CN114559852B - 充电桩物联网计价系统 - Google Patents

充电桩物联网计价系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114559852B
CN114559852B CN202210457248.5A CN202210457248A CN114559852B CN 114559852 B CN114559852 B CN 114559852B CN 202210457248 A CN202210457248 A CN 202210457248A CN 114559852 B CN114559852 B CN 114559852B
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistor
amplifier
electric quantity
output
alternating current
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
Application number
CN202210457248.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114559852A (zh
Inventor
殷波
金少武
易思平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Zistone Technology Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Zistone Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Zistone Technology Co ltd filed Critical Shenzhen Zistone Technology Co ltd
Priority to CN202210457248.5A priority Critical patent/CN114559852B/zh
Publication of CN114559852A publication Critical patent/CN114559852A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114559852B publication Critical patent/CN114559852B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • B60L53/66—Data transfer between charging stations and vehicles
    • B60L53/665—Methods related to measuring, billing or payment
    • 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
    • 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]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种充电桩物联网计价系统，包括交直流供电电路、电量检测电路、控制器、通信模块和远程服务器，通过交直流供电电路用于输出交流和/或直流电；电量检测电路与交直流供电电路连接，用于获取交直流供电电路工作时的工作电量；控制器与所述电量检测电路连接，控制器内设有费用计算模块，费用计算模块用于根据所述工作电量计算用电费用；通信模块与控制器连接，以将用电费用信息通过有线或无线方式发送；远程服务器与所述通信模块连接，以接收所述通信模块发送的用电费用信息，并根据所述用电费用信息进行费用结算。通过电量检测电路可对交直流供电电路输出交流和/或直流电进行电量测量，使得有效充电电量的计算精度高。

Description

充电桩物联网计价系统
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种充电桩物联网计价系统。
背景技术
随着人们对绿色出行的重视，电动车辆越来越普及，为方便电动车辆及时充电确保电动车辆正常运行，充电设备的应用也越来越多，例如越来越多的充电桩安装在路边以供电动车辆充电，充电设备在对电动车辆进行充电时，通常需要进行充电
现有技术中，通常采用从输入端进行费用的计算，虽然这种通过输入端来获取输入电量的方式相对比较简单。但是，由于充电桩本身的电源转换和控制供电等原因导致发热而消耗电量，使得有效充电电量的计算通常误差相对较大。虽然，且现有技术中的电量测量装置，只能对直流电源或交流电源的电量中的其中一种进行测量，不能满足输出端为交流电或者为直流电动选择测量，故现有电量测量装置也不能用于交流/直流选择或混合输出的应用中。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种充电桩物联网计价系统。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种充电桩物联网计价系统，所述充电桩物联网计价系统包括：
交直流供电电路，所述交直流供电电路用于输出交流和/或直流电；
