CN208334498U - 一种充电设施远程计量监测装置 - Google Patents

Abstract

一种充电设施远程计量监测装置，属于充电设备领域，其技术要点在于：包括电压采样电路、电流采样电路、第一放大电路、第二放大电路、A/D转换器、CAN收发模块、CAN控制模块、控制器、辅助电源、通信模块和上位机；电压采样电路连接第一放大电路，电流采样电路连接第二放大电路，第一放大电路和第二放大电路分别连接A/D转换器，A/D转换器依次连接CAN收发模块、CAN控制模块和控制器，控制器通过通信模块连接上位机；本实用新型通过电压采样电路和电流采样电路分别采集充电桩的电压和电流，通过CAN机构传送给控制器，经通信模块传送给远程监控室内的上位机，上位机将数据通过显示模块进行显示，工作人员通过上位机即可远程查看所检测的电量数据。

Description

一种充电设施远程计量监测装置

技术领域：

本实用新型涉及一种充电设施远程计量监测装置，属于充电设备领域。

背景技术：

电动汽车的充电桩需要测量电流计量，以便使工作人员及使用者了解充电桩的电量情况。实际应用中，通过充电桩上的直流计量装置所检测的电流计量数据，不仅能了解充电桩所储存的电量情况，还能通过此些检测数据体现出充电桩或直流计量装置是处于正常运行状态，还是存有故障，例如一段时间内在没有电动汽车充电的情况下，充电桩所储存的电量有所减少，则证明充电桩或直流计量装置存在故障，需要及时进行故障处理，以免影响充电桩的正常使用。而现有电动汽车的充电桩都是工作人员进行实时维护监控，致使工作人员无法远程了解所检测的数据，也就无法实时了解充电桩和直流计量装置的运行状况，所以当充电桩或直流计量装置出现故障时，工作人员无法及时进行维修处理，这就极大地影响了充电桩的正常使用。

发明内容：

本实用新型为克服上述技术问题，提供了一种充电设施远程计量监测装置，其通过电压采样电路和电流采样电路分别采集充电桩的电压和电流，通过CAN收发模块采集数字信号的数据，所述数据经CAN控制模块传送给控制器，最终由控制器经通信模块传送给远程监控室内的上位机，上位机将数据通过显示模块进行显示，工作人员通过上位机即可远程查看所检测的电量数据。

一种充电设施远程计量监测装置，包括电压采样电路、电流采样电路、第一放大电路、第二放大电路、A/D转换器、CAN收发模块、CAN控制模块、控制器、辅助电源、通信模块和上位机；所述电压采样电路连接第一放大电路，电流采样电路连接第二放大电路，所述第一放大电路和第二放大电路分别连接A/D转换器，所述A/D转换器依次连接CAN收发模块、CAN控制模块和控制器，控制器通过通信模块连接上位机，辅助电源为控制器提供电能；

所述电压采样电路包括闭环霍尔电压传感器型号为CHV-25P，电阻R6、R7、R8和R9，电容C4和C5，二极管D3和D4，型号为LF353的运算放大器；电压采样电路中的直流母线的P端点通过R6连接闭环霍尔电压传感器的正极输入端，直流母线的N端点连接闭环霍尔电压传感器的负极输入端，闭环霍尔电压传感器的正极输出端连接+15V电源，闭环霍尔电压传感器的负极输出端连接-15V电源，闭环霍尔电压传感器的M端点分别连接电阻R7的一端和R8 的一端，R7的另一端连接地线，R8的另一端分别连接C4的一端和运算放大器的端点3，C4的另一端连接地线，运算放大器的端点2分别连接运算放大器的端点1和R9的一端，R9的另一端分别连接C5的一端、D3的一端、D4的一端和输出线，C5的另一端分别连接D4的另一端和地线，D3的另一端连接+3.3V电源；

