CN110341539B - 一种多功能充电桩 - Google Patents
一种多功能充电桩 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110341539B CN110341539B CN201910749706.0A CN201910749706A CN110341539B CN 110341539 B CN110341539 B CN 110341539B CN 201910749706 A CN201910749706 A CN 201910749706A CN 110341539 B CN110341539 B CN 110341539B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- resistor
- electrically connected
- charging
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 27
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 21
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 208000025274 Lightning injury Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
- B60L53/62—Monitoring or controlling charging stations in response to charging parameters, e.g. current, voltage or electrical charge
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
- B60L53/68—Off-site monitoring or control, e.g. remote control
-
- H02J7/0027—
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
- Y02T90/167—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles, i.e. smartgrids as interface for battery charging of electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
- Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
- Y04S30/12—Remote or cooperative charging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明提出了一种多功能充电桩，通过设置远程重启装置，可以在充电桩发生故障时，远程关断充电桩的电源，并在关断电源后重新连通电源，实现重启充电桩的功能，不需工作人员现场重启充电桩，节约运维成本；通过设置接引控制电路，可以检测电动交通工具与充电桩是否连接成功，连接成功才可以进入充电阶段，并且可以根据远程控制终端的控制指令，使接引控制电路与主控芯片连接的引脚电平变化，进而实现预约功能。
Description
技术领域
本发明涉及充电桩领域，尤其涉及一种多功能充电桩。
背景技术
充电桩的功能类似于加油机，其用途的特殊性决定了充电桩建设的特点是被测点多、分散、覆盖面广、通信距离远，需集中管理。并且随着新能源汽车的急速发展，对其网络拓扑要求具有灵活性和扩展性的结构，当前充电桩行业面临的主要问题包括：
(1)充电桩结构复杂，维护管理困难；
(2)传统的充电方法是：对蓄电池充电的电流保持不变，不因充电过程中蓄电池电压升高而减小的充电方法，因此，无法使电池达到最佳的充电效果，容易造成蓄电池的损坏使其寿命降低；
(3)一般会在充电桩中设置确定电动交通工具与充电桩连接是否成功的接引控制电路，连接成功后进入充电状态，传统的接引控制电路为一个光耦，光耦的输入端与电动交通工具的控制器连接，光耦的输出端与充电桩的主控芯片连接，起到隔离作用，其电路结构简单，并且在电动交通工具与充电桩连接成功的一瞬间产生用于确认的信号易受外界环境干扰，这个确认信号易被覆盖或者衰减，经常导致充电桩无法检测到确认信号，无法进入充电状态；
(4)现有的充电桩具备预约充电功能，但是在预约之后还需要电网的相关工作人员来现场配合，极大地影响了充电效率；
(5)充电桩运维故障，需工作人员现场检测并重启充电桩，增加运维成本。
针对以上的问题，本发明提供一种多功能充电桩，可以放大和稳定用于确定电动交通工具与充电桩连接是否成功的确认信号，提高接引控制电路的测量精度和稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种多功能充电桩，可以放大和稳定用于确定电动交通工具与充电桩连接是否成功的确认信号，提高接引控制电路的测量精度和稳定性。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种多功能充电桩，其包括TCU、远程控制终端和电动交通工具，电动交通工具包括蓄电池和控制器，TCU上集成有主控芯片，以及分别与主控芯片电性连接的电源电路、计量模块、接引控制电路和通讯模块，接引控制电路包括第一光耦隔离器、IGBT电路开关、滤波放大电路和整形电路；
