CN108233476A - 一种直流充电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流充电站包括尾气浓度检测设备、射频识别设备、凌阳SPCE061A芯片和多个直流充电桩主体，尾气浓度检测设备和射频识别设备用于采集附近道路上的汽车类型，凌阳SPCE061A芯片与尾气浓度检测设备、射频识别设备和多个直流充电桩主体分别连接。通过本发明，能够自动控制直流充电站内的直流充电桩主体的开启数量，避免出现资源浪费的情况。

Description

一种直流充电站

本申请是申请号为201610083799.4、申请日为2016年02月04日、发明创造名称为“智能型直流充电站”的专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及直流充电站领域，尤其涉及一种智能型直流充电站。

背景技术

一般地，一个直流充电站内需要设置一个或多个直流充电桩以应对直流电动汽车扎推充电的情况。

但是，直流充电站的管理者将面临一个难题：如何控制每一个直流充电桩的开启状态。如果全部直流充电桩全部开启但附近需要充电的直流电动汽车不多，将导致很多直流充电桩长期处于无直流电动汽车可充电的空闲状态，浪费一定的电力资源。

相反，如果少量直流充电桩开启但附近需要充电的直流电动汽车很多，将导致很多直流电动汽车排队充电的情况发生，降低了充电效率，给用户带来不好的使用体验。

另外，现有技术中的直流充电桩的结构不够合理，功能较为单一，工作效率低下且浪费了过多不必要的电力能源。

因此，需要一种新型直流充电站，能够改造现有技术中的直流充电桩的结构，提高其工作效率，满足充电用户的各种需求；而且能够在直流充电站内部集成多个汽车类型检测设备和统计设备，以基于电动汽车占据汽车总量的百分比对直流充电站内部开启的直流充电桩的数量进行自适应控制，最大程度地利用了电力资源。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种智能型直流充电站，通过尾气浓度检测设备和射频识别设备分别用于检测直流充电站附近道路的油类汽车数量和汽车数量，并基于检测结果进行直流充电站内直流充电桩开启数量的判断和控制，避免对电力资源的过度浪费；同时，通过对直流充电站内的每一个直流充电桩的结构优化，提高其工作效率。

根据本发明的一方面，提供了一种智能型直流充电站，所述充电站包括尾气浓度检测设备、射频识别设备、凌阳SPCE061A芯片和多个直流充电桩主体，尾气浓度检测设备和射频识别设备用于采集附近道路上的汽车类型，凌阳SPCE061A芯片与尾气浓度检测设备、射频识别设备和多个直流充电桩主体分别连接。

更具体地，在所述智能型直流充电站中，包括：尾气浓度检测设备，设置在射频识别设备的正下方，用于检测射频识别设备附近的尾气浓度，并当尾气浓度大于等于预设浓度阈值时，发出尾气浓度超标信号，预设浓度阈值为能够识别出油类汽车的预设浓度；射频识别设备，设置在直流充电站附近道路的正上方，用于检测过往目标中具有射频识别卡的汽车，在检测到具有射频识别卡的汽车时发出汽车通过信号，射频识别卡为汽车所携带的、集成ETC通行功能的卡片；定时器，用于实时发送计时信号；多个直流充电桩主体，每一个直流充电桩主体包括充电控制设备、输入端电压检测设备、输出端电压电流检测设备、第一整流滤波电路、绝缘栅双极型晶体管IGBT桥、高频变压器、第二整流滤波电路、驱动电路、采样检测电路、均流控制电路、过温保护电路、输入过压欠压保护电路、输出过压过流保护电路和CAN总线通讯接口；第一整流滤波电路与380伏三相交流输入线路连接，用于将380伏三相交流电转换为直流输入电压；IGBT桥与第一整流滤波电路和驱动电路分别连接，用于在驱动电路的驱动控制信号下，将直流输入电压转换为脉宽调制的交流输入电压；高频变压器与IGBT桥连接，用于对交流输入电压进行变压隔离；第二整流滤波电路与高频变压器连接，用于将变压隔离后的电压信号再次进行整流滤波以获得直流脉冲信号，直流脉冲信号用于对电动车的电池组进行充电；驱动电路与凌阳SPCE061A芯片连接，用于接收凌阳SPCE061A芯片发出的IGBT桥控制信号，并基于IGBT桥控制信号确定驱动控制信号；采样检测电路与第二整流滤波电路的输出端和凌阳SPCE061A芯片分别连接，用于对直流脉冲信号进行信号采样以获得直流采样数据；均流控制电路与凌阳SPCE061A芯片连接，用于基于凌阳SPCE061A芯片发送的均流控制信号对电动车的电池组的充电电流进行均流控制；输入端电压检测设备设置在380伏三相交流输入线路上，与凌阳SPCE061A芯片连接，用于检测380伏三相交流输入线路的380伏三相交流电的输入电压，并将输入电压发送给凌阳SPCE061A芯片；输出端电压电流检测设备与第二整流滤波电路的输出端连接，用于检测第二整流滤波电路的输出端处的直流脉冲信号的电压和电流，以作为输出电压和输出电流发送给凌阳SPCE061A芯片；充电控制设备与第一整流滤波电路连接，用于切断或恢复第一整流滤波电路对380伏三相交流电的接收，以实现对相应直流充电桩主体的开启关闭操作；凌阳SPCE061A芯片，与射频识别设备、尾气浓度检测设备、定时器以及每一个直流充电桩主体的充电控制设备分别连接，当接收到汽车通过信号时，汽车数量自加1，当接收到汽车通过信号且接收到尾气浓度超标信号时，油类汽车数量自加1，电动车数量为汽车数量减去油类汽车数量，汽车数量、油类汽车数量和电动车数量每天自动清零，基于电动车数量占据汽车数量的百分比关闭充电站内直流充电桩主体，电动车数量占据汽车数量的百分比越大，关闭的充电站内直流充电桩主体的数量越少；其中，凌阳SPCE061A芯片基于直流采样数据确定均流控制信号，凌阳SPCE061A芯片还与过温保护电路连接，用于为电动车的电池组提供过温保护操作，凌阳SPCE061A芯片还与输入过压欠压保护电路连接，用于为380伏三相交流输入线路提供过压欠压保护操作，凌阳SPCE061A芯片还与输出过压过流保护电路连接，用于为第二整流滤波电路的输出端提供过压过流保护操作。

