專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座。
技術(shù)背景隨著科技的進(jìn)步，人們?cè)趥鹘y(tǒng)石化能源汽車(chē)的基礎(chǔ)上研發(fā)了電動(dòng)汽車(chē)。由于電動(dòng)汽車(chē)具有低排放和低污染的特性而符合社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求，為此，電動(dòng)汽車(chē)已成為汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。電動(dòng)汽車(chē)的充放電需通過(guò)插座接入電網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。常規(guī)的充放電插座將電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)進(jìn)行電氣連接。然而，當(dāng)遇到電網(wǎng)電流、電壓大幅波動(dòng)以及充放電過(guò)程中的其他突發(fā)情況時(shí)，常規(guī)的充放電插座無(wú)法采取任何有效措施，來(lái)保護(hù)電動(dòng)汽車(chē)的電池免受損害。智能家電的發(fā)展導(dǎo)致了智能插座的出現(xiàn)。目前，智能插座的設(shè)計(jì)主要針對(duì)普通的家用電器。已有研究討論了集成式智能插座的雛形，它利用單相計(jì)量芯片，具備了家用電器耗電量的計(jì)量功能。但這種家 用電器智能插座無(wú)法解決電動(dòng)汽車(chē)充放電時(shí)所需要的計(jì)費(fèi)、保護(hù)、計(jì)時(shí)要求。電動(dòng)汽車(chē)智能插座的研究還僅限于安裝結(jié)構(gòu)和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)層面，而缺乏計(jì)費(fèi)、保護(hù)和計(jì)時(shí)的功能。因此，一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座亟待研發(fā)
實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)上述尚無(wú)一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座的現(xiàn)狀，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有考慮電動(dòng)汽車(chē)充放電特性的缺點(diǎn)，在常規(guī)電動(dòng)汽車(chē)充放電插座的基礎(chǔ)上，增加計(jì)費(fèi)、保護(hù)、計(jì)時(shí)多種功能。計(jì)費(fèi)功能實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車(chē)充放電電費(fèi)的雙向計(jì)量及結(jié)算。保護(hù)功能根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)電池的安全參數(shù)，在插座端通過(guò)繼電器動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)。計(jì)時(shí)功能根據(jù)電池荷電狀態(tài)和直流側(cè)充放電電流，計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)充放電所需時(shí)間，以及設(shè)定電動(dòng)汽車(chē)的充放電時(shí)間。該智能插座體積小巧，成本低廉，功能集成度高，具有廣闊的應(yīng)用前景。本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題采取的技術(shù)方案是—種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座，包括電源模塊、人機(jī)交互模塊、無(wú)線(xiàn)通訊模塊、中央處理器、驅(qū)動(dòng)模塊和雙向計(jì)量模塊；其中，驅(qū)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)電路和繼電器，雙向計(jì)量模塊包括雙向計(jì)量電路和采樣電路。雙向計(jì)量模塊接入中央處理器的輸入端；中央處理器的輸出端接入驅(qū)動(dòng)模塊；人機(jī)交互模塊和無(wú)線(xiàn)通訊模塊與中央處理器雙向連接。驅(qū)動(dòng)模塊中，驅(qū)動(dòng)電路的型號(hào)是TP100，繼電器的型號(hào)是ZV25-P。雙向計(jì)量模塊中，雙向計(jì)量芯片的型號(hào)是ZA25-NP，采樣電路的型號(hào)是ADMC401。無(wú)線(xiàn)通訊模塊的型號(hào)是M49003。中央處理器的型號(hào)是STC89S51。電源模塊的型號(hào)是LM2575-5. 0，電源模塊為其他模塊提供穩(wěn)定的工作電源。人機(jī)交互模塊包括鍵盤(pán)和顯示屏，顯示屏的型號(hào)是ULN2003。本實(shí)用新型所述的一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座的工作原理和工作步驟是( I)無(wú)線(xiàn)通訊模塊與充電站后臺(tái)管理系統(tǒng)通訊，獲取電網(wǎng)實(shí)時(shí)充放電電價(jià)；并與電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)通訊，獲取電動(dòng)汽車(chē)電池的基本參數(shù)以及電動(dòng)汽車(chē)電池的容量、荷電狀態(tài)和直流側(cè)充放電電流。采樣電路采集電動(dòng)汽車(chē)的交流側(cè)充放電電壓和電流，并計(jì)算出充放電瞬時(shí)功率。以上所有參數(shù)經(jīng)過(guò)格式轉(zhuǎn)換處理傳送至中央處理器存儲(chǔ)。(2)用戶(hù)從人機(jī)交互模塊插入結(jié)算卡，電動(dòng)汽車(chē)便開(kāi)始處于充放電狀態(tài)。雙向計(jì)量電路根據(jù)交流側(cè)充放電電壓、充放電電流、充放電瞬時(shí)功率以及充放電時(shí)間，計(jì)算出充電電費(fèi)和放電收益。中央處理器根據(jù)直流側(cè)充放電電壓和充放電電流，判斷電動(dòng)汽車(chē)當(dāng)前的充放電方式。在常規(guī)充放電方式下，中央處理器每5分鐘結(jié)算一次充電電費(fèi)和放電收益。