本實用新型涉及電動汽車技術領域，更具體地說，涉及一種充電樁智能充電控制系統(tǒng)。

背景技術：

充電樁其功能類似于加油站里面的加油機，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑(公共樓宇、商場、公共停車場等)和居民小區(qū)停車場或充電站內，可以根據(jù)不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電。充電樁的輸入端與交流電網(wǎng)直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為電動汽車充電。充電樁一般提供常規(guī)充電和快速充電兩種充電方式，人們可以使用特定的充電卡在充電樁提供的人機交互操作界面上刷卡使用，進行相應的充電方式、充電時間、費用數(shù)據(jù)打印等操作，充電樁顯示屏能顯示充電量、費用、充電時間等數(shù)據(jù)充電樁直接與電動汽車連接后，不需要人為干預充電過程。然而，目前的充電樁控制系統(tǒng)由于完成充電功能以及對充電狀態(tài)進行監(jiān)控的功能單元集中在同一控制單元上，充電過程中的高電壓、高電流可能會對系統(tǒng)中唯一的控制單元造成損壞，從而影響了充電的安全性，充電樁也容易發(fā)生故障。

因此，如何保證充電樁與電動汽車充電過程中自動充電過程中安全性，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型提供了一種充電樁智能充電控制系統(tǒng)，保證充電樁與電動汽車充電過程中自動充電過程中安全性。

為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種充電樁智能充電控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：主控制模塊、充電模塊和綜合測量模塊；

所述充電模塊連接于所述主控制模塊，用于根據(jù)所述主控制模塊的控制信號來對汽車電池進行充電；

所述綜合測量模塊連接于所述主控制模塊，用于監(jiān)測充電過程中的電壓、電流、溫度及設備狀態(tài)；

所述主控制模塊用于根據(jù)所述綜合測量模塊傳來的狀態(tài)信息控制所述充電模塊為汽車電池充電。

進一步地，所述綜合測量模塊包括：開關量輸入單元、模擬量輸入單元、輸出控制單元、溫度控制單元和中央控制單元；

所述開關量輸入單元包含光耦器件，連接于所述中央控制單元，用于將來自于電源開關、輔助電源開關、防雷開關、直流接觸器開關、保險熔斷開關的開關量輸入信號并經光耦隔離后傳送到所述中央控制單元；

所述模擬量輸入單元包含AD轉換芯片和光耦器件，連接于所述中央控制單元，用于將從直流母線、電池采集到的電壓和電流的模塊信號轉換為數(shù)字信號并經光耦隔離后傳送到所述中央控制單元；

所述輸出控制單元包含繼電器開關，連接于所述中央控制單元，用于中央控制單元對狀態(tài)指示燈、風機開關、直流接觸器開關、輔助電源開關的開關量控制輸出；

所述溫度控制單元包含溫度傳感器和繼電器開關，連接于所述中央控制單元，用于根據(jù)所述溫度傳感器采集到的溫度通過所述繼電器開關來控制充電樁內風機的啟停；

所述中央控制單元用于接收開關量、模擬量的輸入信號，輸出控制信號，以及通過通信接口設備與所述主控制模塊進行通信。

進一步地，所述通信接口設備為RS485通信接口設備。

進一步地，所述系統(tǒng)還包括電源模塊，連接于所述主控制模塊，用于為整個系統(tǒng)供電。

進一步地，所述系統(tǒng)還包括人機交互模塊，所述人機交互模塊包含觸摸屏，連接于所述主控制模塊，用于用戶對所述系統(tǒng)的交互控制。

進一步地，所述人機交互模塊還包含聲音播放設備。

進一步地，所述系統(tǒng)還包括存儲模塊，連接于所述主控制模塊，用于系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲和交互，以及對聲音文件的存儲。

進一步地，所述系統(tǒng)還包括IC計卡費模塊，連接于所述主控制模塊，用于實現(xiàn)刷卡計費。

進一步地，所述系統(tǒng)還包括有線網(wǎng)絡模塊，連接于所述主控制模塊，用于與遠程服務器進行通信，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)計費。

