CN106712150A - 电动汽车交流智能充电桩 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车交流智能充电桩，包括:微处理器单元，微处理器单元通过其端口分别与触摸液晶屏单元、票据打印机单元、语音模块、工作状态显示单元、IC卡刷卡机单元、WIFI单元、CAN总线单元、输入保护断路器、漏电保护单元、交流电压电流采样单元、磁保持继电器单元、UPS单元及交流输入电压传感器连接；还包括后备蓄电池及后备工作电源。本发明的电动汽车交流智能充电桩，利用微处理器单元、辅助于漏电检测技术、电量计量技术及节能的磁保持继电器作为执行开关等设备，为电动汽车提供交流电源，集安全、灵活、智能、报警于一体，是一种满足当前智能电网需求、功能完善、可以实现电动汽车的可靠充电的交流充电桩，未来的发展及应用前景广阔。

Description

电动汽车交流智能充电桩

技术领域

本发明涉及电动汽车充电领域，特别涉及一种电动汽车交流智能充电桩。

背景技术

发展电动汽车是国家新能源战略的重要方向，随着电动汽车产业的快速发展，派生出了新兴产业——电动汽车充电桩。充电桩承担着为电动汽车动力电池提供电能的重要使命，高质量多功能的充电设备可以有效保护电池，监控电池工作状态，并为电池组提供最高效的充电方案。如果将电池比喻为电动汽车心脏的话，那么充电桩就是这颗心脏健康工作的有力保障。电动汽车交流充电桩是电动汽车充电设各中最常见的慕础设施之一，也是电动汽车实现产业化与市场化的重要前提。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，一般其有电量计量、计费、通信、控制等功能，主要安装于停车场以及住宅小区等区域，是电动汽车进行常规充电的主要设备。

整个电动汽车充电桩行业也处于起步及技术摸索阶段，目前市面上的交流充电桩从外观结构、电气设计、控制机理都存大很大的改进空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术中用于电动汽车的交流充电桩智能化程度不高、功能不够完备；不能做到设备互联互通，无法通过手机APP实现客户端的实时监控等功能；计量端口的数据不能真实的反应电动汽车用户充电所消耗的电能；交流充电桩没有备用电源，在市电断电后，无法处理充电业务等缺陷的问题。

本发明的目的在于提供一种电动汽车交流智能充电桩，旨在解决上述的技术缺陷的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下:

一种电动汽车交流智能充电桩系统，包括:微处理器单元，微处理器单元通过其端口分别与触摸液晶屏单元、票据打印机单元、语音模块、工作状态显示单元、IC卡刷卡机单元、WIFI单元、CAN总线单元、输入保护断路器、漏电保护单元、交流电压电流采样单元、磁保持继电器单元、UPS单元及交流输入电压传感器连接；还包括后备蓄电池及后备工作电源。

进一步：交流输入电压首先通过防雷单元输出到输入保护断路器。

进一步：交流输入电压传感器将采集的交流电压信息送往微处理器单元。

进一步：输入保护断路器的输出送入漏电保护单元,漏电保护单元将检测到的漏电信号送入微处理器单元。

进一步：经漏电保护单元输出的交流电压送入A磁保持继电器单元， A磁保持继电器单元与紧急手动按钮连接，微处理器单元输出控制信号到A磁保持继电器单元。

进一步：在市电正常供电时，输入交流电压经A磁保持继电器单元输出送入交流电压电流采样单元，采样后的信号输入到电量计量单元；在市电断电后，通过后备蓄电池、UBS不间断电源经B磁保持继电器单元输出送入交流电压电流采样单元，采样后的信号输入到电量计量单元，这样不论出于市电正常或市电不正常的状态下，电量计量单元都可以准确进行计量。

交流电压电流采样单元接在充电枪的输入端，通过电量计量单元计量的是用户真实且实际的用电量，保证了计量的真实性。

进一步：电量计量单元与微处理器单元进行双向通信，微处理器单元读取电量计量单元数据存储并将计量数据输出到显示屏、票据打印机单元、IC卡刷卡机单元及CAN总线单元输出。

