CN205722389U - 用于新能源汽车充电控制的电表数据传输电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于新能源汽车充电控制的电表数据传输电路，包括：第6电阻一端接地，第6电阻另一端分别连接转接口第1端和第7电阻一端，第7电阻另一端连接电源端，第8电阻一端连接CAN总线控制器RS485反相信号接收端，第8电阻另一端分别连接转接口第2端和第9电阻一端，第9电阻另一端连接第5电阻一端，第5电阻另一端连接CAN总线控制器通用接口数据发送端。该电表数据传输电路可兼容RS485接口、带光耦隔离USART接口的电表，可通过对电表数据传输电路的调整，使MCU系统能够使用同一接口分别与电表进行通信，对电表进行读取和设置。

Description

用于新能源汽车充电控制的电表数据传输电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及一种用于新能源汽车充电控制的电表数据传输电路。

背景技术

当今社会，人们在逐渐耗费化石能源，造成了环境的污染，大气的破坏，空气质量严重下降，尤其随着燃烧传统能源汽车的普及，更加恶化了生存环境，这样新能源汽车应运而生，但是新能源汽车的普及又遇到了制约瓶颈，这就是用户在使用充电桩进行充电时，电表数据传输接口不能兼容，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种用于新能源汽车充电控制的电表数据传输电路。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种用于新能源汽车充电控制的电表数据传输电路，包括：第6电阻一端接地，第6电阻另一端分别连接转接口第1端和第7电阻一端，第7电阻另一端连接电源端，第8电阻一端连接CAN总线控制器RS485反相信号接收端，第8电阻另一端分别连接转接口第2端和第9电阻一端，第9电阻另一端连接第5电阻一端，第5电阻另一端连接CAN总线控制器通用接口数据发送端，第10电阻一端连接CAN 总线控制器同相信号接收端，第10电阻另一端分别连接转接口第3端和第1电阻一端，第1电阻另一端连接第14电阻一端，第14电阻另一端接地，第1电阻另一端还连接第4电阻一端，第4电阻另一端分别连接第3电阻一端和通用接口数据接收端，第3电阻另一端连接CAN总线控制器信号输出端，第2电阻一端连接电源端，第2电阻另一端连接转接口第4端。

所述的用于新能源汽车充电控制的电表数据传输电路，优选的，还包括：

转接口设置第1稳压管和第2稳压管，所述第1稳压管和第2稳压管并联后一端接地，第1稳压管另一端连接转接口第3端，第2稳压管另一端连接转接口第2端。

上述技术方案的有益效果为：通过D1、D2稳压管并联进行稳压保护，提高了CAN总线数据传输稳定性。

所述的用于新能源汽车充电控制的电表数据传输电路，优选的，所述第1稳压管和第2稳压管为SZNUP2105LT1G。

所述的用于新能源汽车充电控制的电表数据传输电路，优选的，所述CAN总线控制器优选为MAX3483EESA。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

电表数据传输电路：可兼容RS485接口、带光耦隔离USART接口的电表，可通过对电表数据传输电路的调整，使MCU系统能够使用同一接口分别与电表进行通信，对电表进行读取和设置。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型总体原理图；

图2是本实用新型配电系统原理图；

图3是本实用新型电源接口连接示意图；

图4是本实用新型MCU控制示意图；

图5是本实用新型电表数据传输示意图；

图6是本实用新型数据传输总线示意图；

图7是本实用新型数据传输总线保护器示意图。

具体实施方式

下面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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型的目的是通过自动充电缴费控制系统对新能源汽车进行充电，实现无人值守充电以及缴费功能。

如图1所示，本实用新型公开了一种用于新能源汽车充电控制的电表数据传输电路，包括：智能终端、云端服务器、GPRS通信网络、无线传输网络和CAN总线传输网络，以及若干充电桩形成的充电桩网络拓扑；

充电桩GPRS通信输出端连接GPRS通信网络数据输入端，GPRS通信网络数据输出端连接云端服务器数据输入端，云端服务器数据输出端连接智能终端数据交互端，充电桩无线传输端连接无线传输网络数据输入端，无线传输网络数据输出端连接云端服务器数据输入端，云端服务器数据输出端连接智能终端数据交互端，充电桩CAN总线传输端连接CAN总线传输网络数据输入端，CAN总线传输数据输出端连接云端服务器数据输入端，云端服务器数据输出端连接智能终端数据交互端，新能源汽车充电线路连接充电桩充电端进行充电。用户通过智能终端发送充电指令，并缴费，方便快捷。上述通过支付宝或者微信或者绑定银行卡进行缴费等软件操作，为本领域技术人员所熟知的。

