CN207274432U - 一种电动车集中充电管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车集中充电管理系统，包括多抽头输出的隔离变压器、多个充电控制单元和多个充电接口，所述隔离变压器的初级输入端与交流市电连接，多抽头输出的隔离变压器的次级输出端通过低压交流母线分别与对应的充电控制单元连接，每个充电控制单元的充电输出端与分别与对应的充电接口连接。本实用新型的充电管理系统可实时检测在充电过程中所消耗的电能，并通过调节电源变换模块输出的电压，从而满足电池的充电需要，其充电成本低，效率高。

Description

一种电动车集中充电管理系统

技术领域

本实用新型涉及电动车充电控制技术领域，尤其是涉及一种电动车集中充电管理系统。

背景技术

电动自行车因绿色环保、体积小、体格低等优点受到广大人们的青睐。电动车充电站是一种高效的充电服务场所，能够方便的给电动车充电，现有技术中的电动车充电站的充电接口一般相对较少，在大多数公用充电服务场所中仍然采用“即插即充”形式，再次使用电动车时才将充电器拔离电源插座。然而在充电器在充电完成后不能自断电或全断电，使得充电器通电时间太长，这样不仅造成电能的大量浪费，而且会大大缩短充电器及畜电池的使用寿命，同时还存在安全隐患，因充电器引发的火灾事故在公用充电场所中时有发生，因此对于集中停放在共用充电服务场所的电动车进行充电服时，需要对充电服务场所进行集中管理与控制，确保电动车充电时更加安全、更加智能、节约电能更加合理、充电更加可靠和收费管理更加方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电动车集中充电管理系统，根据本实用新型充电管理系统可调节电源变换模块输出的电压，从而满足电池的充电需要，而且还可以实现无人值守充电，方便车主在电动车充电过程中合理安排时间，为实现上述目的，本实用新型采用以下技术效果：

根据本发实用新型的一个方面，提供了包括多抽头输出的隔离变压器、多个充电控制单元和多个充电接口，所述隔离变压器的初级输入端与交流市电连接，多抽头输出的隔离变压器的次级输出端通过低压交流母线分别与对应的充电控制单元连接，每个充电控制单元的充电输出端与分别与对应的充电接口连接。

优选的，所述充电控制单元包括充电继电器开关、电源变换模块、中央控制器、电能表、刷卡器和投币器，所述隔离变压器的次级输出端与所述电源变换模块的电源输入端连接，所述电源变换模块的电源输出端分别与所述电能表的输入端、充电继电器开关的电源输入端连接，所述电源变换模块的电源输出端还通过采样电阻R100与所述中央控制器的采样输入端连接，所述电能表的输出端、刷卡器的信号输出端、投币器的信号输出端和充电继电器开关的控制端分别与所述中央控制器的输入/输出信号端连接，所述充电继电器开关的输出端与所述充电接口连接。

优选的，所述电源变换模块包括驱动控制模块、全桥滤波模块，所述全桥滤波模块块包括由开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4组成的全桥整流电路以及由电容C1、电感L1、电感、L2、电容C2和耦合变压器 L3组成的滤波电路，所述中央控制器通过驱动控制模块与所述全桥整流电路的控制端连接，所述全桥整流电路的输入端通过电感L0串联后作为每个充电控制单元的输入端，全桥整流电路的输出端与电容C1并联连接，电容C1的一端与所述电感L1的一端连接，电感L1的另一端分别与所述电容C2的一端和耦合变压器L3的第一初级输入端连接，，电容C1的另一端与所述电感L2 的一端连接，电感L2的另一端分别与所述电容C2的另一端和耦合变压器L3 的第二初级输入端连接。

优选的，所述充电控制单元还包括无线通信模块、短信发送模块、语音报警模块和显示模块，所述无线通信模块、短信发送模块、语音报警模块和显示模块分别与所述中央控制器连接。