进一步：流过交流电压电流采样单元的电压一路输入到电压变换单元，经变换后输出到USB充电输出插座；另一路输入到充电枪，经充电枪插入电动汽车车载充电器充电插口，通过电动汽车车载充电器为电动汽车蓄电池充电。

进一步：后备蓄电池单元与UPS(不间断电源)输入端连接，UPS输出与B磁保持继电器连接，B磁保持继电器与交流电压电流采样单元连接，采样后的信号输入到电量计量单元，同时交流电压电流采样单元与充电枪连接，实现市电断电后的应急供电。

进一步：后备蓄电池单元与后备工作电源单元连接，通过B磁保持继电器接通与断开后备蓄电池单元与后备工作电源单元连接，实现市电断电后，电动汽车交流智能充电桩仍能继续处于正常工作状态，在B磁保持继电器上接有紧急手动按钮。

进一步：电动汽车电池管理系统采集电动汽车蓄电池相关信息，电动汽车电池管理系统通过CAN总线单元与微处理器单元连接。

进一步：IC卡刷卡机单元将刷卡信息输入到微处理器单元。

进一步：WIFI单元与微处理器单元连接，通过手机APP实现客户端的实时监控等功能。

进一步：CAN总线单元与微处理器单元连接，通过CAN总线单元与电动车电池管理系统通信；通过CAN总线单元与充电站中心服务管理平台通信，充电站中心服务管理平台对管理及运营的数据进行综合分析查询，如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩信息；用户充电计费管理等。

进一步：微处理器单元与触摸液晶屏单元、票据打印机单元、语音模块、工作状态显示单元连接，实现数据显示、票据打印、语音提示及工作状态显示。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果:

本发明的电动汽车交流智能充电桩，利用备用电源单元可有效的减少因市电电网停电造成交流充电桩无法进行正常工作的情况，保证了交流充电桩充电的正常工作，减少因停电而造成的对用户的影响。

本发明的电动汽车交流智能充电桩，结合手机APP用户可以实时监控充电数据和状态，远程开启和结束充电，费用结算等功能。本系统的功能全面、使用方便、节省了充电结算时间、提高了充电的效率。

本发明的电动汽车交流智能充电桩，采用磁保持继电器，具有省电节能、性能稳定、体积小、承载能力大的特点，提高了电动汽车交流智能充电桩运行的可靠性。

本发明的电动汽车交流智能充电桩，不论出于市电正常或市电不正常的状态下，电量计量单元都可以准确进行计量，并且由于交流电压电流采样单元接在充电枪的输入端，通过电量计量单元计量的是用户真实且实际的用电量，保证了计量的真实性。

本发明的电动汽车交流智能充电桩，利用微处理器单元、辅助于漏电检测技术、电量计量技术及节能的磁保持继电器作为执行开关等设备，为电动汽车提供交流电源，集安全、灵活、智能、报警于一体，是一种满足当前智能电网需求、功能完善、可以实现电动汽车的可靠充电的交流充电桩，未来的发展及应用前景广阔。

下面结合附图对本发明电动汽车交流智能充电桩做进一步的详细叙述。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电动汽车交流智能充电桩的系统框图；

图2是本发明实施例提供的漏电保护单元原理图；

图3是本发明实施例提供的交流采样及电量计量电路原理图；

图4是本发明实施例提供的输入保护断路器原理图;

图5是本发明实施例提供的磁保持继电器工作原理图;

图6是本发明实施例提供的微处理器单元串口扩展原理图;

图7是本发明实施例提供的WIFI串口模块工作原理框图;

图8是本发明实施例提供的USB插座输出原理图;

图9是本发明实施例提供的后备工作电源原理框图。

在图1中交流220V首先输入到防雷单元1，通过防雷单元抑制雷电和电网中的瞬变、浪涌等，保护了电动汽车交流智能充电桩不受其干扰、损坏，提高了充电质量，保证了电动汽车交流智能充电桩的稳定运行，延长了电动汽车交流智能充电桩的使用寿命，降低了电动汽车交流智能充电桩的故障率及维修费用，达到了对电动汽车交流智能充电桩节电和保护的双重功效。

