CN108539828A - 电动车充电电路和电动车充电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于充电技术领域，提供了一种电动车充电电路和电动车充电设备，电动车充电电路包括传感器模块、物联网模块、主控模块、闭环插入检测电路和输出控制模块；传感器模块的输出端和闭环插入检测电路的输出端与主控模块的第一输入端共接，主控模块的第二输入输出端与输出控制模块的第一输入输出端连接，输出控制模块的第二输入端与外部供电设备连接，输出控制模块的第二输出端与电动车设备连接；物联网模块的输入输出端与主控模块的第三输入输出端连接；闭环插入检测电路的输入端与输出控制模块的第三输出端连接。通过本发明能够解决电动车设备进行充电时，电动车充电电路发生异常情况时不能及时处理的问题。

Description

电动车充电电路和电动车充电设备
技术领域
本发明属于充电技术领域，尤其涉及一种电动车充电电路和电动车充电设备。
背景技术
随着我国经济迅猛的发展，交通工具也有很大的改善，电动车作为近几年新发展起来的新型交通工具，具有轻便、环保、经济等很多其他交通工具所不具备的优点。安全环保的电动车代替摩托车，在中国城市交通压力和环境保护压力已至极点的情况下，已是一个不容再争辩的国家产业导向；同时随着中国城乡路建、路况的日新完善，效率更好经济实用的电动自行车代替传统自行车也已是一个不可逆转的市场需求趋势。顾名思义，电动车需要电力维持工作，而电动车充电设备是一种“加电”的设备，其实质是通过使用一种可以充放电的电池，给电动自行车、电动汽车、老年代步车等供电。
然而，现有的电动车充电设备进行充电时，如果发生漏电、短路等异常情况不能及时有效的处理，从而可能导致设备损坏、外部过热起火等事故。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种电动车充电电路和电动车充电设备，以解决现有技术中电动车充电设备进行充电时，如果发生漏电、短路等异常情况不能及时处理的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种电动车充电电路，应用于电动车充电设备，所述电动车充电电路包括传感器模块、物联网模块、主控模块、闭环插入检测电路和输出控制模块；
所述传感器模块的输出端和所述闭环插入检测电路的输出端与所述主控模块的第一输入端共接，所述主控模块的第二输入输出端与所述输出控制模块的第一输入输出端连接，所述输出控制模块的第二输入端与外部供电设备连接，所述输出控制模块的第二输出端与电动车设备连接；
所述物联网模块的输入输出端与所述主控模块的第三输入输出端连接；
所述闭环插入检测电路的输入端与所述输出控制模块的第三输出端连接；
所述传感器模块检测所述电动车设备的充电环境数据；
所述闭环插入检测电路检测所述输出控制模块和所述外部供电设备的连接状态；
所述主控模块或所述物联网模块根据所述传感器模块和闭环插入检测电路中的数据控制所述输出控制模块的工作状态。
结合本发明第一方面，本发明第一方面的第一实施方式中，所述电动车充电电路还包括闭环电流反馈电路；
所述闭环电流反馈电路的输出端、所述传感器模块的输出端和所述闭环插入检测电路的输出端与所述主控模块的第一输入端共接；
所述闭环电流反馈电路的输入端和所述闭环插入检测电路的输入端与所述输出控制模块的第三输出端共接；
所述闭环电流反馈电路检测所述输出控制模块中的实际输出电流；
所述主控模块或所述物联网模块，还根据所述输出控制模块中的实际输出电流制所述输出控制模块的工作状态。
本发明第一方面的第一实施方式中，所述电流闭环反馈电路包括电流感应单元；
所述电流感应单元的输入端构成所述闭环电流反馈电路的输入端，与所述输出控制模块的第三输入端连接；
所述电流感应单元的输出端与构成所述闭环电流反馈电路的输出端，与所述输出控制模块的第一输入输出端连接。
本发明第一方面的第一实施方式中，所述电流闭环反馈电路还包括运算放大单元和滤波单元；
所述运算放大单元的输入端与所述电流感应单元的输出端连接；
所述滤波单元的输出端与所述主控模块的输入端连接。
结合本发明第一方面，本发明第一方面的第二实施方式中，物联网模块还与终端设备连接；
所述终端设备获取所述输出控制模块的实际输出电流。
本发明第一方面的第二实施方式中，所述终端设备包括便携式电子设备或台式电脑。
本发明第一方面的第二实施方式中，所述物联网模块包括通讯单元和云服务器；