其中智能终端为M个，M大于等于1，充电桩为N个，N大于等于2。

充电桩之间也进行数据互联，当发生某个充电桩宕机或者损害情况发生，充电桩将数据上传云端服务器，由云端服务器告知用户选择其它就近的充电桩。

其中充电桩内部优选设置KS-97GPRS无线嵌入式模组(DTU无线数传模块)作为GPRS通信设备，并且嵌入无线传输模块(优选AR9331-AL3A)，以及CAN总线控制器与外界进行数据交互。当然并不限于上述芯片型号。

如图2所示，用于新能源汽车充电的配电系统，每个充电桩配备该配电系统，该配电系统包括：配电柜、电表、漏电保护器、控制主板、RF射频装置、网络接口、第一触摸屏；

充电桩供电控制端连接配电柜供电端，配电柜电量数据端连接电表信号接收端，配电柜控制信号端连接控制主板配电数据控制端，控制主板开关信号端连接开关电源信号端，控制主板数据传输端连接无线网络接口数据端，无线网络接口连接云端服务器，控制主板射频信号接收端连接RF射频装置信号发送端，第一触摸屏显示信号端连接控制主板显示信号端。另外控制主板设置导引系统对控制主板启动以及运行性能进行导引，通过导引系统与新能源汽车进行数据交互。

用户通过配电系统的配电柜带动控制主板对充电桩进行配电控制，使充电桩能够更加稳定的发挥充电作用，并且配电柜设置电表等外围设备，实时监控新能源汽车用电量等状态。

其中控制主板为ARM架构的控制系统，MCU选取32位ARM M3系列，

RF射频装置优选为IC读卡器，通过IC射频充值卡进行匹配缴费，当远程智能终端控制系统无法缴费或者余额不足时，通过IC射频卡也能够进行缴费操作。当然如果选择NFC或者蓝牙近场匹配读取数据也是能够实现的，而且该款MCU通过串口连接蓝牙芯片之后，能够进行数据交互处理，运行稳定可靠，无需人工干预。

1.配电系统：

接入单相工频交流电。由漏电保护器、空气开关以及其它控制配电柜的装置，配电柜

2.开关系统：

为控制系统提供负载开断的控制，主要由单相交流继电器(或接触器32A)组成，如果该继电器的控制端不能有单片机直接驱动，需增加二次开关电路。如有必要还需要散热系统。

3.电表

用于统计充电电量，并可向控制系统提供电量实时输出状态。

4.充电导引系统

支持国标2010和2015版，收集反馈信息供控制系统使用。

5.控制系统

MCU系统，获取电表信息，控制接触器，与车载充电机通信，与HIMI通信，与网络模块通信，实现系统逻辑控制。

6.触摸屏

触摸屏用于与用户交互

充电模式选择：智能充电、按金额充电、按电量充电。

充电结束，自动结算，与手机APP操作同步，LED工作状态提示。

7.按键/指示

LED设备工作状态，按键在无触摸屏版本是用于起停操作；

8.RF刷卡

RF卡刷卡登录或者刷卡缴费。

9.网络接入

支持WIFI、Ethernet、GPRS、CAN、RS485

10.手机端APP

导航到充电桩

APP控制充电

充值(支付宝、微信或者银行卡)以及充电状态同步。

供电系统

需求：为主板(5V)、网络通讯板(5V)、第二触摸屏(12V)提供直流供电。

方案：采用单路220VAC/50Hz输入，5VDC、12VDC双路直流输出AC-DC电源模块，加入静电防雷、电磁兼容等外围电路。5VDC最大可输出2A电流，12VDC最大可输出480mA电流。

如图3所示，其中交流直流转换器12V电源输出端连接第二触摸屏电源端，交流直流转换器5V电源输出端连接控制主板电源端，交流直流转换器5V电源输出端连接网络接口，该网络接口可以为有线接入网络接口也可以为无线传输网络接口。交流直流转换器设置静电防雷装置，用于户外使用时的极端天气，保证电源正常工作，不被雷电击穿。

通过交直流转换器(AC-DC转换器)将市电转换为控制主板、触摸屏和网络接口适配的电源，提供稳定输出电源到控制主板，从而控制主板运行更稳定，并且将稳定的电源供给到网络接口，从而使网络接口与云端服务器进行数据交互，保证智能终端传输的指令能够快速到达控制主板。

如图4所示，控制主板包括：MCU控制器、可擦写存储器(EEPROM)、接触器、急停开关、电表数据传输电路；

MCU控制器存储信号端连接可擦写存储器存储通信端，MCU控制器开关控制端连接接触器控制端，MCU控制器急停控制端连接急停开关控制端，MCU控制器电量数据端连接电表数据传输电路数据端，电表数据传输电路另一端连接电表。

该MCU控制器将远程控制数据存储在可擦写存储器中，可擦写存储器也 能够预存大量的数据进行调用，通过MCU控制器控制接触器通断，从而控制充电桩进行充电，该电路设计合理，使用芯片价格适中，适合于大众推广。

