CN204559171U - 一种基于路灯的电动汽车交流充电桩 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于路灯的电动汽车交流充电桩，包括桩体，所述桩体与路灯连接；所述桩体设有控制模块、交流输入模块和交流输出模块；所述控制模块包括主芯片；所述主芯片用于控制电动汽车充电桩的整体运行；所述交流输入模块包括断路器、急停按钮、漏电保护装置、智能电表和控制模块电源；所述断路器用于控制整个充电桩的交流输入，当所述断路器闭合后充电桩才能开始工作；所述漏电保护装置在充电桩产生故障而漏电威胁到人员安全时会自动断开电源输入从而保护人员的安全；所述智能电表通过RS485接口与所述主芯片通信，用于充电桩的充电计量，所述主芯片接到所述智能电表传送过来的电流和电压值通过控制电路控制所述交流输出模块是否对车输出电压和电流。将电动汽车交流充电桩集成到传统的路灯上，这是降低电动车公共充电设施成本的方法之一，安装方便，且节省空间。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车充电领域，尤其是一种基于路灯的电动汽车交流充电桩。
背景技术
充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。
近几年来中央和地方政府对电动汽车给予很大支持，现在很多城市都有自己的电动汽车推广计划，电动汽车市场的需求在政府的推动下确实有所增长。但电动汽车充电难的问题一直没有得到有效解决。
根据电动汽车交流充电桩研究现状，针对性的设计了一种基于路灯改造的充电桩设计方案，将电动汽车交流充电桩集成到传统的路灯上，这是降低电动车公共充电设施成本的方法之一，该技术安装方便，且节省空间，且作为充电基础设施的一部分对于推进电动汽车的普及具有重要的意义。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于路灯的电动汽车交流充电桩。
本实用新型通过以下技术方案来实现：一种基于路灯的电动汽车交流充电桩，包括桩体，所述桩体与路灯连接；所述桩体设有控制模块、交流输入模块和交流输出模块；
所述控制模块包括主芯片；所述主芯片用于控制电动汽车充电桩的整体运行；
所述交流输入模块包括断路器、急停按钮、漏电保护装置、智能电表和控制模块电源；所述断路器用于控制整个充电桩的交流输入，当所述断路器闭合后充电桩才能开始工作；所述漏电保护装置在充电桩产生故障而漏电威胁到人员安全时会自动断开电源输入从而保护人员的安全；所述智能电表通过RS485接口与所述主芯片通信，用于充电桩的充电计量，所述主芯片接到所述智能电表传送过来的电流和电压值通过控制电路控制所述交流输出模块是否对车输出电压和电流；
所述交流输出模块包括交流接触器、控制引导电路和充电抢插座；
所述交流接触器用来控制充电桩是否对车输出电压和电流，当充电枪插入所述充电抢插座并且用户刷卡成功后充电桩会自动闭合所述交流接触器；所述控制引导电路包括输出±12V的PWM波形电路和AD检测电路。
上述方案中，所述主芯片为STM32F205VET6微控制器。
上述方案中，所述控制模块还包括显示模块用于充电状态显示、充电计费查询和消费金额显示；刷卡模块用于IC卡刷卡收费充电；指示灯用于提示故障和充电状态；语音电路用于进行语音提示；时钟电路用于充电时间记录；CAN通讯接口用于与上级监控系统通信；网络接口用于连接网络；和存储芯片用于存储历史充电记录数据。
进一步的，所述显示模块采用一块240×128点阵的液晶，接口为8位并行接口。
进一步的，所述存储芯片为NAND FLASH K9F1208。
上述方案中，所述桩体采用壁挂式安装在路灯上。
上述方案中，所述桩体的外壳为采用抗氧化耐冲击的材质制成的外壳。
上述方案中，所述外壳为经过防潮湿、防霉变和防烟雾处理过的外壳。
有益效果：
1、控制模块的主芯片选择意法半导体的STM32F205VET6微控制器，它使用高性能的ARM Cortex-M332位的RISC内核，工作频率可以高达为120MHz，高达1M字节的片上闪存，高达128K字节的内嵌SRAM，具有灵活的高速外部存储器FSMC接口，自带串口和CAN接口可以方便的外设进行通信，自带3个12位AD可以用来检测枪连接状态。
2、显示模块采用一块240×128点阵的液晶，其接口为8位并行接口，可以方便的使用STM32的FSMC接口进行控制。
3、存储芯片为NAND FLASH K9F1208用来存储数据，可以保存10年不丢失。
4、该充电桩主要采用壁挂式安装在路灯上，安装方便，且节省空间。
5、由于其主要在户外环境中使用，防护等级需要为IP54，外壳进行三防保护(防潮湿、防霉变、防烟雾)等处理可以提高防护作用。
6、外壳采用抗氧化耐冲击的材质，在使用时不容易锈而且抗外力破坏。
7、将电动汽车交流充电桩集成到传统的路灯上，这是降低电动车公共充电设施成本的方法之一，安装方便，且节省空间，本实用新型作为充电基础设施的一部分对于推进电动汽车的普及具有重要的意义。
附图说明
图1为本实用新型的系统原理框图。
图2为本实用新型控制引导电路组成图。
图3为本实用新型的程序流程图。