進一步地，所述系統(tǒng)還包括車載電池管理系統(tǒng)接口模塊，連接于主控制模塊，用于與車載電池管理系統(tǒng)的通訊與對接。

本實用新型提供的充電樁智能充電控制系統(tǒng)，通過獨立設置的綜合測量模塊來完成充電過程中對線路和電池的電壓、電流以及充電樁溫度和設備狀態(tài)進行監(jiān)測，從而將這些功能從主控制模塊中脫離出來，主控制模塊負責實現(xiàn)充電控制、人機交互、計費、刷卡、車載電池管理的功能，這樣有效避免充電過程中由于監(jiān)測充電狀態(tài)而引入的過電流、過電壓對主控制模塊的損壞，提高了充電過程的安全性以及充電系統(tǒng)設備的穩(wěn)定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型提供的充電樁智能充電控制系統(tǒng)的結構框圖；

圖2為本實用新型中綜合測量模塊的結構框圖。

具體實施方式

本實用新型公開了一種充電樁智能充電控制系統(tǒng)，保證了充電樁與電動汽車充電過程中自動充電的安全性。

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

圖1為本實用新型提供的充電樁智能充電控制系統(tǒng)的結構框圖。本實用新型提供的一種充電樁智能充電控制系統(tǒng)，包括主控制模塊104、充電模塊107和綜合測量模塊108。充電模塊107連接于主控制模塊104，用于根據(jù)主控制模塊104的控制信號來對汽車電池進行充電。綜合測量模塊108連接于主控制模塊104，用于監(jiān)測充電過程中的電壓、溫度及設備狀態(tài)。主控制模塊104則用于根據(jù)108綜合測量模塊傳來的狀態(tài)信息控制充電模塊107為汽車電池充電。

本實施例中通過獨立設置的綜合測量模塊來完成充電過程中對線路和電池的電壓、電流以及充電樁溫度和設備狀態(tài)進行監(jiān)測，從而將這些功能從主控制模塊中脫離出來，這樣有效避免充電過程中由于監(jiān)測充電狀態(tài)而引入的過電流、過電壓對主控制模塊的損壞，提高了充電過程的安全性以及充電系統(tǒng)設備的穩(wěn)定性。

圖2為本實用新型中綜合測量模塊的結構框圖。綜合測量模塊108包括：開關量輸入單元202、模擬量輸入單元203、輸出控制單元204、溫度控制單元205和中央控制單元201。

開關量輸入單元202包含光耦器件，連接于中央控制單元201，用于將源于電源開關、輔助電源開關、防雷開關、直流接觸器開關、保險熔斷開關的開關量輸入信號并經光耦隔離后傳送到所述中央控制單元201。開關量輸入模塊可實現(xiàn)16位開關量檢測，開關量輸出模塊可實現(xiàn)16位開關量輸出，應用范圍大，實現(xiàn)對充電樁內開關量參數(shù)的檢測和控制。光耦器件起到輸入信號與中央控制單元201的隔離作用，有效避免過電壓、過電流對中央控制單元的損壞，并防止由輸入信號帶來的電磁干擾。

模擬量輸入單元203包含AD轉換芯片和光耦器件，連接于中央控制單元201，用于將從直流母線、電池采集到的電壓和電流的模塊信號轉換為數(shù)字信號并經光耦隔離后傳送到中央控制單元201。通過模擬量輸入單元203對直流母線和電池電壓、電流進行采集和AD轉換，可以提高充電樁的智能性，便于對充電樁的準確控制，通過電流、電壓的數(shù)據(jù)采集和分析，避免過壓或電流過大情況。光耦器件起到輸入信號與央控制單元201的隔離作用，有效避免過電壓、過電流對中央控制單元的損壞，并防止由輸入信號帶來的電磁干擾。

輸出控制單元204包含繼電器開關，連接于中央控制單元201，用于中央控制單元201對狀態(tài)指示燈、風機開關、直流接觸器開關、輔助電源開關的開關量控制輸出。其中，狀態(tài)指示燈的設置，用于對充電樁的輸出電量進行提示。充電樁具有輸出過壓保護，出現(xiàn)過壓后模塊自動鎖死，相應模塊故障指示燈亮，故障模塊自動退出工作而不影響整個系統(tǒng)正常運行。充電樁還具有輸出限流保護，每個模塊輸出電流最大限制為額定輸出電流，如果超負荷，模塊自動調低輸出電壓以保護模塊。

溫度控制單元205包含溫度傳感器和繼電器開關，連接于中央控制單元201，用于根據(jù)所述溫度傳感器采集到的溫度通過所述繼電器開關來控制充電樁內風機的啟停。充電機工作過程中會產生熱量，通過在充電樁內設置溫度傳感器來感應充電樁內的溫度，溫度控制模塊接收溫度傳感器傳回的溫度信息，并通過開啟或關閉風機對充電樁內的溫度進行控制，提高充電樁的充電安全性。

