CN202333898U - 智能化电动汽车交流充电桩 - Google Patents

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肖志华
邓智慧
李鲁智
黄深喜
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Abstract

本实用新型公开了一种智能化电动汽车交流充电桩，包括电能计量表、交流接触器、主控制模块、外设控制模块，主控制模块通过RS485与电能计量模块通信，通过外设控制模块控制交流接触器执行送电和断电的动作，其特征在于主控制模块还与一短距离无线通信模块通信，用于能组成无线通信局域网。本实用新型具有自组网功能，充电桩间可通过短距离无线通信的方式组成通信网络，实现充电桩间的信息交互，组成主从式的管理网络，通过主设备实现与后台管理系统的数据传输。

Description

智能化电动汽车交流充电桩
技术领域
本实用新型涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种能为电动大巴、电动轿车、电动游览车、插电式混合动力车提供交流充电服务的智能化电动汽车交流充电桩。
背景技术
电动汽车充电设施可以分为充电桩、充电站、换电站三种类型。充电桩对具有车载充电机的电动乘用车辆提供交流充电电源，具有占地面积较小，布点灵活的特点。长期来看，在我国占据主导地位的常规充电方式应为慢充，停车场和路边的交流充电桩将成为占主导地位的充电设施。但是目前这种交流充电桩，仅仅只能起到对车辆充电的作用，对充电的管理还只能是每个充电桩自行管理，因此对集优化管理带来一定困难。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种便于组成主从式的电能管理网络的智能化电动汽车交流充电桩。
本实用新型提供的这种智能化交流充电桩，包括电能计量表、交流接触器、主控制模块、外设控制模块，主控制模块通过RS485与电能计量模块通信，通过外设控制模块控制交流接触器执行送电和断电的动作，其特征在于主控制模块还与一短距离无线通信模块通信，用于组成无线通信局域网。
所述外设控制模块采用继电器。
本实用新型由于在现有技术的基础上增加了短距离无线通信模块，使智能化交流充电桩具有自组网功能，智能化交流充电桩间可通过短距离无线通信的方式组成通信网络，实现充电桩间的信息交互，组成主从式的管理网络，通过主设备实现与后台管理系统的数据传输。
附图说明
图1是本实用新型所述智能化交流充电桩功能模块示意图。
图2是本实用新型所述的智能化交流充电桩组网应用示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型智能化交流充电桩的结构和原理作进一步的描述。
从图1可以看出，本实用新型交流充电桩包括主控制模块、显示模块、输入模块、电源单元、电能计量模块、读卡模块、通信接口（包括RS485接口，光纤网络接口、GPRS无线接口、远红外接口）、LED状态指示、信号检测模块、短距离无线通信模块、打印模块、控制模块、交流接触器。其中：主控制模块作为充电桩设备的控制中心，主要包括：ARM嵌入式管理平台、人机交互接口、模块通信接口、读卡模块、语音提示模块、计费管理模块等。ARM嵌入式管理平台硬件部分采用一款ATMEL公司的ARM9芯片，该芯片具有ARM 微处理器以其处理速度快、超低功耗、价格低廉等特点，软件平台采用Linux嵌入式软件平台，其具有系统占用率低、高性能运算、高可扩展性和易维护的特点。
显示模块：显示模块为一块高亮度彩色液晶显示屏，液晶屏为800*600分辨率5.7英寸LCD屏，液晶屏通过数据总线与主控芯片连接，实现提示信息的输出。
输入模块：输入模块为一块4×4的不锈钢防水键盘，完成用户使用选择和用户信息输入的功能。
电能计量模块：本实用新型充电桩的电能计量模块是通过高精度电子式多功能智能电能表实现的，计量经过交流接触器输出的充电电能，多功能智能电能表通过RS485接口与主控制模块通信，上传实时的电能计量数据，主控模块中的数据处理模块根据表计的电能量再结合费率参数实现正确的计费功能。电能计量表可以根据客户的需要任意选择各种等级和型号的电子式多功能智能电能表。
读卡模块：读卡模块采用非接触式IC卡读卡器，读取加密CPU卡的数据，再传输到数据处理模块进行处理。采用两次读卡完成一次充电的交易方式，用户第一次刷卡，主控制器读取卡上余额，并将该卡锁住，等充电完成后，提示用户再次刷卡，此次刷卡主要是扣除卡上消费的金额，同时解锁这张卡。
