CN205485534U - 基于一体式充电机的充电监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及监控技术领域，特别是涉及用于电动汽车的基于一体式充电机的充电监控系统，该充电监控系统通过可执行机构驱动模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、CAN总线通讯模块和RS485通讯模块对充电机以及电动汽车充电过程进行在线实时监控，各个模块又通过对多方面参数指标进行监控，从而实现该充电监控系统的多功能全方位的实时监控，提高充电机的安全系数和可靠性能，使得电动汽车充电更加便捷和智能化。

Description

基于一体式充电机的充电监控系统

技术领域

本实用新型涉及监控技术领域，特别是涉及用于电动汽车的基于一体式充电机的充电监控系统。

背景技术

随着污染和能源问题密切受到关注，电动汽车成为今后汽车发展的趋势。而制约电动汽车发展因素的除了是电池本身之外，还有一个就是电池的充电方式，电动汽车的充电方式是通过充电站（如高速公路上类似于加油站的充电站、小区里的充电站等）的充电机进行充电。一般充电机的电压电流比较大，以及成本比较高，因此对充电机在对电动汽车充电时进行监控是提高充电效率和安全系数的关键所在。传统的充电机的充电监控系统主要包括与车载BMS通信、充电桩通信和充电站后台通信的CAN或485通信网络系统，模拟量采集系统，人机界面系统等，通过对充电机的常规异常状态进行监控，然后输出报警信号。这种充电监控系统虽然能解决基本的安全问题，但是其并未对电动汽车的充电过程进行监控，不能及时调整相应的充电状态，充电机使用时的安全性能和可靠性较差。

因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种安全系数高、可靠性能好、能够实现多功能全方位的实时监控的技术显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种安全系数高、可靠性能好的基于一体式充电机的充电监控系统，该充电监控系统能够实现多功能、全方位的对充电机和充电过程进行实时监控。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

提供一种基于一体式充电机的充电监控系统，包括主控单元，以及分别与主控单元连接的可执行机构驱动模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、CAN总线通讯模块和RS485通讯模块；所述可执行机构模块分别与对地检测继电器、辅助电源继电器、输出直流接触器、告警指示、运行指示、风机连接；可执行机构驱动模块通过主控单元的IO口与主控单元连接，可以对风机、输出直流接触器、辅助电源继电器、对地检测继电器进行控制，以及能够指示运行状态和告警，如启动充电时，运行指示灯亮和启动风机运行等操作。所述模拟量输入模块分别控制并采集总输出电压、总输出电流、电池组电压以及柜内温度；模拟量输入模块与主控单元的ADC接口相连接，通过ADC模数转换采集总输出电流和电压、电池组电压以及温度信息，一方面可以供操作者显示，另一方面可以控制模块参数的变化，以达到理想总电流电压的输出。所述开关量输入模块分别与急停按钮、总开关跳闸器、防雷器、输出保险管、输出接触器连接；开关量输入模块能够实现急停停机、总开关跳闸器、防雷器、输出保险管、输出接触器的检测与控制，如定时检测急停信号是否正常，不正常时相应的标志位置为1，检测到恢复正常后相应标志位置为0。当标志位置为1时，则启动急停停机。所述CAN总线通讯模块分别与电动汽车的电池管理系统、多个电源模块进行通讯；CAN总线通讯模块（采用两路CAN总线）一路CAN_1总线可以与电动汽车的电池管理系统（BMS）进行连接确认信号检测以及实时数据交互，另一路CAN_2总线可以与充电机的各个电源模块进行通讯，控制其输出模式，实现各电源模块电流的均等输出。所述RS485通讯模块分别与智能电表、读卡模块进行相互通讯；通过RS485通讯模块使得主控单元与读卡模块取得连接关系，则能够在读卡模块上感应射频卡，可以实现操作者的身份验证。通过主控单元可以与各个模块进行相互通讯，对各个模块所监控的变量进行处理运算；