电量检测电路，所述电量检测电路与所述交直流供电电路连接，用于获取交直流供电电路工作时的工作电量；
控制器，所述控制器与所述电量检测电路连接，所述控制器内设有费用计算模块，所述费用计算模块用于根据所述工作电量计算用电费用信息；
通信模块，所述通信模块与所述控制器连接，以将所述用电费用信息通过有线或无线方式发送；
远程服务器，所述远程服务器与所述通信模块连接，以接收所述通信模块发送的用电费用信息，并根据所述用电费用信息进行费用结算。
进一步地，根据本发明的一个实施例，所述费用计算模块包括：
功率采集模块，所述功率采集模块用于将所述电量检测电路输出的功率进行采集实时地采集；
功率时间记录模块，所述功率时间记录模块用于按照时间关系对采集功率进行记录；
计费模块，所述计费模块用于根据功率进行记录计算实际电量，并根据实际电量计算用电费用信息；
费用发送模块，所述费用发送模块用于将用电费用信息发送至所述远程服务器。
进一步地，根据本发明的一个实施例，所述计费模块包括：
功率变化判断模块，所述功率变化判断模块用于根据判断在设定时间内是否有出现功率变化；
曲线拟合模块，所述曲线拟合模块用于在出现功率变化时，在两采样功率变化点之间拟合一条过度线；
区域电量计算模块，所述区域电量计算模块用于根据拟合的过度线计算两采样功率变化点之间的区域的电量。
进一步地，根据本发明的一个实施例，所述曲线为一斜率线或弧线。
进一步地，根据本发明的一个实施例，所述交直流供电电路包括：
AC/DC模块，所述AC/DC模块分别与输入交流电及所述控制器连接，以在所述控制器的作用下，将输入交流电转换为直流电；
继电器开关，所述继电器开关分别与所述输入交流电输出端、所述直流电输出端、控制器及所述电量检测电路连接，以在所述控制器的作用下输出所述交流和/或直流电。
进一步地，根据本发明的一个实施例，所述电量检测电路包括：
电量实时采样电路，所述电量实时采样电路与所述交直流供电电路连接，以对所述交直流供电电路的电流电压实时地采集；
电量实时处理电路，所述电量实时处理电路与所述电量实时采样电路连接，以根据采样直流电流电压/或交流电流电压进行感应和处理输出。
进一步地，根据本发明的一个实施例，所述电量实时采样电路包括：
原边激励线圈(L1)，所述原边激励线圈(L1)串联在所述交直流供电电路的回路上，以获取回路的电流；
第一电阻(R24)，所述第一电阻(R24)一端与所述交直流供电电路输出端的第一端（B）连接；
第二电阻(R25)，所述第二电阻(R25)的一端与所述第一电阻(R24)的另一端连接，所述第二电阻(R25)的另一端与所述交直流供电电路输出端的第二端（A）连接；
整流桥电路(D1)，所述整流桥电路(D1)与所述第二电阻(R25)的两端连接，以将回路的电压整流输出。
进一步地，根据本发明的一个实施例，所述电量实时处理电路包括：
第一可饱和磁通电感线圈(L2)；
第一放大器(U1)，所述第一放大器(U1)的反相输入端与第一电容(C1)的一端连接，所述第一电容(C1)的另一端与第一参考电压端连接，所述第一放大器(U1)的反相输入端还通过第三电阻(R1)与所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)的一端连接，所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)的另一端通过第四电阻(R2)与所述第一放大器(U1)的输出端连接，所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)的所述另一端还与第五电阻(R3)的一端连接，所述第五电阻(R3)的另一端与第六电阻(R4)的一端连接，所述第六电阻(R4)的另一端与第一参考电压端连接，所述第五电阻(R3)的所述另一端还与所述第一放大器(U1)的正相输入端连接，所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)的所述一端还与第七电阻(R5)的一端连接，所述第七电阻(R5)的另一端与第八电阻(R6)的一端连接，所述第八电阻(R6)的另一端与第一参考电压端连接；
第二放大器(U2)，所述第二放大器(U2)的反相输入端与通过第九电阻(R7)与所述第八电阻(R6)的所述一端连接，所述第二放大器(U2)的正相输入端通过第十电阻(R8)与所述第八电阻(R6)的所述另一端连接，所述第二放大器(U2)的反相输入端还通过第十一电阻(R9)与第二电容(C2)的一端连接，所述第二电容(C2)的另一端与所述第二放大器(U2)的输出端连接；
乘法器(U5)，所述乘法器(U5)的第一输入端与所述第二放大器(U2)的输出端连接，所述乘法器(U5)的第二输入端与所述整流桥电路的输出端连接，以将交直流供电电路工作时的工作电量计算输出。
进一步地，根据本发明的一个实施例，所述电量实时处理电路还包括：
第二可饱和磁通电感线圈(L4)；
第三放大器(U4)，所述第三放大器(U4)的反相输入端与第三电容(C3)的一端连接，所述第三电容(C3)的另一端与第一参考电压端连接，所述第三放大器(U4)的反相输入端还通过第十二电阻(R14)与所述第二可饱和磁通电感线圈(L4)的一端连接，所述第二可饱和磁通电感线圈(L4)的另一端通过第十三电阻(R15)与所述第三放大器(U4)的输出端连接，所述第二可饱和磁通电感线圈(L4)的所述另一端还与第十四电阻(R16)的一端连接，所述第十四电阻(R16)的另一端与第十五电阻(R17)的一端连接，所述第十五电阻(R17)的另一端与第一参考电压端连接，所述第十四电阻(R16)的所述另一端还与所述第三放大器(U4)的正相输入端连接，所述第二可饱和磁通电感线圈(L4)的所述一端还与第十六电阻(R18)的一端连接，所述第十六电阻(R18)的另一端与第十七电阻(R19)的一端连接，所述第十七电阻(R19)的另一端与第一参考电压端连接；