优选的，所述多抽头输出的隔离变压器采用次级线圈绕组输出至少为四组抽头的工频降压变压器。

优选的，所述驱动控制模块采用的型号为PC923光耦驱动模块。

优选的，所述充电继电器开关采用常开常闭双路型单相交流固态继电器，可以选择常闭或常开形式进行控制，在本实用新型中采用常闭方式进行控制。

综上所述，由于本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

(1)本实用新型的充电管理系统可实时检测在充电过程中所消耗的电能，并通过调节电源变换模块输出的电压，从而满足电池的充电需要，其充电成本低，效率高。

(2)本实用新型的充电管理系统设计简单、操作简便，具有较好的充电管理功能，可以实现无人值守充电，方便车主在电动车充电过程中合理安排时间。

附图说明

图1是本实用新型的一种电动车集中充电管理系统的原理图；

图2是本实用新型的充电控制单元的控制原理图；

图3是本实用新型的电源变换模块的原理图；

1-隔离变压器，2-充电控制单元，3-充电接口，200-电继电器开关，201- 电源变换模块，202-中央控制器，203-电能表，204-刷卡器，205-投币器，206- 无线通信模块，207-短信发送模块，208-语音报警模块，209-显示模块，2010- 驱动控制模块，2011-全桥滤波模块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1和图2所示，根据本发实用新型的一个方面，提供了一种电动车集中充电管理系统，包括多抽头输出的隔离变压器1、多个充电控制单元2和多个充电接口3，所述隔离变压器1的初级输入端与交流市电连接，多抽头输出的隔离变压器1的次级输出端通过低压交流母线分别与对应的充电控制单元2连接，每个充电控制单元2的充电输出端与分别与对应的充电接口3连接，所述多抽头输出的隔离变压器1采用次级线圈绕组输出至少为四组抽头的工频降压变压器，每个工频降压变压器的抽头输出的电压等级为36V、48V、 64V和72V的低压交流电，这些低压交流电通过低压交流母线分别为充电控制单元2中各个充电模块进行充电，这些充电模块主要为36V充电模块的蓄电池充电、48V充电模块的蓄电池充电、64V充电模块的蓄电池充电和72V 充电模块的蓄电池充电。

所述充电控制单元2包括充电继电器开关200、电源变换模块201、中央控制器202、电能表203、刷卡器204和投币器205，所述隔离变压器1的次级输出端与所述电源变换模块201的电源输入端连接，所述电源变换模块201 的电源输出端分别与所述电能表203的输入端、充电继电器开关200的电源输入端连接，所述电源变换模块201的电源输出端还通过采样电阻R100与所述中央控制器202的采样输入端连接，所述电能表203的输出端、刷卡器204的信号输出端、投币器205的信号输出端和充电继电器开关200的控制端分别与所述中央控制器202的输入/输出信号端连接，所述充电继电器开关200 的输出端与所述充电接口连接，所述充电控制单元2还包括无线通信模块206、短信发送模块207、语音报警模块208和显示模块209，所述无线通信模块206、短信发送模块207、语音报警模块208和显示模块209分别与所述中央控制器 202连接。

在本实用新型中，如图3所示，所述电源变换模块201包括驱动控制模块2010、全桥滤波模块2011，所述全桥滤波模块2011包括由开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4组成的全桥整流电路以及由电容C1、电感 L1、电感、L2、电容C2和耦合变压器L3组成的滤波电路，四个开关管采用 MOSFET功率管，所述中央控制器202通过驱动控制模块2010与所述全桥整流电路的控制端连接，所述全桥整流电路的输入端通过电感L0串联后作为每个充电控制单元2的输入端，全桥整流电路的输出端与电容C1并联连接，电容C1的一端与所述电感L1的一端连接，电感L1的另一端分别与所述电容 C2的一端和耦合变压器L3的第一初级输入端连接，电容C1的另一端与所述电感L2的一端连接，电感L2的另一端分别与所述电容C2的另一端和耦合变压器L3的第二初级输入端连接。由电容C1组成的滤波电容对整流输出的电压进行低频滤波，由电感L1和电感L2组成的差模电感电路、电感L3构成的共模电感电路和电容C1组成了高频滤波电路，有效提高了高频滤波的干扰作用，所得到的工频交流电压更加稳定，干扰更小。

