载直流充电机检测装置由接口模块11、信息采集及通讯模块12、主处理器模块13、蓝牙模块14、电压转换模块15、负载模块16组成。

图6为本发明的一具体实施例中接口模块11，其接口模块11连接于非车载直流充电机接口，将非车载直流充电机接口的供电口DC+DC-通讯总线高和总线地线、地线及CC1、CC2辅助电压引入本装置，当测试人员将非车载直流充电机接口插入到所述接口模块11后，非车载直流充电机的CC1电压与如图6所示的下拉电阻R2接通后，非车载直流充电机检测到该点电压为4V，非车载直流充电机则判断与被充电装置物理连接完成。非车载直流充电机发送识别报文给被充电装置。非车载直流充电机同时开始提供辅助电压。

图4为本发明的一具体实施例中所述信息采集及通讯模块12。连接于所述接口模块11，将接口模块11中的DC+电压、DC+电流、CC2电压、辅助电压、总线信号进行处理，所述信息采集及通讯模块2连接于所述负载模块，将所述负载模块中的电池端的电压BAT+、电池的温度进行处理。所述信息采集及通讯模块2连接于所述主处理器模块，将所述信息采集及通讯模块2处理的DC+电压、DC+电流、CC2电压、辅助电压总线H、电压BAT+、电池的温度输入给所述主处理器模块。将电平转换后的总线信号连接到所述处理器模块的总线模块管脚上，以所述处理器模块与非车载直流充电机进行通讯及检测。所述信息采集及通讯模块12对总线信号进行电平转换的芯片采用TJA1050。所述信息采集及通讯模块12对DC+电流检测采用芯片ACS712ELCTR-30A-T。当DC+电流超过其图4中保险丝F1的额定电流时，保险丝F1断开，以保护其芯片ACS712ELCTR-30A-T和所述负载模块16。

图2为本发明的一具体实施例中所述主处理器模块13。所述主处理器模块13的管脚25、26、27、28、29、30分别连接于所述信息采集及通讯模块2处理的DC+电流信号、辅助电压、负载电池温度信号、CC2电压信号、负载模块中的电池电压、DC+电压，并进行AD转换。所述主处理器模块的管脚47、48连接于所述信息采集及通讯模块12通过总线电平转换后的TX总线RX总线信号，通过所述信息采集及通讯模块12对总线电平的转换，可以和非车载直流充电机进行通讯及检测，所述主处理器模块13连接于负载模块16，通过主处理器模块13的管脚15输出高电平或低电平来导通或截止图7三极管QR1。进而控制图7中保护继电器K1的吸合，从而来控制DC+充电电压或电流对所述负载模块的电池充电。通过主处理器模块13的管脚16输出高电平或低电平来导通或截止图7三极管QR2。进而控制图7中放电继电器K2的吸合或断开，从而来控制是否给所述负载模块的电池进行放电。这样当所述负载模块的电池电量过高而导致无法模拟非车载直流充电机给被充装置充电，可以通过需要释放所述负载模块的电池中的电量来满足充电需要。当所述负载模块的电池电量经过所述电压转换模块后不足以吸合保护继电器K1时，需要更换所述负载模块的电池。

图5为本发明的一具体实施例中所述蓝牙模块14，所述蓝牙模块14连接于所述主处理模块13，所述蓝牙模块14的管脚1为所述主处理模块串口通讯的发送端，其电平为3.3V或0V。当电平为3.3V或0V时，通过电阻R4，使的Q1导通或截止，导致Q1发射极为0V或0.7V，这样Q2就截止或导通，使得RXD1为高电平5V或0V，这样完成了3.3V到5V的转换，所述蓝牙模块14的管脚2为所述主处理模块串口通讯的接收端其电平为3.3V或0V，当所述主处理器模块13的TXD1为高电平5V时，D1二极管截止，蓝牙模块14的管脚2保持原来的电平3.3V，当所述主处理器模块13的TXD1为高电平0V时，D1导通，蓝牙模块14的管脚2被拉低至0.7V，这样完成了3.3V到5V的转换。图5中DL1发光二极管表示其模块工作状态。

所述蓝牙模块14接收到所述主处理器模块13的串口信号后，将其转换为蓝牙信号发送给智能手机端，或将接收到的智能手机端的蓝牙信号，转换为串口信号后发送给所述主处理器模块13。

图7为本发明的一具体实施例中所述负载模块16，所述负载模块16的电池由单体电压在3.7V容量在2.2AH的三元锂电池，通过7串2并联组成25.9V，4.4AH容量的所述负载模块16的电池。

图3为本发明的一具体实施例中所述电压转换模块15，所述电压转换模块15连接于所述负载模块16，将负载模块的25.9V电压转换为12V、5V和3.3V电压，其电压转换芯片主要采用：LM78012、LM7805、LM7833芯片。其中12V电压提供给所述接口模块11、所述负载模块16。其中5V电压提供给所述主处理器模块13、所述信息采集及通讯模块接口12、所述蓝牙模块14。其中3.3V电压提供给所述蓝牙模块14。

智能手机通过所述蓝牙模块14和检测装置建立通讯连接后，查看所述负载模块的电池SOC，并根据需要对所述负载模块发送放电指令，设定充电参数如恒流、恒压方式充电。充电的最高电压、最高电流(不能超过所述负载模块16所承受的范围)。参数设定后，发送检测指令。

