CN107571754A - 一种电动车自动充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动车自动充电系统，属于电动车充电技术领域，其包括充电装置、控制芯片、无线收发模块和控制终端，充电装置包括充电本体和同时电连接充电本体的充电插头和充电插口，控制芯片和无线收发模块均设置在充电装置上，控制芯片通过无线收发模块连接控制终端；充电本体包括AC/DC转换器、电动车即时电压识别模块和充电启动电路，AC/DC转换器、电动车即时电压识别模块和充电启动电路均连接控制芯片；电动车即时电压识别模块识别待充电电动车的即时电压，并将即时电压反馈给控制芯片，控制芯片再将该即时电压通过无线收发模块发给控制终端。本发明能远程控制电动车充电，其适用于不同电压额度的电动车，且充电速度平稳，充电安全性高。

Description

一种电动车自动充电系统

技术领域

本发明涉及电动车充电技术领域，特别涉及一种电动车自动充电系统。

背景技术

在我国，电动车因其灵活性和便捷性，受到了广大群众的喜爱，特别是生活在汽车较多且容易堵车的城市的人们。而我们都知道，电动车在充电时，是通过即插即充的方式进行的，且位于远程的用户无法控制充电情况及查看电动车充电状况，因此，现有电动车充电装置或者充电系统并不能制成远程用户时刻获知、查看及控制电动车的充电情况。

再者，因电动车内置电池的数量不一，其满额电压不一，具体可分为48V、60V、72V、84V、96V，而对于每一级别电压额度的电动车均匹配有同一电压额度的充电器，且不同电压额度的充电器与其电压不相适应的电动车之间无法直接使用，这就成为了现有电动车的一个弊端，在一定程度上也限定了电动车的发展。另外，当重新更换另一电压额度的电动车时，原有电动车的充电器就无法使用，这对于还处于良好状态的充电器来说，无疑是一种能源的浪费。

此外，现有的充电系统多数是根据电动车的满额电压来充电，而充电器的输出电压亦为电动车的满额电压，当电动车充电时，在初始充电状态，由于电动车的即时电压与充电器的输出电压的电压差比较大，初始充电速度会比较快，当电动车的即时电压逐渐接近充电器的输出电压时，两者的电压差逐渐缩小，电动车的充电速度逐渐减缓，直至充满，因此，对于现有的充电系统来说，充电时的电压差不够稳定，整体的充电状态均由急至缓，充电速度不均且不够平稳，这在一定程度上影响了电动车的充电时间。

因此，针对上述问题，本发明旨在设计一种可远程控制电动车充电的充电系统。

发明内容

鉴于上述内容，有必要提供一种电动车自动充电系统，该电动车自动充电系统能够远程控制电动车充电，且其适用于不同电压额度的电动车，而整个充电过程，其充电速度平稳，充电安全性高。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种电动车自动充电系统，包括充电装置、控制芯片、无线收发模块和控制终端，所述充电装置包括充电本体和同时电连接充电本体的充电插头和充电插口，所述充电插头用于连接外部电源以将交流电导入充电本体，所述充电插口用于连接待充电电动车以将充电本体转换得到的直流电输给待充电电动车；所述控制芯片和无线收发模块均设置在充电装置上，所述控制芯片通过无线收发模块连接控制终端；

所述充电本体包括AC/DC转换器、电动车即时电压识别模块和充电启动电路，所述AC/DC转换器、电动车即时电压识别模块和充电启动电路均连接控制芯片；

所述电动车即时电压识别模块识别待充电电动车的即时电压，并将所识别出来的即时电压反馈给控制芯片，所述控制芯片再将该即时电压通过无线收发模块发给控制终端；所述控制芯片内设充电额定压差值和即时充电电压，其中，所述即时充电电压为不定值，其由所述即时电压与充电额定压差值之和确定；