第四放大器(U5)，所述第四放大器(U5)的反相输入端与通过第十八电阻(R20)与所述第十七电阻(R19)的所述一端连接，所述第四放大器(U5)的正相输入端通过第十九电阻(R21)与所述第十七电阻(R19)的所述另一端连接，所述第四放大器(U5)的反相输入端还通过第二十电阻(R22)与第四电容(C4)的一端连接，所述第四电容(C4)的另一端与所述第四放大器(U5)的输出端连接；
第五放大器(U3)，所述乘法器(U5)通过所述第五放大器(U3)与所述第二放大器(U2)的输出端连接；其中，所述第二放大器(U2)的输出端通过第二十一电阻(R10)与所述第五放大器(U3)的反相输入端连接，所述第五放大器(U3)的反相输入端还通过第二十二电阻(R12)与第一参考电压端连接，所述第四放大器(U5)的反相输入端还通过第二十三电阻(R11)与所述第五放大器(U3)的输出端连接，所述第四放大器(U5)的输出端还通过第四电阻(R2)3与所述第五放大器(U3)的正相输入端连接；
次级反馈线圈(L3)，所述第五放大器(U3)的输出端还通过次级反馈线圈(L3)与所述乘法器(U5)所述第一输入端连接。
进一步地，根据本发明的一个实施例，所述电量实时处理电路还包括：
第四电容(C4)，所述第四电容(C4)的一端与所述整流桥电路(D1)的正电压输出端连接，所述第四电容(C4)的另一端与所述整流桥电路(D1)的参考电压输出端连接；
第二十四电阻(R26)，所述第二十四电阻(R26)的一端与所述第四电容(C4)的所述一端连接；
第二十五电阻(R27),所述第二十五电阻(R27)的一端与所述第二十四电阻(R26)的另一端连接，所述第二十五电阻(R27)的另一端与所述第四电容(C4)的所述另一端连接；
二极管(D2)，所述二极管(D2)的阳极与所述第二十四电阻(R26)的所述另一端连接，所述二极管(D2)的阴极与第二参考电压连接，所述第二十四电阻(R26)的所述另一端还与所述乘法器(U5)的另一输入端连接。
本发明实施例提供的充电桩物联网计价系统，通过交直流供电电路用于输出交流和/或直流电；电量检测电路与所述交直流供电电路连接，用于获取交直流供电电路工作时的工作电量；控制器与所述电量检测电路连接，所述控制器内设有费用计算模块，所述计费模块用于根据所述工作电量计算用电费用信息；通信模块与所述控制器连接，以将所述用电费用信息通过有线或无线方式发送；远程服务器与所述通信模块连接，以接收所述通信模块发送的用电费用信息，并根据所述用电费用信息进行费用结算。通过电量检测电路可对交直流供电电路输出交流和/或直流电进行电量测量，使得有效充电电量的计算精度高，且能满足交流/直流选择或混合输出的充电桩应用中。
附图说明
图1为本发明实施例提供的充电桩物联网计价系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的电量检测电路结构示意图；
图3为本发明实施例提供的电量检测电路结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一电量检测电路结构示意图；
图5为本发明实施例提供的计费模块结构框图；
图6为本发明实施例提供的时间-功率拟合曲线图；
图7为本发明实施例提供的原边激励线圈L1、第一可饱和磁通电感线圈L2、第二可饱和磁通电感线圈L4和次级反馈线圈L3在环形磁芯的结构分布图；
图8为本发明实施例提供的第一可饱和磁通电感线圈无外部磁场影响的电流波形图；
图9为本发明实施例提供的第一可饱和磁通电感线圈有外部磁场影响的电流波形图。
附图标记：
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参阅图1至图6，本发明实施例提供一种充电桩物联网计价系统，包括：交直流供电电路、电量检测电路、控制器、通信模块和远程服务器，所述交直流供电电路用于输出交流和/或直流电；如图1中所示，所述交直流供电电路包括：AC/DC模块和继电器开关，所述AC/DC模块分别与输入交流电及所述控制器连接，以在所述控制器的作用下，将输入交流电转换为直流电；这样，在一个充电桩内可有两种供电电源为充电电动车供电，以满足不同电动车对直流电和交流电动供电需求。
所述继电器开关分别与所述输入交流电输出端、所述直流电输出端、控制器及所述电量检测电路连接，以在所述控制器的作用下输出所述交流和/或直流电。通过所述继电器开关，可对所述交流电/或直流电进行选择输出。这样，在所述控制器的控制下，可选择输出直流电或者选择交流电输出。
所述电量检测电路与所述交直流供电电路连接，用于获取交直流供电电路工作时的工作电量；所述电量检测电路设置在所述继电器开关与所述充电枪头之间，这样，可对输出到所述充电枪头的电量进行实时检测。通过电量检测电路可对交直流供电电路输出交流和/或直流电进行电量测量，使得有效充电电量的计算精度高，且能满足交流/直流选择或混合输出的充电桩应用中。
所述控制器与所述电量检测电路连接，所述控制器内设有费用计算模块，所述费用计算模块用于根据所述工作电量计算用电费用信息；所述控制器分别用地所述AC/DC模块和继电器开关进行控制，以控制选择直流电或交流电输出为充电汽车供电。并通过所述电量检测电路对实际使用电量进行实时地检测，以提高电量计算的精度，在获取实时电量信息以后，并通过所述计费模块计算用电费用。
