CN105553041A - 多功能电动汽车充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多功能电动汽车充电系统,包括市电输入接口、充电状态检测设备、定时器、剩余充电时间检测仪和飞思卡尔MC9S12芯片,市电输入接口用于接收市政交流电,充电状态检测设备用于检测充电插座的充电状态,剩余充电时间检测仪用于检测将电动汽车蓄电池充满所需用的剩余充电时间,飞思卡尔MC9S12芯片与定时器和充电状态检测设备分别连接,当充电插座充电累计时间达到预定充电时间时,切断对充电插座的充电供应。通过本发明,能够自动控制电动汽车的充电时间,避免过度充电。

Description

多功能电动汽车充电系统
技术领域
[0001]本发明涉及充电系统领域,尤其涉及一种多功能电动汽车充电系统。
背景技术
[0002]现有技术中,一方面,原有的充电系统结构单一、功能简单,导致充电效率不高,无法实现对电动汽车充完电后自动断开的功能;另一方面,原有的充电系统都是独立设置在城市公共空间内,一个充电系统就占据一个固定的城市公共空间,这个被占用的城市公共空间只能用于对电动汽车充电,而再也不能有其他公共服务功能,导致城市公共空间越来越少。
[0003]因此,需要一种新的充电系统,能够优化原有的充电系统的结构,增加功能设备,提高充电效率,尤其关键的是,能够采用城市内分布均匀、数量众多的路灯作为充电系统的硬件平台,解决城市公共空间有限的技术问题。
发明内容
[0004]为了解决上述问题,本发明提供了一种多功能电动汽车充电系统,首先,将原本独立分布在城市各个公共区间内的充电系统设置在路灯装置上,以城市路灯为硬件平台,利用城市路灯分布均匀、数量众多的特点,以迎合城市各个位置上的电动汽车的充电需求,避免对原本有限的城市公共空间的占用;其次,改造现有技术中的充电系统的内部结构,提高充电系统的充电效率,增加充电系统的充完电后的自动断开功能,增加导航信息的上传功能以及增加充电系统充电状态上传功能。
[0005]根据本发明的一方面,提供了一种多功能电动汽车充电系统,所述充电系统包括市电输入接口、充电状态检测设备、定时器、剩余充电时间检测仪和飞思卡尔MC9S12芯片,市电输入接口用于接收市政交流电,充电状态检测设备用于检测充电插座的充电状态,剩余充电时间检测仪用于检测将电动汽车蓄电池充满所需用的剩余充电时间,飞思卡尔MC9S12芯片与定时器和充电状态检测设备分别连接,当充电插座充电累计时间达到预定充电时间时,切断对充电插座的充电供应。
[0006]更具体地,在所述多功能电动汽车充电系统中,包括:充电状态检测设备,与充电插座连接,用于检测充电插座是否对电动汽车的蓄电池进行充电,相应地发出充电进行信号和充电停止信号;充电控制开关,与充电插座连接,用于切断或恢复对充电插座的充电供应;定时器,用于提供计时数据;剩余充电时间检测仪,与充电系统上正充电的电动汽车的蓄电池连接,用于基于蓄电池的当前电量确定充电系统将蓄电池充满所需用的剩余充电时间;GPS定位仪,设置在充电系统上,用于接收GPS卫星发送的、充电系统的GPS位置;无线通信接口,设置在充电系统上,用于与远端的充电系统管理服务器建立双向无线通信链路;一体化结构,包括路灯状态检测设备、路灯灯管、灯管驱动设备、振动传感设备、充电插座、过压保护设备、过流保护设备、计量收费设备、市电输入接口、整流设备、稳压设备、变压设备和飞思卡尔MC9S12芯片;市电输入接口用于接入220V市政交流电;整流设备与市电输入接口连接,用于将220V市政交流电整流为直流电;稳压设备与整流设备连接,用于对直流电进行稳压处理;变压设备与稳压设备连接,用于对稳压后的直流电进行变压处理以获得路灯灯管所需要的工作电压;充电插座与变压设备连接,用于与电动汽车的充电插头连接,对电动汽车的电池进行充电;过压保护设备与充电插座连接,用于为充电插座的充电电压提供过压保护;过流保护设备与充电插座连接,用于为充电插座的充电电流提供过流保护;计量收费设备与充电插座连接,用于基于充电插座的充电电量确定向电动汽车用户请求的充电费用;振动传感设备用于检测附近的音量大小,以确定是否向灯管驱动设备发送打开控制信号或关闭控制信号;灯管驱动设备与振动传感设备和路灯灯管分别连接,用于向路灯灯