在快速充電方式下，中央處理器每O. 5分鐘結(jié)算一次充電電費(fèi)。中央處理器將充電電費(fèi)和放電收益的結(jié)算結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示。(3)中央處理器從無(wú)線(xiàn)通訊模塊獲取電動(dòng)汽車(chē)電池的基本參數(shù)。這些參數(shù)包括電池類(lèi)型、型號(hào)、電池平臺(tái)電壓、放電終止電壓、充電終止電壓、電池單元數(shù)目、電池溫度、充放電方式及其對(duì)應(yīng)的直流側(cè)電壓電流安全閾值。中央處理器同時(shí)通過(guò)采樣電路獲取交流側(cè)充放電電壓和充放電電流，計(jì)算出充放電瞬時(shí)功率、電壓偏差和功率因素。在電動(dòng)汽車(chē)充放電過(guò)程中，中央處理器每3秒鐘從無(wú)線(xiàn)通訊模塊和采樣電路獲取一次參數(shù)。一旦有參數(shù)超過(guò)安全閾值，中央處理器通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊輸出控制信號(hào)，控制繼電器斷開(kāi)電源，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電池的保護(hù)。(4)中央處理器根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)電池的荷電狀態(tài)和直流側(cè)充放電電流，計(jì)算出充放電至指定荷電狀態(tài)所需要的時(shí)間，并將其發(fā)送至顯示屏顯示。用戶(hù)也可以通過(guò)人機(jī)交互模塊中的鍵盤(pán)設(shè)置充放電時(shí)間。在電動(dòng)汽車(chē)處于放電狀態(tài)時(shí)，用戶(hù)還需輸入未來(lái)行駛里程。電動(dòng)汽車(chē)在所設(shè)置的放電時(shí)間內(nèi)向電網(wǎng)反饋電能，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)電池荷電狀態(tài)達(dá)到未來(lái)行駛里程所需的荷電狀態(tài)時(shí)，中央處理器自動(dòng)輸出控制信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊控制繼電器斷開(kāi)電源，終止電動(dòng)汽車(chē)的放電。綜上所述，本實(shí)用新型根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)充放電的特性，在常規(guī)電動(dòng)汽車(chē)充放電插座的基礎(chǔ)上，增加計(jì)費(fèi)、保護(hù)、計(jì)時(shí)多種功能。它不僅能夠根據(jù)充放電電價(jià)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)充放電電費(fèi)的雙向計(jì)量及結(jié)算；根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)電池的安全參數(shù)，在插座端通過(guò)繼電器動(dòng)作實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)；并且還可以根據(jù)電池荷電狀態(tài)和直流側(cè)充放電電流，計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)充放電所需時(shí)間，以及設(shè)定電動(dòng)汽車(chē)的充放電時(shí)間。該智能插座體積小巧，成本低廉，功能集成度高，具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖I是一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座的面板意圖。在圖2中I - LED顯示屏 2 -按鍵3 -插座接口 4 -選擇按鈕圖3是一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座的右側(cè)面意圖。在圖3中I -電費(fèi)結(jié)算卡插槽圖4是一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座的左側(cè)面示意圖。[0023]在圖4中I -電費(fèi)結(jié)算卡插槽
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座進(jìn)行詳細(xì)描述如圖I所75, —種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座包括電源模塊、人機(jī)交互模塊、無(wú)線(xiàn)通訊模塊、中央處理器、驅(qū)動(dòng)模塊和雙向計(jì)量模塊；其中，驅(qū)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)電路和繼電器，雙向計(jì)量模塊包括雙向計(jì)量電路和采樣電路。本實(shí)用新型根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)充放電的特性，克服現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有考慮電動(dòng)汽車(chē)充放電特性的缺點(diǎn)，在常規(guī)電動(dòng)汽車(chē)充放電插座的基礎(chǔ)上，增加計(jì)費(fèi)、保護(hù)、計(jì)時(shí)多種功能。計(jì)費(fèi)功能實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車(chē)充放電電費(fèi)的雙向計(jì)量及