所述电流采集电路包括电阻R10、R19、R20、R21、R22、R23、R24和R25，二极管D5和D6，运算放大器U1和U2，型号为OP07CP，R10值为0.1Ω，R19值为10kΩ，R20值为10k Ω，R21值为8.2kΩ，R22值为91kΩ，R23值为9.1kΩ，R24值为10kΩ，R25值为100kΩ， D5和D6型号为1N4001，所述电流母线分别连接R10的一端和R19的一端，所述R10的另一端分别连接地线、D6的负极和D5的正极，R19的另一端分别连接D6的正极、D5的负极和R20 的一端，所述R20的另一端分别连接R22的一端和U1的引脚3，R22另一端分别连接U1的引脚1和R24的一端，U1的引脚2通过R21连接地线，R24的另一端分别连接U2的引脚3和 R25的一端，R25的另一端连接U2的引脚1，U2的引脚2通过R23连接地线，U2的引脚4分别连接U1的引脚4和正电源，U2的引脚5分别连接U1的引脚5和负电源。

作为本实用新型的进一步改进，所述上位机连接报警模块。如此设置，当电压采样电路和电流采样电路的检测数据出现异常时进行报警以及时警示工作人员进行处理。

作为本实用新型的进一步改进，所述上位机连接数据存储模块。如此设置，用来存储电压采样电路和电流采样电路的检测数据以便于存档查看。

作为本实用新型的进一步改进，所述通信模块为GPRS模块或4G模块。如此设置，可确保数据快速准确传送，便于远程监控。

作为本实用新型的进一步改进，所述报警模块为G150报警模块。

作为本实用新型的进一步改进，所述数据存储模块为EEPROM数据存储模块。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过电压采样电路和电流采样电路分别采集充电桩的电压和电流，通过第一放大电路和第二放大电路缓冲放大，经A/D转换器转换成数字信号，通过CAN收发模块采集数字信号的数据，所述数据经CAN控制模块传送给控制器，最终由控制器经通信模块传送给远程监控室内的上位机，上位机将数据通过显示模块进行显示，这样既可使工作人员查看到计量数据，从而了解充电桩所存储的电量，从而通过计量数据可了解充电桩的运行状况，当计量数据出现问题时，通过报警模块提示工作人员。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是CAN收发模块的电路图；

图3是CAN控制模块的电路图；

图4是电压采样电路图；

图5是电流采样电路图。

具体实施方式：

实施例一

参照图1，一种充电设施远程计量监测装置，包括电压采样电路、电流采样电路、第一放大电路、第二放大电路、A/D转换器、CAN收发模块、CAN控制模块、控制器、辅助电源、通信模块和上位机；所述电压采样电路连接第一放大电路，电流采样电路连接第二放大电路，所述第一放大电路和第二放大电路分别连接A/D转换器，所述A/D转换器依次连接CAN收发模块、CAN控制模块和控制器，控制器通过通信模块连接上位机，辅助电源为控制器提供电能；

参照图2，所述CAN收发模块包括CAN收发器U7、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D1及二极管D2，所述CAN收发器U7的管脚1 接电阻R1的一端，U7的管脚2与电阻R3的一端一起连接至GNDGL端，电阻R3的另一端接 U7的管脚8，U7的管脚3与电容C1的一端和电容C2的一端一起连接至+5VGL端，U7的管脚 4接R2的一端，U7的管脚5悬空，U7的管脚6连接电容C3的一端、二极管D1的管脚1及电阻R4的另一端，U7的管脚7与电容C4的一端、二极管D2的管脚2、电阻R4的另一端连接在一起作为CAN2H，电容C1的另一端、电容C2的另一端、电容C3的另一端、电容C4的另一端、二极管D1的管脚2、二极管D2的管脚2一起连接至GNDGL端；