当所述控制终端通过查看即时电压确定给待充电电动车充电时，所述控制终端向控制芯片发出充电的控制指令，所述控制芯片根据即时电压确定即时充电电压，后驱动所述充电启动电路和AC/DC转换器运行，所述AC/DC转换器将交流电转换成直流电，同时使所述交流电的输入电压转换成控制芯片所确定的即时充电电压，所述充电启动电路再促使充电插口将该即时充电电压作为充电本体直流电的输出电压输给待充电电动车以充电。

进一步地，所述充电本体还包括电动车额定电压识别模块，所述电动车额定电压识别模块用于自动识别待充电电动车的满额电压，并将识别得出的满额电压传递给所述控制芯片，所述控制芯片再将该满额电压连同即时电压一同发给控制终端，所述控制终端通过对比分析即时电压和满额电压确定是否向控制芯片发出充电或者停止充电的控制指令。

进一步地，所述充电本体还包括充电断电电路，所述充电断电电路连接控制芯片；当所述充电装置处于充电工作状态时，所述控制芯片还能够自动分析即时电压和满额电压，当分析结果显示所述即时电压不小于满额电压时，所述控制芯片控制充电断电电路运行，所述充电断电电路促使充电装置停止向待充电电动车充电。

进一步地，所述充电本体包括外壳，所述AC/DC转换器、电动车即时电压识别模块、充电启动电路、控制芯片和无线收发模块均设置在外壳内。

进一步地，所述外壳上设置有充电开关按钮，所述充电开关按钮连接控制芯片，并通过所述控制芯片促使充电装置给待充电电动车充电。

进一步地，所述外壳上安装有显示屏模块，所述显示屏模块连接控制芯片，并通过所述控制芯片获取输入电压及即时电压，后将所述输入电压及即时电压显示出来。

进一步地，所述显示屏模块为触摸屏，用于手动输入所述充电额定压差值。

进一步地，所述充电本体还包括输入电压识别模块，所述输入电压识别模块自动识别外部电源交流电的输入电压，并将所述输入电压传递给控制芯片。

进一步地，所述AC/DC转换器包括电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路，其中，所述电源变压器具有一次线圈和二次线圈，所述一次线圈电连接充电插头，所述二次线圈连接整流电路；所述二次线圈包括主架、安装在主架上的线芯、均匀缠绕在线芯上的电线圈，所述主架上还安装有滑动片、滑动驱动件；所述滑动片为导体，一端设有触点，并通过所述触点连通电线圈，所述电线圈在沿线芯长度方向上的每圈电线均设有与所述触点配合使用的接触口；所述滑动片的另一端为调压输出端，所述调压输出端与电线圈远离触点的一端共同连接整流电路；所述滑动驱动件安装在主架上，其连接所述滑动片，并能够驱动所述滑动片沿着线芯长度方向滑动，所述滑动片在滑动过程与电线圈上的接触口连接；所述滑动驱动件连接控制芯片，其由所述控制芯片驱动运行。

进一步地，所述滑动驱动件包括电机和丝杆，所述电机安装在主架上，其电机输出端连接所述丝杆，所述丝杆架设在主架上，并与所述主架转动连接，所述滑动片安装在丝杆上；所述丝杆为绝缘体，所述电机连接控制芯片，并由所述控制芯片驱动运行。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明所设计的电动车自动充电系统用于电动车的充电，其充电装置通过充电插头连接外部电源、通过充电插口连接电动车后，即可通过终端设备查看待充电电动车目前电量情况，并根据电量情况控制充电装置给待充电电动车充电或者停止充电，实现了远程操控电动车充电的目的；再者，本发明的充电装置在给电动车充电时，是以定额度电压差的形式输出直流电给电动车充电的，即，充电装置的输出电压为不定值，其根据电动车的即时电压变化，但输出电压和即时电压的电压差固定不变，具体电压差为控制芯片内设的充电额定压差值，该充电额定压差值预先设定，即时电压则通过电动车即时电压识别模块识别，该方式的设置使得待充电电动车的充电速度平稳，而不会出现先急后缓的形式，这在一定程度上提高了待充电电动车的充电速度、充电的安全性和稳定性。