所述通讯单元与所述云服务器连接，所述通讯单元的输入输出端构成所述物联网模块的输入输出端，与所述主控模块的第三输入输出端连接；
所述终端设备与所述云服务器连接。
本发明第一方面的第二实施方式中，所述通讯单元包括GSM/GPRS/4G/5G/NBIOT芯片、ZigBee芯片、蓝牙芯片或Wi-Fi芯片。
结合本发明第一方面，本发明第一方面的第三实施例中，所述电动车充电电路还包括电流保护电路；
所述电流保护电路的输入端与所述外部供电设备连接，所述电流保护电路的输出端与所述输出控制模块的第二输入端连接。
本发明实施例的第二方面提供了一种电动车充电设备，所述电动车充电设备包括上述的电动车充电电路。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例通过在电动车充电设备中加入包括感器模块、物联网模块、主控模块、闭环插入检测电路和输出控制模块的电动车充电电路，从而实现了实时监测电动车充电设备充电过程中的充电环境，以及输出控制模块和外部供电设备的连接状况，既避免了电动车充电电流发生漏电，又使得电动车充电设备能够及时控制其向电动车设备输出的输出电流，从而有效的保护电动车设备进行的充电过程，防止了意外事故的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的电动车充电电路的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的另一电动车充电电路的结构示意图；
图3是本发明实施例二提供的电动车充电电路的结构示意图；
图4是本发明实施例二提供的电动车充电电路的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一
如图1所示，本实施例提供另一种电动车充电电路100，应用于电动车充电设备，所述电动车充电电路100包括传感器模块10、物联网模块20、主控模块30、闭环插入检测电路40和输出控制模块50。
本实施例提供的电动车充电电路100中各模块的连接关系如下：
传感器模块10的输出端和闭环插入检测电路40的输出端与主控模块30的第一输入端共接，主控模块30接收传感器模块10和闭环插入检测电路40中的检测数据；主控模块30的第二输入输出端与输出控制模块50的第一输入输出端连接，输出控制模块50接入主控模块30中的信号，输出控制模块50的第二输入端与外部供电设备200连接，输出控制模块50的第二输出端与电动车设备300连接，电动车设备300和外部供电设备200之间的电性连接关系，以及输出电流的大小由输出控制模块50控制；物联网模块20的输入输出端与主控模块30的第三输入输出端连接，主控模块30还接入物联网模块20中的指令；闭环插入检测电路40的输入端与输出控制模块50的第三输出端连接，闭环插入检测电路接入输出控制模块50输出的电流，并对电动车设备300进行闭环插入检测；
在本实施例中，传感器模块，用于检测电动车充电设备的充电环境数据；其中，充电环境数据包括电动车设备在充电过程中的温度数据、湿度数据和电荷量等。
在具体应用中，传感器模块可以为任意的，能够获取充电环境数据的传感器或传感器组，例如温湿度传感器。在本实施例中，可以通过温湿度传感器中检测的充电环境数据确定当前电动车充电设备的充电环境；由于温湿度传感器中的热敏电阻在一定的测量功率下，电阻值会随着温度上升而迅速下降，因此可通过测量其电阻值来确定相应的温度，主控模块中接收传感器模块中的电阻值数据，从而得到当前充电环境的温度，以此判断当前充电环境是否安全。
在本实施例中，闭环插入检测电路，用于检测输出控制模块和外部供电设备的连接状况。闭环插入检测电路通过检测输出控制模块中的输出电流，从而确定输出控制模块是否接入了外部供电设备所输出的电流，即电动车充电设备是否接入外部供电设备。
在具体应用中，闭环插入检测电路可以为任意的，能检测输出控制模块和外部供电设备的连接状况的电路或电子元器件，例如状态测量电路。
在本实施例中，主控模块或物联网模块，用于根据传感器模块和闭环插入检测电路中的数据控制输出控制模块的工作状态。
在具体应用中，主控模块接收传感器模块以及物联网模块中的数据，此数据具体可以为传感器模块中所检测的充电环境数据(如温度和湿度)，还可以为物联网模块中所产生的指令(如开启输出控制模块或关闭输出控制模块)，并根据上述的充电环境数据以及物联网模块中所产生的指令，生成控制输出控制模块的信号，以控制输出模块的工作状态。