所述通信模块与所述控制器连接，以将所述用电费用信息通过有线或无线方式发送；所述远程服务器与所述通信模块连接，以接收所述通信模块发送的用电费用信息，并根据所述用电费用信息进行费用结算。所述远程服务器可与客户端通信连接，以对费用进行结算。
本发明实施例提供的充电桩物联网计价系统，通过交直流供电电路用于输出交流和/或直流电；电量检测电路与所述交直流供电电路连接，用于获取交直流供电电路工作时的工作电量；控制器与所述电量检测电路连接，所述控制器内设有费用计算模块，所述计费模块用于根据所述工作电量计算用电费用信息；通信模块与所述控制器连接，以将所述用电费用信息通过有线或无线方式发送；远程服务器与所述通信模块连接，以接收所述通信模块发送的用电费用信息，并根据所述用电费用信息进行费用结算。通过电量检测电路可对交直流供电电路输出交流和/或直流电进行电量测量，使得有效充电电量的计算精度高，且能满足交流/直流选择或混合输出的充电桩应用中。
参阅图5，所述费用计算模块包括：功率采集模块、功率时间记录模块、计费模块和费用发送模块，所述功率采集模块用于将所述电量检测电路输出的功率进行采集实时地采集；由于采用实时的方式对输出功率进行记录。这样，当在充电过程中出现功率发生变化时，可对变化功率进行实时的记录。相对与现有技术中，采用非实时方式记录功率，更加地准确。
所述功率时间记录模块用于按照时间关系对采集功率进行记录；通过将实时采集的功率进行实时地记录。这样，便于精确地进行电量的计算。
所述计费模块用于根据功率进行记录计算实际电量，并根据实际电量计算用电费用信息；根据实时记录的功率与时间的关系，可精确地计算出实际电量，并将实际电量值乘以单价，即可获取到汽车充电所产生的费用。在充电结束以后，所述费用发送模块用于将用电费用信息发送至所述远程服务器。通过远程服务器与客户端连接，从而实现费用的结算。
参阅图5和图6，所述计费模块包括：功率变化判断模块、曲线拟合模块和区域电量计算模块，所述功率变化判断模块用于根据判断在设定时间内是否有出现功率变化；如图6中所示，在汽车充电过程中，可能会由于各种原因而导致出充电功率产生变化。此时，如果安装恒定功率进行计算的话，可能都导致较大的时间充电误差。
所述曲线拟合模块用于在出现功率变化时，在两采样功率变化点之间拟合一条过度线；如图中所示，当两功率采样点的功率产生变化时，可拟合一条过度线，所述曲线为一斜率线或弧线。这样，可使得计算功率可尽可能地接近实际值，避免较大误差产生。在控制器的性能和工作频率较高的基础上，两点采样时间可尽量地短，以尽可能地减少两点的时间误差值。
所述区域电量计算模块用于根据拟合的过度线计算两采样功率变化点之间的区域的电量。通过计算图6的功率与时间的面积，即可获取到两采样功率变化点之间的区域的电量。当拟合曲线为一弧线时，可采用微积分进行计算。
参阅图2和图7，所述电量检测电路包括：电量实时采样电路和电量实时处理电路，所述电量实时采样电路与所述交直流供电电路连接，以对所述交直流供电电路的电流电压实时地采集；参阅图2，所述电量实时采样电路包括：原边激励线圈(L1)、第一电阻(R24)、第二电阻(R25)和整流桥电路(D1)，所述原边激励线圈(L1)串联在所述交直流供电电路的回路上，以获取回路的电流；当直流电源或交流点电源流过原边激励线圈(L1)时，原边激励线圈(L1)会产生激磁电流及相应磁通。
所述第一电阻(R24)一端与所述交直流供电电路输出端的第一端（B）连接；所述第二电阻(R25)的一端与所述第一电阻(R24)的另一端连接，所述第二电阻(R25)的另一端与所述交直流供电电路输出端的第二端（A）连接；所述第一电阻(R24)和第二电阻(R25)构成分压电路，以将输出电源电压进行分压后输出。
所述整流桥电路(D1)与所述第二电阻(R25)的两端连接，以将回路的电压整流输出。当输出电压为交流电时，整流桥电路(D1)可将交流电整流为直流电后输出。而当输出电源为直流电时，将直流电直接输出。
通过所述电量实时采样电路，可实现对直流电或交流电的实时电流和电压采样。
所述电量实时处理电路与所述电量实时采样电路连接，以根据采样直流电流电压/或交流电流电压进行感应和处理输出。参阅图2，在本发明的一个实施例中，所述电量实时处理电路包括：第一可饱和磁通电感线圈(L2)、第一放大器(U1)、第二放大器(U2)和乘法器(U5)，所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)为磁性为高导磁率、低矫顽力磁芯线圈，以通过磁饱和的方式来实现对原边激励线圈(L1)的电流进行检测。所述第一放大器(U1)的反相输入端与第一电容(C1)的一端连接，所述第一电容(C1)的另一端与第一参考电压端连接，所述第一放大器(U1)的反相输入端还通过第三电阻(R1)与所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)的一端连接，所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)的另一端通过第四电阻(R2)与所述第一放大器(U1)的输出端连接，所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)的所述另一端还与第五电阻(R3)的一端连接，所述第五电阻(R3)的另一端与第六电阻(R4)的一端连接，所述第六电阻(R4)的另一端与第一参考电压端连接，所述第五电阻(R3)的所述另一端还与所述第一放大器(U1)的正相输入端连接，所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)的所述一端还与第七电阻(R5)的一端连接，所述第七电阻(R5)的另一端与第八电阻(R6)的一端连接，所述第八电阻(R6)的另一端与第一参考电压端连接。