其中，还包括I2C通讯模块、存储模块，所述主控单元通过所述I2C通讯模块与存储模块进行数据存储；I2C通讯模块可以将主控单元与存储模块进行联系起来，进行数据传输。

其中，还包括RS232通讯模块、系统软件升级模块，所述主控单元通过所述RS232通讯模块控制所述系统软件升级模块进行系统的升级；RS232通讯模块可以用来加载更新程序，方便软件的升级。

其中，还包括触摸屏，所述主控单元通过所述RS485通讯模块与所述触摸屏进行通讯。

其中，所述主控单元是具有运算处理能力的微控制器。如采用基于ARM的32位微控制器STM32F107VBT6，通过该主控单元可以与各个模块相互通讯。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的基于一体式充电机的充电监控系统，通过可执行机构驱动模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、CAN总线通讯模块和RS485通讯模块对充电机以及电动汽车充电过程进行在线实时监控，各个模块又通过对多方面参数指标进行监控，从而实现该充电监控系统的多功能全方位的实时监控，提高充电机的安全系数和可靠性能，使得电动汽车充电更加便捷和智能化。

附图说明

利用附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1为本实用新型的基于一体式充电机的充电监控系统的原理框图。

图2为本实用新型的基于一体式充电机的充电监控系统上电后的流程图。

图3为本实用新型的基于一体式充电机的充电监控系统充电启动后的流程图。

具体实施方式

为了使实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

实施例

本实用新型的基于一体式充电机的充电监控系统，如图1所示包括主控单元，以及分别与主控单元连接的可执行机构驱动模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、CAN总线通讯模块和RS485通讯模块；可执行机构模块分别与对地检测继电器、辅助电源继电器、输出直流接触器、告警指示、运行指示、风机连接；可执行机构驱动模块通过主控单元的IO口与主控单元连接，可以对风机、输出直流接触器、辅助电源继电器、对地检测继电器进行控制，以及能够指示运行状态和告警，如启动充电时，运行指示灯亮和启动风机运行等操作。模拟量输入模块分别控制并采集总输出电压、总输出电流、电池组电压以及柜内温度；模拟量输入模块与主控单元的ADC接口相连接，通过ADC模数转换采集总输出电流和电压、电池组电压以及温度信息，一方面可以供操作者显示，另一方面可以控制模块参数的变化，以达到理想总电流电压的输出。开关量输入模块分别与急停按钮、总开关跳闸器、防雷器、输出保险管、输出接触器连接；开关量输入模块能够实现急停停机、总开关跳闸器、防雷器、输出保险管、输出接触器的检测与控制，如定时检测急停信号是否正常，不正常时相应的标志位置为1，检测到恢复正常后相应标志位置为0。当标志位置为1时，则启动急停停机。CAN总线通讯模块分别与电动汽车的电池管理系统、多个电源模块进行通讯；CAN总线通讯模块（采用两路CAN总线）一路CAN_1总线可以与电动汽车的电池管理系统（BMS）进行连接确认信号检测以及实时数据交互，另一路CAN_2总线可以与充电机的各个电源模块进行通讯，控制其输出模式，实现各电源模块电流的均等输出。RS485通讯模块分别与智能电表、读卡模块进行相互通讯；通过RS485通讯模块使得主控单元与读卡模块取得连接关系，则能够在读卡模块上感应射频卡，可以实现操作者的身份验证。通过主控单元可以与各个模块进行相互通讯，对各个模块所监控的变量进行处理运算；

其中，还包括I2C通讯模块、存储模块，主控单元通过I2C通讯模块与存储模块进行数据存储；I2C通讯模块可以将主控单元与存储模块进行联系起来，进行数据传输。

其中，还包括RS232通讯模块、系统软件升级模块，主控单元通过RS232通讯模块控制系统软件升级模块进行系统的升级；RS232通讯模块可以用来加载更新程序，方便软件的升级。