电源电路包括充电电源和辅助电源；
第一光耦隔离器电气隔离电动交通工具的控制器与接引控制电路的后级电路，电动交通工具充电时，控制器发送的PWM波通过第一光耦隔离器电气隔离后，驱动IGBT电路开关打开，经滤波放大电路进行滤波与放大处理后输出至整形电路，整形电路稳定其波形，并将稳定后的信号输出至主控芯片的模拟接口，确认连接成功，然后进入充电状态，主供电母线将电量输送给电源电路，充电电源输出给蓄电池充电的电压，辅助电源输出供各部件工作的工作电压，计量模块计量充电过程中充电量，并将充电量反馈给主控芯片，主控芯片通过通讯模块与远程控制终端通信。
在以上技术方案的基础上，优选的，IGBT电路开关包括：电阻R40、电阻R41、电阻R43和IGBT管Q6；
第一光耦隔离器的接收端集电极通过电阻R43与IGBT管Q6的门极电性连接，IGBT管Q6的集电极通过电阻R41与辅助电源电性连接，IGBT管Q6的集电极通过电阻R40与滤波放大电路的输入端电性连接，IGBT管Q6的发射极接地。
进一步优选的，滤波放大电路包括三极管Q4、三极管Q5、电阻R38、电阻R42、电容C45、电阻R48、二极管D9和运算放大器LM258；
IGBT管Q6的集电极通过电阻R40分别与三极管Q4的集电极和三极管Q5的集电极电性连接，三极管Q4的集电极与辅助电源电性连接，三极管Q4的发射极分别与三极管Q5的发射极和电阻R38的一端电性连接，三极管Q5的集电极接地，电阻R38的另一端分别与电阻R42的一端、电阻R48的一端、二极管D9的负极和运算放大器LM258的引脚3电性连接，电阻R42的另一端通过电容C45接地，电阻R48的另一端和二极管D9的正极均接地，运算放大器的引脚2与运算放大器LM258的引脚1电性连接，运算放大器LM258的引脚1与整形电路的输入端电性连接。
进一步优选的，整形电路包括：HCPL7840放大器和INA118U仪表放大器；
运算放大器LM258的引脚1与HCPL7840放大器的Vin+引脚和Vin-引脚电性连接，HCPL7840放大器的Vout+引脚和Vout-引脚分别与INA118U仪表放大器的Vin-引脚和Vin+引脚一一对应电性连接，INA118U仪表放大器Vo引脚与主控芯片的模拟输入端电性连接。
在以上技术方案的基础上，优选的，充电电源包括：整流电路、反激变换电路、推挽电路、充电控制电路、电压采集电路和第二光耦隔离器；
整流电路输入220V的交流电，输出直流电至反激变换电路，经反激变换电路升压后输出至充电控制电路的输入端，充电控制电路打开充电通道，进入充电阶段，电压采集电路采集进入充电控制电路的电压大小，主控芯片输出PWM波通过第二光耦隔离器至推挽电路的输入端，推挽电路根据主控芯片的PWM波驱动反激变换电路输出的电压。
进一步优选的，反激变换电路包括电阻R67、电阻R68、二极管D8、二级挂D9、电容C117、电容C118、变压器T3和IGBT管Q12；
整流电路的正极输出端分别与电容C118的正极、电阻R68的一端和变压器T3一次侧的一端电性连接，电阻R68的另一端和电容C119的负极分别与二极管D9的负极电性连接，二极管D9的正极分别与变压器T3一次侧的另一端和IGBT管Q12的集电极电性连接，IGBT管Q12的发射极接地，IGBT管Q12的门极与推挽电路的输出端电性连接，变压器T3二次侧的一端与二极管D8的正极电性连接，二极管D8的负极分别与电容C117的正极、电阻R67的一端和充电控制电路的输入端电性连接，电容C117的负极和电阻R67的另一端均接地。
进一步优选的，推挽电路包括电阻R65、电阻R66、三极管Q11和三级管Q12；
第二光耦隔离器的接收端集电极通过电阻R64与辅助电源电性连接，第二光耦隔离器的接收端发射极通过电阻R63接地，第二光耦隔离器的接收端发射极通过电阻R65分别与三极管Q11的基极和三级管Q12的基极电性连接，三极管Q11的集电极接地，三极管Q11的发射极与三极管Q12的发射极电性连接，三极管Q12的集电极接地，电阻R66的一端与三极管Q11的发射极电性连接，电阻R66的另一端与IGBT管Q12的门极电性连接。
进一步优选的，充电控制电路包括：IGBT管Q8和IR2110驱动器；
主控芯片输出PWM波至IR2110驱动器的HIN引脚，IR2110驱动器的HO引脚与IGBT管Q8的栅极电性连接，IGBT管Q8的漏极与电阻R67的一端电性连接，IGBT管Q8的源极与蓄电池的正极电性连接，电阻R67的另一端与蓄电池的负极电性连接。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括远程重启装置；
远程重启装置包括串接在主供电母线与电源电路之间用于通断电源电路的开关部件和控制开关部件通断状态的开关控制电路；
开关控制电路与主控芯片电性连接。