如图2中所示，第一放大器(U1)、第一电容(C1)、第三电阻(R1)、第五电阻(R3)和第六电阻(R4)，构成一方波产生电路，以为所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)提供工作对称的方波波形信号。第一可饱和磁通电感线圈(L2)工作于磁场饱和状态，在原边激励线圈(L1)没有激磁电流时，磁通电感线圈L2无外部磁场影响，磁通电感线圈L2在方波波形信号的作用下，正反对称地充放电，工作电流平均值为零(如图8所示)。而当原边激励线圈(L1)上有激磁电流时，磁通电感线圈L2便有了外部磁场影响，第一可饱和磁通电感线圈(L2)工作电流平均值不为零(如图9所示)。通过检测第一可饱和磁通电感线圈(L2)输出电流平均值，可获取原边激励线圈(L1)对应的电流值。所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)输出电流通过所述第七电阻(R5)和第八电阻(R6)采集后输出。
所述第二放大器(U2)的反相输入端与通过第九电阻(R7)与所述第八电阻(R6)的所述一端连接，所述第二放大器(U2)的正相输入端通过第十电阻(R8)与所述第八电阻(R6)的所述另一端连接，所述第二放大器(U2)的反相输入端还通过第十一电阻(R9)与第二电容(C2)的一端连接，所述第二电容(C2)的另一端与所述第二放大器(U2)的输出端连接。所述第二放大器(U2)构成积分电路，将所述第八电阻(R6)的采样电压进行积分运算后，输出，这样可获取原边激励线圈(L1)的对应的电流值。
所述乘法器(U5)的第一输入端与所述第二放大器(U2)的输出端连接，所述乘法器(U5)的第二输入端与所述整流桥电路的输出端连接，以将交直流供电电路工作时的工作电量计算输出。通过所述乘法器(U5)将所述第二放大器(U2)输出的采样电流值和所述整流桥电路输出的电压采样值进行乘法运算，则可获取实时的功率采样值。
参阅图3和图7，在本发明的一个实施例中，所述第二放大器(U2)的输出端到乘法器(U5)的输入端之间还可设有次级反馈线圈(L3)。通过次级反馈线圈(L3)可对原边激励线圈(L1)的磁通补偿，从而提高测量精度。
参阅图4和图7，在本发明的又一个实施例中，所述电量实时处理电路还包括：第二可饱和磁通电感线圈(L4)、第三放大器(U4)、第四放大器(U5)、第五放大器(U3)和次级反馈线圈(L3)，所述第二可饱和磁通电感线圈(L4)为磁性为高导磁率、低矫顽力磁芯线圈，以通过磁饱和的方式来实现对原边激励线圈(L1)的电流进行检测。所述第三放大器(U4)的反相输入端与第三电容(C3)的一端连接，所述第三电容(C3)的另一端与第一参考电压端连接，所述第三放大器(U4)的反相输入端还通过第十二电阻(R14)与所述第二可饱和磁通电感线圈(L4)的一端连接，所述第二可饱和磁通电感线圈(L4)的另一端通过第十三电阻(R15)与所述第三放大器(U4)的输出端连接，所述第二可饱和磁通电感线圈(L4)的所述另一端还与第十四电阻(R16)的一端连接，所述第十四电阻(R16)的另一端与第十五电阻(R17)的一端连接，所述第十五电阻(R17)的另一端与第一参考电压端连接，所述第十四电阻(R16)的所述另一端还与所述第三放大器(U4)的正相输入端连接，所述第二可饱和磁通电感线圈(L4)的所述一端还与第十六电阻(R18)的一端连接，所述第十六电阻(R18)的另一端与第十七电阻(R19)的一端连接，所述第十七电阻(R19)的另一端与第一参考电压端连接；如图4中所示，第三放大器(U4)、第三电容(C3)、第十二电阻(R14)、第十六电阻(R18)和第十七电阻(R19)，构成一方波产生电路，以为所述第二可饱和磁通电感线圈(L4)提供工作对称的波形信号。第二可饱和磁通电感线圈(L4)工作过程与第一可饱和磁通电感线圈(L2)相似，再次不重复赘述。
所述第四放大器(U5)的反相输入端与通过第十八电阻(R20)与所述第十七电阻(R19)的所述一端连接，所述第四放大器(U5)的正相输入端通过第十九电阻(R21)与所述第十七电阻(R19)的所述另一端连接，所述第四放大器(U5)的反相输入端还通过第二十电阻(R22)与第四电容(C4)的一端连接，所述第四电容(C4)的另一端与所述第四放大器(U5)的输出端连接；所述第四放大器(U5)构成积分电路，将所述第十七电阻(R19)的采样电压进行积分运算后，输出。
所述乘法器(U5)通过所述第五放大器(U3)与所述第二放大器(U2)的输出端连接；其中，所述第二放大器(U2)的输出端通过第二十一电阻(R10)与所述第五放大器(U3)的反相输入端连接，所述第五放大器(U3)的反相输入端还通过第二十二电阻(R12)与第一参考电压端连接，所述第四放大器(U5)的反相输入端还通过第二十三电阻(R11)与所述第五放大器(U3)的输出端连接，所述第四放大器(U5)的输出端还通过第四电阻(R2)3与所述第五放大器(U3)的正相输入端连接；所述第五放大器(U3)构成信号叠加电路，将所述两路电流感应信号进行叠加后输出。