测试人员将检测装置与所述接口模块11连接，当所述主处理器模块13检测到CC2_in电压，有原来的4V，变为2V时(没有与非车载直流充电机连接，CC2电压为12V，经过图4中的RR8RR9，降压后为4V，连接非车载直流充电机其电压CC2变为6V因为非车载直流充电机接口相应CC2端有一个1K的下拉电阻，经过图4中的RR8RR9，降压后为2V)。所述主处理器模块13认为其与非车载直流充电机实现物理连接，然后检测其非车载直流充电机提供的辅助电压，辅助电压12V经过图4中的RR1RR2，降压后为4V的assist_IN，所述主处理器模块13将检测到的辅助电压通过所述蓝牙模块14发送给智能手机端，供测试人员查看其电压，并且主处理器模块13如果检测到的辅助电压超过误差范围，则停止后面的充电步骤。

所述主处理器模块13检测到CC2电压和辅助电压在误差范围内后，则按照GB/T27930-2011要求，发送总线识别报文与非车载直流充电机建立握手连接，然后按照智能手机设定的充电方式和充电电流、电压。通过总线发送给非车载直流充电机，非车载直流充电机按要求对所述负载进行充电。主处理器模块实时检测其充电电流、充电电压，如果充电的电压超过其设定的范围，则发送停止充电的指令给非车载直流充电机，如果非车载直流充电机没有按要求停止充电，则主处理器模块13将通过图7中的保护K1继电器，切断器其所述负载模块16与非车载直流充电机连接。如果主处理器模块13因为受干扰或程序问题，不能及时切断K1继电器，图4中的保险丝F1将在超过额定电流后断开。主处理器模块13将自己检测的数据和非车载直流充电机通过总线发送给主处理器摸13的充电信息，实时地通过所述蓝牙模块14，发送给智能手机端。

智能手机端将接收的数据进行处理，如对充电电压，绘制出两条曲线：一条是主处理器模块13自己测试的电压，另一条是非车载直流充电机机通过总线发送给主处理器模块13的电压信息，测试人员对这两条曲线进行对比，从而更方便测试人员分析数据。

检测装置根据智能手机设定的充电参数，在完成充电后，发送停止充电的指令发送给非车载直流充电机，非车载直流充电机发送确认停止充电信息给检测装置后，检测装置将充电完成的信息发送给智能手机端，以便告诉测试人员完成充电。

测试人员根据需要如对测试结果需要进一步分析的，通过智能手机的上网功能，将数据发送给云服务器，以便非车载直流充电机厂家或其他用户对测试数据的进一步分析和挖掘。

智能手机根据自带的定位功能和时间信息，自动下载云服务器端的当地当时的单位电费，自动换算成充电电费，与非车载直流充电机显示的充电电费，两者的费用进行直接对比。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.非车载直流充电机检测装置，其特征在于，所述非车充电机检测装置包括接口模块、电压转换模块、信息采集及通讯模块、主处理器模块、蓝牙模块、负载模块；所述信息采集及通讯模块将采集处理后的信号输出给所述主处理器模块；并将非车载直流充电机的总线信号电平转换为所述主处理器模块能识别的总线信号电平或将所述主处理器模块的总线信号转换为非车载直流充电机能识别的总线信号；所述蓝牙模块连接于所述主处理器模块，将所述主处理器模块的处理后的信息通过所述蓝牙模块发送给智能手机端，以便测试人员查看检测结果；智能手机从云服务器端下载其当地当时的单位电费，自动换算充电电费，以便与非车载直流充电机显示的充电电费进行比较；智能手机可上传测试结果给云服务器，以便进一步对数据的分析和挖掘；测试人员从云服务器下载最新的检测装置的程序，智能手机通过所述的蓝牙模块发送给所述主处理器模块，从而实现该检测装置的远程升级。

2.根据权利要求1所述的非车载直流充电机检测装置，其特征在于，所述信息采集及通讯模块用于采集处理非车载直流充电机输出的辅助电压、CC2电压、充电电压、充电电流；同时检测所述负载模块的温度、电压，总线信号电平转换模块采用TJA1050芯片；充电电流采样模块采用ACS712ELCTR-30A-T芯片。

3.根据权利要求1所述的检测非车载直流充电机装置，其特征在于，所述信息采集及通讯模块，内置保险丝，当充电电流超过其额定电流时，保险丝自动断开，以保护该检测装置。

4.根据权利要求1所述的非车载直流充电机检测装置，其特征在于，所述负载模块，内置保护继电器，当充电电压或电流超过设定值，而该检测装置无法命令非车载充电机停止充电时，保护继电器通过所述主处理器模块切断信号，断开非车载直流充电机与所述负载的连接。

5.根据权利要求1所述的非车载直流充电机检测装置，其特征在于，所述蓝牙模块采用HC-06无线模块。

6.根据权利要求1所述的非车载直流充电机检测装置，其特征在于，所述主处理器模块包括内部总线通讯模块、AD转换模块、串口模块。

7.根据权利要求1所述的非车载直流充电机检测装置，其特征在于，所述电压转换模块将所述负载模块的电压装换为12V、5V、3.3V电压，12V提供给所述接口模块、所述负载模块，5V提供给所述主处理器模块、所述信息采集及通讯模块、所述蓝牙模块，3.3V提供给所述蓝牙模块。

8.根据权利要求1所述的非车载直流充电机检测装置，其特征在于，所述电源模块采用Lm7812、Lm7805和LM7833开关芯片。