所述驱动控制模块2010采用的型号为PC923光耦驱动模块，在本实用新型中，采样电阻R100将实时采集的充电电流或电压送入中央控制器202，判断当前电动车的充电状态(即电动车电池的荷电状态)，经过中央控制器202分析处理后输出PWM脉冲调制信号经驱动控制模块2010驱动放大后送至由开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4构成的全桥整流电路的栅极，从而完成检测和调节控制全桥整流电路的输出电压大小，以满足电动车电池充电的荷电状态要求，并对所检测的电压/电流进行报警显示，当电动车电池充电在充电过程中处于过流、欠压、过压状态时，启动关断充电继电器开关 200操作，从而消除电池在充电过程中存在的安全隐患，所述中央控制器202 采用ARM系列单片机芯片进行处理分析。

所述充电继电器开关200采用常开常闭双路型单相交流固态继电器，该继电器实现了相当于电磁继电器的常开常闭触点功能，其工作性能可靠，开关速度快，抗干扰能力强，无火花、寿命长，而且驱动电压兼容性强，控制方便，一个中央控制器202控制多个充电继电器开关200，车主首先根据电池的电压选择合适的充电模块，当车主通过刷卡器204刷卡或投币器205投币后，中央控制器202从充电接口3读取电动车电池参数从而选择直流或交流充电，然后中央控制器202根据投币数量或刷卡金额进行计算后确定充电时间，同时通过显示模块209进行显示，中央控制器202通过语音报警模块208 发出的语音提示，车主可以通过刷卡器204刷卡或投币器205输入手机号码，当充电完成时，短信发送模块207(采用GSM通信模块)将发送短信提示车主完成充电和充电费用信息，方便车主及时了解充电状况，从而实现了无人值守充电功能，中央控制器202通过无线通信模块(采用WIFI无线通信模块，或采用ZigBee无线通信模块)同时将充电信息上传至上位机进行存储管理，采用无线传输，从而改善了采用数据线布局时带来的不便。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种电动车集中充电管理系统，其特征在于：包括多抽头输出的隔离变压器、多个充电控制单元和多个充电接口，所述隔离变压器的初级输入端与交流市电连接，多抽头输出的隔离变压器的次级输出端通过低压交流母线分别与对应的充电控制单元连接，每个充电控制单元的充电输出端与分别与对应的充电接口连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动车集中充电管理系统，其特征在于：所述充电控制单元包括充电继电器开关、电源变换模块、中央控制器、电能表、刷卡器和投币器，所述隔离变压器的次级输出端与所述电源变换模块的电源输入端连接，所述电源变换模块的电源输出端分别与所述电能表的输入端、充电继电器开关的电源输入端连接，所述电源变换模块的电源输出端还通过采样电阻R100与所述中央控制器的采样输入端连接，所述电能表的输出端、刷卡器的信号输出端、投币器的信号输出端和充电继电器开关的控制端分别与所述中央控制器的输入/输出信号端连接，所述充电继电器开关的输出端与所述充电接口连接。

3.根据权利要求2所述的一种电动车集中充电管理系统，其特征在于：所述电源变换模块包括驱动控制模块、全桥滤波模块，所述全桥滤波模块包括由开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4组成的全桥整流电路以及由电容C1、电感L1、电感、L2、电容C2和耦合变压器L3组成的滤波电路，所述中央控制器通过驱动控制模块与所述全桥整流电路的控制端连接，所述全桥整流电路的输入端通过电感L0串联后作为每个充电控制单元的输入端，全桥整流电路的输出端与电容C1并联连接，电容C1的一端与所述电感L1的一端连接，电感L1的另一端分别与所述电容C2的一端和耦合变压器L3的第一初级输入端连接，电容C1的另一端与所述电感L2的一端连接，电感L2的另一端分别与所述电容C2的另一端和耦合变压器L3的第二初级输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种电动车集中充电管理系统，其特征在于：所述充电控制单元还包括无线通信模块、短信发送模块、语音报警模块和显示模块，所述无线通信模块、短信发送模块、语音报警模块和显示模块分别与所述中央控制器连接。

5.根据权利要求1所述的一种电动车集中充电管理系统，其特征在于：所述多抽头输出的隔离变压器采用次级线圈绕组输出至少为四组抽头的工频降压变压器。

6.根据权利要求3所述的一种电动车集中充电管理系统，其特征在于：所述驱动控制模块采用的型号为PC923光耦驱动模块。

7.根据权利要求2所述的一种电动车集中充电管理系统，其特征在于：所述充电继电器开关采用常开常闭型双路型单相交流固态继电器。