参阅图7，所述第五放大器(U3)的输出端还通过次级反馈线圈(L3)与所述乘法器(U5)所述第一输入端连接。所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)、第二可饱和磁通电感线圈(L4)分别对称、且反向地设置在环形磁性的凹槽内，所述次级反馈线圈(L3)为磁通反馈线圈L3，以补偿所述原边激励线圈(L1)激磁电流的补偿磁通，从而提高测量精度，其工作过程为，当所述原边激励线圈(L1)有电流时，两路磁饱和电流检测电路产生对应的信号，并通过所述信号叠加电路进行信号叠加放大后，通过次级反馈线圈(L3)进行动态的磁通补偿，从而提高测量精度。
参阅图4，所述电量实时处理电路还包括：第四电容(C4)、第二十四电阻(R26)、第二十五电阻(R27)和二极管(D2)，所述第四电容(C4)的一端与所述整流桥电路(D1)的正电压输出端连接，所述第四电容(C4)的另一端与所述整流桥电路(D1)的参考电压输出端连接；所述第四电容(C4)为滤波电容，以将干扰电压信号滤除，较少采样误差。
所述第二十四电阻(R26)的一端与所述第四电容(C4)的所述一端连接；所述第二十五电阻(R27)的一端与所述第二十四电阻(R26)的另一端连接，所述第二十五电阻(R27)的另一端与所述第四电容(C4)的所述另一端连接；所述第二十四电阻(R26)和第二十五电阻(R27)构成分压电路，以将整流桥电路(D1)输出电压进行分压后输出。
所述二极管(D2)的阳极与所述第二十四电阻(R26)的所述另一端连接，所述二极管(D2)的阴极与第二参考电压连接，所述第二十四电阻(R26)的所述另一端还与所述乘法器(U5)的另一输入端连接。所述二极管(D2)构成钳位电路，将输出电压设置在一定的范围内，避免高压输入到乘法器，从而避免被烧坏。
以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种充电桩物联网计价系统，其特征在于，包括：
交直流供电电路，所述交直流供电电路用于输出交流和/或直流电；
电量检测电路，所述电量检测电路与所述交直流供电电路连接，用于获取交直流供电电路工作时的工作电量；
控制器，所述控制器与所述电量检测电路连接，所述控制器内设有费用计算模块，所述费用计算模块用于根据所述工作电量计算用电费用信息；
通信模块，所述通信模块与所述控制器连接，以将所述用电费用信息通过有线或无线方式发送；
远程服务器，所述远程服务器与所述通信模块连接，以接收所述通信模块发送的用电费用信息，并根据所述用电费用信息进行费用结算；
所述电量检测电路包括：
电量实时采样电路，所述电量实时采样电路与所述交直流供电电路连接，以对所述交直流供电电路的电流电压实时地采集；
电量实时处理电路，所述电量实时处理电路与所述电量实时采样电路连接，以根据采样直流电流电压/或交流电流电压进行感应和处理输出；
所述电量实时采样电路包括：
原边激励线圈(L1)，所述原边激励线圈(L1)串联在所述交直流供电电路的回路上，以获取回路的电流；
第一电阻(R24)，所述第一电阻(R24)一端与交直流供电电路输出端的第一端（B）连接；
第二电阻(R25)，所述第二电阻(R25)的一端与所述第一电阻(R24)的另一端连接，所述第二电阻(R25)的另一端与所述交直流供电电路输出端的第二端（A）连接；
整流桥电路(D1)，所述整流桥电路(D1)与所述第二电阻(R25)的两端连接，以将回路的电压整流输出；
所述电量实时处理电路包括：
第一可饱和磁通电感线圈(L2)；
第一放大器(U1)，所述第一放大器(U1)的反相输入端与第一电容(C1)的一端连接，所述第一电容(C1)的另一端与第一参考电压端连接，所述第一放大器(U1)的反相输入端还通过第三电阻(R1)与所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)的一端连接，所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)的另一端通过第四电阻(R2)与所述第一放大器(U1)的输出端连接，所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)的所述另一端还与第五电阻(R3)的一端连接，所述第五电阻(R3)的另一端与第六电阻(R4)的一端连接，所述第六电阻(R4)的另一端与第一参考电压端连接，所述第五电阻(R3)的所述另一端还与所述第一放大器(U1)的正相输入端连接，所述第一可饱和磁通电感线圈(L2)的所述一端还与第七电阻(R5)的一端连接，所述第七电阻(R5)的另一端与第八电阻(R6)的一端连接，所述第八电阻(R6)的另一端与第一参考电压端连接；
第二放大器(U2)，所述第二放大器(U2)的反相输入端通过第九电阻(R7)与所述第八电阻(R6)的所述一端连接，所述第二放大器(U2)的正相输入端通过第十电阻(R8)与所述第八电阻(R6)的所述另一端连接，所述第二放大器(U2)的反相输入端还通过第十一电阻(R9)与第二电容(C2)的一端连接，所述第二电容(C2)的另一端与所述第二放大器(U2)的输出端连接；
乘法器(U5)，所述乘法器(U5)的第一输入端与所述第二放大器(U2)的输出端连接，所述乘法器(U5)的第二输入端与所述整流桥电路的输出端连接，以将交直流供电电路工作时的工作电量计算输出；
所述电量实时处理电路还包括：
第二可饱和磁通电感线圈(L4)；