附图说明

图1是本发明一种电动车自动充电系统的系统结构框图。

图2是图1中充电装置的结构示意简图。

图3是本发明AC/DC转换器中电源变压器的局部结构示意图。

图4是图3另一种实施方式的结构示意图。

主要元件符号说明

图中，充电本体1、充电插头2、充电插口3、显示屏模块4、一次线圈5、二次线圈6、主架61、线芯62、电线圈63、接触口631、滑动片64、触点641、滑动驱动件65、升降液压缸651、电机652、丝杆653。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1至图2，在本发明的一种较佳实施方式中，一种电动车自动充电系统，包括充电装置、控制芯片、无线收发模块和控制终端，充电装置包括充电本体1和同时电连接充电本体1的充电插头2和充电插口3，充电本体1包括AC/DC转换器、电动车即时电压识别模块和充电启动电路，AC/DC转换器、电动车即时电压识别模块和充电启动电路均连接控制芯片，控制芯片和无线收发模块均设置在充电装置上，控制芯片通过无线收发模块连接控制终端。

其中，充电插头2用于连接外部电源以将交流电导入充电本体1，充电插口3用于连接待充电电动车以将充电本体1转换得到的直流电输给待充电电动车；充电本体1的电动车即时电压识别模块能够识别待充电电动车的即时电压，并将所识别出来的即时电压反馈给控制芯片，控制芯片再将该即时电压通过无线收发模块发给控制终端；控制芯片内设充电额定压差值和即时充电电压，其中，即时充电电压为不定值，其由即时电压与充电额定压差值之和确定。

当控制终端通过查看即时电压确定给待充电电动车充电时，控制终端向控制芯片发出充电的控制指令，控制芯片根据即时电压确定即时充电电压，后驱动充电启动电路和AC/DC转换器运行，AC/DC转换器将交流电转换成直流电，同时使交流电的输入电压转换成控制芯片所确定的即时充电电压，充电启动电路再促使充电插口3将该即时充电电压作为充电本体1直流电的输出电压输给待充电电动车以充电。

本发明所设计的电动车自动充电系统用于电动车的充电，其充电装置通过充电插头2连接外部电源、通过充电插口3连接电动车后，即可通过终端设备查看待充电电动车目前电量情况，并根据电量情况控制充电装置给待充电电动车充电或者停止充电，实现了远程操控电动车充电的目的；再者，本发明的充电装置在给电动车充电时，是以定额度电压差的形式输出直流电给电动车充电的，即，充电装置的输出电压为不定值，其根据电动车的即时电压变化，但输出电压和即时电压的电压差固定不变，具体电压差为控制芯片内设的充电额定压差值，该充电额定压差值预先设定，即时电压则通过电动车即时电压识别模块识别，该方式的设置使得待充电电动车的充电速度平稳，而不会出现先急后缓的形式，这在一定程度上提高了待充电电动车的充电速度、充电的安全性和稳定性。

进一步地，本发明的控制终端为手机、电脑或者平板，以实现远程操控，而为了便于控制终端更好的获知待充电电动车电量的实际情况而发出正确的控制指令，充电本体1还包括电动车额定电压识别模块，该电动车额定电压识别模块用于自动识别待充电电动车的满额电压，并将识别得出的满额电压传递给控制芯片，控制芯片再将该满额电压连同即时电压一同发给控制终端，控制终端即可通过对比分析即时电压和满额电压确定是否向控制芯片发出充电或者停止充电的控制指令。

再者，当待充电电动车在充电时，为了防止过充，充电本体1还包括充电断电电路，该充电断电电路用于控制充电装置的断充，其连接控制芯片，并在控制芯片的控制下促使充电装置停止向待充电电动车充电，即，当充电装置处于充电工作状态时，控制芯片自动分析即时电压和满额电压，当分析结果显示即时电压不小于满额电压时，控制芯片控制充电断电电路运行，充电断电电路促使充电装置停止向待充电电动车充电。