防雷单元1输出到输入保护断路器2，输入保护断路器2对电源线路及设备等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路；输入保护断路器2的输出送入漏电保护单元3，漏电保护器是避免人身电击伤亡事故和漏电而引起的电气火灾、电气设备损坏事故的有效措施。当人体接触的电压值超过了安全值，或人体的触电电流及其他对地故障电流超过了允许值时，漏电保护器能够自动切断电源，从而保障人身和设备的安全.它构成了一道安全的屏障，保证了人们用电的安全性。本发明的漏电处理方法采用微处理器单元10实时采样漏电信号，并通过微处理器单元10选择漏电规格及延时时间。整个漏电处理模块只需微处理器单元10的1个ADC的硬件资源及一段漏电采样处理程序，即可实现对系统漏电状态的检测。

漏电保护单元3输出送往A磁保持继电器单元4，经A磁保持继电器单元4输出的电压送往交流电压电流采样单元5，电量计量单元11接收来自交流电压电流采样单元5采集的电压电流信号，经处理后与微处理器单元10进行双向通信。

经交流电压电流采样单元5输出的电压送往充电枪9，充电枪9通过充电头插入电动汽车车载充电器的充电口20进行充电。

经交流电压电流采样单元5输出的电压送往电压变换单元7，电压变换单元7实际为一个AD/DC转换器，它将交流电压电流采样单元5输出的交流电压变换为直流电压，经降压整流滤波后输出5V纯直流电压到USB充电插座8上，可为手机、平板电脑、导航仪等充电。

经交流电压电流采样单元5输出的电压送往电量计量单元11，电量计量单元11中的电量计量芯片采集电压、电流信号后，芯片内部ADC转换器将采集的模拟电压电流信号进行数字化，内部专用电能计算引擎与微处理器单元10进行通信，微处理器单元10将数字信号进行处埋，最终实现电能精确计量计费。

后备蓄电池单元24作为在市电断电后的备用电源，它接在UPS不间断电源23的电源输入侧，当市电断电后，微处理器单元10扫描到与交流输入电压传感器26相连接的脚为低电平时，微处理器单元将发出以下指令：

1、立即发出启动信号给UPS不间断电源23使其启动；

2、发出信号给A磁保持继电器4使其断开；

3、发出信号给B磁保持继电器22，使其一对触点闭合，UPS不间断电源23输出的交流电源经B磁保持继电器22送入电量计量单元11，经电量计量单元11后送入充电枪9，充电枪9通过充电头继续对电动汽车车载充电器进行充电；

4、发出信号给B磁保持继电器22，使其另一对触点闭合，后备蓄电池24通过B磁保持继电器的另一对触点输出送入后备工作电源单元25，由后备工作电源单元25输出的直流电源给各个单元模块提供直流工作电压。

5、发出信号给输入保护断路器2，断开市电输入通道，保证设备安全。

当市电恢复后，微处理器单元10扫描到与交流输入电压传感器26相连接的脚为高电平时，微处理器单元在延时一个时间周期，确定输入市电电压正常后，将发出以下指令：

1、立即发出启动信号给UPS不间断电源23使其停止工作；

2、发出信号给A磁保持继电器4使其闭合；

3、发出信号给B磁保持继电器22使其断开，阻断UPS不间断电源23的通道，确保设备安全；同时断开后备蓄电池24输出到后备工作电源单元25的通道。

4、发出信号给输入保护断路器2，闭合市电输入通道，整个系统恢复到市电供电正常工作状态。

微处理器单元10与CAN总线单元18连接通信，CAN总线单元18与电动汽车上的CAN总线连接，主要读取电动汽车电池管理系统21中的车载蓄电池19的电池类型、单体电压、剩余容量、温度、告警等信息。在交流充电桩充电工作过程中，车载充电机通过电池管理系统(BMS )监测电池实时数据与状态，并根据相应的充电控制算法管理充电过程;交流充电桩根据电网充电管理要求，通过与车载充电机通信对充电状态和充电参数进行某种程度的调整，从而实现有序充电；同时CAN总线单元18与充电站中心服务管理平台上位管理机实现通信，将充电桩的信息发送给充电站中心服务管理平台上位管理机，以便后台管理系统对充电桩上传的数据进行分析、处理、存储和管理，实现充电站中心服务管理平台对各充电桩的集中管理。