第三放大器(U4)，所述第三放大器(U4)的反相输入端与第三电容(C3)的一端连接，所述第三电容(C3)的另一端与第一参考电压端连接，所述第三放大器(U4)的反相输入端还通过第十二电阻(R14)与所述第二可饱和磁通电感线圈(L4)的一端连接，所述第二可饱和磁通电感线圈(L4)的另一端通过第十三电阻(R15)与所述第三放大器(U4)的输出端连接，所述第二可饱和磁通电感线圈(L4)的所述另一端还与第十四电阻(R16)的一端连接，所述第十四电阻(R16)的另一端与第十五电阻(R17)的一端连接，所述第十五电阻(R17)的另一端与第一参考电压端连接，所述第十四电阻(R16)的所述另一端还与所述第三放大器(U4)的正相输入端连接，所述第二可饱和磁通电感线圈(L4)的所述一端还与第十六电阻(R18)的一端连接，所述第十六电阻(R18)的另一端与第十七电阻(R19)的一端连接，所述第十七电阻(R19)的另一端与第一参考电压端连接；
第四放大器(U5)，所述第四放大器(U5)的反相输入端与通过第十八电阻(R20)与所述第十七电阻(R19)的所述一端连接，所述第四放大器(U5)的正相输入端通过第十九电阻(R21)与所述第十七电阻(R19)的所述另一端连接，所述第四放大器(U5)的反相输入端还通过第二十电阻(R22)与第四电容(C4)的一端连接，所述第四电容(C4)的另一端与所述第四放大器(U5)的输出端连接；
第五放大器(U3)，所述乘法器(U5)通过所述第五放大器(U3)与所述第二放大器(U2)的输出端连接；其中，所述第二放大器(U2)的输出端通过第二十一电阻(R10)与所述第五放大器(U3)的反相输入端连接，所述第五放大器(U3)的反相输入端还通过第二十二电阻(R12)与第一参考电压端连接，所述第四放大器(U5)的反相输入端还通过第二十三电阻(R11)与所述第五放大器(U3)的输出端连接，所述第四放大器(U5)的输出端还通过第四电阻(R2)3与所述第五放大器(U3)的正相输入端连接；
次级反馈线圈(L3)，所述第五放大器(U3)的输出端还通过次级反馈线圈(L3)与所述乘法器(U5)所述第一输入端连接。
2.根据权利要求1所述的充电桩物联网计价系统，其特征在于，所述费用计算模块包括：
功率采集模块，所述功率采集模块用于将所述电量检测电路输出的功率进行采集实时地采集；
功率时间记录模块，所述功率时间记录模块用于按照时间关系对采集功率进行记录；
计费模块，所述计费模块用于根据功率进行记录计算实际电量，并根据实际电量计算用电费用信息；
费用发送模块，所述费用发送模块用于将用电费用信息发送至所述远程服务器。
3.根据权利要求2所述的充电桩物联网计价系统，其特征在于，所述计费模块包括：
功率变化判断模块，所述功率变化判断模块用于根据判断在设定时间内是否有出现功率变化；
曲线拟合模块，所述曲线拟合模块用于在出现功率变化时，在两采样功率变化点之间拟合一条过度线；
区域电量计算模块，所述区域电量计算模块用于根据拟合的过度线计算两采样功率变化点之间的区域的电量。
4.根据权利要求3所述的充电桩物联网计价系统，其特征在于，所述曲线为一斜率线或弧线。
5.根据权利要求1所述的充电桩物联网计价系统，其特征在于，所述交直流供电电路包括：
AC/DC模块，所述AC/DC模块分别与输入交流电及所述控制器连接，以在所述控制器的作用下，将输入交流电转换为直流电；
继电器开关，所述继电器开关分别与输入交流电输出端、直流电输出端、控制器及所述电量检测电路连接，以在所述控制器的作用下输出所述交流和/或直流电。
6.根据权利要求1所述的充电桩物联网计价系统，其特征在于，所述电量实时处理电路还包括：
第四电容(C4)，所述第四电容(C4)的一端与所述整流桥电路(D1)的正电压输出端连接，所述第四电容(C4)的另一端与所述整流桥电路(D1)的参考电压输出端连接；
第二十四电阻(R26)，所述第二十四电阻(R26)的一端与所述第四电容(C4)的所述一端连接；
第二十五电阻(R27),所述第二十五电阻(R27)的一端与所述第二十四电阻(R26)的另一端连接，所述第二十五电阻(R27)的另一端与所述第四电容(C4)的所述另一端连接；
二极管(D2)，所述二极管(D2)的阳极与所述第二十四电阻(R26)的所述另一端连接，所述二极管(D2)的阴极与第二参考电压连接，所述第二十四电阻(R26)的所述另一端还与所述乘法器(U5)的另一输入端连接。
CN202210457248.5A 2022-04-28 2022-04-28 充电桩物联网计价系统 Active CN114559852B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210457248.5A CN114559852B (zh) 2022-04-28 2022-04-28 充电桩物联网计价系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210457248.5A CN114559852B (zh) 2022-04-28 2022-04-28 充电桩物联网计价系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114559852A CN114559852A (zh) 2022-05-31
CN114559852B true CN114559852B (zh) 2022-07-12

Family