此外，当待充电电动车在充电时，为了防止过充，还可以通过充电本体1内设置的警报模块实现，即，充电本体1还包括警报模块，该警报模块安装在充电本体1上，并能发出警报信号；警报模块连接控制芯片，当充电装置处于充电工作状态时，控制芯片还能够自动分析即时电压和满额电压，当分析结果显示即时电压不小于满额电压时，控制芯片控制警报模块发出警报信号，同时通过无线收发模块向控制终端发出警报信号，以通过向控制终端发送警报信号的方式远程通知用户并促使用户发出停止充电的控制指令。

进一步地，充电本体1包括外壳，AC/DC转换器、电动车即时电压识别模块、充电启动电路、控制芯片和无线收发模块均设置在外壳内。外壳上设置有充电开关按钮，该充电开关按钮连接控制芯片，并通过控制芯片促使充电装置给待充电电动车充电，即，通过该充电开关按钮亦可直接手动对充电装置进行操作，促使充电装置运行以为待充电电动车充电。

外壳上还安装有显示屏模块4，该显示屏模块4连接控制芯片，并通过控制芯片获取输入电压及即时电压，后将输入电压及即时电压显示出来，此外，显示屏模块4还能够显示待充电设备的满额电压。优选地，显示屏模块4选为触摸屏，以通过触摸屏的形式手动输入充电额定压差值和输入人工查看后得到的待充电电动车的满额电压；另外，充电额定压差值和待充电电动车的满额电压还可通过控制终端设置。

进一步地，本发明的AC/DC转换器为调压核心部件，其由控制芯片驱动运行，而为了使AC/DC转换器的调压精度更好，本发明的充电本体1还包括输入电压识别模块，该输入电压识别模块自动识别外部电源交流电的输入电压，并将识别得出的输入电压传递给控制芯片，控制芯片再根据该输入电压和即时电压控制AC/DC转换器的调压量。输入电压识别模块的设置主要针对输入交流电电压不稳定的情况设置的，以确保AC/DC转换器输出电压满足设计要求。

请参阅图3和图4，在本发明中，AC/DC转换器包括电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路，其中，电源变压器具有一次线圈5和二次线圈6，一次线圈5电连接充电插头2，二次线圈6连接整流电路，一次线圈5和二次线圈6的线圈比即为输入电压和即时充电电压的电压比，因此，在控制芯片控制AC/DC转换器进行变压时，充电装置输出的直流电的输出电压的变化主要是随一次线圈5和二次线圈6的线圈比的变化而变化的。而在本实施例中，一次线圈5的圈数固定不变，二次线圈6的圈数可变，即，通过改变二次线圈6的圈数即可调节充电装置的输出电压，因此，本发明对二次线圈6进行了改进，其改进后的具体结构为：二次线圈6包括主架61、安装在主架61上的线芯62、均匀缠绕在线芯62上的电线圈63，主架61上还安装有滑动片64、滑动驱动件65；滑动片64为导体，一端设有触点641，并通过触点641连通电线圈63，电线圈63在沿线芯62长度方向上的每圈电线均设有与触点641配合使用的接触口631；滑动片64的另一端为调压输出端，调压输出端与电线圈63远离触点641的一端共同连接整流电路；滑动驱动件65安装在主架61上，其连接滑动片64，并能够驱动滑动片64沿着线芯62长度方向滑动，滑动片64在滑动过程与电线圈63上的接触口631连接；滑动驱动件65连接控制芯片，其由控制芯片驱动运行。综上可知，当电源变压器需要调压时，控制芯片根据输入电压和即时充电电压计算得到二次线圈6的电线圈63圈数，然后控制芯片再控制滑动驱动件65运行，滑动驱动件65则促使滑动片64滑行，当滑动片64运行至滑动片64与电线圈63输入端之间的线圈圈数等于控制芯片所计算得到的电线圈63圈数时，控制芯片控制滑动驱动件65停止运行，此时电源变压器调压结束。