通信接口：包括一路RS485、一路光纤以太网接口、GPRS无线通信接口和远红外通信接口，一路RS485用于主控制器和计量表计通信，主控制器通过该路通信接口实时读取计量表计电流、电压和各个费率的电能量，及对计量表计的广播校时等。光纤以太网接口或GPRS无线通信接口主要用于与主台软件进行信息交互，实现主台软件对充电桩的参数设置和数据查询，同时充电桩也能通过以太网接口实时上传充电桩的状态和交易信息。远红外接口主要用于设备的现场配置和参数设置。
LED状态指示：该装置有三个指示灯：故障提示灯、运行提示灯、充电提示灯，用来提示充电桩的各种状态。故障指示灯常亮表示告警事件的发生，例如：维修门被打开、充电过程中插座门被打开、与表计的通信出现故障、急停按钮被按下、欠压过压过流等电参量事件发生等等；运行提示灯常亮表示供电回路有电，能够充电；充电提示灯闪烁表示正在充电过程中，充电提示灯常亮表示此次充电已经完成，需要刷卡结束本次充电。
信号检测模块：该模块对外围器件实时进行监视，包括对打印机的状态检测、插座连接状态的检测、维修门状态的检测、充电过程中对充电回路过压欠压断相过流等事件的检测、插座门状态的检测等，结合充电桩所处的状态，通过对这些状态的分析能正确执行充电过程及保护充电桩的安全运行。
短距离无线通信模块：该模块主要用于充电桩设备间的短距离无线通信，在同一个区域内的充电桩通过该通信模块组成一个局部的通信网络，形成一主多从的网络模式，充电桩之间通过该通信网络传递交互数据，主要包括参数设置，运行状态上报，告警信息传输，任务数据上传等。
控制模块：整个充电桩最重要的控制就是对充电回路开关的控制，正确执行该动作是充电桩安全运行的保障，如果在充电过程中发生欠压过压过流断相等事件、维修门被打开、插座门被打开、插座断开，认为是不正常状态，应立即断开充电回路，保障充电桩和电动汽车的安全，主控制模块通过控制模块控制交流接触器，由交流接触器执行充电时的送电和断电。
打印模块：为了方便用户，用户结束充电后，可以选择打印此次消费凭证，打印的内容主要有：充电桩号、卡号、卡上余额、此次充电金额时间电量、交易流水号、开始和结束充电时间及打印该凭证的时间。
语音提示模块：语音提示模块与主控制模块交互，主要用于提示用户正确操作该充电桩，及出现异常情况的处理方法。
图2为智能化充电桩通过短距离无线组网应用的示意图，在这种应用方式下形成一主多从的通信网络，其中一台充电桩在通信网络中承担主设备的任务，其他充电桩作为从设备，从设备通过主设备的通信通道，实现和后台管理系统的数据交互。
图中①标注为主设备与从设备间的通信通道，该级通信通道传输的数据主要包括设备间的交互数据，从设备需通过主设备上传给后台管理系统的运行状态数据，充电交易数据和告警数据，以及后台管理系统下发的参数设置命令和运行状态控制命令。主设备和从设备间的短距离无线通信协议采用公司自定义的通信协议，如果有其他设备接入该网络，需要兼容该通信协议。
图中②标注为充电桩主设备和交换机之间的通信信道，通过该通信信道传输的数据主要是充电桩设备和后台管理系统之间的交互数据，包括后台管理系统设置充电桩运行参数，后台管理系统给充电桩发布的运行控制命令，充电桩上报给后台管理系统的充电交易记录数据，充电桩上报给后台管理系统的运行状态数据和告警信息等，上述通信数据包括充电桩主设备数据和所有连接在该主设备上的从设备的数据。充电桩主设备和交换机之间的通信协议采用的是相关行业的标准通信协议，所有接入后台管理系统的设备都要采用相同的通信协议。
图中③标注为交换机和主干通信网之间的通信信道，该通信通道上的数据包含了来自不同短距离无线局域网的数据，即多个充电桩主设备的数据，不同充电桩主设备的数据经过交换机后传输到后台管理系统。经过交换机到主干网上的通信数据全部采用相同的通信协议，遵循相同的标准。

Claims (3)

1.一种智能化电动汽车交流充电桩，包括电能计量表、交流接触器、主控制模块、外设控制模块、输入模块，主控制模块通过RS485与电能计量模块通信，通过外设控制模块控制交流接触器执行送电和断电的动作，其特征在于主控制模块还与一短距离无线通信模块通信，用于组成无线通信局域网。
2.根据权利要求1所述的智能化电动汽车交流充电桩，其特征在于主控制模块的硬件部分芯片采用ATMEL公司的ARM9芯片。
3.根据权利要求1或2所述的智能化电动汽车交流充电桩，其特征在于输入模块采用不锈钢防水键盘。
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