ID=81721153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210457248.5A Active CN114559852B (zh) 2022-04-28 2022-04-28 充电桩物联网计价系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114559852B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117372006B (zh) * 2023-12-08 2024-02-06 乐山市计量测试所 一种电动自行车充电桩充电计费方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104218644A (zh) * 2014-09-05 2014-12-17 国家电网公司 一种电动汽车交直流智能一体化充电设备及其控制方法
CN104272570A (zh) * 2012-11-01 2015-01-07 明知大学产学协力团 Pfc转换器的输出电压脉动补偿装置及利用该装置的电动车辆用电池充电装置
JP2015159668A (ja) * 2014-02-24 2015-09-03 株式会社豊田自動織機 送電機器及び非接触電力伝送装置
CN112448485A (zh) * 2020-11-03 2021-03-05 王万辉 无线充电电源管理器
CN113942417A (zh) * 2021-10-08 2022-01-18 广州立牌新能源科技有限公司 一种交直流一体充电系统、方法及存储介质

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104272570A (zh) * 2012-11-01 2015-01-07 明知大学产学协力团 Pfc转换器的输出电压脉动补偿装置及利用该装置的电动车辆用电池充电装置
JP2015159668A (ja) * 2014-02-24 2015-09-03 株式会社豊田自動織機 送電機器及び非接触電力伝送装置
CN104218644A (zh) * 2014-09-05 2014-12-17 国家电网公司 一种电动汽车交直流智能一体化充电设备及其控制方法
CN112448485A (zh) * 2020-11-03 2021-03-05 王万辉 无线充电电源管理器
CN113942417A (zh) * 2021-10-08 2022-01-18 广州立牌新能源科技有限公司 一种交直流一体充电系统、方法及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN114559852A (zh) 2022-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Karkkainen et al. Converter-fed induction motor efficiency: Practical applicability of IEC methods
CN102818927B (zh) 直流配用电系统中逆向小电流的测量装置及测量方法
CN114559852B (zh) 充电桩物联网计价系统
CN203572875U (zh) 大直流充放电设施电流检测装置
WO2021114513A1 (zh) 一种汽车级电流传感器及其检测方法
Bucci et al. Embedded power and energy measurement system based on an analog multiplier
CN103023419B (zh) 一种用于发电机同步电抗参数辨识的pmu数据的筛选方法
CN101539611B (zh) 一种开关磁阻电机绕组互感的测量方法
CN104749547A (zh) 新型现场电能表校验仪
CN203249967U (zh) 非线性负载电能计量装置
CN206147073U (zh) 一种汽车电池电量检测装置及汽车控制系统
CN217360061U (zh) 用电量计量设备及充电系统
CN115575884B (zh) 充电站内充电桩充电量对齐及计量误差计算方法
US10775421B2 (en) Measuring transducer for electric vehicles and a method of operating a measuring transducer
CN105699781B (zh) 一种变压器漏感和直流电阻测量方法
CN110133356B (zh) 一种自发电式电流检测传感器
CN111693753A (zh) 一种新型的直流电流测量装置
CN116359599A (zh) 一种电流取能装置和方法
CN211348416U (zh) 一种汽车级电流传感器
Xin et al. Research of three-phase high-voltage energy metering device
CN211627676U (zh) 一种充电机现场测试仪
KR102246282B1 (ko) 휴대형 컨버터 효율 점검 장치
CN114935675A (zh) 一种电能表及测量电流的方法
CN103344826A (zh) 非线性负载电能计量装置
US5537028A (en) Electricity meter and method for measuring apparent power

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