CN112688392A - 一种新能源车充电装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例中公开了一种新能源车充电装置及方法，该新能源车充电装置包括电功测量元件、处理芯片、电子继电开关、蓄电模块、输出控制模块以及报警器，其中：电功测量元件，用于接入交流电，测量输出端使用的功率，并将功率测量值传递给处理芯片；处理芯片，用于根据接收到的功率测量值控制电子继电开关切换或导通；电子继电开关，用于切断或接通电源；蓄电模块，用于根据热电效应将温差转化成电能，并将电能输出给新能源车电池充电；输出控制模块，用于接入交流电，通过输出端口及电子继电开关的连接状态给新能源车电池充电，并对输出端口进行漏电检测，将漏电检测结果发送给报警器。本方案能够实现新能源车的快速充电，并且充电更加安全。

Description

一种新能源车充电装置及方法

技术领域

本发明涉及新能源车技术领域，具体涉及一种新能源车充电装置及方法。

背景技术

新能源车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。其中，新能源车包括新能源汽车、电动平板车、踏板车等。

其中，新能源车在充电方面还存在很多问题，例如，使用现有的新能源充电装置对新能源车的电池进行充电，充电速度较慢，并且可能会出现充电口漏电等问题，存在很大的安全隐患。

发明内容

本发明实施例中提供一种新能源车充电装置及方法，能够实现新能源车的快速充电，并且充电更加安全。

一方面，本发明提供一种新能源车充电装置，所述新能源车充电装置包括电功测量元件、处理芯片、电子继电开关、蓄电模块、输出控制模块以及报警器，其中：

所述电功测量元件，用于接入交流电，测量输出端使用的功率，并将功率测量值传递给所述处理芯片；

所述处理芯片，用于根据接收到的功率测量值控制所述电子继电开关切换或导通；

所述电子继电开关，用于切断或接通电源；

所述蓄电模块，用于根据热电效应将温差转化成电能，并将所述电能输出给新能源车电池充电；

所述输出控制模块，用于接入交流电，通过输出端口及所述电子继电开关的连接状态给所述新能源车电池充电，并对所述输出端口进行漏电检测，将漏电检测结果发送给所述报警器；

所述报警器，用于根据所述漏电检测结果进行漏电报警。

在一些实施例中，所述新能源车充电装置还包括印刷版，其中：

所述电功测量元件、处理芯片、电子继电开关、蓄电模块、输出控制模块以及报警器设在所述印刷版上。

在一些实施例中，所述印刷版上还设有USB外扩展接口。

在一些实施例中，所述印刷版上还设有工作灯和报警灯，其中：

所述工作灯，是所述新能源车充电装置正常工作时的提示灯；

所述报警灯，是所述新能源车充电装置处于异常状态时的提示灯。

在一些实施例中，所述印刷版上还设有复位按钮和电源按钮，其中：

所述复位按钮，用于将所述新能源车充电装置的工作状态进行复位；

所述电源按钮，用于控制所述新能源车充电装置中电路的导通与断开。

在一些实施例中，所述输出控制模块包括自锁电源滤波模块以及漏电检测模块，其中：

所述自锁电源滤波模块，用于接入交流电，并通过输出端口及所述电子继电开关的连接状态给所述新能源车电池充电；

所述漏电检测模块，用于对所述输出端口进行漏电检测，将漏电检测结果发送给所述报警器。

在一些实施例中，所述蓄电模块包括半导体温差发电模块以及升压稳压充电模块。

在一些实施例中，所述半导体温差发电模块包括第一半导体、第二半导体，所述第一半导体以及所述第二半导体的两端分别通过第一温度接头以及第二温度接头连接。

在一些实施例中，所述升压稳压充电模块包括升压稳压芯片以及蓄电池。

另一方面，本发明提供一种新能源车充电方法，所述方法应用在上述的新能源车充电装置中，包括：

通过电功测量元件确定第一预设时间内的电功计数值是否大于预设计数值；

若大于，则发出报警信号，并开启计时器；

当所述计时器到达第二预设时间时，切断电子继电开关，执行空程序；

若不大于，则返回执行步骤通过电功测量元件确定第一预设时间内的电功计数值是否大于预设计数值。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明提供的新能源车充电装置可以通过输出控制模块以及蓄电模块实现双路充电，可以提高新能源车的充电速度，本发明提供的蓄电模块可以根据温差发电，更加节能，并且方案中如果输出端口漏电，会及时报警，使得充电更加安全。

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是本发明实施例提供的新能源车充电装置的一个实施例原理示意图；

