用于新能源汽車自動充電的配電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于新能源汽車自動充電的配電系統(tǒng)，包括：充電樁供電控制端連接漏電保護器一端，漏電保護器另一端連接配電柜供電端，配電柜電量數(shù)據(jù)端連接電表信號接收端，配電柜控制信號端連接控制主板配電數(shù)據(jù)控制端，控制主板開關(guān)信號端連接開關(guān)電源信號端，控制主板數(shù)據(jù)傳輸端連接無線網(wǎng)絡接口數(shù)據(jù)端，無線網(wǎng)絡接口連接云端服務器，控制主板射頻信號接收端連接RF射頻裝置信號發(fā)送端，第一觸摸屏顯示信號端連接控制主板顯示信號端。通過配電柜帶動控制主板對充電樁進行配電控制，使充電樁能夠更加穩(wěn)定的發(fā)揮充電作用，并且配電柜設置電表等外圍設備，實時監(jiān)控新能源汽車用電量等狀態(tài)。
【專利說明】
用于新能源汽車自動充電的配電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電子電路領(lǐng)域，尤其涉及一種用于新能源汽車自動充電的配電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當今社會，人們在逐漸耗費化石能源，造成了環(huán)境的污染，大氣的破壞，空氣質(zhì)量嚴重下降，尤其隨著燃燒傳統(tǒng)能源汽車的普及，更加惡化了生存環(huán)境，這樣新能源汽車應運而生，但是新能源汽車的普及又遇到了制約瓶頸，這就是用戶在使用充電粧進行充電時，沒有穩(wěn)定的配電系統(tǒng)進行充電操作，對新能源汽車的蓄電池損傷很大，而且也影響充電粧自身的工作壽命，這就亟需本領(lǐng)域技術(shù)人員解決相應的技術(shù)問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種用于新能源汽車自動充電的配電系統(tǒng)。
[0004]為了實現(xiàn)本實用新型的上述目的，本實用新型提供了一種用于新能源汽車自動充電的配電系統(tǒng)，包括:配電柜、電表、漏電保護器、控制主板、RF射頻裝置、網(wǎng)絡接口、第一觸摸屏；
[0005]充電粧供電控制端連接漏電保護器一端，漏電保護器另一端連接配電柜供電端，配電柜電量數(shù)據(jù)端連接電表信號接收端，配電柜控制信號端連接控制主板配電數(shù)據(jù)控制端，控制主板開關(guān)信號端連接開關(guān)電源信號端，控制主板數(shù)據(jù)傳輸端連接無線網(wǎng)絡接口數(shù)據(jù)端，無線網(wǎng)絡接口連接云端服務器，控制主板射頻信號接收端連接RF射頻裝置信號發(fā)送端，第一觸摸屏顯示信號端連接控制主板顯示信號端。
[0006]上述技術(shù)方案的有益效果為:通過配電柜帶動控制主板對充電粧進行配電控制，使充電粧能夠更加穩(wěn)定的發(fā)揮充電作用，并且配電柜設置電表等外圍設備，實時監(jiān)控新能源汽車用電量等狀態(tài)。
[0007]所述的用于新能源汽車自動充電的配電系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述控制主板為ARM架構(gòu)的控制系統(tǒng)。
[0008]上述技術(shù)方案的有益效果為:控制主板使用ARM架構(gòu)系統(tǒng)，穩(wěn)定控制充電粧以及配電系統(tǒng)的協(xié)同工作，通過該控制主板與網(wǎng)絡接口連接，從而獲取外接指令。
[0009]所述的用于新能源汽車自動充電的配電系統(tǒng)，優(yōu)選的，RF射頻裝置為IC讀卡器。
[0010]上述技術(shù)方案的有益效果為:IC讀卡器成本低廉，使用方便，在遠程控制系統(tǒng)無法發(fā)揮作用的時候，起到非常重要的替代作用。
[0011]所述的用于新能源汽車自動充電的配電系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述電表通過電表接口連接配電柜電量數(shù)據(jù)端。
[0012]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:
[0013]用戶通過配電系統(tǒng)的配電柜帶動控制主板對充電粧進行配電控制，使充電粧能夠更加穩(wěn)定的發(fā)揮充電作用，并且配電柜設置電表等外圍設備，實時監(jiān)控新能源汽車用電量等狀態(tài)。
[0014]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】

[0015]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0016]圖1是本實用新型總體原理圖；
[0017]圖2是本實用新型配電系統(tǒng)原理圖；