本发明的一种多功能充电桩相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过设置远程重启装置，可以在充电桩发生故障时，远程关断充电桩的电源，并在关断电源后重新连通电源，实现重启充电桩的功能，不需工作人员现场重启充电桩，节约运维成本；
(2)通过设置接引控制电路，可以检测电动交通工具与充电桩是否连接成功，连接成功才可以进入充电阶段，并且可以根据远程控制终端的控制指令，使接引控制电路与主控芯片连接的引脚电平变化，进而实现预约功能；
(3)通过设置充电阶段的电源包括整流电路、反激变换电路、推挽电路、充电控制电路，可以减少对蓄电池的影响，延迟蓄电池的寿命，具体的，反激变换电路通过IGBT管的导通和截止实现对蓄电池的充电，避免快充对蓄电池的损害；设置充电控制电路，使得充电开关可控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种多功能充电桩的结构图；
图2为本发明一种多功能充电桩中充电的结构图；
图3为本发明一种多功能充电桩中反激变换电路的电路图；
图4为本发明一种多功能充电桩中推挽电路的电路图；
图5为本发明一种多功能充电桩中充电控制电路的电路图；
图6为本发明一种多功能充电桩中滤波放大电路的电路图；
图7为本发明一种多功能充电桩中整形电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的一种多功能充电桩，其包括TCU、远程控制终端和电动交通工具，电动交通工具在充电桩上充电，TCU实时监控每一个充电桩的运行状况，获知充电桩的充电电量、充电金额等关键数据，并与充电桩统一管理平台通信，实现远程管理功能。
一般的电动交通工具均包括蓄电池和控制器，控制器的作用是控制电动交通工具的工作，蓄电池给电动交通工具供电，并通过充电桩进行充电。
如图1所示，TCU上集成有主控芯片，以及分别与主控芯片电性连接的电源电路、计量模块、通讯模块、远程重启装置、电压采集电路和接引控制电路。TCU即计费控制单元，是符合国家电网标准的充电桩计费控制单元。TCU使用TI AM3354处理器，运行主频800MHz，运行温度为-40℃～+85℃，确保产品在恶劣环境下运行稳定、可靠。TCU集成串口、CAN总线、485总线、SD总线、以太网、SIM卡槽、音频、LVDS、数字量输入输出等接口，并支持北斗&GPS双模定位、蓝牙通信、4G全网通通信等功能，可实现充电桩人机显示、计费计量、支付、数据加密、控制充电设备、与车联网平台通信等业务相关的管理功能。
接引控制电路是电动交通工具与充电桩连接控制确认电路，并根据远程控制终端的控制指令，使接引控制电路与主控芯片连接的引脚电平变化，进而实现预约功能。当充电桩选择了充电模式之后，接引控制电路开始对充电桩连接设施的连接进行确认，连接成功才可以进入充电阶段；当用户需要预约充电时，远程控制终端发送预约指令到主控芯片，另有一继电器与主控芯片的I/O口连接，继电器的常闭触点接入接引控制电路与主控芯片之间的线路中，当主控芯片接收到预约指令后，主控芯片控制给继电器通电，继电器的开关断开，当到达预约时间时，主控芯片断开继电器的电源，使得继电器的开关恢复到常闭状态，进而实现预约充电的功能。在本实施例中，如图2所示，接引控制电路包括：第一光耦隔离器、IGBT电路开关、滤波放大电路和整形电路。第一光耦隔离器电气隔离电动交通工具的控制器与接引控制电路的后级电路，电动交通工具充电时，控制器发送的PWM波通过第一光耦隔离器电气隔离后，驱动IGBT电路开关打开，经滤波放大电路进行滤波与放大处理后输出至整形电路，整形电路稳定其波形，并将稳定后的信号输出至主控芯片的模拟接口。
进一步优选的，如图6所示，IGBT电路开关包括：电阻R40、电阻R41、电阻R43和IGBT管Q6；具体的，第一光耦隔离器的接收端集电极通过电阻R43与IGBT管Q6的门极电性连接，IGBT管Q6的集电极通过电阻R41与辅助电源电性连接，IGBT管Q6的集电极通过电阻R40与滤波放大电路的输入端电性连接，IGBT管Q6的发射极接地。其中，电阻R43为分压电阻，防止电压过高烧坏IGBT管Q6。
进一步优选的，如图6所示，滤波放大电路包括三极管Q4、三极管Q5、电阻R38、电阻R42、电容C45、电阻R48、二极管D9和运算放大器LM258；具体的，IGBT管Q6的集电极通过电阻R40分别与三极管Q4的集电极和三极管Q5的集电极电性连接，三极管Q4的集电极与辅助电源电性连接，三极管Q4的发射极分别与三极管Q5的发射极和电阻R38的一端电性连接，三极管Q5的集电极接地，电阻R38的另一端分别与电阻R42的一端、电阻R48的一端、二极管D9的负极和运算放大器LM258的引脚3电性连接，电阻R42的另一端通过电容C45接地，电阻R48的另一端和二极管D9的正极均接地，运算放大器的引脚2与运算放大器LM258的引脚1电性连接，运算放大器LM258的引脚1与整形电路的输入端电性连接。其中，三极管Q4和三极管Q5组成推挽输出电路，放大IGBT管Q6的输出电压，电阻R38为分压电阻，电阻R42和电容C45组成滤波电路，电阻R48和二极管D9的作用是加速放电，避免引起共振，运算放大器LM258对推挽输出电路输出的信号进行放大处理，并将放大处理后的信号发送给整形电路进行稳定波形。