更进一步地，电源变压器的二次线圈6中，滑动驱动件65为升降液压缸651，以通过升降液压缸651的升降拉伸形式促使滑动片64滑动。另外，滑动驱动件65也可为丝杆653组件，即，滑动驱动件65包括电机652和丝杆653，电机652连接控制芯片，并由控制芯片驱动运行，其安装在主架61上，电机652输出端连接丝杆653，该丝杆653架设在主架61上，并与主架61转动连接，滑动片64则安装在丝杆653上；优选的，丝杆653为绝缘体，滑动片64与丝杆653之间为螺纹连接或者通过一与丝杆653螺纹连接并为绝缘体的连接块安装在丝杆653上，当丝杆653在电机652的转动下转动时，滑动片64沿丝杆653的长度方向即接触口631连线方向滑动，并通过触点641衔接接触口631的形式使得二次线圈6为导电状态。

本发明所述电动车自动充电系统在使用时，充电插头2连接外部电源，充电插口3连接待充电电动车，连接完毕后，所述电动车自动充电系统开始运行，其运行过程中的控制原理如下：

(1)设定控制芯片内的充电额定压差值；

(2)控制芯片获取待充电电动车的满额电压和外部电源的输入电压；

(3)电动车即时电压识别模块识别待充电设备的即时电压，并将所识别出来的即时电压反馈给控制芯片，所述控制芯片再通过无线收发模块将即时电压和/满额电压发送给控制终端；

(4)控制终端通过对比即时电压和满额电压，并在即时电压小于满额电压时向控制芯片发出充电的控制指令，反之向控制芯片发出停止充电的控制指令；

(5)当控制芯片接收到充电的控制指令后，控制芯片根据即时电压和充电额定压差值得到即时充电电压，再根据输入电压和即时充电电压得到AC/DC转换器中电压变压器的一次线圈5和二次线圈6的圈数比以及得到二次线圈6的电线圈63圈数，然后，控制芯片向电源变压器中的滑动驱动件65发出运行指令，进入步骤(6)；

当控制芯片接收到停止充电的控制指令后，控制芯片向电源变压器中的滑动驱动件65发出停止运行指令；

(6)滑动驱动件65驱动与之相连的滑动片64沿着二次线圈6的线芯62长度方向滑动；

当滑动片64运行至滑动片64上的触点641与二次线圈6的电线圈63输入端之间的电线圈63圈数等于控制芯片所计算得到的二次线圈6的电线圈63圈数时，控制芯片驱动滑动驱动件65停止运行，滑动片64的触点641衔接电线圈63上的接触口631，并且返回步骤(3)；反之重复步骤(6)。

在上述控制原理的第(2)步中，满额电压可由电动车额定电压识别模块自动识别，外部电源的输入电压则由输入电压识别模块自动识别。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种电动车自动充电系统，包括充电装置、控制芯片、无线收发模块和控制终端，所述充电装置包括充电本体和同时电连接充电本体的充电插头和充电插口，所述充电插头用于连接外部电源以将交流电导入充电本体，所述充电插口用于连接待充电电动车以将充电本体转换得到的直流电输给待充电电动车；所述控制芯片和无线收发模块均设置在充电装置上，所述控制芯片通过无线收发模块连接控制终端；

其特征在于：所述充电本体包括AC/DC转换器、电动车即时电压识别模块和充电启动电路，所述AC/DC转换器、电动车即时电压识别模块和充电启动电路均连接控制芯片；

所述电动车即时电压识别模块识别待充电电动车的即时电压，并将所识别出来的即时电压反馈给控制芯片，所述控制芯片再将该即时电压通过无线收发模块发给控制终端；所述控制芯片内设充电额定压差值和即时充电电压，其中，所述即时充电电压为不定值，其由所述即时电压与充电额定压差值之和确定；