中央控制單元104用于接收開關量、模擬量的輸入信號，輸出控制信號，以及通過通信接口設備與主控制模塊104進行通信，實現(xiàn)對汽車充電過程的實時監(jiān)測。中央控制單元201采用開放代碼操作系統(tǒng)UCOSⅡ，其具有清晰的組織架構，可實現(xiàn)對充電樁的各項功能模塊化對接，結構易于分布，利于對充電樁功能的增減。中央控制單元采用STM32F103VET6芯片，其為32位微控制器，其具有100個外圍擴展引腳，保證了其與主控系統(tǒng)具有足夠的對接通道。

作為一種優(yōu)選方案，通信接口設備為RS485通信接口設備。

在圖1的一種優(yōu)選實施例中，系統(tǒng)還包括電源模塊101，連接于所述主控制模塊，用于為整個系統(tǒng)供電。充電樁內各模塊需要保證正常工作供電電量，通過電源模塊101，將充電樁內各模塊的用電量信息進行設置，電源模塊101為充電樁的各個部分進行供電，保證充電樁的正常工作。

在圖1的一種優(yōu)選實施例中，系統(tǒng)還包括人機交互模塊105，人機交互模塊105包含觸摸屏，連接于所述主控制模塊，用于用戶對充電系統(tǒng)的交互控制。在充電樁中設置人機交互模塊可顯示充電信息，并可輸入車主信息，車輛型號選擇，IC卡信息設置的觸摸控制屏，可對相關信息進行手動修改，從而提高充電樁的智能化。

作為一種優(yōu)選方案，人機交互模塊105還包括聲音播放設備，在充電過程中出現(xiàn)接觸不良、充電完成或信息錯誤發(fā)出警報音，也可發(fā)出操作提示音等。聲音播放設備內置功放模塊，可根據(jù)需要播放相關聲音。

人機交互模塊與主控單元和綜合測量模塊對接，即可對汽車充電參數(shù)進行寫入、更改和控制，也可以對汽車充電過程中的充電電壓信息等參數(shù)實時監(jiān)測，提高充電樁的人性化。

在圖1的一種優(yōu)選實施例中，系統(tǒng)還包括存儲模塊106，連接于主控制模塊104，用于系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲和交互，具體可包括內部硬盤和外置SD卡存儲擴。內部硬盤可存放音樂播放文件、聲音文件，其與主控單元連接，用于聲音文件的讀取，并通過功放模塊播放。充電樁在進行系統(tǒng)升級或拷取各種文件時，可通過外置SD卡存儲擴展拷貝各種文件到內部硬盤，升級主機系統(tǒng)，更新提供聲音等操作。

在圖1的一種優(yōu)選實施例中，系統(tǒng)還包括IC卡計費模塊102，連接于所述主控制模塊，用于實現(xiàn)刷卡計費。車輛在充電過程中，車主通過IC卡與充電樁之間進行刷卡識別，充電樁通過識別卡內的余額，車主信息等內容，對是否充電以及充電電量等參數(shù)進行控制，提高充電樁人機交互的智能性。

在圖1的一種優(yōu)選實施例中，系統(tǒng)還包括有線網(wǎng)絡模塊103，連接于所述主控制模塊，用于與遠程服務器進行通信，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)計費。有限網(wǎng)絡模塊實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和輸送計費信息等內容，并向服務器發(fā)送充電樁信息、車輛檢測信息以及充電信息等，并可接受服務器返回的控制信息，進行充電結束或是否充電等指令操作。

在圖1的一種優(yōu)選實施例中，車載電池管理系統(tǒng)接口模塊109，連接于主控制模塊，用于與車載電池管理系統(tǒng)的通訊與對接。車輛在充電過程中與充電樁連接，通過車載電池管理系統(tǒng)接口模塊109實現(xiàn)充電樁和車輛之間的通訊，車載電池管理系統(tǒng)接口模塊109與車輛電池系統(tǒng)對接后，讀取車輛電池模塊信息，主控制模塊104根據(jù)讀取的車輛電池模塊信息，控制充電模塊107為車輛充電至充電完成，由此提高充電的智能性、便利性和安全性。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。