[0018]圖3是本實用新型電源接口連接示意圖；
[0019]圖4是本實用新型M⑶控制示意圖；
[0020]圖5是本實用新型電表數(shù)據(jù)傳輸示意圖；
[0021 ]圖6是本實用新型數(shù)據(jù)傳輸總線示意圖；
[0022]圖7是本實用新型數(shù)據(jù)傳輸總線保護器示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0024]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0025]在本實用新型的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0026]本實用新型的目的是通過自動充電繳費控制系統(tǒng)對新能源汽車進行充電，實現(xiàn)無人值守充電以及繳費功能。
[0027]如圖1所示，本實用新型公開了一種用于新能源汽車自動充電的配電系統(tǒng)，包括:智能終端、云端服務器、GPRS通信網(wǎng)絡、無線傳輸網(wǎng)絡和CAN總線傳輸網(wǎng)絡，以及若干充電粧形成的充電粧網(wǎng)絡拓撲；
[0028]充電粧GPRS通信輸出端連接GPRS通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)輸入端，GPRS通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)輸出端連接云端服務器數(shù)據(jù)輸入端，云端服務器數(shù)據(jù)輸出端連接智能終端數(shù)據(jù)交互端，充電粧無線傳輸端連接無線傳輸網(wǎng)絡數(shù)據(jù)輸入端，無線傳輸網(wǎng)絡數(shù)據(jù)輸出端連接云端服務器數(shù)據(jù)輸入端，云端服務器數(shù)據(jù)輸出端連接智能終端數(shù)據(jù)交互端，充電粧CAN總線傳輸端連接CAN總線傳輸網(wǎng)絡數(shù)據(jù)輸入端，CAN總線傳輸數(shù)據(jù)輸出端連接云端服務器數(shù)據(jù)輸入端，云端服務器數(shù)據(jù)輸出端連接智能終端數(shù)據(jù)交互端，新能源汽車充電線路連接充電粧充電端進行充電。用戶通過智能終端發(fā)送充電指令，并繳費，方便快捷。上述通過支付寶或者微信或者綁定銀行卡進行繳費等軟件操作，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。
[0029]其中智能終端為M個，M大于等于I，充電粧為N個，N大于等于2。
[0030]充電粧之間也進行數(shù)據(jù)互聯(lián)，當發(fā)生某個充電粧宕機或者損害情況發(fā)生，充電粧將數(shù)據(jù)上傳云端服務器，由云端服務器告知用戶選擇其它就近的充電粧。
[0031 ]其中充電粧內(nèi)部優(yōu)選設置KS-97GPRS無線嵌入式模組(DTU無線數(shù)傳模塊)作為GPRS通信設備，并且嵌入無線傳輸模塊(優(yōu)選AR9331-AL3A)，以及CAN總線控制器與外界進行數(shù)據(jù)交互。當然并不限于上述芯片型號。
[0032]如圖2所示，用于新能源汽車充電的配電系統(tǒng)，每個充電粧配備該配電系統(tǒng)，該配電系統(tǒng)包括:配電柜、電表、漏電保護器、控制主板、RF射頻裝置、網(wǎng)絡接口、第一觸摸屏；
[0033]充電粧供電控制端連接配電柜供電端，配電柜電量數(shù)據(jù)端連接電表信號接收端，配電柜控制信號端連接控制主板配電數(shù)據(jù)控制端，控制主板開關(guān)信號端連接開關(guān)電源信號端，控制主板數(shù)據(jù)傳輸端連接無線網(wǎng)絡接口數(shù)據(jù)端，無線網(wǎng)絡接口連接云端服務器，控制主板射頻信號接收端連接RF射頻裝置信號發(fā)送端，第一觸摸屏顯示信號端連接控制主板顯示信號端。另外控制主板設置導引系統(tǒng)對控制主板啟動以及運行性能進行導引，通過導引系統(tǒng)與新能源汽車進行數(shù)據(jù)交互。
[0034]其中控制主板為ARM架構(gòu)的控制系統(tǒng)，M⑶選取32位ARM M3系列，
[0035]RF射頻裝置優(yōu)選為IC讀卡器，通過IC射頻充值卡進行匹配繳費，當遠程智能終端控制系統(tǒng)無法繳費或者余額不足時，通過IC射頻卡也能夠進行繳費操作。當然如果選擇NFC或者藍牙近場匹配讀取數(shù)據(jù)也是能夠?qū)崿F(xiàn)的，而且該款MCU通過串口連接藍牙芯片之后，能夠進行數(shù)據(jù)交互處理，運行穩(wěn)定可靠，無需人工干預。
[0036]1.配電系統(tǒng):
[0037]接入單相工頻交流電。由漏電保護器、空氣開關(guān)以及其它控制配電柜的裝置，配電柜
[0038]2.開關(guān)系統(tǒng):