图中1、控制模块；101主芯片；102显示模块；103、刷卡模块；104、指示灯；105、语音电路；106、时钟电路；107、CAN通讯接口；108、网络接口；109、存储芯片； 110、AD采集电路及PWM电路；111、控制电路；112、485接口；2、交流输入模块；201、断路器；202、急停按钮；203、漏电保护装置；204、电源；205、智能电表；3、交流输出模块；301、接触器；302、控制引导电路；303、充电抢插座。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
如图1所示，一种基于路灯的电动汽车交流充电桩，包括桩体，所述桩体采用壁挂式安装在路灯上；所述桩体由于其主要在由于其主要在户外环境中使用，防护等级需要为IP54，所以对外壳进行三防保护(防潮湿、防霉变、防烟雾)等处理，同时外壳采用抗氧化耐冲击的材质，在使用时不容易锈而且抗外力破坏。
所述桩体设有控制模块1、交流输入模块2和交流输出模块3。
所述控制模块1包括主芯片101和与所述主芯片连接的显示模块102、刷卡模块103、指示灯104、语音电路105、时钟电路106、CAN通讯接口107、网络接口108、存储芯片109。
所述主芯片101为STM32F205VET6微控制器，用于控制控制电动汽车充电桩的整体运行；所述STM32F205VET6微控制器，使用高性能的ARM Cortex-M332位的RISC内核，工作频率可以高达为120MHz，高达1M字节的片上闪存，高达128K字节的内嵌SRAM，具有灵活的高速外部存储器FSMC接口，自带串口和CAN接口可以方便的外设进行通信，自带3个12位AD可以用来检测枪连接状态。
所述显示模块102用于充电状态显示、充电计费查询和消费金额显示；所述显示模块102采用一块240×128点阵的液晶，其接口为8位并行接口，可以方便的使用STM32的FSMC接口进行控制。
所述刷卡模块103用于IC卡刷卡收费充电。
所述指示灯104用于提示故障和充电状态。
所述语音电路105用于进行语音提示。
所述时钟电路106用于充电时间记录。
所述CAN通讯接口107用于与上级监控系统通信。充电桩在工作时有时需要与上级监控系统通信进行通信，CAN总线具有抗干扰能力强组网方便等特点，所以该充电桩扩展一个CAN总线接口与上级监控系统通信，数据帧格式遵循CAN总线2.0B版本的规定。
所述网络接口108用于连接网络。
所述存储芯片109用于存储历史充电记录数据。在充电桩运行使用过程中需要存储一些历史充电记录等，我们通过STM32F2的FSMC接口扩展了一个NAND FLASHK9F1208用来存储数据，可以保存10年不丢失。
所述交流输入模块2包括断路器201、急停按钮202、漏电保护装置203、智能电表204和控制模块电源205；所述断路器201用于控制整个充电桩的交流输入，当所述断路器201闭合后充电桩才能开始工作；所述漏电保护装置203在充电桩产生故障而漏电威胁到人员安全时会自动断开电源输入从而保护人员的安全；所述智能电表204通过RS485接口112与所述主芯片101通信，用于充电桩的充电计量，所述主芯片101接到所述智能电表204传送过来的电流和电压值通过控制电路111控制所述交流输出模 块3是否对车输出电压和电流。
所述智能电表204采用多功能单相表，电表选用2.0等级的电能表，电流规格为5(40)A。电表提供RS485接口，通过DL/T 645-2007通信协议与所述主芯片101通信。通过读取所述智能电表204的电能值作为充电桩的电能计量值，通过读取电表电流和电压值来判断充电过程中是否出现过流和过压的情况并加以处理。
所述交流输出模块3包括交流接触器301、控制引导电路302和充电抢插座303。所述交流接触器301用来控制充电桩是否对车输出电压和电流，当充电枪插入所述充电抢插座303并且用户刷卡成功后充电桩会自动闭合所述交流接触器301。所述控制引导电路302包括一个输出±12V的PWM波形电路和一个AD检测电路(如图2所示)，PWM波形电路用于将交流电转换为直流电，所述AD检测电路用于对检测电的电压检测，所述所述充电抢插座303采用符合GB/T 20234.2-2011《电动汽车传导充电用连接装置；交流充电接口》第2部分交流充电接口的充电座。
本充电桩不需要复杂的人机交互按键操作，在运行过程中如果进行刷卡操作则触发中断进行读卡，确定卡的类型进行相关操作，程序的整体流程图如图3所示：
上电开始，即所述断路器201闭合，充电桩开始工作，电流从所述交流输入模块2输入，所述控制模块1系统初始化自检并成功，当检测到充电抢插入所述充电抢插座303时，所述显示模块显示需要刷卡且成功，系统进行充电显示并刷新实时数据，直至AD检测电路检测到车充满信号，系统刷卡且成功，所述控制模块1控制所述交流接触器301断开，停止充电结账并显示本次充电信息。
本实用新型根据电动汽车交流充电桩现状，针对性的设计了一种基于路灯改造的充电桩设计方案，将电动汽车交流充电桩集成到传统的路灯上，这是降低电动车公共充电 设施成本的方法之一，安装方便，且节省空间，本实用新型作为充电基础设施的一部分对于推进电动汽车的普及具有重要的意义。