管发送打开控制信号或关闭控制信号以控制路灯灯管的打开或关闭;飞思卡尔MC9S12芯片与剩余充电时间检测仪、充电状态检测设备、GPS定位仪和无线通信接口分别连接,将充电系统的GPS位置无线发送给远端的充电系统管理服务器,还将充电停止信号或充电进行信号无线发送给远端的充电系统管理服务器,以及在无线发送充电进行信号时将蓄电池充满所需用的剩余充电时间无线发送给远端的充电系统管理服务器;其中,飞思卡尔MC9S12芯片还与充电控制开关、定时器和充电状态检测设备分别连接,当接收到充电进行信号的累计时间达到预定充电时间时,控制充电控制开关以切断对充电插座的充电供应。
[0007]更具体地,在所述多功能电动汽车充电系统中,所述充电系统还包括:太阳能供电设备,用于为路灯灯管、灯管驱动设备和振动传感设备提供备用电源。
[0008]更具体地,在所述多功能电动汽车充电系统中:太阳能供电设备包括光伏电板。
[0009]更具体地,在所述多功能电动汽车充电系统中:采用飞思卡尔MC9S12芯片内置的计时单元替换定时器。
[0010]更具体地,在所述多功能电动汽车充电系统中:采用伽利略导航设备替换GPS定位仪。
附图说明
[0011]以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述,其中:
[0012]图1为根据本发明实施方案示出的多功能电动汽车充电系统的结构方框图。
[0013]附图标记:I市电输入接口 ; 2充电状态检测设备;3定时器;4剩余充电时间检测仪;5飞思卡尔MC9S12芯片
具体实施方式
[0014]下面将参照附图对本发明的多功能电动汽车充电系统的实施方案进行详细说明。
[0015]新能源纯电动汽车作为传统能源汽车的替代方案,越来越受到人们的关注,世界各国在电动汽车领域的竞争也愈演愈烈。目前,电动车辆发展的瓶颈除了在于电动车辆的一些技术难点,更重要的是缺乏便利的充电网络和充电终端。在充电终端没有广泛布局在各个城市内,以及充电终端本身充电效率低下的情况下,电动汽车的用户在驾驶时总是需要关注剩余电量,担心出现电力耗尽而搁浅在道路上的尴尬情况发生。
[0016]当前,为了适应电动汽车的发展速度,在一些大中型城市,各家电力公司也对充电网络进行一定的布局,在繁华地段或者经过调研确定电动汽车出现频繁的地段,增加充电终端的数量,在一定程度上缓解了电动汽车充电难的技术问题,同时,对于拥有私家车位的城市居民,政府也鼓励他们在私家车位上建立自己的充电终端,从而保证自家电动汽车在出发前电力充足。然而,上述方式无法从根本上解决电动汽车充电难的问题,充电终端的分布和数量都无法满足活跃在城市各个大中小道路上的电动汽车的迫切需求。
[0017]同时,当前的充电终端需要占据新的公共资源,使得城市原本有限的公共空间更加捉襟见肘;而且,当前的充电终端的结构单一,功能简单,例如缺乏充满电后的自动断开功能,无法满足电动汽车用户日益增长的多元化需求。
[0018]为了克服上述不足,本发明搭建了一种多功能电动汽车充电系统,能够分布在城市的每一条道路上,由于充电终端数量众多而城市公共空间非常有限,需要具有新的分布模式的充电终端能够不过多占用城市公共空间,同时能够完善自身的内部结构,提高自身的充电效率,丰富自身的辅助功能。
[0019]图1为根据本发明实施方案示出的多功能电动汽车充电系统的结构方框图,所述充电系统包括市电输入接口、充电状态检测设备、定时器、剩余充电时间检测仪和飞思卡尔MC9S12芯片,市电输入接口用于接收市政交流电,充电状态检测设备用于检测充电插座的充电状态,剩余充电时间检测仪用于检测将电动汽车蓄电池充满所需用的剩余充电时间,飞思卡尔MC9S12芯片与定时器和充电状态检测设备分别连接,当充电插座充电累计时间达到预定充电时间时,切断对充电插座的充电供应。
[0020]接着,继续对本发明的多功能电动汽车充电系统的具体结构进行进一步的说明。
[0021] 所述充电系统包括:充电状态检测设备,与充电插座连接,用于检测充电插座是否对电动汽车的蓄电池进行充电,相应地发出充电进行信号和充电停止信号;充电控制开关,与充电插座连接,用于切断或恢复对充电插座的充电供应。
[0022]所述充电系统包括:定时器,用于提供计时数据;剩余充电时间检测仪,与充电系统上正充电的电动汽车的蓄电池连接,用于基于蓄电池的当前电量确定充电系统将蓄电池充满所需用的剩余充电时间。