微处理器单元10与触摸液晶屏单元12连接，其一：将用户需要知道的信息比如充电电流、电池电压、充电时间、充电功率等予以显示；其二用户通过触摸液晶屏单元12进行操作，可以选择充电模式（按电量计量充、按金额充、按时间充及自动充）；设置有关参数等。

微处理器单元10与票据打印机单元13连接，在充电结束后将相关信息打印出来。

微处理器单元10与语音模块14连接，语音模块14连接扬声器，主要实现其一是采用触摸液晶屏时的全程语音提示，达到友好的人机界而功能；其二在设备异常是发出报警声音予以警示。

微处理器单元10与工作状态显示单元15连接，用于显示电动汽车交流智能充电桩的工作状态，比如正常运行运行时发出蓝色闪烁光、待机工作发出绿色闪烁光、故障时发出红色闪烁光等。

微处理器单元10与IC卡刷卡机单元16连接，用于读取用户IC卡上的相关信息，实现充电计费结账。

微处理器单元10与WIFI单元17连接，手机APP用户可以实时监控充电数据和状态，远程开启和结束充电，费用结算等功能。

图2是本发明实施例提供的漏电保护单元原理图，在低压配电系统中安装漏电保护器是避免人身电击伤亡事故和漏电而引起的电气火灾、电气设备损坏事故的有效措施。当人体接触的电压值超过了安全值，或人体的触电电流及其他对地故障电流超过了允许值时，漏电保护器能够自动切断电源，从而保障人身和设备的安全.它构成了一道安全的屏障，保证了人们用电的安全性。本发明的漏电处理方法采用微处理器单元10实时采样漏电信号，并通过微处理器单元10选择漏电规格及延时时间。整个漏电处理模块只需微处理器单元10的1个ADC的硬件资源及一段漏电采样处理程序，即可实现对系统漏电状态的检测和保护。

图2中检测元件为漏电电流传感器，它由封闭的环形铁心和一次绕组2T1及二次绕组2T2构成， 当被保护电路无触电、漏电故障时，通过封闭的环形铁心一次绕组2T1的一次侧电流的向量和等于零，这样各相工作电流在此电流传感器中所产生的磁通向量和也为零，因此封闭的环形铁心二次绕组2T2没有感应电动势产生，漏电保护器不动作，系统正常供电。当被保护电路中有人触电或出现漏电故障时，由于漏电电流的存在，使得通过封闭的环形铁心一次绕组2T1一侧的相负载电流(包括中性线电流)向量和不再为零，这一向量和就是漏电电流，在磁通向量和的作用下，此时在环形铁心上将有励磁磁势存在，封闭的环形铁心二次绕组2T2的线圈有感应电动势产生，此信号经滤波、放大、电压提升等送入运算放大器A1经过处理和比较，变换为A/D模块可以采集的单极性电压信号0-5 V最后送入微处理器单元10。在检测电流的大小时，根据试验电流的周期(工频)按照每个周期40个点进行采样，采样一个周期后，根据电流传感器的衰减倍数以及提升电压的数值，通过软件算法计算出实际的电流有效值，送出信号到微处理器单元驱动开关动作，迅速切断被保护电路的供电电源，从而达到防止触电事故发生的目的，当处于实验运行时，可外接十5V电压通过按扭开关AN接到电阻2R1，以便检验脱扣器是否正常工作。