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实用新型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实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种基于路灯的电动汽车交流充电桩，其特征在于，包括桩体，所述桩体与路灯连接；所述桩体设有控制模块(1)、交流输入模块(2)和交流输出模块(3)；
所述控制模块(1)包括主芯片(101)；所述主芯片(101)用于控制电动汽车充电桩的整体运行；
所述交流输入模块(2)包括断路器(201)、急停按钮(202)、漏电保护装置(203)、智能电表(204)和控制模块电源(205)；所述断路器(201)用于控制整个充电桩的交流输入，当所述断路器(201)闭合后充电桩才能开始工作；所述漏电保护装置(203)在充电桩产生故障而漏电威胁到人员安全时会自动断开电源输入从而保护人员的安全；所述智能电表(204)通过RS485接口(112)与所述主芯片(101)通信，用于充电计量，所述主芯片(101)接到所述智能电表(204)传送过来的电流和电压值通过控制电路(111)控制所述交流输出模块(3)是否对车输出电压和电流；
所述交流输出模块(3)包括交流接触器(301)、控制引导电路(302)和充电抢插座(303)；
所述交流接触器(301)用来控制充电桩是否对车输出电压和电流，当充电枪插入所述充电抢插座(303)并且用户刷卡成功后充电桩会自动闭合所述交流接触器(301)；所述控制引导电路(302)包括输出±12V的PWM波形电路和AD检测电路。
2.根据权利要求1所述的一种基于路灯的电动汽车交流充电桩，其特征在于，所述主芯片(101)为STM32F205VET6微控制器。
3.根据权利要求1所述的一种基于路灯的电动汽车交流充电桩，其特征在于，所述控制模块(1)还包括
显示模块(102)用于充电状态显示、充电计费查询和消费金额显示；
刷卡模块(103)用于IC卡刷卡收费充电；
指示灯(104)用于提示故障和充电状态；
语音电路(105)用于进行语音提示；
时钟电路(106)用于充电时间记录；
CAN通讯接口(107)用于与上级监控系统通信；
网络接口(108)用于连接网络；和
存储芯片(109)用于存储历史充电记录数据。
4.根据权利要求3所述的一种基于路灯的电动汽车交流充电桩，其特征在于，所述显示模块(102)采用一块240×128点阵的液晶，接口为8位并行接口。
5.根据权利要求3所述的一种基于路灯的电动汽车交流充电桩，其特征在于，所述存储芯片(109)为NAND FLASH K9F1208。
6.根据权利要求1所述的一种基于路灯的电动汽车交流充电桩，其特征在于，所述桩体采用壁挂式安装在路灯上。
7.根据权利要求1所述的一种基于路灯的电动汽车交流充电桩，其特征在于，所述桩体的外壳为采用抗氧化耐冲击的材质制成的外壳。
8.根据权利要求7所述的一种基于路灯的电动汽车交流充电桩，其特征在于，所述外壳为经过防潮湿、防霉变和防烟雾处理过的外壳。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 213100 Jiangsu province Changzhou City Xinya District of Wujin national hi tech Industrial Development Zone, Road No. 18, room 149 Patentee after: JIANGSU WANBANG DEHE NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 213100 Jiangsu province Changzhou City Xinya District of Wujin national hi tech Industrial Development Zone, Road No. 18, room 149 Patentee before: JIANGSU DEHE NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 213100 room 149, 18 Xinya Road, Wujin national hi tech Industrial Development Zone, Changzhou, Jiangsu Patentee after: JIANGSU WANBANGDEHE NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 213100 room 149, 18 Xinya Road, Wujin national hi tech Industrial Development Zone, Changzhou, Jiangsu Patentee before: JIANGSU WANBANG DEHE NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
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| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20150812 |