更具体地，在所述智能型直流充电站中：替换地，采用凌阳SPCE061A芯片的内置定时单元替换定时器。

更具体地，在所述智能型直流充电站中，还包括：显示设备，与凌阳SPCE061A芯片连接，用于显示关闭的充电站内直流充电桩主体的数量。

更具体地，在所述智能型直流充电站中，还包括：控制箱，包括不锈钢材料的外壳。

更具体地，在所述智能型直流充电站中：凌阳SPCE061A芯片设置在控制箱内。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的智能型直流充电站的结构方框图。

附图标记：1尾气浓度检测设备；2射频识别设备；3凌阳SPCE061A芯片；4直流充电桩主体

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的智能型直流充电站的实施方案进行详细说明。

电动汽车充电站与手机充电站和汽车加油站相类似，是一种给电动汽车蓄电池“加电”的系统，可以快速的给电动汽车充电，为电动汽车提供续航能力。电动汽车充电站可以像汽车加油站一样，在沿街商店、街道社区、报刊亭旁、存车棚、投注点等处设置。

每一个电动汽车充电站可以由一个或多个充电桩组成，充电桩作为电动汽车的充电终端，除了为电动汽车提供电力之外，还可以具有定时、充满报警、电脑快充、密码控制、自识别电压、多重保护等功能，这样，一个充电站能够同时为多个电动汽车充电，提高充电的效率。

然而，由于充电桩发展历史较短，积累的经验较少，现有技术中的电动汽车充电站内的充电桩其结构比较粗犷，冗余度高，导致充电效率较为低下，而且提供的辅助功能偏少，给电动汽车的驾驶员带来的用户体验比较差。

同时，现有技术中的电动汽车充电站不具有智能化开关功能，无法根据附近道路的电动汽车具体数量设置自己内部充电桩的开启数量，只能凭借管理者的历史经验手工控制每一个充电桩是否进入省电或关闭状态，这样容易导致在附近道路上行驶的电动汽车很少时，充电站内所有充电桩全部运行，造成电力能源的浪费，或者，在附近道路上行驶的电动汽车很多时，只有少数甚至一个充电桩运行，无法为所有急需充电的电动汽车提供充电服务。

上述问题同样存在于直流电动汽车充电站和交流电动汽车充电站，相应地对应的充电终端分别为直流充电桩和交流充电桩。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种智能型直流充电站，能够改善充电站内部每一个充电桩的结构，增加充电站的充电效果，为直流电动汽车驾驶员提供更好的服务，更重要的是，为直流充电站提供直流充电桩开启数量自动控制功能，从而自动地实现对直流充电站的用电管理，提高了直流充电站的智能化水准。

图1为根据本发明实施方案示出的智能型直流充电站的结构方框图，所述充电站包括尾气浓度检测设备、射频识别设备、凌阳SPCE061A芯片和多个直流充电桩主体，尾气浓度检测设备和射频识别设备用于采集附近道路上的汽车类型，凌阳SPCE061A芯片与尾气浓度检测设备、射频识别设备和多个直流充电桩主体分别连接。