优选MCU型号为MB9G711DA；

如图5所示，电表数据传输电路通过第一隔离电路连接CAN总线传输的电表，电表数据传输电路通过第二隔离电路连接USART(通用同步异步收发器)接口的电表。

通过第一隔离电路和第二隔离电路对不同数据传输接口的电表进行数据采集，防止过载发生，保护电表数据传输电路的传输电路。

如图6所示，电表数据传输电路包括：第6电阻一端接地，第6电阻另一端分别连接转接口第1端和第7电阻一端，第7电阻另一端连接电源端，第8电阻一端连接CAN总线控制器RS485反相信号接收端，第8电阻另一端分别连接转接口第2端和第9电阻一端，第9电阻另一端连接第5电阻一端，第5电阻另一端连接CAN总线控制器通用接口数据发送端，第10电阻一端连接CAN总线控制器同相信号接收端，第10电阻另一端分别连接转接口第3端和第1电阻一端，第1电阻另一端连接第14电阻一端，第14电阻另一端接地，第1电阻另一端还连接第4电阻一端，第4电阻另一端分别连接第3电阻一端和通用接口数据接收端，第3电阻另一端连接CAN总线控制器信号输出端，第2电阻一端连接电源端，第2电阻另一端连接转接口第4端。

如图7所示，转接口设置第1稳压管和第2稳压管，所述第1稳压管和第2稳压管并联后一端接地，第1稳压管另一端连接转接口第3端，第2稳压管另一端连接转接口第2端。

其中转接口还连接发光二极管，显示数据收发状态。

所述第1稳压管和第2稳压管优选为SZNUP2105LT1G。

CAN总线控制器优选为MAX3483EESA。

使用CAN总线保护器(即SZNUP2105LT1G)进行总线保护，通过D1、D2稳压管并联进行稳压保护，提高了CAN总线数据传输稳定性。

电表数据传输电路：可兼容RS485接口、带光耦隔离USART接口的电表，

可通过对电表数据传输电路的调整，使MCU系统能够使用同一接口分别与电表进行通信，对电表进行读取和设置。

方案：通过R1～R10的电阻进行接口类型的配置

1.当连接R8、R10、R3，悬空R6、R7、R9、R1、R2、R4时，MAX3483的RS485将连接到JP9的2、3脚，并且MCU的USART3_RX引脚连接至MAX3483的USART接收引脚。此时，电表数据传输电路工作于RS485模式。

2.当悬空R8、R10、R3，连接R9、R1、R2、R4时，MCU的USART3_TX/USART3_RX将直接连接到JP9的2、3脚，JP9的4脚连接到高电平，通过R6、R7选择JP91脚的是连接高电平还是低电平。如此，JP9第3脚(USART3_RX)为输入脚，当接收到低电平时，光耦断开，UART3_RX引脚由R77拉底到低电平；当接收到高电平时，光耦闭合，USART3_RX引脚输入高电平。JP9第2脚(USART3_TX)为输出脚，与JP9第1脚可组成光耦的输入对，并可根据R6、R7选择该光耦输出的极性，以实现灵活的适配。

网络通讯

充电桩系统的网络通讯可选择Wifi、Ethernet或GPRS，MCU采用统一的接口方式(USART)向网络发送、接收数据。

网络通讯的3种通道方式由2个模块完成：Wifi/Ethernet模块(优选为AR9331-AL3A)、GPRS模块。

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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种用于新能源汽车充电控制的电表数据传输电路，其特征在于，包括：第6电阻一端接地，第6电阻另一端分别连接转接口第1端和第7电阻一端，第7电阻另一端连接电源端，第8电阻一端连接CAN总线控制器RS485反相信号接收端，第8电阻另一端分别连接转接口第2端和第9电阻一端，第9电阻另一端连接第5电阻一端，第5电阻另一端连接CAN总线控制器通用接口数据发送端，第10电阻一端连接CAN总线控制器同相信号接收端，第10电阻另一端分别连接转接口第3端和第1电阻一端，第1电阻另一端连接第14电阻一端，第14电阻另一端接地，第1电阻另一端还连接第4电阻一端，第4电阻另一端分别连接第3电阻一端和通用接口数据接收端，第3电阻另一端连接CAN总线控制器信号输出端，第2电阻一端连接电源端，第2电阻另一端连接转接口第4端。

2.根据权利要求1所述的用于新能源汽车充电控制的电表数据传输电路，其特征在于，还包括：

转接口设置第1稳压管和第2稳压管，所述第1稳压管和第2稳压管并联后一端接地，第1稳压管另一端连接转接口第3端，第2稳压管另一端连接转接口第2端。

3.根据权利要求2所述的用于新能源汽车充电控制的电表数据传输电路，其特征在于，所述第1稳压管和第2稳压管为SZNUP2105LT1G。

4.根据权利要求1所述的用于新能源汽车充电控制的电表数据传输电路，其特征在于，所述CAN总线控制器优选为MAX3483EESA。