图2是本发明实施例提供的输出控制模块的一个实施例原理示意图；

图3是本发明实施例提供的自锁电源滤波模块的一个电路图；

图4是本发明实施例提供的漏电检测模块的一个电路图；

图5是本发明实施例提供的蓄电模块的一个实施例原理示意图；

图6是本发明实施例提供的半导体温差发电模块的一个原理示意图；

图7是本发明实施例提供的半导体温差发电模块的另一个原理示意图；

图8是本发明实施例提供的升压稳压充电模块的一个电路图。

具体实施例

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本发明中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本发明所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本发明实施例提供一种新能源车充电装置及方法，首先，对本发明提供的新能源车充电装置进行描述，如下：

如图1所示，新能源车充电装置包括电功测量元件10、处理芯片20、电子继电开关30、蓄电模块40、输出控制模块50以及报警器60，其中：

电功测量元件10，用于接入交流电，测量输出端使用的功率，并将功率测量值传递给处理芯片；

处理芯片20，用于根据接收到的功率测量值控制电子继电开关切换或导通；

电子继电开关30，用于切断或接通电源；

蓄电模块40，用于根据热电效应将温差转化成电能，并将电能输出给新能源车电池充电；

输出控制模块50，用于接入交流电，通过输出端口及电子继电开关的连接状态给新能源车电池充电，并对输出端口进行漏电检测，将漏电检测结果发送给报警器；

报警器60，用于根据漏电检测结果进行漏电报警，具体地，待用电设备达到了危险状态，发出报警声音，提醒用户切断用电设备。

在一些实施例中，新能源车充电装置还包括印刷版A，其中：电功测量元件10、处理芯片20、电子继电开关30、蓄电模块40、输出控制模块50以及报警器60设在印刷版A上。

其中，电功测量元件10包含输入端口L0/N0，输出控制模块50包含输出端口L1/N1，蓄电模块40包含输出端口L2/N2。

具体地，L0/N0连接的是输入交流充电电力线，接入交流电后，首先通过电功测量元件10来测量其消耗电功量，电功测量元件10的原理比较成熟，是电子电度表的工作原理，它的作用是测量输出端使用的功率，将测量总数值传递给处理芯片20；

处理芯片20采集电功量数据，通过对用电数据的分析，控制电子继电开关30的切断与导通。

电子继电开关30连接了输出端口L1/N1，电子继电开关30可以间接通过电量，切断与接通电源，避免了直接操作对电力线的干扰。

蓄电模块40连接了输出端口L2/N2，用于为用户电池充电。

输出控制模块50在电子继电控制开关30作用下连接了输出端口L1/N1，用于为用户电池充电。

在一些实施例中，印刷版A上还设有USB外扩展接口70，通过扩展接口70，可将此装置连接到其它的设备上，实现间接控制，信息交互，信息反馈等；。

在一些实施例中，印刷版A上还设有工作灯80和报警灯90，其中：

工作灯80，是新能源车充电装置正常工作时的提示灯；

报警灯90，是新能源车充电装置处于异常状态(危险状态)时的提示灯。

在一些实施例中，印刷版A上还设有复位按钮110和电源按钮120，其中：

复位按钮110，用于将新能源车充电装置的工作状态进行复位，具体地，可以将已经切断的用户用电状态，重新接通，用户方可以继续用电，它也可以实现在危险报警状态下用户的操作，用户操作次按钮后，方可继续使用用电设备一个工作周期；

电源按钮120，用于控制新能源车充电装置中电路的导通与断开，可以提供用户手动切断、开启设备。

输出控制模块：

如图2所示，在一些实施例中，输出控制模块50包括自锁电源滤波模块以及漏电检测模块，

用户端交流进入到装置后，经过自锁电源滤波模块得到端口输出，同时漏电检测模块检测此时端口输出漏电情况，并根据判断使能相应的报警指示。其中：

自锁电源滤波模块，用于接入交流电，并通过输出端口及电子继电开关的连接状态给新能源车电池充电；

自锁电源滤波模块的电路图如图3所示，在图3所示的电路图中：

X是保险管，RY是氧化锌压敏电阻器，它是一种非线性特性的器件，当电压高达某一定值时，其电阻急剧减小。利用这种特性，可以对过压或对尖峰脉冲有较高的吸收和抑制能力，既能起到过压保护作用，又能抑制开关电源产生的干扰传输到电网，起到滤波的双重作用。