进一步优选的，如图7所示，整形电路包括：HCPL7840放大器和INA118U仪表放大器；具体的，运算放大器LM258的引脚1与HCPL7840放大器的Vin+引脚和Vin-引脚电性连接，HCPL7840放大器的Vout+引脚和Vout-引脚分别与INA118U仪表放大器的Vin-引脚和Vin+引脚一一对应电性连接，INA118U仪表放大器Vo引脚与主控芯片的模拟输入端电性连接。其中，HCLP7840放大器的特点是片内输入连接部分有逐级放大功能，输入阻抗属于兆欧级别的非常大，减少对外部电路的影响，其共模抑制比高，能够不丢包传送毫伏级交、直流电压，其电压输出可用作后续运放的正极测量信号。波形稳定后再经过INA118U仪表放大器进行差分放大，即可实现信号的无损传输。INA118U仪表放大器适用于对各种需要高精度微小电流进行无损放大，进而增加电路稳定性与精度，获得更好的共模抑制比。INA118U仪表放大器输出的信号再次经过滤波与二极管保护送入芯片中，作为控制触发信号来控制后续操作。
其中，电源电路包括充电电源和辅助电源；辅助电源将交流电整流成可以供TCU正常工作的稳定直流电，该部分属于本领域技术人员在设计电路时必须考虑的技术，属于本领域的公知常识，因此，在此不再累述。充电电源将交流电整流成可以供电动交通工具充电的直流电。在本实施例中，如图2所示，充电电源包括整流电路、反激变换电路、推挽电路、充电控制电路和第二光耦隔离器；整流电路将220V交流电整流成330V直流电；反激变换电路将整流电路输出的330V直流电进行降压处理，反激变换电路不需要扼流线圈，电路结构相对简单，适用于功率较小的场合，且相对于正激式开关电源需要均衡电路才能并联，反激变换电路能够自动均衡，并联工作容易；推挽电路根据主控芯片产生的PWM波调整反激变换电路电路输出的电压，第二光耦隔离器隔离推挽电路和主控芯片；充电控制电路控制通断产生脉冲波用以给蓄电池充电。具体的，整流电路输入220V的交流电，输出直流电至反激变换电路，经反激变换电路升压后输出至充电控制电路的输入端，充电控制电路打开充电通道，进入充电阶段，主控芯片输出PWM波通过第二光耦隔离器至推挽电路的输入端，推挽电路根据主控芯片的PWM波驱动反激变换电路输出的电压。
进一步优选的，如图3所示，反激变换电路包括电阻R67、电阻R68、二极管D8、二级挂D9、电容C117、电容C118、变压器T3和IGBT管Q12；具体的，整流电路的正极输出端分别与电容C118的正极、电阻R68的一端和变压器T3一次侧的一端电性连接，电阻R68的另一端和电容C119的负极分别与二极管D9的负极电性连接，二极管D9的正极分别与变压器T3一次侧的另一端和IGBT管Q12的集电极电性连接，IGBT管Q12的发射极接地，IGBT管Q12的门极与推挽电路的输出端电性连接，变压器T3二次侧的一端与二极管D8的正极电性连接，二极管D8的负极分别与电容C117的正极、电阻R67的一端和充电控制电路的输入端电性连接，电容C117的负极和电阻R67的另一端均接地。其中，变压器T3的一次和二次绕组的极性相反。当IGBT管Q12导通时，变压器T3原边电感电流开始上升，此时由于次级同名端的关系，输出二极管D8截止，变压器T3储存能量，负载由输出电容C117提供能量；当IGBT管Q12截止时，变压器T3原边电感感应电压反向，此时输出二极管D8导通，变压器T3中的能量经由输出二极管D8向负载供电，同时对电容C117充电，补充刚刚损失的能量。电阻R68和电容C118组成滤波电路。
进一步优选的，如图4所示，推挽电路包括电阻R65、电阻R66、三极管Q11和三级管Q12；具体的，第二光耦隔离器的接收端集电极通过电阻R64与辅助电源电性连接，第二光耦隔离器的接收端发射极通过电阻R63接地，第二光耦隔离器的接收端发射极通过电阻R65分别与三极管Q11的基极和三级管Q12的基极电性连接，三极管Q11的集电极接地，三极管Q11的发射极与三极管Q12的发射极电性连接，三极管Q12的集电极接地，电阻R66的一端与三极管Q11的发射极电性连接，电阻R66的另一端与IGBT管Q12的门极电性连接。其中，当主控芯片输出的PWM在输入端变化时，推挽电路也相应的输出高低电平控制反激式变换电路中MOSFET导通或截止。其工作原理为：当输入PWM波为高电平时，上管导通下管截止，输出高电平；当输入PWM波为低电平时，下管导通上管截止，输出低电平；当电路逻辑的上下两管均截止时，则输出为高阻态。
进一步优选的，如图5所示，充电控制电路包括：IGBT管Q8和IR2110驱动器；具体的，主控芯片输出PWM波至IR2110驱动器的HIN引脚，IR2110驱动器的HO引脚与IGBT管Q8的栅极电性连接，IGBT管Q8的漏极与电阻R67的一端电性连接，IGBT管Q8的源极与蓄电池的正极电性连接，电阻R67的另一端与蓄电池的负极电性连接。其工作原理为：主控芯片输出PWM波至IR2110驱动器，IR2110驱动器根据PWM波导通或关断IGBT管Q8，进而实现控制蓄电池的充电过程。
电压采集电路，采集充电桩给电动交通工具供电时的电压信号，进而可以得知在充电过程中的充电量。本实施例中，电压采集电路通过电压互感器或者电流互感器采集电压信号，属于现有技术，因此，在此不再累述。