其中，还包括触摸屏，主控单元通过RS485通讯模块与触摸屏进行通讯。

其中，主控单元是具有运算处理能力的微控制器。如采用基于ARM的32位微控制器STM32F107VBT6，通过该主控单元可以与各个模块相互通讯。

当该充电监控系统上电后，如图2所示，通过主控单元定时检测RS485通讯模块上的设备（包括IC卡读卡模块、智能电表和触摸屏）是否正常工作。若不正常时，相应的标志位置为1。检测到恢复正常后则相应标志位置为0。通过主控单元监听CAN总线上在线的模块（各个电源模块）的状态，以及定时检测充电枪与电动车电池的连接状态，模块在线时相应的标志位置为1。通过主控单元定时检测和控制急停停机、总开关跳闸器、防雷器、输出保险管和输出接触器等开关量信号，不正常时相应的标志位置为1，检测到恢复正常后相应的标志位置为0。如输出保险管的相应标志位置为1时，即输出保险管不正常，则会启动告警指示，直到操作者把输出保险管恢复正常后，相应标志位置为0，表示该信号正常。

当该充电监控系统启动后，如图3所示，可执行机构驱动模块开始工作，启动风机运行和点亮运行指示灯，控制输出直流接触器、辅助电源继电器、对地检测继电器的闭合状态，以及当出现任何一种告警时，告警指示灯点亮。当电动车开始充电时，模拟量输入模块开始工作，主控单元通过ADC模数转换采集总输出电流和电压、电池组的电压以及温度信息，一方面可以将采集到的数据显示触摸屏上供操作者看，另一方面可以控制模块参数的变化，以达到理想总电流、电压的输出。如当充电过程中，当监测到充电机柜内的温度过高，则启动告警指示灯，对操作者进行提示，当充电机柜内的工作温度超过最大值时，则充电机会启动急停停机，防止发生危险。

本实用新型的基于一体式充电机的充电监控系统，通过可执行机构驱动模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、CAN总线通讯模块、RS485通讯模块等模块来监控充电机的运行状态和电动车的充电过程的相关信息，从而实现从系统上电启动到充电完成的整个过程的监控，增强了该充电监控系统以及一体式充电机的安全性和可靠性。另外，通过可执行机构驱动模块可以对风机、输出直流接触器、辅助电源继电器、对地检测继电器进行控制，以及能够指示运行状态和告警；通过模拟量输入模块可以监测总输出电流和电压、电池组的电压以及温度信息。这样可以实现在充电过程中实时在线监控，从而提高了该充电监控系统的性能，扩大了监控范围。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，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实质和范围。

Claims (5)

1.基于一体式充电机的充电监控系统，其特征在于：包括主控单元，以及分别与主控单元连接的可执行机构驱动模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、CAN总线通讯模块和RS485通讯模块；所述可执行机构模块分别与对地检测继电器、辅助电源继电器、输出直流接触器、告警指示、运行指示、风机连接；所述模拟量输入模块分别控制并采集总输出电压、总输出电流、电池组电压以及柜内温度；所述开关量输入模块分别与急停按钮、总开关跳闸器、防雷器、输出保险管、输出接触器连接；所述CAN总线通讯模块分别与电动汽车的电池管理系统、多个电源模块进行通讯；所述RS485通讯模块分别与智能电表、读卡模块进行相互通讯。

2.根据权利要求1所述的基于一体式充电机的充电监控系统，其特征在于：还包括I2C通讯模块、存储模块，所述主控单元通过所述I2C通讯模块与存储模块进行数据存储。

3.根据权利要求1或2所述的基于一体式充电机的充电监控系统，其特征在于：还包括RS232通讯模块、系统软件升级模块，所述主控单元通过所述RS232通讯模块控制所述系统软件升级模块进行系统的升级。

4.根据权利要求3所述的基于一体式充电机的充电监控系统，其特征在于：还包括触摸屏，所述主控单元通过所述RS485通讯模块与所述触摸屏进行通讯。

5.根据权利要求1所述的基于一体式充电机的充电监控系统，其特征在于：所述主控单元是具有运算处理能力的微控制器。