在具体应用中，主控模块可以是任意的，能够实现数据计算、传输电路控制指令的电路结构或电子元器件，例如单片机、微控制器组成的嵌入式系统等。在本实施例中，主控模块采用STM32微控制器组成的嵌入式系统。
在一个实施例中，物联网模块还可以和终端设备连接，终端设备由此接入主控模块向物联网模块所发送的，传感器模块中所检测的充电环境数据以及闭环插入检测电路所检测的数据，从而控制输出控制模块中的实际输出。其中，闭环插入检测电路所检测的数据为，输出控制模块是否接入了外部供电设备所输出的电流。
在具体应用中，物联网模块包括通讯单元和云服务器，通讯单元与云服务器连接，通讯单元接入云服务器中的信号；通讯单元的输入输出端构成物联网模块的输入输出端，与主控模块的第三输入输出端连接，主控模块接入通讯单元的信号，即用户在终端操作，通过云服务器所发出的信号。
在具体应用中，终端设备可以包括但不限于便携式电子设备或台式电脑；通讯单元可以为任意的能够建立主控模块与云服务器通信关系的物联网芯片，例如GSM(GlobalSystem for Mobile Communication，全球移动通信系统)/GPRS(General Packet RadioService，通用分组无线服务技术)芯片
/4G/5G/NBIOT/ZigBee(无线个域网)芯片、蓝牙芯片或Wi-Fi(无线局域网)芯片。
在具体应用中，由于云服务器是可以提供基础云计算服务的服务器，因此，根据主控模块接收传感器模块以及物联网模块中的数据，可以通过物联网模块控制输出控制模块的工作状态；也可以通过主控模块控制输出控制模块的工作状态。
如图2所示，本实施例所提供的电动车充电电路100还可以包括电流保护电路60。
在实施例中，电动车充电电路100各模块与电流保护电路60的连接关系如下：
电流保护电路60的输入端与外部供电设备连接，电流保护电路60的输出端与输出控制模块50的第二输入端连接。
在具体应用中，电流保护电路可以为任意的在电路电流过大或出现漏电情况下，自动令电路开路进行保护的电子开关或元器件，例如空气开关和漏电保护器等。
本实施例所提供的电动车充电设备的工作原理如下：
当电动车充电设备工作时，传感器模块、闭环电流反馈电路实时监测电动车充电电路的工作状态，获得充电环境数据，以及判断电动车充电设备是否接入外部供电电源。以传感器模块中的所监测的其热敏电阻的温度为例，当电动车充电电路温度过高时，则主控模块中所获得传感器模块中的电阻阻值变小，上述传感器模块中的电阻阻值小至预设的阻值时，主控模块控制输出控制模块开路，以使外部供电设备不向电动车设备供电，从而保护了电动车充电设备及电动车设备，防止意外。同时，用户通过包括终端以及云端服务器的物联网模块获得主控模块中所得到的数据，且用户可以通过包括终端以及云端服务器的物联网模块向主控模块发送指令，控制输出控制模块开路或通路。
本实施例提供的电动车充电电路包括传感器模块、物联网模块、主控模块、闭环插入检测电路和输出控制模块；一方面，通过传感器模块和物联网控制模块实时监测电动车充电电路的充电环境，有效地限制了电动车充电设备的输出电流并将输出电流上传到腾讯云端，且提供了有效的保护及电路关断措施；一方面通过闭环检测电路监测电动车充电设备与外部供电设备的接入情况，避免电动车充电设备工作时发生漏电；另一方面还通过电流保护电路实现电动车充电设备的短路、过流保护。
实施例二
如图3所示，在本实施例中，实施例一所提供的电动车充电电路100还包括闭环电流反馈电路70。
在本实施例提供的电动车充电电路100中，闭环电流反馈电路70与实施例一中各模块的连接关系如下：
闭环电流反馈电路70的输出端、传感器模块10的输出端和闭环插入检测电路40的输出端与主控模块30的第一输入端共接；
闭环电流反馈电路70的输入端和闭环插入检测电路40的输入端与输出控制模块50的第三输出端共接。
在本实施例中，闭环电流反馈电路，用于检测输出控制模块中的实际输出电流。
如图4所示，本实施例所提供的电动车充电电路100中，电流闭环反馈电路70包括电流感应单元71。
在本实施例中，电流感应单元71与电动车充电电路100中其它模块的连接关系如下：
电流感应单元71的输入端构成闭环电流反馈电路70的输入端，与输出控制模块50的第三输入端连接；电流感应单元71的输出端与构成闭环电流反馈电路70的输出端，与输出控制模块50的第一输入输出端连接。
在具体应用中，电流感应单元可以为任意的，能够从电路的输出中获取感应电流并分别输出的电路结构或电子元器件，例如电流互感器和电流感应器等。在本实施例中，将电流互感器作为电流感应单元，以实现电流感应单元的功能；在电动车充电设备的工作过程中，通过电流互感器，能够把数值较大的电流控制模块中输出的一次电流转换为数值较小的二次电流，保证后续主控模块对电流的安全测量。