计量模块，计量充电过程中的充电量以及充电桩剩余的电量。本实施例中，计量模块可以是TCU内置的单相电能计量芯片或者是通过电能表计量。使用电能表计量时，通过使用主控芯片与电能表进行通讯获得具体电能使用情况，属于本领域的公知常识，因此，在此不再累述。
通讯模块，与后端监控平台进行通信。本实施例中，通讯模块包括RS485、RS232、WIFI通信、GPRS通信、4G通信和2G通信方式，通讯模块的通信方式属于本领域的公知常识，且本申请并未对通信方式做改进，因此，在此不再累述通信原理。
远程重启装置，在充电桩出现。如图1所示，远程重启装置包括串接在主供电母线与电源电路之间用于通断电源电路的开关部件和控制开关部件通断状态的开关控制电路；开关控制电路与主控芯片电性连接。本实施例中，开关部件的初始状态为闭合状态，TCU接收远程控制终端重启的命令，并发送控制脉冲驱动开关控制电路工作，使得开关部件断开，并断开主供电母线与电源电路之间线路，使得充电桩断电，在断电的瞬间，开关控制电路失电，开关部件闭合，使得主供电母线与电源电路之间线路重新连接，进而实现重启功能。在本实施例中，优选的，开关部件为电磁继电器，开关控制电路为电磁继电器驱动电路；具体的，电磁继电器的常闭触点串接在主供电母线与电源电路之间，电磁继电器的线圈与TCU的接口电性连接。当TCU发送控制脉冲驱动电磁继电器驱动电路给电磁继电器的线圈通电时，电磁继电器的线圈动作吸合，电磁继电器的开关由常闭触点跳变到常开触点，此时整个电源输入回路断开，实现断电。断电后电磁继电器的线圈也同时断电，电磁继电器的开关恢复到常闭触点，接通电源回路，实现重新启动。本实施例中，不限定电磁继电器的型号，使用一般的继电器即可实现重启功能，电磁继电器驱动电路与电磁继电器的型号相匹配，一般的电磁继电器驱动电路都是由一个三极管驱动电路实现，因此，在此不再累述电磁继电器驱动电路的工作原理。
进一步优选的，如图1所示，本实施例还包括电气保护装置，其中，电气包括装置包括急停开关、多路温度检测、防雷电路、漏电检测电路和漏电保护装置。其中，急停开关与主控芯片的I/O口电性连接，多路温度检测分别检测充电桩内部与外部环境的温度，当温度超出预设值时，向主控芯片报警；防雷电路防止雷击；漏电检测电路检测供电线路上是否发生漏电，在发生漏电时，向主控芯片报警，主控芯片控制漏电保护装置动作。
本实施例的工作原理为：接引控制电路确认电动交通工具是否与充电桩连接，确认连接成功后，进入充电状态，主供电母线通过远程重启装置将电量输送给电源电路，充电电源输出给蓄电池充电的电压，辅助电源输出供各部件工作的工作电压，电压采集电路采集充电过程中的电压信号，并输出给主控芯片，计量模块计量充电过程中充电量，并将充电量反馈给主控芯片，主控芯片通过通讯模块与远程控制终端通信，接收远程控制终端发送的重启指令，控制远程重启装置重启充电桩。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种多功能充电桩，其包括TCU、远程控制终端和电动交通工具，所述电动交通工具包括蓄电池和控制器，所述TCU上集成有主控芯片，以及分别与主控芯片电性连接的电源电路、计量模块、接引控制电路和通讯模块，其特征在于：所述接引控制电路包括第一光耦隔离器、IGBT电路开关、滤波放大电路和整形电路；
所述电源电路包括充电电源和辅助电源；
所述第一光耦隔离器电气隔离电动交通工具的控制器与接引控制电路的后级电路，电动交通工具充电时，控制器发送的PWM波通过第一光耦隔离器电气隔离后，驱动IGBT电路开关打开，经滤波放大电路进行滤波与放大处理后输出至整形电路，整形电路稳定其波形，并将稳定后的信号输出至主控芯片的模拟接口，确认连接成功，然后进入充电状态，主供电母线将电量输送给电源电路，充电电源输出给蓄电池充电的电压，辅助电源输出供各部件工作的工作电压，计量模块计量充电过程中充电量，并将充电量反馈给主控芯片，主控芯片通过通讯模块与远程控制终端通信；
所述IGBT电路开关包括：电阻R40、电阻R41、电阻R43和IGBT管Q6；
所述第一光耦隔离器的接收端集电极通过电阻R43与IGBT管Q6的门极电性连接，IGBT管Q6的集电极通过电阻R41与辅助电源电性连接，IGBT管Q6的集电极通过电阻R40与滤波放大电路的输入端电性连接，IGBT管Q6的发射极接地；
还包括远程重启装置；
所述远程重启装置包括串接在主供电母线与电源电路之间用于通断电源电路的开关部件和控制开关部件通断状态的开关控制电路；
所述开关控制电路与主控芯片电性连接。
2.如权利要求1所述的一种多功能充电桩，其特征在于：所述滤波放大电路包括三极管Q4、三极管Q5、电阻R38、电阻R42、电容C45、电阻R48、二极管D9和运算放大器LM258；
所述IGBT管Q6的集电极通过电阻R40分别与三极管Q4的集电极和三极管Q5的集电极电性连接，三极管Q4的集电极与辅助电源电性连接，三极管Q4的发射极分别与三极管Q5的发射极和电阻R38的一端电性连接，三极管Q5的集电极接地，电阻R38的另一端分别与电阻R42的一端、电阻R48的一端、二极管D9的负极和运算放大器LM258的引脚3电性连接，电阻R42的另一端通过电容C45接地，电阻R48的另一端和二极管D9的正极均接地，运算放大器的引脚2与运算放大器LM258的引脚1电性连接，运算放大器LM258的引脚1与整形电路的输入端电性连接。