参照图3，所述CAN控制模块包括CAN控制器、CNA-OSC、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻 R17、电阻R18，电感L1及电感L4，所述CAN控制器的管脚8接R18的一端，电阻R18的另一端接CNA-OSC的管脚3，CAN的管脚9接地，CAN的管脚3、4、5、6、7、10、11悬空，CAN 的管脚12与R16的一端及电阻R17的一端连接在一起，电阻R16的另一端接MCU微控制单元的INT2管脚，CAN的管脚13接R15的一端，电阻R15的另一端接MCU微控制单元的SPICLK 管脚，CAN的管脚14接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接MCU微控制单元的SPIDO管脚， CAN的管脚15接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接MCU微控制单元的SPIDI管脚，CAN 的管脚16接电阻R12的一端，R12的另一端接MCUU微控制单元的SPOCSN2管脚，CAN的管脚 18与电容C14的正极、电容C15的一端及MCP3V3端连接在一起，电容C14的负极和电容C15 的另一端连接在一起接地，电感L1的管脚1与电容C11的一端、电容C12的正极及3V310端连接在一起，电容C11的另一端和电容C12的负极连接在一起接地，CAN-OSC的管脚2接地，CAN-OSC的管脚1悬空，CAN-OSC的管脚4与电容C13的一端及电感L4的管脚2连接在一起，电容C13的另一端接地，电感L4的管脚1与电阻R17的另一端、电感L1的管脚2一起接MCP3V3 端。

参照图4，所述电压采样电路包括闭环霍尔电压传感器型号为CHV-25P，电阻R6、R7、 R8和R9，电容C4和C5，二极管D3和D4，型号为LF353的运算放大器；直流母线的P端点通过R6连接闭环霍尔电压传感器的正极输入端，直流母线的N端点连接闭环霍尔电压传感器的负极输入端，闭环霍尔电压传感器的正极输出端连接+15V电源，闭环霍尔电压传感器的负极输出端连接-15V电源，闭环霍尔电压传感器的M端点分别连接电阻R7的一端和R8的一端，R7的另一端连接地线，R8的另一端分别连接C4的一端和运算放大器的端点3，C4的另一端连接地线，运算放大器的端点2分别连接运算放大器的端点1和R9的一端，R9的另一端分别连接C5的一端、D3的一端、D4的一端和输出线，C5的另一端分别连接D4的另一端和地线，D3的另一端连接+3.3V电源。

参照图5，所述电流采集电路包括电阻R10、R19、R20、R21、R22、R23、R24和R25，二极管D5和D6，运算放大器U1和U2，型号为OP07CP，R10值为0.1Ω，R19值为10kΩ，R20 值为10kΩ，R21值为8.2kΩ，R22值为91kΩ，R23值为9.1kΩ，R24值为10kΩ，R25值为 100kΩ，D5和D6型号为1N4001，所述电流母线分别连接R10的一端和R19的一端，所述R10 的另一端分别连接地线、D6的负极和D5的正极，R19的另一端分别连接D6的正极、D5的负极和R20的一端，所述R20的另一端分别连接R22的一端和U1的引脚3，R22另一端分别连接U1的引脚1和R24的一端，U1的引脚2通过R21连接地线，R24的另一端分别连接U2的引脚3和R25的一端，R25的另一端连接U2的引脚1，U2的引脚2通过R23连接地线，U2的引脚4分别连接U1的引脚4和正电源，U2的引脚5分别连接U1的引脚5和负电源。

所述第一放大电路和第二放大电路均为放大器，由三极管或者场效应管构成，A/D转换器即模数转化器，所述第一放大电路、第二放大电路和A/D转换器在市面上均能够买到，为现有技术，本实用新型不具体说明。

所述辅助电源采用顺源科技生产销售的RS485接口DC-DC隔离电源模块；

所述显示模块采用松山电子的LCD液晶模块。

使用时，通过电压采样电路和电流采样电路分别采集充电桩的电压和电流，通过第一放大电路和第二放大电路缓冲放大，经A/D转换器转换成数字信号，通过CAN收发模块采集数字信号的数据，所述数据经CAN控制模块传送给控制器，最终由控制器经通信模块传送给远程监控室内的上位机，上位机将数据通过显示模块进行显示，当数据出现问题时，通过报警模块提示工作人员，立即处理。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上，进一步使上位机连接报警模块。