接着，继续对本发明的智能型直流充电站的具体结构进行进一步的说明。

所述充电站包括：尾气浓度检测设备，设置在射频识别设备的正下方，用于检测射频识别设备附近的尾气浓度，并当尾气浓度大于等于预设浓度阈值时，发出尾气浓度超标信号，预设浓度阈值为能够识别出油类汽车的预设浓度。

所述充电站包括：射频识别设备，设置在直流充电站附近道路的正上方，用于检测过往目标中具有射频识别卡的汽车，在检测到具有射频识别卡的汽车时发出汽车通过信号，射频识别卡为汽车所携带的、集成ETC通行功能的卡片。

所述充电站包括：定时器，用于实时发送计时信号。

所述充电站包括：多个直流充电桩主体，每一个直流充电桩主体包括充电控制设备、输入端电压检测设备、输出端电压电流检测设备、第一整流滤波电路、绝缘栅双极型晶体管IGBT桥、高频变压器、第二整流滤波电路、驱动电路、采样检测电路、均流控制电路、过温保护电路、输入过压欠压保护电路、输出过压过流保护电路和CAN总线通讯接口。

第一整流滤波电路与380伏三相交流输入线路连接，用于将380伏三相交流电转换为直流输入电压；IGBT桥与第一整流滤波电路和驱动电路分别连接，用于在驱动电路的驱动控制信号下，将直流输入电压转换为脉宽调制的交流输入电压；高频变压器与IGBT桥连接，用于对交流输入电压进行变压隔离。

第二整流滤波电路与高频变压器连接，用于将变压隔离后的电压信号再次进行整流滤波以获得直流脉冲信号，直流脉冲信号用于对电动车的电池组进行充电；驱动电路与凌阳SPCE061A芯片连接，用于接收凌阳SPCE061A芯片发出的IGBT桥控制信号，并基于IGBT桥控制信号确定驱动控制信号。

采样检测电路与第二整流滤波电路的输出端和凌阳SPCE061A芯片分别连接，用于对直流脉冲信号进行信号采样以获得直流采样数据；均流控制电路与凌阳SPCE061A芯片连接，用于基于凌阳SPCE061A芯片发送的均流控制信号对电动车的电池组的充电电流进行均流控制。

输入端电压检测设备设置在380伏三相交流输入线路上，与凌阳SPCE061A芯片连接，用于检测380伏三相交流输入线路的380伏三相交流电的输入电压，并将输入电压发送给凌阳SPCE061A芯片；输出端电压电流检测设备与第二整流滤波电路的输出端连接，用于检测第二整流滤波电路的输出端处的直流脉冲信号的电压和电流，以作为输出电压和输出电流发送给凌阳SPCE061A芯片。

充电控制设备与第一整流滤波电路连接，用于切断或恢复第一整流滤波电路对380伏三相交流电的接收，以实现对相应直流充电桩主体的开启关闭操作。

所述充电站包括：凌阳SPCE061A芯片，与射频识别设备、尾气浓度检测设备、定时器以及每一个直流充电桩主体的充电控制设备分别连接，当接收到汽车通过信号时，汽车数量自加1，当接收到汽车通过信号且接收到尾气浓度超标信号时，油类汽车数量自加1，电动车数量为汽车数量减去油类汽车数量，汽车数量、油类汽车数量和电动车数量每天自动清零，基于电动车数量占据汽车数量的百分比关闭充电站内直流充电桩主体，电动车数量占据汽车数量的百分比越大，关闭的充电站内直流充电桩主体的数量越少。

其中，凌阳SPCE061A芯片基于直流采样数据确定均流控制信号，凌阳SPCE061A芯片还与过温保护电路连接，用于为电动车的电池组提供过温保护操作，凌阳SPCE061A芯片还与输入过压欠压保护电路连接，用于为380伏三相交流输入线路提供过压欠压保护操作，凌阳SPCE061A芯片还与输出过压过流保护电路连接，用于为第二整流滤波电路的输出端提供过压过流保护操作。

可选地，在所述智能型直流充电站中：替换地，采用凌阳SPCE061A芯片的内置定时单元替换定时器；还包括：显示设备，与凌阳SPCE061A芯片连接，用于显示关闭的充电站内直流充电桩主体的数量；还包括：控制箱，包括不锈钢材料的外壳；以及可以将凌阳SPCE061A芯片设置在控制箱内。

另外，滤波器，顾名思义，是对波进行过滤的器件。“波”是一个非常广泛的物理概念，在电子技术领域，“波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用，被转换为电压或电流的时间函数，称之为各种物理量的时间波形，或者称之为信号。因为自变量时间是连续取值的，所以称之为连续时间信号，又习惯地称之为模拟信号。