按下微动开关AN，交流经C11、C12降压、D1稳压、D2整流、C2滤波后向电路供12V直流电源输出给继电器J，J吸合，J-1接通电路自保，自锁。交流电经T、C3-C6组成的电源滤波器送至输出端口。当遇到突然停电时，J-1自动断开，切断主电流，可防止来电时，因电源插头未拔而冲击充电装置。

漏电检测模块，用于对输出端口进行漏电检测，将漏电检测结果发送给报警器；

如图4所示，图4为漏电检测模块的电路图，其中：

在图4中，限电电阻器R1和晶体二极管VD1、稳压二极管VD3、电容器C等组成了半波整流、稳压、滤波电路，向报警电路提供稳定的5V直流电压；模拟声集成电路A(KD-9561)和其外接振荡电阻器R2、压电陶瓷片B组成了模拟声发生器，发光二极管VD2用于发光指示。

平时，由于R1左端与输出端口的大地接线端相接，故报警电路A无工作电源，发光二极管VD2不发光，B无声音。一旦充电设备外壳漏电接入输出端口后，漏电电流便会通过输出端口的相线、充电设备的金属外壳、输出端口的地线、报警电路和电网零线构成回路。漏电电流通过R1限流、VD1整流后，使VD2点亮；与此同时，漏电电流通过VD3稳压，在它两端输出5V直流电压，经C滤波后，使A和R2构成模拟声发生器工作，B即发出警报声音来，提醒用户对充电装置及时断电进行维修。

如图5所示，在一些实施例中，蓄电模块40包括半导体温差发电模块以及升压稳压充电模块。

具体地，半导体温差发电模块接受来自于传感器端的温差，通过热电效应将温度差转化成为电能传递给稳压及充电模块中的稳压环节，经稳压输出后供畜电池充电，以备输出。

如图6所示，在一些实施例中，半导体温差发电模块包括第一半导体1、第二半导体2，第一半导体1以及第二半导体3的两端分别通过第一温度接头a以及第二温度接头连接b。

在一些实施例中，第一半导体1和第二半导体2分别为N型半导体和P型半导体，半导体温差发电是由热电效应把热能转换为电能的装置，它的工作原理是：由N型半导体和P型半导体串联构成的回路中有两个接头处存在温度梯度，高温端空穴和电子浓度较低温端高，在载流子浓度梯度的驱动下，空穴和电子向低温端扩散，从而在高、低温端形成电势差，当回路接通时会有电流输出。

将多对P型和N型热电半导体材料连接起来组成模块就可获得不同数值的输出电压和功率。

如图7所示，图7包括第一半导体1(N型半导体)、第二半导体2(P型半导体)、高纯氧化铝陶瓷片3和铜制导流片4

请参阅图8，图8为升压稳压充电模块的一个电路图，升压稳压充电模块主要由升压稳压芯片LM2577一T及蓄电池组成。由温差发电模块产生的电能直接传递给芯片LM2577一T外围电路的输入端，由于在实际工作中温差不一致，所以在温差发电模块中有可能出现产生的电能不稳定的情形，可根据不同的需要选择不同的型号的升压稳压芯片，LM2577-T只是其中的一个输入为4-12V，输出稳定15V的实施例。由LM2577-T稳定输出的15V电压给蓄电池充电，以备用电输出用。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明提供的新能源车充电装置可以通过输出控制模块以及蓄电模块实现双路充电，可以提高新能源车的充电速度，本发明提供的蓄电模块可以根据温差发电，更加节能，并且方案中如果输出端口漏电，会及时报警，使得充电更加安全。

下面对本实施了提供的新能源车充电方法进行描述，该方法应用在本实施提供的新能源车充电装置中，步骤如下：

步骤00(开始)：设定电功计数器值P＝0，执行下一步骤；

步骤01：开启一个计时器T，计时时间10分钟(即第一预设时间，该时间可据实际情况自行设定，本实施例以10分钟为例进行说明，具体数值此处不做限定)，执行下一步骤；

步骤02：开启电功测量元件开始对电功计数P；

步骤03：10分钟时间计时完毕触发，访问返回电功计数值P；

步骤04：输出控制模块进行电力转换工作；

步骤05：判别，若P小于指定电功(即预设计数值)，例如P0＝10000J(P0具体值可根据实际情况设定，此处不做限定)，程序跳转到步骤00；若P大于指定电功P0，执行下一步骤；

