CN106541847A - 一种电动汽车直流一体充电机控制板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车直流一体充电机控制板，包括CPU微控制器，所述CPU微控制器的输入端分别与辅助电源模块、绝缘检测接口模块、电压检测模块、电流检测模块、直流漏电检测模块、温度检测模块、掉电检测模块、音频输出模块、外部FLASH存储模块、外部EEPROM存储模块、RTC电路模块、急停按钮控制模块、指示灯模块、本地升级接口模块、RS485电表通信模块的输出端电性连接。本发明中充电桩通过国标通信协议与汽车BMS进行通信可以获取汽车的物理信息、电量信息、汽车状态、充电需求等信息，充电桩根据这些信息会响应一个充电策略给汽车；同时告诉汽车充电桩的基本信息，汽车也会综合判断决定充电策略，减少汽车充电过程中停充现象。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车智能充电设施技术领域，尤其涉及一种电动汽车直流一体充电机控制板。
背景技术
电动汽车直流一体充电机是用于新能源电动汽车的电能补充设施。通过CAN总线与汽车进行通信，监控，控制；能够可靠、快速地为电动汽车充电。
电动汽车直流一体充电机控制板上设有的核心控制器，具备资源丰富，功能适当，性价比较高等特点。该控制器还自带语音驱动电路，可以直接驱动喇叭。直流充电控制板的核心技术表现在其与电动汽车和直流电源的通信及控制流程，该控制器能够匹配国内主流直流电源，并且能够适应国内主流车厂的BMS及相应对方的控制策略，其它个别厂商的直流电源，也可以快速适应。
现有的电动汽车直流一体充电机具备基本的直流充电功能，但是也存在一定的问题，特别是对不同汽车的兼容性，和对充电流程及异常处理的策略性问题，也就是说正常情况下都可以充电，在异常情况下处理问题的方法不够完善，存在不必要的停充等现象。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种电动汽车直流一体充电机控制板。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种电动汽车直流一体充电机控制板，包括CPU微控制器，所述CPU微控制器的输入端分别与辅助电源模块、绝缘检测接口模块、电压检测模块、电流检测模块、直流漏电检测模块、温度检测模块、掉电检测模块、音频输出模块、外部FLASH存储模块、外部EEPROM存储模块、RTC电路模块、急停按钮控制模块、指示灯模块、本地升级接口模块、RS485电表通信模块的输出端电性连接，所述CPU微控制器与控制应道电路、输出接触器、CAN1通信接口、RS232调试接口、LCD通信接口、GPRS通信接口、读卡器通信接口、输入输出接口双向电性连接。
优选的，所述CAN1通信接口包括汽车BMS通信模块和直流充电源通信模块。
优选的，所述CPU微控制器型号为STM32F107，软件采用uC/OS-III实时操作系统。
优选的，所述LCD通信接口支持彩色触控屏，所述彩色触控屏可为7寸或者5寸。
优选的，所述掉电检测模块的控制芯片型号为MAX706SESA，所述控制芯片能检测到系统电压处于安全电压的临界值。
优选的，所述RS485电表通信支持符合DL/T 645-2007通信协议的各类直流电表。
优选的，所述温度检测模块可以采集PT1000或者PT100类温度传感器的温度，采集温度范围为-40摄氏度到300摄氏度。
优选的，所述外部FLASH存储模块存储交易记录、事件、警告信息、充电过程等日志型数据，所述EEPROM存储模块存储系统参数等参数型数据。
优选的，所述音频输出模块采用音频功率放大器芯片LM4890及其外围电路，可外接语音播放小喇叭。
优选的，所述读卡器通信接口、LCD通信接口、GPRS通信接口支持非接触的M1卡片、非接触的CPU卡片、二维码扫码、密码认证等多种认证方式。
本发明中的有益效果是：控制板自身带有电流、电压、温度、直流漏电、掉电检测模块，能有效防止控制板的电流的输出，LCD通信接口支持彩色触控屏，RS232调试接口、读卡器通信接口同时支持非接触的M1卡片、非接触的CPU卡片、二维码扫码、手机蓝牙、密码认证等多种身份识别认证，使用方便灵活，CAN1与直流电源通信连接确认判断充电插头的连接是否完好，充电桩与CAN1汽车BMS通信决定了充电策略，该充电策略是由充电桩和电动汽车BMS共同决定的，在实际充电前，根据充电策略，参数可以根据电网的配电能力进行输出功率调节，实现柔性充电；外接专用读卡器使充电桩的秘钥可以根据不同用户进行修改，修改后的参数保存到EEPROM存储模块内，专用读卡器的秘钥具备非明文传输，提高了秘钥的保密性，而秘钥修改的方案具备不同用户既能使用同一程序又能分别进行秘钥保护，实现了程序的兼容性，板载具备音频输出电路，可以直接驱动喇叭，方便使用；本发明通过汽车BMS通信与外界充电桩实现协议可以获取汽车的物理信息、电量信息、汽车状态、充电需求等信息，充电桩根据这些信息会响应一个充电策略给汽车；同时告诉汽车充电桩的基本信息，汽车也会综合判断决定充电策略，减少汽车充电过程中停充现象。
附图说明
图1为本发明提出的一种电动汽车直流一体充电机控制板的连接框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种电动汽车直流一体充电机控制板，包括CPU微控制器，CPU微控制器的输入端分别与辅助电源模块、绝缘检测接口模块、电压检测模块、电流检测模块、直流漏电检测模块、温度检测模块、掉电检测模块、音频输出模块、外部FLASH存储模块、外部EEPROM存储模块、RTC电路模块、急停按钮控制模块、指示灯模块、本地升级接口模块、RS485电表通信模块的输出端电性连接，CPU微控制器与控制应道电路、输出接触器、CAN1通信接口、RS232调试接口、LCD通信接口、GPRS通信接口、读卡器通信接口、输入输出接口双向电性连接。
CPU微控制器及主要外围电路共同组成了控制板，CAN1通信接口包括汽车BMS通信模块和直流充电源通信模块；CPU微控制器型号为STM32F107，软件采用uC/OS-III实时操作系统；LCD通信接口支持彩色触控屏，所述彩色触控屏可为7寸或者5寸；掉电检测模块的控制芯片型号为MAX706SESA，所述控制芯片能检测到系统电压处于安全电压的临界值；RS485电表通信支持符合DL/T 645-2007通信协议的各类直流电表；温度检测模块可以采集PT1000或者PT100类温度传感器的温度，采集温度范围为-40摄氏度到300摄氏度；外部FLASH存储模块存储交易记录、事件、警告信息、充电过程等日志型数据，EEPROM存储模块存储系统参数等参数型数据；音频输出模块采用音频功率放大器芯片LM4890及其外围电路，可外接语音播放小喇叭；
CPU微控制器通过控制专用读卡器读取专用卡片对用户的身份进行验证，或者通过用户输入密码进行身份验证，或者通过用户扫描二维码进行身份验证，或者通过用户手机的蓝牙接口进行身份验证。验证好以后用户获得了充电桩的使用权限，可以进行后续充电工作，获取权限以后，控制板会检测并提示连接好充电线缆，为充电做好准备工作，连接好充电线缆以后，用户可以选择预约启动充电或者立即启动充电，选择的方式决定于获取权限的方式，比如可以通过人机界面选择预约时间，也可以通过手机APP客户端软件进行预约等操作，选择好启动时间以后控制板控制电子锁锁定充电插头，保证充电插头的安全性，启动时间到达以后，控制板进行与汽车CAN1通信，获取汽车需求信息，启动充电，电能输出到车端。在充电过程中控制板实时监测充电的电压、电流、电量、SOC、充电时间、充电接口温度、汽车状态以及监测控制板外围器件状态，比如急停状态、读卡器状态、电表状态、漏电保护器状态、防雷器状态、后台通信状态等，控制板对这些状态进行逻辑判断是否停止充电。
在充电过程中，有后台存在的情况下可以实现充电功率自动调节的柔性充电策略。充电站可以根据站的总功率及现有使用的功率进行合理的功率调配，后台将需要调整的功率要求下发给控制板，控制板将需求通过CAN1通信告知汽车，等待汽车响应以后，将调整结果反馈给后台，到此完成了功率调整，实现了柔性充电策略。
充电结束一般分为三种情况，第一种汽车认为充满后汽车主动发送停止充电指令，第二种控制板判断为故障或者充电条件满足后主动停止充电，第三种客户操作停止充电，包括人机界面停止或者远程手机APP停止充电。充电结束以后扣除本次充电的电费和服务费等费用。
除了基本的充电功能以外，控制板还有以下几个功能。1、本地参数及日志保存功能。2、具备本地程序升级功能。3、具备远程程序升级功能。6、充电方式灵活配置功能，可以刷卡计费，可以扫码计费，可以即插即充，可以刷卡认证但不计费，可以一桩一卡。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种电动汽车直流一体充电机控制板，包括CPU微控制器，其特征在于：所述CPU微控制器的输入端分别与辅助电源模块、绝缘检测接口模块、电压检测模块、电流检测模块、直流漏电检测模块、温度检测模块、掉电检测模块、音频输出模块、外部FLASH存储模块、外部EEPROM存储模块、RTC电路模块、急停按钮控制模块、指示灯模块、本地升级接口模块、RS485电表通信模块的输出端电性连接，所述CPU微控制器与控制应道电路、输出接触器、CAN1通信接口、RS232调试接口、LCD通信接口、GPRS通信接口、读卡器通信接口、输入输出接口双向电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流一体充电机控制板，其特征在于：所述CAN1通信接口包括汽车BMS通信模块和直流充电源通信模块。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流一体充电机控制板，其特征在于：所述CPU微控制器型号为STM32F107，软件采用uC/OS-III实时操作系统。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流一体充电机控制板，其特征在于：所述LCD通信接口支持彩色触控屏，所述彩色触控屏可为7寸或者5寸。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流一体充电机控制板，其特征在于：所述掉电检测模块的控制芯片型号为MAX706SESA，所述控制芯片能检测到系统电压处于安全电压的临界值。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流一体充电机控制板，其特征在于：所述RS485电表通信支持符合DL/T 645-2007通信协议的各类直流电表。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流一体充电机控制板，其特征在于：所述温度检测模块可以采集PT1000或者PT100类温度传感器的温度，采集温度范围为-40摄氏度到300摄氏度。
8.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流一体充电机控制板，其特征在于：所述外部FLASH存储模块存储交易记录、事件、警告信息、充电过程等日志型数据，所述EEPROM存储模块存储系统参数等参数型数据。
9.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流一体充电机控制板，其特征在于：所述音频输出模块采用音频功率放大器芯片LM4890及其外围电路，可外接语音播放小喇叭。
10.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流一体充电机控制板，其特征在于：所述读卡器通信接口支持非接触的M1卡片、非接触的CPU卡片,此为其中一种种认证方式。
11.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流一体充电机控制板，其特征在于：LCD通信接口支持二维码的生成、GPRS通信接口支持二维码扫码,此为其中一种种认证方式。
12.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流一体充电机控制板，其特征在于：LCD通信接口支持虚拟键盘，可以输入密码进行认证，此为其中一种种认证方式。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20170329 |