图3是本发明实施例提供的交流采样及电量计量电路图原理图；电路中IC2芯片是专用电量计量芯片，是一种带有串行接口的单相双向功率电能集成电路芯片，极易与微处理器连接，芯片采用CMOS制造工艺，功耗低，集成度高，组成电能表所需的外围器件少，在300:1的动态范围内测量电能数据的线性度为0.1%以内；同时，片内集成有电能、电压真有效值、电流真有效值的计算和电能脉冲转换功能及接口电路组成。电路的工作原理是:采样电路把所输入的电压电流信号转变成电量计量芯片IC2可接受的小电压信号，电量计量芯片IC2根据采样电路输人的电压电流算出电能，然后把电压、电流及功率由三线双向串行接口传送给微处理器单元IC1，微处理器单元IC1根据送入的指令显示测量结果，同时具有测量累计用电电量、插座负载的瞬时功率、累计用电时间的功能，停电时，数据会自动保存。

图3电路中电压采样电路由电压传感器CT2及精密电阻网络及去抖电容组成，采集的电压分量送入电量计量芯片IC2的差分电压正输入端VIN+和差分电压负输入端VIN-；电流采样电路电流互感器CT1、精密电阻网络及去抖电容组成, 采集的电流分量送入电量计量芯片IC2的差分电流正输入端IIN+和差分电流负输入端IIN-，电量计量芯片IC2与微处理器单元IC1管脚连接如图所示。

为了实现电能表的功能，软件设计分为:功能操作模块及系统参数自校正模块，系统功能操作模块的主要功能为:为系统与操作人员之间提供友好的交互界面，对系统进行有效的管理,因此该功能模块为该电能表的核心部分。

图4是本发明实施例提供的输入保护断路器原理图，输入保护断路器用来接通、分断电路，有过热、过载、短路等功能；分励脱扣器：是输入保护断路器的辅助部件，有热脱扣、短路脱扣、电磁分励脱扣等，配合断路器达到上述功能。

微处理器单元IC1发出动作指令给驱动单元，动作信号经驱动单元功率转换后将驱动电压加在分励脱扣器线圈两端，分励脱扣器线圈得电后产生电磁吸力带动分励脱扣器动作，将输入保护断路器开关触头断开，交流通道被阻断无交流电压输出，为检测分励脱扣器线圈是否工作正常，在分励脱扣器线圈上还有一个微动开关K，当分励脱扣器线圈正常动作时微动开关K闭合，将此信号作为分励脱扣器线圈的状态返回信号回传给微处理器单元IC1，如果微处理器单元IC1发出动作指令给驱动单元，动作信号经驱动单元功率转换后将驱动电压加在分励脱扣器线圈两端后，分励脱扣器线圈动作不正常，微动开关K不会闭合也就无状态返回信号回传给微处理器单元IC1，此时微处理器单元IC1将予以报警予以警示，图中KZ为手动合闸开关。

图5是本发明实施例提供的磁保持继电器工作原理图;

磁保持继电器作为继电器的一种，也是一种自动开关，对电路起自动接通和切断作用，所不同的是，磁保持继电器的常闭常开作用完全是依赖永久磁钢的作用，其开关状态的转换是靠一定量的脉冲电信号的触发而完成的，因此，具有省电节能、性能稳定、体积小、承载能力大的特点，比一般电磁继电器性能优越。

本发明采用型号为BL8023（IC3）双向继电器驱动集成电路，用于控制磁保持继电器的工作，它具有输出电流大，静态功耗小的特点。工作电压在5-16V静态功耗电流<1OnA，输入高低转换电平在2V左右，与各种微处理器兼容，工作温度适用范围:-40℃一80℃。

输入A.B用电平触发应在输入加入电阻5R1、5R2到地，保持低电平。这样需要继电器工作就可以在A端加高电平，反之在B端加高电平，按功能表状态工作。BL8023（IC3）双向继电器驱动集成电路管脚功能如下：