結(jié)算。保護(hù)功能根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)電池的安全參數(shù)，在插座端通過(guò)繼電器動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)。計(jì)時(shí)功能根據(jù)電池荷電狀態(tài)和直流側(cè)充放電電流，計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)充放電所需時(shí)間，以及設(shè)定電動(dòng)汽車(chē)的充放電時(shí)間。該智能插座體積小巧，成本低廉，功能集成度高，具有廣闊的應(yīng)用前景。作為具體實(shí)施例，圖I所述裝置的雙向計(jì)量模塊接入中央處理器的輸入端；所述中央處理器的輸出端接入驅(qū)動(dòng)模塊；所述人機(jī)交互模塊和無(wú)線(xiàn)通訊模塊與中央處理器雙向連接；所述電源模塊為人機(jī)交互模塊、中央處理器和驅(qū)動(dòng)模塊提供穩(wěn)定的工作電源。作為具體實(shí)施例，圖I所述裝置的驅(qū)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)電路和繼電器，雙向計(jì)量模塊包括雙向計(jì)量電路和采樣電路；所述驅(qū)動(dòng)模塊中，驅(qū)動(dòng)電路的型號(hào)是TP100，繼電器的型號(hào)是ZV25-P ;雙向計(jì)量模塊中，雙向計(jì)量芯片的型號(hào)是ZA25-NP，采樣電路的型號(hào)是ADMC401。無(wú)線(xiàn)通訊模塊的型號(hào)是M49003。中央處理器的型號(hào)是STC89S51。電源模塊的型號(hào)是LM2575-5. O。人機(jī)交互模塊包括鍵盤(pán)和顯示屏，顯示屏的型號(hào)是ULN2003。本實(shí)施例所述的一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座的面板示意圖如圖2所示，所述面板示意圖包括LED顯示屏I、按鍵2、插座接口 3和帶指示燈的按鍵4。各部分主要功能包括LED顯示屏I顯示充放電電價(jià)、電池容量、荷電狀態(tài)、充放電方式、直流側(cè)充放電電壓、充放電電流、電池溫度以及交流側(cè)充放電電壓、充放電電流、充電電費(fèi)和放電收益、電壓偏差、功率因素、充放電時(shí)間；按鍵2用于輸入設(shè)置充放電時(shí)間，其中切換按鈕用于切換顯示屏顯示的內(nèi)容，電動(dòng)汽車(chē)在充放電時(shí)，報(bào)警指示燈“亮”說(shuō)明有參數(shù)超過(guò)閾值，具體的參數(shù)由顯示屏顯示；插座接口 3用于電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)的電氣連接；由于本實(shí)用新型能同時(shí)完成6臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)的充放電服務(wù)，選擇按鈕4用于選擇顯示和設(shè)置具體的服務(wù)對(duì)象，如按下選擇按鈕A，選擇按鈕A被點(diǎn)亮，此時(shí)顯示屏顯示出選擇按鈕A所對(duì)應(yīng)的電動(dòng)汽車(chē)的相關(guān)數(shù)據(jù)，按鍵2所設(shè)置的參數(shù)同樣是針對(duì)選擇按鈕A所對(duì)應(yīng)的電動(dòng)汽車(chē)而進(jìn)行的。圖3和圖4分別是所述的一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座的右側(cè)面示意圖和左側(cè)面示意圖。在電動(dòng)汽車(chē)充放電之前，用戶(hù)需將電費(fèi)結(jié)算卡插入圖3或圖4所示的電費(fèi)結(jié)算卡插槽中。只有當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座檢測(cè)到插入電費(fèi)結(jié)算卡時(shí)，本實(shí)用新型裝置才會(huì)為相應(yīng)的電動(dòng)汽車(chē)提供服務(wù)。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座,其特征在于包括電源模塊、人機(jī)交互模塊、無(wú)線(xiàn)通訊模塊、中央處理器、驅(qū)動(dòng)模塊和雙向計(jì)量模塊；所述驅(qū)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)電路和繼電器，雙向計(jì)量模塊包括雙向計(jì)量電路和采樣電路；所述雙向計(jì)量模塊接入中央處理器的輸入端；所述中央處理器的輸出端接入驅(qū)動(dòng)模塊；所述人機(jī)交互模塊和無(wú)線(xiàn)通訊模塊與中央處理器雙向連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座，其特征在于驅(qū)動(dòng)模塊中，驅(qū)動(dòng)電路的型號(hào)是TP100，繼電器的型號(hào)是ZV25-P ;雙向計(jì)量模塊中，雙向計(jì)量芯片的型號(hào)是ZA25-NP，采樣電路的型號(hào)是AMDC401。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座，其特征在于無(wú)線(xiàn)通訊模塊的型號(hào)是M49003。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座，其特征在于中央處理器的型號(hào)是STC89S51。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座，其特征在于電源模塊的型號(hào)是LM2575-5. O，電源模塊為其他模塊提供穩(wěn)定的工作電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座，其特征在于人機(jī)交互模塊包括鍵盤(pán)和顯示屏，顯示屏的型號(hào)是ULN2003。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)充放電多功能智能插座，包括電源模塊、人機(jī)交互模塊、無(wú)線(xiàn)通訊模塊、中央處理器、驅(qū)動(dòng)模塊和雙向計(jì)量模塊；其中，驅(qū)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)電路和繼電器，雙向計(jì)量模塊包括雙向計(jì)量電路和采樣電路。本實(shí)用新型根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)充放電的特性，在常規(guī)電動(dòng)汽車(chē)充放電插座上增加了計(jì)費(fèi)、保護(hù)、計(jì)時(shí)多種功能。該智能插座體積小巧，成本低廉，功能集成度高，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H01R13/70GK202797500SQ20122044100
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月1日
發(fā)明者楊洪明, 熊腡成, 張黨強(qiáng), 楊松平 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙理工大學(xué)