CN204633425U - 智能电动汽车充电桩 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的智能电动汽车充电桩，包括控制器、充电单元、人机交互单元、通信单元、用于与外部设备连接的扩展单元、用于检测电池充电状态的检测单元、用于与移动支付终端进行配对验证的身份识别单元和用于对电流电压信号进行处理的信号处理单元；本实用新型的智能充电桩充电时间短，安全可靠，并且设备具备良好的外围扩展能力，便于与其他外接设备进行对接，接口简单，占用资源少，节省了宝贵的I/O资源，本实用新型不仅可以通过传统的IC卡方式进行付费，还可以通过手机等移动终端进行直接付费，原理简单，操作简便，抗干扰能力强，适合大面积推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力领域，尤其涉及一种智能电动汽车充电桩。
背景技术
汽车充电桩作为电动汽车的能量补给装置，其功能类似于加油站里面的加油机，是一种利用标准充电接口，采用传导方式为具有车载充电机的电动汽车提供电能的专用装置。可固定在地面或墙壁，安装于公共建筑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，一般提供人机操作界面，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。但现有的充电桩电能计量功能较为单一，并且设备一般都不具备良好的外围扩展能力，无法与其他外围设备进行对接。现有的充电桩一般采用非接触式IC卡付费的方式，即基于RFI D进行身份认证的预付费支付系统，付费方式不够灵活方便。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种智能电动汽车充电桩，以解决上述问题。
本实用新型提供的智能电动汽车充电桩，包括控制器、充电单元、人机交互单元、通信单元、用于与外部设备连接的扩展单元、用于检测电池充电状态的检测单元、用于与移动支付终端进行配对验证的身份识别单元和用于对电流电压信号进行处理的信号处理单元，
所述控制器与充电模块连接，所述控制器通过通信单元与上位机连接，所述控制器与检测单元连接，所述控制器与身份识别单元连接，所述控制器通过扩展单元与人机交互单元连接，所述检测单元的输出端与控制器的输入端连接。
进一步，所述扩展单元为将通用异步收发器扩展为多个独立串口的串口扩展电路。
进一步，所述通信单元包括有线通信模块和无线通信模块，所述控制器通过有线通信模块与上位机连接，所述有线通信模块为CAN总线，所述身份识别单元通过无线通信模块与移动支付终端进行数据交互用于对充电桩进行鉴权。
进一步，所述检测单元包括温度检测模块、电流检测模块和电压检测模块，所述温度检测模块、电流检测模块和电压检测模块的输出端分别与控制器的输入端连接。
进一步，所述充电单元包括用于根据脉冲占空比传送充电桩最大交流电流的控制导引电路。
进一步，所述信号处理单元包括电压信号调理电路和电流信号调理电路，所述电流信号调理电路为差分式电流信号调理电路，所述电流信号调理电路的输入端信号为两个差分输入端子的差值。
进一步，所述电压信号调理电路包括分压电路和滤波电路，所述分压电路的输入端与电源连接，所述分压电路的输出端与滤波电路的输入端连接。
进一步，所述控制器为系统级芯片。
进一步，所述人机交互单元包括语音播放模块、读卡器模块、打印机模块和显示器模块。
进一步，所述移动支付终端为安装有识别和付费应用程序的智能手机。
本实用新型的有益效果：本实用新型的智能充电桩充电时间短，安全可靠，并且设备具备良好的外围扩展能力，便于与其他外接设备进行对接，接口简单，占用资源少，节省了宝贵的I/O资源，本实用新型不仅可以通过传统的IC卡方式进行付费，还可以通过手机等移动终端进行直接付费，本实用新型原理简单，操作简便，抗干扰能力强，适合大面积推广应用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1是本实用新型的原理示意图。
图2是本实用新型的电流调理电路的原理示意图。
图3是本实用新型的电压调理电路的原理示意图。
具体实施方式
图1是本实用新型的原理示意图。图2是本实用新型的电流调理电路的原理示意图，图3是本实用新型的电压调理电路的原理示意图。
如图1所示，本实用新型的智能电动汽车充电桩，包括控制器、充电单元、人机交互单元、通信单元、用于与外部设备连接的扩展单元、用于检测电池充电状态的检测单元、用于与移动支付终端进行配对验证的身份识别单元和用于对电流电压信号进行处理的信号处理单元，所述控制器与充电模块连接，所述控制器通过扩展单元与人机交互模块连接，所述控制器通过通信单元与上位机连接，所述控制器与检测单元连接，所述控制器与身份识别单元连接，所述扩展单元与控制器连接，所述检测单元的输出端与控制器的输入端连接。通过扩展单元，对串口进行扩展，接口简单，占用资源少，节省I/O资源。
在本实施例中，扩展单元为将通用异步收发器扩展为多个独立串口的串口扩展电路，扩展单元可以将充电桩任意8-32位的原有通用异步收发器扩展为多个完全独立使用的串口，且每个子串口的波特率、奇偶校验方式、数据帧长度都可以独立设置，每个串口的通信速率都可以达到9600bps。
在本实施例中，通信单元包括有线通信模块和无线通信模块，所述控制器通过有线通信模块与上位机连接，所述有线通信模块为CAN总线，所述身份识别单元通过无线通信模块与移动支付终端连接用于对充电桩进行鉴权。CAN总线用于交流充电桩与后台上位机之间的通信，便于后台管理系统对充电桩上传的数据进行分析、处理、存储和管理。