随着数字式电子计算机技术的产生和飞速发展，为了便于计算机对信号进行处理，产生了在抽样定理指导下将连续时间信号变换成离散时间信号的完整的理论和方法。也就是说，可以只用原模拟信号在一系列离散时间坐标点上的样本值表达原始信号而不丢失任何信息，波、波形、信号这些概念既然表达的是客观世界中各种物理量的变化，自然就是现代社会赖以生存的各种信息的载体。信息需要传播，靠的就是波形信号的传递。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变，甚至是在相当多的情况下，这种畸变还很严重，导致信号及其所携带的信息被深深地埋在噪声当中了。为了滤除这些噪声，恢复原本的信号，需要使用各种滤波器进行滤波处理。

采用本发明的智能型直流充电站，针对现有技术无法提高直流充电站整体的电能利用率的技术问题，首先，通过改良充电站内每一个直流充电桩的内部结构，提高单个直流充电桩的工作性能和节能效率，其次，通过引入高精度的汽车类型检测设备，并基于检测结果进行分析，确定附近道路上电动汽车占据汽车总量的百分比，基于上述百分比进行充电站自动控制开启充电桩数量的自动化控制，从而解决了上述技术问题。

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 (8)

1.一种直流充电站，其特征在于，所述充电站包括尾气浓度检测设备、射频识别设备、凌阳SPCE061A芯片、定时器和多个直流充电桩主体，凌阳SPCE061A芯片与尾气浓度检测设备、射频识别设备、定时器和多个直流充电桩主体分别连接，射频识别设备设置在直流充电站附近道路的正上方，尾气浓度检测设备设置在射频识别设备的正下方；

所述尾气浓度检测设备用于检测所述射频识别设备附近的尾气浓度，并当尾气浓度大于等于预设浓度阈值时，发出尾气浓度超标信号；

所述射频识别设备用于检测过往目标中具有射频识别卡的汽车，在检测到具有射频识别卡的汽车时发出汽车通过信号；

所述定时器，用于实时发送计时信号；

当所述凌阳SPCE061A芯片接收到汽车通过信号时，汽车数量自加1，当所述凌阳SPCE061A芯片接收到汽车通过信号且接收到尾气浓度超标信号时，油类汽车数量自加1，电动车数量为汽车数量减去油类汽车数量，所述凌阳SPCE061A芯片基于检测到的直流充电站附近道路的油类汽车数量和电动车数量，控制直流充电站内直流充电桩开启的数量。

2.根据权利要求1所述的直流充电站，其特征在于，每一个所述直流充电桩主体包括充电控制设备、输入端电压检测设备、输出端电压电流检测设备、第一整流滤波电路、绝缘栅双极型晶体管IGBT桥、高频变压器、第二整流滤波电路、驱动电路、采样检测电路、均流控制电路、过温保护电路、输入过压欠压保护电路、输出过压过流保护电路；

第一整流滤波电路与380伏三相交流输入线路连接，绝缘栅双极型晶体管IGBT桥与第一整流滤波电路和驱动电路分别连接，高频变压器与绝缘栅双极型晶体管IGBT桥连接，第二整流滤波电路与高频变压器连接，驱动电路与凌阳SPCE061A芯片连接，采样检测电路与第二整流滤波电路的输出端和凌阳SPCE061A芯片分别连接，均流控制电路与凌阳SPCE061A芯片连接，输入端电压检测设备设置在380伏三相交流输入线路上并与凌阳SPCE061A芯片连接，输出端电压电流检测设备与第二整流滤波电路的输出端连接，充电控制设备与第一整流滤波电路连接，凌阳SPCE061A芯片，与每一个直流充电桩主体的充电控制设备分别连接；

其中，凌阳SPCE061A芯片基于直流采样数据确定均流控制信号，凌阳SPCE061A芯片还与过温保护电路、输入过压欠压保护电路、输出过压过流保护电路分别连接。

3.根据权利要求1所述的直流充电站，其特征在于，所述尾气浓度检测设备的预设浓度阈值为能够识别出油类汽车的预设浓度。

4.根据权利要求1所述的直流充电站，其特征在于，所述射频识别卡为汽车所携带的、集成ETC通行功能的卡片。

5.根据权利要求1所述的直流充电站，其特征在于，所述凌阳SPCE061A芯片可内置定时单元。

6.根据权利要求1所述的直流充电站，其特征在于，所述直流充电站还包括显示设备，所述与显示设备凌阳SPCE061A芯片连接。

7.根据权利要求1所述的直流充电站，其特征在于，所述直流充电站还包括控制箱，所述控制箱包括不锈钢材料的外壳。

8.根据权利要求7所述的直流充电站，其特征在于，所述凌阳SPCE061A芯片设置在所述控制箱内。