步骤06：开启报警提示灯，开启危险报警提示鸣笛，开启计时器T，计时时间1分钟(即第二预设时间，此处以1分钟为例进行说明，具体数值此处不做限定)；

步骤07：计时器T计时完毕触发，切断电子继电开关，然后执行空程序。

本实施例提供的新能源车充电装置及方法的优点：

1.此电路实现了对电器使用的一种保护，例如用户使用某大功率用电设备，出于疏忽，没有及时关闭用电设备，然而此大型用电设备不具备使空气开关跳闸的电流，不会跳闸，然而大功率用电设备对实际生活有潜在安全隐患，为了避免这种隐患，可以使用本设备，记录指定时间内的用电量是否符合标准。

2.此装置实现了智能化控制，通过判别单位时间内用户用电量是否处于正常，来控制电子继电开关的切断与导通。智能化的保护了用户的“非正常用电”，带来更安全保障

3.此装置设有扩展接口，扩展接口可以与其它设备对接，实现远程控制、信息交互，可以通过计算机网络，对用户发送短信报警提醒等。也可以通过计算机，直接对用电用户控制。

4.此装置涉及到的技术成熟，数字化控制程序简单，生产价格低廉，却解决了所有大功率用电设备的用电安全，一旦用电时间过长(参数可以根据实际情况设定)，则自动切断电源，保护了用电安全。跟空气卡关比起，此装置优点在于，大功率用电设备不会使空气开关自动切断，而此设计，则解决了这额问题。

以上对本发明实施例所提供的一种新能源车充电装置及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施例进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施例及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种新能源车充电装置，其特征在于，所述新能源车充电装置包括电功测量元件、处理芯片、电子继电开关、蓄电模块、输出控制模块以及报警器，其中：

所述电功测量元件，用于接入交流电，测量输出端使用的功率，并将功率测量值传递给所述处理芯片；

所述处理芯片，用于根据接收到的功率测量值控制所述电子继电开关切换或导通；

所述电子继电开关，用于切断或接通电源；

所述蓄电模块，用于根据热电效应将温差转化成电能，并将所述电能输出给新能源车电池充电；

所述输出控制模块，用于接入交流电，通过输出端口及所述电子继电开关的连接状态给所述新能源车电池充电，并对所述输出端口进行漏电检测，将漏电检测结果发送给所述报警器；

所述报警器，用于根据所述漏电检测结果进行漏电报警。

2.根据权利要求1所述的新能源车充电装置，其特征在于，所述新能源车充电装置还包括印刷版，其中：

所述电功测量元件、处理芯片、电子继电开关、蓄电模块、输出控制模块以及报警器设在所述印刷版上。

3.根据权利要求2所述的新能源车充电装置，其特征在于，所述印刷版上还设有USB外扩展接口。

4.根据权利要求2所述的新能源车充电装置，其特征在于，所述印刷版上还设有工作灯和报警灯，其中：

所述工作灯，是所述新能源车充电装置正常工作时的提示灯；

所述报警灯，是所述新能源车充电装置处于异常状态时的提示灯。

5.根据权利要求2所述的新能源车充电装置，其特征在于，所述印刷版上还设有复位按钮和电源按钮，其中：

所述复位按钮，用于将所述新能源车充电装置的工作状态进行复位；

所述电源按钮，用于控制所述新能源车充电装置中电路的导通与断开。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的新能源车充电装置，其特征在于，所述输出控制模块包括自锁电源滤波模块以及漏电检测模块，其中：

所述自锁电源滤波模块，用于接入交流电，并通过输出端口及所述电子继电开关的连接状态给所述新能源车电池充电；

所述漏电检测模块，用于对所述输出端口进行漏电检测，将漏电检测结果发送给所述报警器。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的新能源车充电装置，其特征在于，所述蓄电模块包括半导体温差发电模块以及升压稳压充电模块。

8.根据权利要求7所述的新能源车充电装置，其特征在于，所述半导体温差发电模块包括第一半导体、第二半导体，所述第一半导体以及所述第二半导体的两端分别通过第一温度接头以及第二温度接头连接。

9.根据权利要求7所述的新能源车充电装置，其特征在于，所述升压稳压充电模块包括升压稳压芯片以及蓄电池。

10.一种新能源车充电方法，所述方法应用在如权利要求1至9中任一项所述的新能源车充电装置中，其特征在于，包括：

通过电功测量元件确定第一预设时间内的电功计数值是否大于预设计数值；

若大于，则发出报警信号，并开启计时器；

当所述计时器到达第二预设时间时，切断电子继电开关，执行空程序；

若不大于，则返回执行步骤通过电功测量元件确定第一预设时间内的电功计数值是否大于预设计数值。

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