3.如权利要求2所述的一种多功能充电桩，其特征在于：所述整形电路包括：HCPL7840放大器和INA118U仪表放大器；
所述运算放大器LM258的引脚1与HCPL7840放大器的Vin+引脚和Vin-引脚电性连接，HCPL7840放大器的Vout+引脚和Vout-引脚分别与INA118U仪表放大器的Vin-引脚和Vin+引脚一一对应电性连接，INA118U仪表放大器Vo引脚与主控芯片的模拟输入端电性连接。
4.如权利要求1所述的一种多功能充电桩，其特征在于：所述充电电源包括：整流电路、反激变换电路、推挽电路、充电控制电路、电压采集电路和第二光耦隔离器；
所述整流电路输入220V的交流电，输出直流电至反激变换电路，经反激变换电路升压后输出至充电控制电路的输入端，充电控制电路打开充电通道，进入充电阶段，电压采集电路采集进入充电控制电路的电压大小，主控芯片输出PWM波通过第二光耦隔离器至推挽电路的输入端，推挽电路根据主控芯片的PWM波驱动反激变换电路输出的电压。
5.如权利要求4所述的一种多功能充电桩，其特征在于：所述反激变换电路包括电阻R67、电阻R68、二极管D8、二级挂D9、电容C117、电容C118、变压器T3和IGBT管Q12；
所述整流电路的正极输出端分别与电容C118的正极、电阻R68的一端和变压器T3一次侧的一端电性连接，电阻R68的另一端和电容C119的负极分别与二极管D9的负极电性连接，二极管D9的正极分别与变压器T3一次侧的另一端和IGBT管Q12的集电极电性连接，IGBT管Q12的发射极接地，IGBT管Q12的门极与推挽电路的输出端电性连接，变压器T3二次侧的一端与二极管D8的正极电性连接，二极管D8的负极分别与电容C117的正极、电阻R67的一端和充电控制电路的输入端电性连接，电容C117的负极和电阻R67的另一端均接地。
6.如权利要求5所述的一种多功能充电桩，其特征在于：所述推挽电路包括电阻R65、电阻R66、三极管Q11和三级管Q12；
所述第二光耦隔离器的接收端集电极通过电阻R64与辅助电源电性连接，第二光耦隔离器的接收端发射极通过电阻R63接地，第二光耦隔离器的接收端发射极通过电阻R65分别与三极管Q11的基极和三级管Q12的基极电性连接，三极管Q11的集电极接地，三极管Q11的发射极与三极管Q12的发射极电性连接，三极管Q12的集电极接地，电阻R66的一端与三极管Q11的发射极电性连接，电阻R66的另一端与IGBT管Q12的门极电性连接。
7.如权利要求6所述的一种多功能充电桩，其特征在于：所述充电控制电路包括：IGBT管Q8和IR2110驱动器；
所述主控芯片输出PWM波至IR2110驱动器的HIN引脚，IR2110驱动器的HO引脚与IGBT管Q8的栅极电性连接，IGBT管Q8的漏极与电阻R67的一端电性连接，IGBT管Q8的源极与蓄电池的正极电性连接，电阻R67的另一端与蓄电池的负极电性连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910749706.0A CN110341539B (zh) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 一种多功能充电桩 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910749706.0A CN110341539B (zh) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 一种多功能充电桩 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110341539A CN110341539A (zh) | 2019-10-18 |
| CN110341539B true CN110341539B (zh) | 2024-05-07 |
Family
ID=68184992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910749706.0A Active CN110341539B (zh) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 一种多功能充电桩 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110341539B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111391702A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-07-10 | 东软睿驰汽车技术（沈阳）有限公司 | 一种bms直流插枪检测装置、系统与电动汽车 |
| CN112117895A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-22 | 中车大连电力牵引研发中心有限公司 | 一种基于车辆设备电源板卡的远程控制电路及其控制方法 |
| CN112383987A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-19 | 山东旭程照明科技有限公司 | 一种led驱动电源及其核心参数计算方法 |