[0023]所述充电系统包括:GPS定位仪,设置在充电系统上,用于接收GPS卫星发送的、充电系统的GPS位置;无线通信接口,设置在充电系统上,用于与远端的充电系统管理服务器建立双向无线通信链路。
[0024]所述充电系统包括:一体化结构,包括路灯状态检测设备、路灯灯管、灯管驱动设备、振动传感设备、充电插座、过压保护设备、过流保护设备、计量收费设备、市电输入接口、整流设备、稳压设备、变压设备和飞思卡尔MC9S12芯片。
[0025]市电输入接口用于接入220V市政交流电;整流设备与市电输入接口连接,用于将220V市政交流电整流为直流电;稳压设备与整流设备连接,用于对直流电进行稳压处理;变压设备与稳压设备连接,用于对稳压后的直流电进行变压处理以获得路灯灯管所需要的工作电压。
[0026]充电插座与变压设备连接,用于与电动汽车的充电插头连接,对电动汽车的电池进行充电;过压保护设备与充电插座连接,用于为充电插座的充电电压提供过压保护;过流保护设备与充电插座连接,用于为充电插座的充电电流提供过流保护;计量收费设备与充电插座连接,用于基于充电插座的充电电量确定向电动汽车用户请求的充电费用。
[0027]振动传感设备用于检测附近的音量大小,以确定是否向灯管驱动设备发送打开控制信号或关闭控制信号;灯管驱动设备与振动传感设备和路灯灯管分别连接,用于向路灯灯管发送打开控制信号或关闭控制信号以控制路灯灯管的打开或关闭。
[0028]飞思卡尔MC9S12芯片与剩余充电时间检测仪、充电状态检测设备、GPS定位仪和无线通信接口分别连接,将充电系统的GPS位置无线发送给远端的充电系统管理服务器,还将充电停止信号或充电进行信号无线发送给远端的充电系统管理服务器,以及在无线发送充电进行信号时将蓄电池充满所需用的剩余充电时间无线发送给远端的充电系统管理服务器。
[0029]其中,飞思卡尔MC9S12芯片还与充电控制开关、定时器和充电状态检测设备分别连接,当接收到充电进行信号的累计时间达到预定充电时间时,控制充电控制开关以切断对充电插座的充电供应。
[0030]可选地,所述充电系统还包括:太阳能供电设备,用于为路灯灯管、灯管驱动设备和振动传感设备提供备用电源;太阳能供电设备包括光伏电板;采用飞思卡尔MC9S12芯片内置的计时单元替换定时器;以及可以采用伽利略导航设备替换GPS定位仪。
[0031 ] 另外,GPS是英文Global Posit1ning System(全球定位系统)的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目,1964年投入使用。20世纪70年代,美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
[0032] GPS能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息,是卫星通信技术在导航领域的应用典范,他极大地提高了地球社会的信息化水平,有力地推动了数字经济的发展。
[0033] GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰,这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离,而是伪距(PR,):当GPS卫星正常工作时,会不断地用I和O二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。
[0034] GPS系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒,码间距I微秒,相当于300m ; P码频率10.23MHz,重复周期266.4天,码间距0.1微秒,相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的,保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来,以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟作对比便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