在本实施例中，检测单元包括温度检测模块、电流检测模块和电压检测模块，所述温度检测模块、电流检测模块和电压检测模块的输出端分别与控制器的输入端连接。如图2所示，电流调理电路的输入端采用差分输入方式，差分电路有两个输入端子，这两个端子的差值为电路的有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大，使用差分电路的优点是能够有效的抑制共模抑制比。由于干扰信号对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号因为对称被抵消，其有效输入为零，因此，达到了抗巩膜干扰的目的。I A+1、I A-1端为输入端，从电流互感器的输出端引出，电流互感器根据电测感应原理对电流进行测量，在本实施例中，将电流转换成电压，送至交流充电桩电路主板，再通过信号处理单元进行处理后，将信号传递至控制器，电路中的电感L3、L5可以起到限流的作用，本实施例中的电压信号调理电路包括分压电路和滤波电路，220V交流电压经过分压电路和滤波电路处理后，得到信号输出至控制器。如图3所示，R89/R90/R40均为精密电阻，L2与C10构成LC滤波电路。
在本实施例中，充电单元包括用于根据脉冲占空比传送充电桩最大交流电流的控制导引电路，在充电工作过程中，根据振荡器输出不同的占空比脉冲可以将交流充电桩当前可以提供的最大电流值传递至充电机，本实施例中，当占空比在5％-80％范围时，供电设备能够提供的电流和占空比成线性比例关系，其比例常熟为0.8A/占空比百分点，通过这个信号可以判断供电设备当前可提供的最大电流值，根据供电设备额定输出电流值与振荡电路占空比的关系，固定输出占空比为40％的PWM脉冲，即交流充电桩提供大小固定为32A的交流电流。在充电过程中，如果信号出现异常，导致PWM脉冲占空比出现变化，充电机将被立即关闭，在本实施例中，当占空比的大小不等于40％时，控制立即关闭车载充电机。
在本实施例中，控制器采用高度集成的系统级芯片，可以精确测量电能，快速实现符合电力计量标准的电能计量计费功能。本实施例中的人机交互单元包括语音播放模块、读卡器模块、打印机模块和显示器模块，用户根据人机交互单元实现对充电桩的操作，并选择适合的充电模式以及付费模式。
在本实施例中，移动支付终端为安装有识别和付费APP程序的智能手机，用户可以通过智能手机与身份识别单元进行数据交互，对当前待充电的充电桩进行鉴权，交互方式可以采用扫描二维码或充电桩发送验证信息等方式，方便用户简单快捷的完成付费。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种智能电动汽车充电桩，其特征在于：包括控制器、充电单元、人机交互单元、通信单元、用于与外部设备连接的扩展单元、用于检测电池充电状态的检测单元、用于与移动支付终端进行配对验证的身份识别单元和用于对电流电压信号进行处理的信号处理单元，
所述控制器与充电模块连接，所述控制器通过通信单元与上位机连接，所述控制器与检测单元连接，所述控制器与身份识别单元连接，所述控制器通过扩展单元与人机交互单元连接，所述检测单元的输出端与控制器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的智能电动汽车充电桩，其特征在于：所述扩展单元为将通用异步收发器扩展为多个独立串口的串口扩展电路。
3.根据权利要求1所述的智能电动汽车充电桩，其特征在于：所述通信单元包括有线通信模块和无线通信模块，所述控制器通过有线通信模块与上位机连接，所述有线通信模块为CAN总线，所述身份识别单元通过无线通信模块与移动支付终端进行数据交互用于对充电桩进行鉴权。
4.根据权利要求1所述的智能电动汽车充电桩，其特征在于：所述检测单元包括温度检测模块、电流检测模块和电压检测模块，所述温度检测模块、电流检测模块和电压检测模块的输出端分别与控制器的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的智能电动汽车充电桩，其特征在于：所述充电单元包括用于根据脉冲占空比传送充电桩最大交流电流的控制导引电路。
6.根据权利要求5所述的智能电动汽车充电桩，其特征在于：所述信号处理单元包括电压信号调理电路和电流信号调理电路，所述电流信号调理电路为差分式电流信号调理电路，所述电流信号调理电路的输入端信号为两个差分输入端子的差值。
7.根据权利要求6所述的智能电动汽车充电桩，其特征在于：所述电压信号调理电路包括分压电路和滤波电路，所述分压电路的输入端与电源连接，所述分压电路的输出端与滤波电路的输入端连接。
8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的智能电动汽车充电桩，其特征在于：所述控制器为系统级芯片。
9.根据权利要求8所述的智能电动汽车充电桩，其特征在于：所述人机交互单元包括语音播放模块、读卡器模块、打印机模块和显示器模块。
10.根据权利要求8所述的智能电动汽车充电桩，其特征在于：所述移动支付终端为安装有识别和付费应用程序的智能手机。
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|---|---|---|---|---|
| CN105365596A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-03-02 | 上海循道新能源科技有限公司 | 一种用于电动汽车交流充电桩的智能控制系统 |
| CN105599633A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-05-25 | 上海巽骑骥网络科技有限公司 | 自助式电动二轮车智能充电桩 |
| CN105869289A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-17 | 苍南县新源电子科技有限公司 | 一种应用于充电桩的智能支付系统 |
| CN108110845A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-01 | 广州市兆江电力技术有限公司 | 一种充电站配电量信息装置 |
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