| CN113949040A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-18 | 浙江法然特浙科科技有限公司 | 一种自动断电的充电器系统 |
| CN114394027A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-04-26 | 国网安徽电动汽车服务有限公司 | 一种保障电动汽车充电桩远程重启安全的方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101295933A (zh) * | 2007-04-25 | 2008-10-29 | 中国科学院自动化研究所 | 一种基于数字信号处理器控制的变频电源 |
| EP2384922A2 (de) * | 2010-05-05 | 2011-11-09 | Dipl.-Ing. Walther Bender GmbH & Co. KG | Stromaufladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug |
| DE102014224969A1 (de) * | 2013-12-10 | 2015-06-11 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren zum Sicherstellen zuverlässigen Empfangs von Assoziierungsnachrichten von Elektrofahrzeugen |
| CN106253402A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-12-21 | 吴桐光 | 一种基于wifi网络的电动汽车充电站 |
| CN106936183A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-07-07 | 上海蔚来汽车有限公司 | 供电控制电路、电动车充电导引电路以及充电桩 |
| CN206323195U (zh) * | 2017-01-04 | 2017-07-11 | 山东泰开自动化有限公司 | 新能源电动汽车交流充电桩控制导引电路 |
| EP3243691A1 (en) * | 2016-05-12 | 2017-11-15 | Daihen Corporation | Vehicle system |
| CN208270647U (zh) * | 2018-06-01 | 2018-12-21 | 广州天嵌计算机科技有限公司 | 用于交流充电桩控制导引的功率检测电路 |
| DE102018120257A1 (de) * | 2017-08-21 | 2019-02-21 | Hyundai Motor Company | Ladesteuerverfahren, elektrofahrzeug und ladevorrichtung, welche dasselbige nutzt |
| CN208715005U (zh) * | 2018-07-25 | 2019-04-09 | 先控捷联电气股份有限公司 | 交流充电桩及其包含的控制导引电路 |
| CN210652752U (zh) * | 2019-08-14 | 2020-06-02 | 湖北省电力装备有限公司 | 一种多功能充电桩 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10358043B2 (en) * | 2011-03-31 | 2019-07-23 | Elite Power Solutions, LLC | Golf cart battery system |
-
2019
- 2019-08-14 CN CN201910749706.0A patent/CN110341539B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101295933A (zh) * | 2007-04-25 | 2008-10-29 | 中国科学院自动化研究所 | 一种基于数字信号处理器控制的变频电源 |
| EP2384922A2 (de) * | 2010-05-05 | 2011-11-09 | Dipl.-Ing. Walther Bender GmbH & Co. KG | Stromaufladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug |
| DE102014224969A1 (de) * | 2013-12-10 | 2015-06-11 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren zum Sicherstellen zuverlässigen Empfangs von Assoziierungsnachrichten von Elektrofahrzeugen |
