基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及用于電動(dòng)汽車的基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)，該充電監(jiān)控系統(tǒng)通過可執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、CAN總線通訊模塊和RS485通訊模塊對充電機(jī)以及電動(dòng)汽車充電過程進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，各個(gè)模塊又通過對多方面參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)該充電監(jiān)控系統(tǒng)的多功能全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高充電機(jī)的安全系數(shù)和可靠性能，使得電動(dòng)汽車充電更加便捷和智能化。
【專利說明】
基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及用于電動(dòng)汽車的基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著污染和能源問題密切受到關(guān)注，電動(dòng)汽車成為今后汽車發(fā)展的趨勢。而制約電動(dòng)汽車發(fā)展因素的除了是電池本身之外，還有一個(gè)就是電池的充電方式，電動(dòng)汽車的充電方式是通過充電站(如高速公路上類似于加油站的充電站、小區(qū)里的充電站等)的充電機(jī)進(jìn)行充電。一般充電機(jī)的電壓電流比較大，以及成本比較高，因此對充電機(jī)在對電動(dòng)汽車充電時(shí)進(jìn)行監(jiān)控是提高充電效率和安全系數(shù)的關(guān)鍵所在。傳統(tǒng)的充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)主要包括與車載BMS通信、充電粧通信和充電站后臺通信的CAN或485通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，模擬量采集系統(tǒng)，人機(jī)界面系統(tǒng)等，通過對充電機(jī)的常規(guī)異常狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，然后輸出報(bào)警信號。這種充電監(jiān)控系統(tǒng)雖然能解決基本的安全問題，但是其并未對電動(dòng)汽車的充電過程進(jìn)行監(jiān)控，不能及時(shí)調(diào)整相應(yīng)的充電狀態(tài)，充電機(jī)使用時(shí)的安全性能和可靠性較差。
[0003]因此，針對現(xiàn)有技術(shù)中的存在問題，亟需提供一種安全系數(shù)高、可靠性能好、能夠?qū)崿F(xiàn)多功能全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控的技術(shù)顯得尤為重要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種安全系數(shù)高、可靠性能好的基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)，該充電監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多功能、全方位的對充電機(jī)和充電過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]提供一種基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)，包括主控單元，以及分別與主控單元連接的可執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、CAN總線通訊模塊和RS485通訊模塊;所述可執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊分別與對地檢測繼電器、輔助電源繼電器、輸出直流接觸器、告警指示、運(yùn)行指示、風(fēng)機(jī)連接;可執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊通過主控單元的1 口與主控單元連接，可以對風(fēng)機(jī)、輸出直流接觸器、輔助電源繼電器、對地檢測繼電器進(jìn)行控制，以及能夠指示運(yùn)行狀態(tài)和告警，如啟動(dòng)充電時(shí)，運(yùn)行指示燈亮和啟動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行等操作。所述模擬量輸入模塊分別控制并采集總輸出電壓、總輸出電流、電池組電壓以及柜內(nèi)溫度;模擬量輸入模塊與主控單元的ADC接口相連接，通過ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換采集總輸出電流和電壓、電池組電壓以及溫度信息，一方面可以供操作者顯示，另一方面可以控制模塊參數(shù)的變化，以達(dá)到理想總電流電壓的輸出。所述開關(guān)量輸入模塊分別與急停按鈕、總開關(guān)跳閘器、防雷器、輸出保險(xiǎn)管、輸出接觸器連接;開關(guān)量輸入模塊能夠?qū)崿F(xiàn)急停停機(jī)、總開關(guān)跳閘器、防雷器、輸出保險(xiǎn)管、輸出接觸器的檢測與控制，如定時(shí)檢測急停信號是否正常，不正常時(shí)相應(yīng)的標(biāo)志位置為I，檢測到恢復(fù)正常后相應(yīng)標(biāo)志位置為O。當(dāng)標(biāo)志位置為I時(shí)，則啟動(dòng)急停停機(jī)。所述CAN總線通訊模塊分別與電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)、多個(gè)電源模塊進(jìn)行通訊;CAN總線通訊模塊(采用兩路CAN總線)一路CAN_1總線可以與電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)(BMS)進(jìn)行連接確認(rèn)信號檢測以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，另一路CAN_2總線可以與充電機(jī)的各個(gè)電源模塊進(jìn)行通訊，控制其輸出模式，實(shí)現(xiàn)各電源模塊電流的均等輸出。所述RS485通訊模塊分別與智能電表、讀卡模塊進(jìn)行相互通訊;通過RS485通訊模塊使得主控單元與讀卡模塊取得連接關(guān)系，則能夠在讀卡模塊上感應(yīng)射頻卡，可以實(shí)現(xiàn)操作者的身份驗(yàn)證。通過主控單元可以與各個(gè)模塊進(jìn)行相互通訊，對各個(gè)模塊所監(jiān)控的變量進(jìn)行處理運(yùn)算；