[0039]為控制系統(tǒng)提供負載開斷的控制，主要由單相交流繼電器(或接觸器32A)組成，如果該繼電器的控制端不能有單片機直接驅(qū)動，需增加二次開關(guān)電路。如有必要還需要散熱系統(tǒng)。
[0040]3.電表
[0041 ]用于統(tǒng)計充電電量，并可向控制系統(tǒng)提供電量實時輸出狀態(tài)。
[0042]4.充電導引系統(tǒng)
[0043 ]支持國標2010和2015版，收集反饋信息供控制系統(tǒng)使用。
[0044]5.控制系統(tǒng)
[0045]MCU系統(tǒng)，獲取電表信息，控制接觸器，與車載充電機通信，與HMI通信，與網(wǎng)絡模塊通信，實現(xiàn)系統(tǒng)邏輯控制。
[0046]6.觸摸屏
[0047]觸摸屏用于與用戶交互
[0048]充電模式選擇:智能充電、按金額充電、按電量充電。
[0049]充電結(jié)束，自動結(jié)算，與手機APP操作同步，LED工作狀態(tài)提示。
[0050]7.按鍵/指示
[0051 ] LED設備工作狀態(tài)，按鍵在無觸摸屏版本是用于起停操作；
[0052]8.RF 刷卡
[0053]RF卡刷卡登錄或者刷卡繳費。
[0054]9.網(wǎng)絡接入
[0055]支持WIF1、Ethernet、GPRS、CAN、RS485
[0056]10.手機端 APP
[0057]導航到充電粧
[0058]APP控制充電
[0059]充值(支付寶、微信或者銀行卡)以及充電狀態(tài)同步。
[0060]供電系統(tǒng)
[0061 ]需求:為主板(5V)、網(wǎng)絡通訊板(5V)、第二觸摸屏(12V)提供直流供電。
[0062]方案:采用單路220VAC/50HZ輸入，5VDC、12VDC雙路直流輸出AC-DC電源模塊，加入靜電防雷、電磁兼容等外圍電路。5VDC最大可輸出2A電流，12VDC最大可輸出480mA電流。
[0063]如圖3所示，其中交流直流轉(zhuǎn)換器12V電源輸出端連接第二觸摸屏電源端，交流直流轉(zhuǎn)換器5V電源輸出端連接控制主板電源端，交流直流轉(zhuǎn)換器5V電源輸出端連接網(wǎng)絡接口，該網(wǎng)絡接口可以為有線接入網(wǎng)絡接口也可以為無線傳輸網(wǎng)絡接口。交流直流轉(zhuǎn)換器設置靜電防雷裝置，用于戶外使用時的極端天氣，保證電源正常工作，不被雷電擊穿。
[0064]通過交直流轉(zhuǎn)換器(AC-DC轉(zhuǎn)換器)將市電轉(zhuǎn)換為控制主板、觸摸屏和網(wǎng)絡接口適配的電源，提供穩(wěn)定輸出電源到控制主板，從而控制主板運行更穩(wěn)定，并且將穩(wěn)定的電源供給到網(wǎng)絡接口，從而使網(wǎng)絡接口與云端服務器進行數(shù)據(jù)交互，保證智能終端傳輸?shù)闹噶钅軌蚩焖俚竭_控制主板。
[0065]如圖4所示，控制主板包括:M⑶控制器、可擦寫存儲器(EEPROM)、接觸器、急停開關(guān)、電表接口 ；
[0066]M⑶控制器存儲信號端連接可擦寫存儲器存儲通信端，MCU控制器開關(guān)控制端連接接觸器控制端，MCU控制器急?？刂贫诉B接急停開關(guān)控制端，MCU控制器電量數(shù)據(jù)端連接電表接口數(shù)據(jù)端，電表接口另一端連接電表。
[0067]該MCU控制器將遠程控制數(shù)據(jù)存儲在可擦寫存儲器中，可擦寫存儲器也能夠預存大量的數(shù)據(jù)進行調(diào)用，通過MCU控制器控制接觸器通斷，從而控制充電粧進行充電，該電路設計合理，使用芯片價格適中，適合于大眾推廣。
[0068]優(yōu)選MCU 型號為MB9G711DA;
[0069]如圖5所示，電表接口通過第一隔離電路連接CAN總線傳輸?shù)碾姳?，電表接口通過第二隔離電路連接USART(通用同步異步收發(fā)器)接口的電表。
[0070]通過第一隔離電路和第二隔離電路對不同數(shù)據(jù)傳輸接口的電表進行數(shù)據(jù)采集，防止過載發(fā)生，保護電表接口的傳輸電路。
[0071]如圖6所示，電表接口包括:第6電阻一端接地，第6電阻另一端分別連接轉(zhuǎn)接口第I端和第7電阻一端，第7電阻另一端連接電源端，第8電阻一端連接CAN總線控制器RS485反相信號接收端，第8電阻另一端分別連接轉(zhuǎn)接口第2端和第9電阻一端，第9電阻另一端連接第5電阻一端，第5電阻另一端連接CAN總線控制器通用接口數(shù)據(jù)發(fā)送端，第10電阻一端連接CAN總線控制器同相信號接收端，第10電阻另一端分別連接轉(zhuǎn)接口第3端和第I電阻一端，第I電阻另一端連接第14電阻一端，第14電阻另一端接地，第I電阻另一端還連接第4電阻一端，第4電阻另一端分別連接第3電阻一端和通用接口數(shù)據(jù)接收端，第3電阻另一端連接CAN總線控制器信號輸出端，第2電阻一端連接電源端，第2電阻另一端連接轉(zhuǎn)接口第4端。