3P: 输入A接触发脉冲，也可接电平触发； 7P: 输入B接触发脉冲，也可接电平触发； 2P/6P:是空脚； 1P:输出QA接继电器的线包一端； 5P:输入QB接继电器的线包另一端； 8P:Vdd加继电器工作电压正端； 4P:V ss加继电器工作电压负端。 在图中可以看到微处理器单元IC1接收来自漏电保护单元输出、紧急手动按钮输入、电量计量单元输出信号，微处理器单元IC1输出经驱动电路和二极管5D1、5D2送入IC2双向继电器驱动集成电路BL8023（IC3）的3脚输入A和7脚输入B,控制磁保持继电器的动作开启或关闭。

当微处理器单元IC1周期扫描漏电保护单元，当检测到有漏电信号后经运算处理后即输出给驱动电路输出触发脉冲到BL8023（IC3）是双向继电器驱动集成电路的输入A端口，BL8023（IC3）的输出QA端口输出控制信号使得磁保持继电器动作其触点开启断开了交流输入通道；当检测到漏电信号消除后，微处理器单元IC1发出指令给驱动电路，输出触发脉冲到BL8023（IC3）双向继电器驱动集成电路的输入B端口，BL8023（IC3）的输出QB端口输出控制信号使得磁保持继电器动作其触点复归接通交流输入通道。

紧急手动按钮输入送出手动操作信号给微处理器单元IC1，用于手动控制磁保持继电器的动作，接入或断开交流电源通道。

在以下两种状态下电量计量单元检测输出给微处理器单元IC1控制主磁保持继电器的动作，接入或断开交流电源通道。第一种情况：当电量计量单元检测到负载功率小于设定值时，将输出给微处理器单元IC1控制A磁保持继电器或B磁保持继电器的动作，断开交流电源输入通道，使得负载彻底断电为零功耗。第二种情况：当电量计量单元检测到负载功率大于设定值（可以自由设定）时将输出给微处理器单元IC1控制控制A磁保持继电器或B磁保持继电器的动作，断开交流输入电源通道，这些功能的识别和控制由软件来控制。

图6是本发明实施例提供的微处理器单元串口扩展原理图，交流充电桩的外围设备如触摸液晶屏、打印机、刷卡机以及CAN总线接口都需要用到串口。由于微处理器单元自身串口输出有限，因此需要对微处理器单元上的串口进行扩展。 本发明选用SP2538扩展芯片，SP2538系采用低功耗CMOS工艺设计生产的专用串行口扩展芯片，它可轻松将任意单片机或DSP等现有的RS232串行口扩展成5个全新的全双工RS232串行口,所有串行口可同时独立接收和发送数据。图中IC4是SP2538扩展芯片，它的17脚和18脚是时钟的输入输出引脚，外接两个高稳定性电容。1脚和2脚为为母串口的收发数据引脚，与微处理器单元IC1的串口TX和RX连接；IC4的19脚到21脚为母串口数据接收地址，连接微处理器单元IC1的地址输出，IC4的22脚到24脚为母串口数据发送地址连接微处理器单元IC1的地址输入。3脚到10脚及13脚和14脚分别为子串口的收发数据引脚，它们可以与带有串口的触摸液晶屏、刷卡机、票据打印机等连接，5脚和6脚外接嵌入式串口转CAN总线模决实现CAN总线的全面数据收发；3脚和4脚接WIFI模块的TX和RX端。

图7是本发明实施例提供的WIFI串口模块工作原理框图，WiFi串口模块，又称为嵌入式WiFi模块，是内嵌TCP/IP协议的WiFi模块。其硬件构成主要是由内嵌的一个单片机和WiFi模块构成，单片机要实现裸机驱动程序和TCP/IP协议，WiFi模块则必须完成数据的无线收发。嵌入式WiFi模块对外提供UART串口或者SPI接口，因而可以通过串口或者SPI接口和外接微处理器连接，让设备轻松接入Internet网络。

WiFi串口模块IC6选用TLN13U06WIFI，休积小，功耗低。本产品采用异步收发传输器（UART）接口, 内置lEEE802. 11协议栈以及'I'CP/IP协议栈，能够实现用户串口到无线网络之间的转换。