| EP3243691A1 (en) * | 2016-05-12 | 2017-11-15 | Daihen Corporation | Vehicle system |
| CN106253402A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-12-21 | 吴桐光 | 一种基于wifi网络的电动汽车充电站 |
| CN206323195U (zh) * | 2017-01-04 | 2017-07-11 | 山东泰开自动化有限公司 | 新能源电动汽车交流充电桩控制导引电路 |
| CN106936183A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-07-07 | 上海蔚来汽车有限公司 | 供电控制电路、电动车充电导引电路以及充电桩 |
| DE102018120257A1 (de) * | 2017-08-21 | 2019-02-21 | Hyundai Motor Company | Ladesteuerverfahren, elektrofahrzeug und ladevorrichtung, welche dasselbige nutzt |
| CN208270647U (zh) * | 2018-06-01 | 2018-12-21 | 广州天嵌计算机科技有限公司 | 用于交流充电桩控制导引的功率检测电路 |
| CN208715005U (zh) * | 2018-07-25 | 2019-04-09 | 先控捷联电气股份有限公司 | 交流充电桩及其包含的控制导引电路 |
| CN210652752U (zh) * | 2019-08-14 | 2020-06-02 | 湖北省电力装备有限公司 | 一种多功能充电桩 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| BUCK电流全桥拓扑研究与设计;赵静;王小双;赵海燕;;微电机;20090828(第08期);全文 * |
| 光控模块式真空断路器电容充电电源研究;蔡毅云;廖敏夫;;电力电子技术;20070225(第01期);全文 * |
| 潜水设备专用变频电源的设计;王昆;边大勇;李敏雪;陈祥余;吕星;;电气应用;20100920(第18期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110341539A (zh) | 2019-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110341539B (zh) | 一种多功能充电桩 | |
| CN104821644B (zh) | 一种机器人无线充电方法 | |
| CN104821643B (zh) | 一种机器人无线充电装置 | |
| CN106921206B (zh) | 一种低待机功耗的充电模块及其控制方法 | |
| CN108718106B (zh) | 一种用于电动汽车的无线充电系统 | |
| CN109149736B (zh) | 一种电动汽车无线充放电系统 | |
| CN101867295A (zh) | 一种电路及控制方法 | |
| CN106253395B (zh) | 一种电动车用智能型充电装置及其使用方法 | |
| CN110635545A (zh) | 一种基于单管电路实现恒流恒压无线充电的装置及方法 | |
| CN112311106A (zh) | 一种单级全桥恒流恒压无线充电装置及其控制方法 | |
| CN113452277A (zh) | 用于脉冲功率发生装置的功率模块及脉冲功率发生装置 | |
| CN201839205U (zh) | 一种隔离变换电路 | |
| CN110544975A (zh) | 一种单管恒流恒压无线充电装置及其控制方法 | |
| CN210652752U (zh) | 一种多功能充电桩 | |
| CN102386780A (zh) | 一种dc/dc部分的推挽电路 | |
| CN108777501A (zh) | 一种无线充电手机以及手机无线充电器 | |
| CN205646993U (zh) | 太阳能供电的智能充电桩 | |
| CN109962518A (zh) | 一种机车蓄电池状态监测与智能控制系统 | |
| CN112311107A (zh) | 一种单管逆变感应耦合电能传输装置及其控制方法 | |
| CN205160138U (zh) | Agv的无线充电系统 | |
| CN209614522U (zh) | 一种集铅酸蓄电池充电控制和弧焊机焊接控制于一体的控制电路 | |
| CN207753492U (zh) | 一种机车蓄电池状态监测与智能控制系统 | |
| CN110143149A (zh) | 一种交流充电桩控制器 | |
| CN209250280U (zh) | 一种用于直流微电网的中压柔性直流双向变换装置 | |
| CN107069909A (zh) | 一种能自动断电的节能手机充电器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |