CN110171307A - 一种电动车交流充电器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动车交流充电器,解决的是充电方式单一、不能兼顾单相和三相充电的技术问题,通过采用所述电动车交流充电器兼容单相充电和三相充电,主板包括与供电插头连接的辅助电源模块,与辅助电源模块连接的通断控制模块;所述供电插头包括零线输入N_IN、三个火线输入,车端插头对应有零线输出,三个火线输出,供电插头与车端插头之间还连接有保护接地线PE;所述辅助电源模块包括电压转换模块,以零线输入N_IN和三个火线输入为输入,输出目标电压;所述通断控制模块连接有主控制器用于控制三个火线输入和三个火线输出的通断完成单相充电和三相充电之间的切换的技术方案,较好的解决了该问题,可用于电动车中。
Description
技术领域
本发明涉及电动车领域,具体涉及一种电动车交流充电器。
背景技术
电动车,即电力驱动车,又名电驱车。电动车分为交流电动车和直流电动车。通常说的电动车是以电池作为能量来源,通过控制器、电机等部件,将电能转化为机械能运动,以控制电流大小改变速度的车辆。电动车充电器是专门为电动自行车的电瓶配置的一个充电设备。充电器的分类:用有、无工频变压器区分,可分为两大类。货运三轮充电器一般使用带工频变压器的充电机,体积大、重量大、费电,但是可靠,便宜;电动自行车和电摩则使用所谓开关电源式充电器,省电,效率高,但是易坏。开关电源式充电器的正确操作是:充电时,先插电池,后加市电;充足后,先切断市电,后拔电池插头。如果在充电时先拔电池插头,特别是充电电流大时,非常容易损坏充电器。
常用的开关电源式充电器又分半桥式和单激式两大类,单激类又分为正激式和反激式两类。半桥式成本高,性能好,常用于带负脉冲的充电器;单激式成本低,市场占有率高。
目前主流的电动汽车的充电方式有:直流充电桩,交流充电桩,便携式交流充电器,壁挂式交流充电器。仅提供单相充电。本发明提供兼容单相和三相充电的电动车充电器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的充电方式单一、不能兼顾单相和三相充电的技术问题。提供一种新的电动车充电器,该电动车充电器具有兼容单相和三相充电的特点。
为解决上述技术问题,采用的技术方案如下:
一种电动车交流充电器,所述电动车交流充电器包括主板、供电插头以及车端插头,所述电动车交流充电器兼容单相充电和三相充电,主板包括与供电插头连接的辅助电源模块,与辅助电源模块连接的通断控制模块;
所述供电插头包括零线输入N_IN、火线L1输入L1_IN、火线L2输入 L2_IN、火线L3输入L3_IN,车端插头对应有零线输出,火线输出L1、火线 L2输出L2_OUT、火线L3输出L3_OUT,供电插头与车端插头之间还连接有保护接地线PE;
所述辅助电源模块包括电压转换模块,以零线输入N_IN和火线L1输入 L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN为输入,输出目标电压;
所述通断控制模块连接有主控制器用于控制火线L1输入L1_IN、火线L2 输入L2_IN、火线L3输入L3_IN和火线输出L1、火线L2输出L2_OUT、火线L3输出L3_OUT完成单相充电和三相充电之间的切换。
本发明的工作与原理:本发明中,三相的充电速度是单相的3倍。辅助电源模块,以零线输入N_IN和火线L1输入L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线 L3输入L3_IN为输入,产生其他各个模块所需的电源,可包括15V、12V、 5V、3.3V、2.5V以及-12V。通过主控制器控制通断控制模块内的继电器,完成对于3个火线L1输入和3个火线L1输出的通断控制,实现单相充电和三相充电的切换,实现单相充电与三相充电的融合。通断控制模块,接收主控制器的控制信号,控制内部继电器的通断,从而控制了零线输入N_IN、火线L1 输入L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN和零线输出N_OUT、火线L1输出L1_OUT、火线L2输出L2_OUT、火线L3输出L3_OUT的接通和断开。
上述方案中,为优化,进一步地,所述供电插头的零线输入N_IN、火线 L1输入L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN共同连接有剩余电流检测模块,剩余电流检测模块输出了连接到主控制器。
进一步地,所述供电插头的火线L1输入L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN均连接到一个电压电流采样模块,电压电流采样模块的输出连接有计量模块,计量模块的输出连接到主控制器。
进一步地,所述主控制器通过电流控制模块控制车端插头的电流输出。
进一步地,所述主控器还连接有检测电动车交流充电器实时温度的温度检测模块。
进一步地,所述主控器还连接有显示模块,显示模块用于显示电动车交流充电器的充电状态。
进一步地,所述主控制器还提供预约充电功能,使用定时器延时实现。
剩余电流检测模块,通过剩余电流检测装置,检测剩余电流,经过调理为可检测的模拟信号,最后输入到主控制器。计量模块,采样电压电流采样模块输出的电压电流信号,然后计算出电压、电流、功率、电能,通过SPI协议输出到主控制器。电压电流采样模块通过电流互感器分别采样火线L1输入 L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN上的电流,直接采样火线 L1输入L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN的电压,并调理为计量模块可检测的模拟信号,输出给主控制器。电流控制模块,将主控制器输出的PWM信号调理为电动汽车能识别的信号,控制电动汽车的充电电流。显示模块,实时显示充电信息,包括电压、电流、功率、电能、状态、充电时间、充电电流设定值、预约时间设定值、温度、电源相数。LED模块,按照系统状态,显示对应的样式和颜色。温度检测模块,检测充电器温度,并调理为主控制器可检测的模拟信号,最后输入到主控制器。另设置充电时间预约按键,可以预约充电开始时间,比如2个小时后开始充电。充电电流预设按键,可以设定电动汽车充电电流。
本发明的有益效果:本发明提供的电动车交流充电器能够兼容单相充电和多项充电,同时实现了充电时间预约、充电电流预约等功能。在充电过程中,可以实时显示充电状态,并根据交流充电器的自身温度实现充电效率调节,避免出现过温现象。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1,实施例1中的电动车交流充电器原理图。
图2,实施例1中的电动车交流充电器电路示意图。
图3,实施例1中的电动车交流充电器的辅助电源电路示意。
图4,实施例1中的电动车交流充电器的辅助电源电路示意。
图5,实施例1中的电动车交流充电器的辅助电源电路示意。
图6,实施例1中的电动车交流充电器的辅助电源电路示意。
图7,实施例1中的电动车交流充电器的电压电流采样模块第一部分示意图。
图8,实施例1中的电动车交流充电器电压电流采样模块第二部分示意图。
图9,实施例1中的电动车交流充电器计量模块示意图。
图10,实施例1中的电动车交流充电器剩余电流检测模块示意图。
图11,实施例1中的电动车交流充电器通断控制模块示意图。
图12,实施例1中的电动车交流充电器温度检测模块示意图。
图13,实施例1中的电动车交流充电器主控制器示意图。
图14,实施例1中的电动车交流充电器显示模块示意图。
图15,实施例1中的电动车交流充电器充电电流预设案件和充电时间预约按键示意图。
图16,实施例1中的电动车交流充电器的LED模块第一部分示意图。
图17,实施例1中的电动车交流充电器的LED模块第二部分示意图。
图中:
101-供电插头,102-车端插头,201-辅助电源模块,202-剩余电流检测模块,203-计量模块,204-电压电流采样模块,205-通断控制模块,206-主控制器,207-电流控制模块,208-显示模块,209-LED模块,210-温度检测模块, 211-充电时间预约按键,212-充电电流预设按键,301-剩余电流检测装置,302- 第一电流互感器,303-第二电流互感器,304-第三电流互感器,401-零线输入 N_IN,402-火线L1输入L1_IN,403-火线L2输入L2_IN,404-火线L3输入 L3_IN,405-零线输出N_OUT,406-火线L1输出L1_OUT,407-火线L2输出 L2_OUT,408-火线L3输出L3_OUT,409-保护接地线PE,501-CP线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种电动车交流充电器,如图1和图2,所述电动车交流充电器包括主板、供电插头101以及车端插头102,所述电动车交流充电器兼容单相充电和三相充电,主板包括与供电插头101连接的辅助电源模块201,与辅助电源模块201连接的通断控制模块205;
所述供电插头101包括零线输入N_IN、火线L1输入L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN,车端插头102对应有零线输出,火线输出L1、火线L2输出L2_OUT、火线L3输出L3_OUT,供电插头101与车端插头102 之间还连接有保护接地线PE409;
所述辅助电源模块201包括电压转换模块,以零线输入N_IN401和火线 L1输入L1_N402为输入,输出目标电压;
所述通断控制模块205连接有主控制器206用于控制火线L1输入L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN和火线输出L1、火线L2输出L2_OUT、火线L3输出L3_OUT完成单相充电和三相充电之间的切换。
本实施例的通断控制模块205如图11,由继电器以及外围电路构成。主控制器206如图13。
本实施例中辅助电源模块201,以零线输入N_IN401和火线L1输入 L1_N402为输入,产生其他各个模块所需的电源,包括15V、12V、5V、3.3V、 2.5V以及-12V。通过主控制器206控制通断控制模块205内的继电器,完成对于3个火线L1输入和3个火线L1输出的通断控制,实现单相充电和三相充电的切换,实现单相充电与三相充电的融合。通断控制模块205,接收主控制器206的控制信号,控制内部继电器的通断,从而控制了零线输入N_IN401、火线L1输入L1_N402、火线L2输入L2_IN403、火线L3输入L3_IN404和零线输出N_OUT405、火线L1输出L1_OUT406、火线L2输出L2_OUT407、火线L3输出L3_OUT408的接通和断开。
辅助电源模块201的电路图如图3-图6,分别可转换电压为3.3V,-12V, 12V,5V。
具体地,进一步地,所述供电插头101的零线输入N_IN、火线L1输入 L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN共同连接有剩余电流检测模块202,剩余电流检测模块202输出了连接到主控制器206。剩余电流检测模块202的电路示意图如图10。
具体地,所述供电插头101的火线L1输入L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN均连接到一个电压电流采样模块204,电压电流采样模块 204的输出连接有计量模块203,计量模块203的输出连接到主控制器206。电压电流采样模块204的电路示意图如图7和图8。计量模块203的电路示意图如图9。
具体地,所述主控制器206通过电流控制模块207控制车端插头102的电流输出,通过电流控制模块207与车端插头102通过CP线501连接。
具体地,所述主控器还连接有检测电动车交流充电器实时温度的温度检测模块210,温度检测模块210如图12。
具体地,所述主控器还连接有显示模块208,显示模块208如图14,用于显示电动车交流充电器的充电状态。
具体地,所述主控制器206还提供预约充电功能,使用定时器延时实现。预约充电可以使电流预设或时间预约,通过如图15的电路实现。
本实施例还提供如图16、图17的LED模块209,用于显示交流充电器不同状态下对应的表征颜色。
本实施例的剩余电流检测模块202,通过剩余电流检测装置301,检测剩余电流,经过调理为可检测的模拟信号,最后输入到主控制器206。计量模块 203,采样电压电流采样模块204输出的电压电流信号,然后计算出电压、电流、功率、电能,通过SPI协议输出到主控制器206。电压电流采样模块204 通过电流互感器分别采样火线L1输入L1_N402、火线L2输入L2_IN403、火线L3输入L3_IN404上的电流,直接采样火线L1输入L1_N402、火线L2输入L2_IN403、火线L3输入L3_IN404的电压,并调理为计量模块203可检测的模拟信号,输出给主控制器206。电流控制模块207,将主控制器206输出的PWM信号调理为电动汽车能识别的信号,控制电动汽车的充电电流。显示模块208,实时显示充电信息,包括电压、电流、功率、电能、状态、充电时间、充电电流设定值、预约时间设定值、温度、电源相数。LED模块209,按照系统状态,显示对应的样式和颜色。温度检测模块210,检测充电器温度,并调理为主控制器206可检测的模拟信号,最后输入到主控制器206。另设置充电时间预约按键211,可以预约充电开始时间,比如2个小时后开始充电。充电电流预设按键212,可以设定电动汽车充电电流。