WiFi串口模块IC6 TLN13U06WIFI与微处理器单元IC1在硬件上连接十分简单，IC6的1脚与微处理器单元IC1的CTS脚连接，CTS为输入信号,允许发送,由TLN13U06WIFI芯片产生，通知微处理器单元可以传送数据。

WiFi串口模块IC6的2脚与微处理器IC1的RTS脚连接，RTS为输出信号，请求发送;由微处理器单元IC1产生，通知模块可以发送数据。

WiFi串口模块IC6的6脚与微处理器单元4的TX端连接，用于串口数据传送。

WiFi串口模块IC6的7脚与微处理器单元4的RX端连接，用于串口数据接收。

实际实用中首先通过手机端的配置程序，配置模块要连接的路由器的名称(SSID)和密钥;

通过手机端的配置程序，配置模块要连接远程服务器的IP地址;

配置模块上电连接远程服务器;

手机等控制终端连接远程服务器，下达命令;

远程服务器将用户指令下发给住宅中的WiFi串口模块;

WiFi串口模块通过微处理器单元及其它相关电路完成对电动汽车交流智能充电桩的控制。

图8是本发明实施例提供的USB插座输出原理图;

图8是USB充电插座电路，电路采用了一款单芯片的同步降压稳压器CX8505（IC5），它在输入电压范围内可提供持续的3A负载电流，采用的电流控制模式有快的瞬态响应和不间断的过流检测，具有软启动、低压保护、过温保护、过流保护等功能，在待机模式下电流仅为0.3 u A 。电压变换电路输出的直流电压经电容8C1、8C2滤波加到IC5芯片的2脚，2脚电源输入端，输入电压范围在4. 75V-30V之间，在输入和地之间接上合适大小的旁路电容，可减少输入到芯片的噪声；1脚为芯片内部驱动栅极输入端，在1和3之间连接一个0.01 u F或更大的升压电容8C4，充电升压后为芯片内部N沟道MOSFET提供驱动；3 脚为功率开关管输出端，为输出提供能量， LC滤波器8L1连接在3和输出端；7脚为使能输入端，8R1为上拉电阻用于自动启动；8脚软启动控制输入端，8脚到地之间的电容8C3大小决定了软启动的时间，5脚反馈输入端，输出电压经过电阻8R4、8R3分压后提供给5脚的输入，通过这个采样反馈来调节输出电压；6脚补偿端，在6脚和地之间的由8C5、8R2组成串联的RC网络用来补偿系统的闭环控制，4脚为地；3脚输出电压经8L1和8C7滤波后输出5V电压给USB输出插座，为数码产品提供充电。

图9是本发明实施例提供的后备工作电源原理框图，市电正常工作时，由电压变换单元输出直流工作电源经电源总线送往各个工作单元，市电断电后,B磁保持继电器工作,它的一对触点接通后备蓄电池与后备工作电源通路,通过后备工作电源单元输出直流工作电源经电源总线送往各个工作单元，二极管Da和Db为隔离二极管, 市电正常工作时，由电压变换单元输出直流工作电源,由于Db隔离二极管的隔断不会对后备工作电源单元造成反灌,而市电断电后通过后备工作电源单元输出直流工作电源, 由于Da隔离二极管的隔断不会对电压变换单元造成反灌,保证供电安全。