[0072]如圖7所示，轉(zhuǎn)接口設置第I穩(wěn)壓管和第2穩(wěn)壓管，所述第I穩(wěn)壓管和第2穩(wěn)壓管并聯(lián)后一端接地，第I穩(wěn)壓管另一端連接轉(zhuǎn)接口第3端，第2穩(wěn)壓管另一端連接轉(zhuǎn)接口第2端。
[0073]其中轉(zhuǎn)接口還連接發(fā)光二極管，顯示數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)。
[0074]所述第一穩(wěn)壓管和第二穩(wěn)壓管優(yōu)選為SZNUP2105LT1G。
[0075]CAN總線控制器優(yōu)選為MAX3483EESA。
[0076]使用CAN總線保護器(S卩SZNUP2105LT1G)進行總線保護，通過Dl、D2穩(wěn)壓管并聯(lián)進行穩(wěn)壓保護，提高了 CAN總線數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性。
[0077]電表接口:可兼容RS485接口、帶光耦隔離USART接口的電表，
[0078]可通過對電表接口的調(diào)整，使M⑶系統(tǒng)能夠使用同一接口分別與電表進行通信，對電表進行讀取和設置。
[0079]方案:通過Rl?RlO的電阻進行接口類型的配置
[0080]1.當連接1?8、1?10、1?3，懸空1?6、1?7、1?9、1?1、1?2、1?4時，]/^乂3483的1?485將連接到見9的
2、3腳，并且MCU的USART3_RX引腳連接至MAX3483的USART接收引腳。此時，電表接口工作于RS485模式。
[0081 ] 2.當懸空1?8、1?10、1?3，連接1?9、1?1、1?2、1?4時，]/10]的1]5厶1^3_了父/1]5厶1^3_1?將直接連接到JP9的2、3腳，JP9的4腳連接到高電平，通過R6、R7選擇JP91腳的是連接高電平還是低電平。如此，JP9第3腳(USART3_RX)為輸入腳，當接收到低電平時，光耦斷開，UART3_RX引腳由R77拉底到低電平；當接收到高電平時，光耦閉合，USART3_RX引腳輸入高電平。JP9第2腳(USART3_TX)為輸出腳，與JP9第I腳可組成光耦的輸入對，并可根據(jù)R6、R7選擇該光耦輸出的極性，以實現(xiàn)靈活的適配。
[0082]網(wǎng)絡通訊
[0083]充電粧系統(tǒng)的網(wǎng)絡通訊可選擇Wif1、Ethernet或GPRS，MCU采用統(tǒng)一的接口方式(USART)向網(wǎng)絡發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。
[0084]網(wǎng)絡通訊的3種通道方式由2個模塊完成:Wif i/Ethernet模塊(優(yōu)選為AR9331-AL3A)、GPRS 模塊。
[0085]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0086]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項】
1.一種用于新能源汽車自動充電的配電系統(tǒng)，其特征在于，包括:配電柜、電表、漏電保護器、控制主板、RF射頻裝置、網(wǎng)絡接口、第一觸摸屏； 充電粧供電控制端連接漏電保護器一端，漏電保護器另一端連接配電柜供電端，配電柜電量數(shù)據(jù)端連接電表信號接收端，配電柜控制信號端連接控制主板配電數(shù)據(jù)控制端，控制主板開關(guān)信號端連接開關(guān)電源信號端，控制主板數(shù)據(jù)傳輸端連接無線網(wǎng)絡接口數(shù)據(jù)端，無線網(wǎng)絡接口連接云端服務器，控制主板射頻信號接收端連接RF射頻裝置信號發(fā)送端，第一觸摸屏顯示信號端連接控制主板顯示信號端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車自動充電的配電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制主板為ARM架構(gòu)的控制系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車自動充電的配電系統(tǒng)，其特征在于，RF射頻裝置為IC讀卡器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車自動充電的配電系統(tǒng)，其特征在于，所述電表通過電表接口連接配電柜電量數(shù)據(jù)端。
【文檔編號】B60L11/18GK205725041SQ201620401159
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】劉崇漢
【申請人】重慶國翰能源發(fā)展有限公司