本实施例过程:将供电插头101插到电源插座,充电器开始工作,用户通过充电电流预设按键212设置充电电流,通过充电时间预约按键211设置预约充电时间,并通过显示模块208显示,然后将车端插头102插入适配的电动汽车的插座,如果预约充电时间为0,并且车端确认,那么通断控制模块205内部的继电器打开,零线输入N_IN和零线输出、火线L1输入L1_N402和火线 L1输出L1_OUT406、火线L2输入L2_IN403和火线L2输出L2_OUT407、火线L3输入L3_IN404和火线L3输出L3_OUT408接通,充电开始,如果预约充电时间不为0,比如2,那么插上车端插座后,2个小时后充电才会开始;
同时,充电器开始工作后,主控制器206通过剩余电流检测装置301和第一电流互感器302、第二电流互感器303、第三电流互感器检测剩余电流,当剩余电流达到预设的响应值如IEC62752中要求响应的值时,主控制器206控制通断控制模块205断开内部的继电器,火线输入和火线输出断开连接,零线输入N_IN和零线输出;显示模块208实时显示状态、电压、电流、功率、电能、充电时长、预约充电时间设定值、充电电流设定值、温度;LED模块209根据当前充电器的状态,显示对应的样式和颜色。
本实施例的可为三相五线制电源,此时充电器即可为单相电动汽车充电也可为三相电动汽车充电。而如果供电电源为单相时,本实施例的充电器将以单相电为电动汽车充电,所以可兼容单相充电和三相充电。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述,以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明,但是本发明不仅限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员而言,只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (7)
1.一种电动车交流充电器,所述电动车交流充电器包括主板、供电插头以及车端插头,其特征在于:所述电动车交流充电器兼容单相充电和三相充电,主板包括与供电插头连接的辅助电源模块,与辅助电源模块连接的通断控制模块;
所述供电插头包括零线输入N_IN、火线L1输入L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN,车端插头对应有零线输出,火线输出L1、火线L2输出L2_OUT、火线L3输出L3_OUT,供电插头与车端插头之间还连接有保护接地线PE;
所述辅助电源模块包括电压转换模块,以零线输入N_IN和火线L1输入L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN为输入,输出目标电压;
所述通断控制模块连接有主控制器用于控制火线L1输入L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN和火线输出L1、火线L2输出L2_OUT、火线L3输出L3_OUT完成单相充电和三相充电之间的切换。
2.根据权利要求1所述的电动车交流充电器,其特征在于:所述供电插头的零线输入N_IN、火线L1输入L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN共同连接有剩余电流检测模块,剩余电流检测模块输出了连接到主控制器。
3.根据权利要求2所述的电动车交流充电器,其特征在于:所述供电插头的火线L1输入L1_IN、火线L2输入L2_IN、火线L3输入L3_IN均连接到一个电压电流采样模块,电压电流采样模块的输出连接有计量模块,计量模块的输出连接到主控制器。
4.根据权利要求1-3任一所述的电动车交流充电器,其特征在于:所述主控制器通过电流控制模块控制车端插头的电流输出。
5.根据权利要求4所述的电动车交流充电器,其特征在于:所述主控器还连接有检测电动车交流充电器实时温度的温度检测模块。
6.根据权利要求4所述的电动车交流充电器,其特征在于:所述主控器还连接有显示模块,显示模块用于显示电动车交流充电器的充电状态。
7.根据权利要求4所述的电动车交流充电器,其特征在于:所述主控制器还提供预约充电功能,使用定时器延时实现。
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