[0035]采用本发明的多功能电动汽车充电系统,针对现有技术充电系统无法满足城市各条道路上的电动汽车用户的需求的技术问题,一方面,以道路旁边的路灯为搭载平台,每一个路灯上设置一个充电系统,以方便附近电动汽车的充电;另一方面,对现有充电系统的内部结构进行优化,提高其充电效率,而且在现有充电系统上增加多个功能模块,从而有效扩展了充电系统的功能。
[0036]可以理解的是,虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种多功能电动汽车充电系统,包括市电输入接口、充电状态检测设备、定时器、剩余充电时间检测仪和飞思卡尔MC9S12芯片,市电输入接口用于接收市政交流电,充电状态检测设备用于检测充电插座的充电状态,剩余充电时间检测仪用于检测将电动汽车蓄电池充满所需用的剩余充电时间,飞思卡尔MC9S12芯片与定时器和充电状态检测设备分别连接,当充电插座充电累计时间达到预定充电时间时,切断对充电插座的充电供应。
2.如权利要求1所述的多功能电动汽车充电系统,其特征在于,所述充电系统包括: 充电状态检测设备,与充电插座连接,用于检测充电插座是否对电动汽车的蓄电池进行充电,相应地发出充电进行信号和充电停止信号; 充电控制开关,与充电插座连接,用于切断或恢复对充电插座的充电供应; 定时器,用于提供计时数据; 剩余充电时间检测仪,与充电系统上正充电的电动汽车的蓄电池连接,用于基于蓄电池的当前电量确定充电系统将蓄电池充满所需用的剩余充电时间; GPS定位仪,设置在充电系统上,用于接收GPS卫星发送的、充电系统的GPS位置; 无线通信接口,设置在充电系统上,用于与远端的充电系统管理服务器建立双向无线通信链路; 一体化结构,包括路灯状态检测设备、路灯灯管、灯管驱动设备、振动传感设备、充电插座、过压保护设备、过流保护设备、计量收费设备、市电输入接口、整流设备、稳压设备、变压设备和飞思卡尔MC9S12芯片; 市电输入接口用于接入220V市政交流电; 整流设备与市电输入接口连接,用于将220V市政交流电整流为直流电; 稳压设备与整流设备连接,用于对直流电进行稳压处理; 变压设备与稳压设备连接,用于对稳压后的直流电进行变压处理以获得路灯灯管所需要的工作电压; 充电插座与变压设备连接,用于与电动汽车的充电插头连接,对电动汽车的电池进行充电; 过压保护设备与充电插座连接,用于为充电插座的充电电压提供过压保护; 过流保护设备与充电插座连接,用于为充电插座的充电电流提供过流保护; 计量收费设备与充电插座连接,用于基于充电插座的充电电量确定向电动汽车用户请求的充电费用; 振动传感设备用于检测附近的音量大小,以确定是否向灯管驱动设备发送打开控制信号或关闭控制信号; 灯管驱动设备与振动传感设备和路灯灯管分别连接,用于向路灯灯管发送打开控制信号或关闭控制信号以控制路灯灯管的打开或关闭; 飞思卡尔MC9S12芯片与剩余充电时间检测仪、充电状态检测设备、GPS定位仪和无线通信接口分别连接,将充电系统的GPS位置无线发送给远端的充电系统管理服务器,还将充电停止信号或充电进行信号无线发送给远端的充电系统管理服务器,以及在无线发送充电进行信号时将蓄电池充满所需用的剩余充电时间无线发送给远端的充电系统管理服务器;其中,飞思卡尔MC9S12芯片还与充电控制开关、定时器和充电状态检测设备分别连接,当接收到充电进行信号的累计时间达到预定充电时间时,控制充电控制开关以切断对充电插座的充电供应。
3.如权利要求2所述的多功能电动汽车充电系统,其特征在于,所述充电系统还包括: 太阳能供电设备,用于为路灯灯管、灯管驱动设备和振动传感设备提供备用电源。
4.如权利要求3所述的多功能电动汽车充电系统,其特征在于: 太阳能供电设备包括光伏电板。
5.如权利要求2所述的多功能电动汽车充电系统,其特征在于: 采用飞思卡尔MC9S12芯片内置的计时单元替换定时器。
6.如权利要求2所述的多功能电动汽车充电系统,其特征在于: 采用伽利略导航设备替换GPS定位仪。
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