在一个实施例中，电流闭环反馈电路还包括运算放大单元和滤波单元；运算放大单元的输入端与电流感应单元的输出端连接；滤波单元的输出端与主控模块的输入端连接。
在具体应用中，对电流感应单元中所输出的感应电流进行放大和整流滤波处理，以使输出至主控模块中的感应电流稳定，便于主控模块根据感应电流计算电流控制模块的实际输出电流。
本实施例提供的电动车充电电路包括感器模块、物联网模块、主控模块、闭环插入检测电路、电流闭环反馈电路和输出控制模块，从而实现了实时监测电动车充电设备充电过程中的充电环境、输出控制模块的输出电流以及输出控制模块和外部供电设备的连接状况，既避免了电动车充电电流发生漏电，又使得电动车充电设备能够及时控制其向电动车设备输出的输出电流，从而有效的保护电动车充电设备的充电过程，防止了意外事故的发生。
本发明实施例还提供一种电动车充电设备，所述电动车充电设备包括上述实施例一和实施例二中的电动车充电电路。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动车充电电路，其特征在于，应用于电动车充电设备，所述电动车充电电路包括传感器模块、物联网模块、主控模块、闭环插入检测电路和输出控制模块；
所述传感器模块的输出端和所述闭环插入检测电路的输出端与所述主控模块的第一输入端共接，所述主控模块的第二输入输出端与所述输出控制模块的第一输入输出端连接，所述输出控制模块的第二输入端与外部供电设备连接，所述输出控制模块的第二输出端与电动车设备连接；
所述物联网模块的输入输出端与所述主控模块的第三输入输出端连接；
所述闭环插入检测电路的输入端与所述输出控制模块的第三输出端连接；
所述传感器模块检测所述电动车设备的充电环境数据；
所述闭环插入检测电路检测所述输出控制模块与所述外部供电设备的连接状态；
所述主控模块或所述物联网模块根据所述传感器模块和闭环插入检测电路中的数据控制所述输出控制模块的工作状态。
2.如权利要求1所述的电动车充电电路，其特征在于，所述电动车充电电路还包括闭环电流反馈电路；
所述闭环电流反馈电路的输出端、所述传感器模块的输出端和所述闭环插入检测电路的输出端与所述主控模块的第一输入端共接；
所述闭环电流反馈电路的输入端和所述闭环插入检测电路的输入端与所述输出控制模块的第三输出端共接；
所述闭环电流反馈电路检测所述输出控制模块中的实际输出电流；
所述主控模块或所述物联网模块，还根据所述输出控制模块中的实际输出电流制所述输出控制模块的工作状态。
3.如权利要求2所述的电动车充电电路，其特征在于，所述电流闭环反馈电路包括电流感应单元；
所述电流感应单元的输入端构成所述闭环电流反馈电路的输入端，与所述输出控制模块的第三输入端连接；
所述电流感应单元的输出端与构成所述闭环电流反馈电路的输出端，与所述输出控制模块的第一输入输出端连接。
4.如权利要求3所述的电动车充电电路，其特征在于，所述电流闭环反馈电路还包括运算放大单元和滤波单元；
所述运算放大单元的输入端与所述电流感应单元的输出端连接；
所述滤波单元的输出端与所述主控模块的输入端连接。
5.如权利要求1所述的电动车充电电路，其特征在于，所述物联网模块还与终端设备连接；
所述终端设备获取所述输出控制模块的实际输出电流。
6.如权利要求5所述的电动车充电电路，其特征在于，所述终端设备包括便携式电子设备或台式电脑。
7.如权利要求5或6任一项所述的电动车充电电路，其特征在于，所述物联网模块包括通讯单元和云服务器；
所述通讯单元与所述云服务器连接，所述通讯单元的输入输出端构成所述物联网模块的输入输出端，与所述主控模块的第三输入输出端连接；
所述终端设备与所述云服务器连接。
8.如权利要求7所述的电动车充电电路，其特征在于，所述通讯单元包括GSM/GPRS/4G/5G/NBIOT芯片、ZigBee芯片、蓝牙芯片或Wi-Fi芯片。
9.如权利要求1所述的电动车充电电路，其特征在于，所述电动车充电电路还包括电流保护电路；
所述电流保护电路的输入端与所述外部供电设备连接，所述电流保护电路的输出端与所述输出控制模块的第二输入端连接。
10.一种电动车充电设备，其特征在于，所述电动车充电设备包括如权利要求1至9任一项所述的电动车充电电路。
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