实施例三

本实施例在实施例一的基础上，进一步使上位机连接数据存储模块。

实施例四

本实施例在实施例一的基础上，具体使用GPRS模块或4G模块作为数据传输模块。

实施例五

本实施例在实施例二的基础上，具体采用G150报警模块作为报警模块，G150报警模块模拟量报警信号输入通道可设置上限和下限报警双模式，适应GSM网络覆盖范围，可指定手机接收相应通道报警信息，如此使上位机可通过G150报警模块向工作人员的手机上发送报警信息，保证充电桩或直流计量装置发生故障时，工作人员可及时知晓，便于工作人员及时采取维修措施，确保充电桩的正常使用。

实施例六

本实施例在实施例一的基础上，进一步使上位机连接数据存储模块，所述数据存储模块为EEPROM数据存储模块。

Claims (6)

1.一种充电设施远程计量监测装置，其特征在于：包括电压采样电路、电流采样电路、第一放大电路、第二放大电路、A/D转换器、CAN收发模块、CAN控制模块、控制器、辅助电源、通信模块和上位机；所述电压采样电路连接第一放大电路，电流采样电路连接第二放大电路，所述第一放大电路和第二放大电路分别连接A/D转换器，所述A/D转换器依次连接CAN收发模块、CAN控制模块和控制器，控制器通过通信模块连接上位机，辅助电源为控制器提供电能；

所述电压采样电路包括闭环霍尔电压传感器型号为CHV-25P，电阻R6、R7、R8和R9，电容C4和C5，二极管D3和D4，型号为LF353的运算放大器；直流母线的P端点通过R6连接闭环霍尔电压传感器的正极输入端，直流母线的N端点连接闭环霍尔电压传感器的负极输入端，闭环霍尔电压传感器的正极输出端连接+15V电源，闭环霍尔电压传感器的负极输出端连接-15V电源，闭环霍尔电压传感器的M端点分别连接电阻R7的一端和R8的一端，R7的另一端连接地线，R8的另一端分别连接C4的一端和运算放大器的端点3，C4的另一端连接地线，运算放大器的端点2分别连接运算放大器的端点1和R9的一端，R9的另一端分别连接C5的一端、D3的一端、D4的一端和输出线，C5的另一端分别连接D4的另一端和地线，D3的另一端连接+3.3V电源；

所述电流采集电路包括电阻R10、R19、R20、R21、R22、R23、R24和R25，二极管D5和D6，运算放大器U1和U2，型号为OP07CP，R10值为0.1Ω，R19值为10kΩ，R20值为10kΩ，R21值为8.2kΩ，R22值为91kΩ，R23值为9.1kΩ，R24值为10kΩ，R25值为100kΩ，D5和D6型号为1N4001，电流母线分别连接R10的一端和R19的一端，所述R10的另一端分别连接地线、D6的负极和D5的正极，R19的另一端分别连接D6的正极、D5的负极和R20的一端，所述R20的另一端分别连接R22的一端和U1的引脚3，R22另一端分别连接U1的引脚1和R24的一端，U1的引脚2通过R21连接地线，R24的另一端分别连接U2的引脚3和R25的一端，R25的另一端连接U2的引脚1，U2的引脚2通过R23连接地线，U2的引脚4分别连接U1的引脚4和正电源，U2的引脚5分别连接U1的引脚5和负电源。

2.如权利要求1所述的一种充电设施远程计量监测装置，其特征在于：所述上位机连接报警模块。

3.如权利要求1所述的一种充电设施远程计量监测装置，其特征在于：所述上位机连接数据存储模块。

4.如权利要求1所述的一种充电设施远程计量监测装置，其特征在于：所述通信模块为GPRS模块或4G模块。

5.如权利要求2所述的一种充电设施远程计量监测装置，其特征在于：所述报警模块为G150报警模块。

6.如权利要求3所述的一种充电设施远程计量监测装置，其特征在于：所述数据存储模块为EEPROM数据存储模块。