当所述控制终端通过查看即时电压确定给待充电电动车充电时，所述控制终端向控制芯片发出充电的控制指令，所述控制芯片根据即时电压确定即时充电电压，后驱动所述充电启动电路和AC/DC转换器运行，所述AC/DC转换器将交流电转换成直流电，同时使所述交流电的输入电压转换成控制芯片所确定的即时充电电压，所述充电启动电路再促使充电插口将该即时充电电压作为充电本体直流电的输出电压输给待充电电动车以充电。

2.如权利要求1所述的电动车充电系统，其特征在于：所述充电本体还包括电动车额定电压识别模块，所述电动车额定电压识别模块用于自动识别待充电电动车的满额电压，并将识别得出的满额电压传递给所述控制芯片，所述控制芯片再将该满额电压连同即时电压一同发给控制终端，所述控制终端通过对比分析即时电压和满额电压确定是否向控制芯片发出充电或者停止充电的控制指令。

3.如权利要求2所述的电动车充电系统，其特征在于：所述充电本体还包括充电断电电路，所述充电断电电路连接控制芯片；当所述充电装置处于充电工作状态时，所述控制芯片还能够自动分析即时电压和满额电压，当分析结果显示所述即时电压不小于满额电压时，所述控制芯片控制充电断电电路运行，所述充电断电电路促使充电装置停止向待充电电动车充电。

4.如权利要求1所述的电动车充电系统，其特征在于：所述充电本体包括外壳，所述AC/DC转换器、电动车即时电压识别模块、充电启动电路、控制芯片和无线收发模块均设置在外壳内。

5.如权利要求4所述的电动车充电系统，其特征在于：所述外壳上设置有充电开关按钮，所述充电开关按钮连接控制芯片，并通过所述控制芯片促使充电装置给待充电电动车充电。

6.如权利要求4所述的电动车充电系统，其特征在于：所述外壳上安装有显示屏模块，所述显示屏模块连接控制芯片，并通过所述控制芯片获取输入电压及即时电压，后将所述输入电压及即时电压显示出来。

7.如权利要求6所述的电动车充电系统，其特征在于：所述显示屏模块为触摸屏，用于手动输入所述充电额定压差值。

8.如权利要求1所述的电动车充电系统，其特征在于：所述充电本体还包括输入电压识别模块，所述输入电压识别模块自动识别外部电源交流电的输入电压，并将所述输入电压传递给控制芯片。

9.如权利要求1所述的电动车充电系统，其特征在于：所述AC/DC转换器包括电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路，其中，所述电源变压器具有一次线圈和二次线圈，所述一次线圈电连接充电插头，所述二次线圈连接整流电路；所述二次线圈包括主架、安装在主架上的线芯、均匀缠绕在线芯上的电线圈，所述主架上还安装有滑动片、滑动驱动件；所述滑动片为导体，一端设有触点，并通过所述触点连通电线圈，所述电线圈在沿线芯长度方向上的每圈电线均设有与所述触点配合使用的接触口；所述滑动片的另一端为调压输出端，所述调压输出端与电线圈远离触点的一端共同连接整流电路；所述滑动驱动件安装在主架上，其连接所述滑动片，并能够驱动所述滑动片沿着线芯长度方向滑动，所述滑动片在滑动过程与电线圈上的接触口连接；所述滑动驱动件连接控制芯片，其由所述控制芯片驱动运行。

10.如权利要求9所述的电动车充电系统，其特征在于：所述滑动驱动件包括电机和丝杆，所述电机安装在主架上，其电机输出端连接所述丝杆，所述丝杆架设在主架上，并与所述主架转动连接，所述滑动片安装在丝杆上；所述丝杆为绝缘体，所述电机连接控制芯片，并由所述控制芯片驱动运行。