本发明交流智能充电桩软件采用采用模块化设计方法，C语言编写，软件功能模块较多，程序较大在此就不予以详细阐述。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域技术人员公知的现有技术，虽然本发明己通过有关的实施案例进行了图示和描述，但是，本专业技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化，因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种电动汽车交流智能充电桩, 其特征在于：包括:微处理器单元，微处理器单元通过其端口分别与触摸液晶屏单元、票据打印机单元、语音模块、工作状态显示单元、IC卡刷卡机单元、WIFI单元、CAN总线单元、输入保护断路器、漏电保护单元、交流电压电流采样单元、磁保持继电器单元、UPS单元及交流输入电压传感器连接；还包括后备蓄电池及后备工作电源；所述交流输入电压首先通过防雷单元输出到输入保护断路器；所述交流输入电压传感器将采集的交流电压信息送往微处理器单元；所述输入保护断路器的输出送入漏电保护单元,漏电保护单元将检测到的漏电信号送入微处理器单元；所述经漏电保护单元输出的交流电压送入A磁保持继电器单元， A磁保持继电器单元与紧急手动按钮连接，微处理器单元输出控制信号到A磁保持继电器单元；所述经A磁保持继电器单元输出送入交流电压电流采样单元，采样后的信号输入到电量计量单元；所述电量计量单元与微处理器单元进行双向通信，微处理器单元读取电量计量单元数据存储并将计量数据输出到显示屏、票据打印机单元、IC卡刷卡机单元及CAN总线单元输出；所述流过交流电压电流采样单元的电压一路输入到电压变换单元，经变换后输出到USB充电输出插座；另一路输入到充电枪，经充电枪插入电动汽车车载充电器充电插口，通过电动汽车车载充电器为电动汽车蓄电池充电；所述后备蓄电池单元与UPS(不间断电源)输入端连接，UPS输出与B磁保持继电器连接，B磁保持继电器与交流电压电流采样单元连接，采样后的信号输入到电量计量单元，同时交流电压电流采样单元与充电枪连接，实现市电断电后的应急供电；所述后备蓄电池单元与后备工作电源单元连接，通过B磁保持继电器接通与断开后备蓄电池单元与后备工作电源单元连接，实现市电断电后，电动汽车交流智能充电桩仍能继续处于正常工作状态；所述在市电正常供电时，输入交流电压经A磁保持继电器单元输出送入交流电压电流采样单元，采样后的信号输入到电量计量单元；在市电断电后，通过后备蓄电池、UBS不间断电源经B磁保持继电器单元输出送入交流电压电流采样单元，采样后的信号输入到电量计量单元，这样不论出于市电正常或市电不正常的状态下，电量计量单元都可以准确进行计量；所述交流电压电流采样单元接在充电枪的输入端，通过电量计量单元计量的是用户真实且实际的用电量，保证了计量的真实性；所述电动汽车电池管理系统采集电动汽车蓄电池相关信息，电动汽车电池管理系统通过CAN总线单元与微处理器单元连接；所述IC卡刷卡机单元将刷卡信息输入到微处理器单元；所述WIFI单元与微处理器单元连接，通过手机APP实现客户端的实时监控等功能；所述CAN总线单元与微处理器单元连接，通过CAN总线单元与电动车电池管理系统通信；通过CAN总线单元与充电站中心服务管理平台通信，充电站中心服务管理平台对管理及运营的数据进行综合分析查询，如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩信息；用户充电计费管理等；所述微处理器单元与触摸液晶屏单元、票据打印机单元、语音模块、工作状态显示单元连接，实现数据显示、票据打印、语音提示及工作状态显示。

2.根据权利要求1 所述一种电动汽车交流智能充电桩, 其特征在于：

采用磁保持继电器，具有省电节能、性能稳定、体积小、承载能力大的特点，提高了电动汽车交流智能充电桩运行的可靠性。

3.根据权利要求1 所述一种电动汽车交流智能充电桩, 其特征在于：利用备用电源单元可有效的减少因市电电网停电造成交流充电桩无法进行正常工作的情况，保证了交流充电桩充电的正常工作，减少因停电而造成的对用户的影响。

4.根据权利要求1 所述一种电动汽车交流智能充电桩, 其特征在于：结合手机APP用户可以实时监控充电数据和状态，远程开启和结束充电，费用结算等功能。

5.根据权利要求1 所述一种电动汽车交流智能充电桩, 其特征在于：工作状态显示单元用于显示电动汽车交流智能充电桩的工作状态，正常运行运行时发出蓝色闪烁光、待机工作发出绿色闪烁光、故障时发出红色闪烁光。