[0007]其中，還包括I2C通訊模塊、存儲模塊，所述主控單元通過所述I2C通訊模塊與存儲模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲；I2C通訊模塊可以將主控單元與存儲模塊進(jìn)行聯(lián)系起來，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0008]其中，還包括RS232通訊模塊、系統(tǒng)軟件升級模塊，所述主控單元通過所述RS232通訊模塊控制所述系統(tǒng)軟件升級模塊進(jìn)行系統(tǒng)的升級;RS232通訊模塊可以用來加載更新程序，方便軟件的升級。
[0009]其中，還包括觸摸屏，所述主控單元通過所述RS485通訊模塊與所述觸摸屏進(jìn)行通訊。
[0010]其中，所述主控單元是具有運(yùn)算處理能力的微控制器。如采用基于ARM的32位微控制器STM32F107VBT6，通過該主控單元可以與各個(gè)模塊相互通訊。
[0011 ]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0012]本實(shí)用新型的基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)，通過可執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、CAN總線通訊模塊和RS485通訊模塊對充電機(jī)以及電動(dòng)汽車充電過程進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，各個(gè)模塊又通過對多方面參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)該充電監(jiān)控系統(tǒng)的多功能全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高充電機(jī)的安全系數(shù)和可靠性能，使得電動(dòng)汽車充電更加便捷和智能化。
【附圖說明】
[0013]利用附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對本實(shí)用新型的任何限制。
[0014]圖1為本實(shí)用新型的基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型的基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)上電后的流程圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型的基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)充電啟動(dòng)后的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例
[0018]本實(shí)用新型的基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1所示包括主控單元，以及分別與主控單元連接的可執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、CAN總線通訊模塊和RS485通訊模塊;可執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊分別與對地檢測繼電器、輔助電源繼電器、輸出直流接觸器、告警指示、運(yùn)行指示、風(fēng)機(jī)連接;可執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊通過主控單元的1 口與主控單元連接，可以對風(fēng)機(jī)、輸出直流接觸器、輔助電源繼電器、對地檢測繼電器進(jìn)行控制，以及能夠指示運(yùn)行狀態(tài)和告警，如啟動(dòng)充電時(shí)，運(yùn)行指示燈亮和啟動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行等操作。模擬量輸入模塊分別控制并采集總輸出電壓、總輸出電流、電池組電壓以及柜內(nèi)溫度;模擬量輸入模塊與主控單元的ADC接口相連接，通過ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換采集總輸出電流和電壓、電池組電壓以及溫度信息，一方面可以供操作者顯示，另一方面可以控制模塊參數(shù)的變化，以達(dá)到理想總電流電壓的輸出。開關(guān)量輸入模塊分別與急停按鈕、總開關(guān)跳閘器、防雷器、輸出保險(xiǎn)管、輸出接觸器連接;開關(guān)量輸入模塊能夠?qū)崿F(xiàn)急停停機(jī)、總開關(guān)跳閘器、防雷器、輸出保險(xiǎn)管、輸出接觸器的檢測與控制，如定時(shí)檢測急停信號是否正常，不正常時(shí)相應(yīng)的標(biāo)志位置為I，檢測到恢復(fù)正常后相應(yīng)標(biāo)志位置為O。當(dāng)標(biāo)志位置為I時(shí)，則啟動(dòng)急停停機(jī)。CAN總線通訊模塊分別與電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)、多個(gè)電源模塊進(jìn)行通訊;CAN總線通訊模塊(采用兩路CAN總線)一路CAN_1總線可以與電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)(BMS)進(jìn)行連接確認(rèn)信號檢測以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，另一路CAN_2總線可以與充電機(jī)的各個(gè)電源模塊進(jìn)行通訊，控制其輸出模式，實(shí)現(xiàn)各電源模塊電流的均等輸出。RS485通訊模塊分別與智能電表、讀卡模塊進(jìn)行相互通訊;通過RS485通訊模塊使得主控單元與讀卡模塊取得連接關(guān)系，則能夠在讀卡模塊上感應(yīng)射頻卡，可以實(shí)現(xiàn)操作者的身份驗(yàn)證。通過主控單元可以與各個(gè)模塊進(jìn)行相互通訊，對各個(gè)模塊所監(jiān)控的變量進(jìn)行處理運(yùn)算；
[0019]其中，還包括I2C通訊模塊、存儲模塊，主控單元通過I2C通訊模塊與存儲模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲;I2C通訊模塊可以將主控單元與存儲模塊進(jìn)行聯(lián)系起來，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0020]其中，還包括RS232通訊模塊、系統(tǒng)軟件升級模塊，主控單元通過RS232通訊模塊控制系統(tǒng)軟件升級模塊進(jìn)行系統(tǒng)的升級;RS232通訊模塊可以用來加載更新程序，方便軟件的升級。
[0021]其中，還包括觸摸屏，主控單元通過RS485通訊模塊與觸摸屏進(jìn)行通訊。
[0022]其中，主控單元是具有運(yùn)算處理能力的微控制器。如采用基于ARM的32位微控制器STM32F107VBT6，通過該主控單元可以與各個(gè)模塊相互通訊。
[0023]當(dāng)該充電監(jiān)控系統(tǒng)上電后，如圖2所示，通過主控單元定時(shí)檢測RS485通訊模塊上的設(shè)備(包括IC卡讀卡模塊、智能電表和觸摸屏)是否正常工作。若不正常時(shí)，相應(yīng)的標(biāo)志位置為I。檢測到恢復(fù)正常后則相應(yīng)標(biāo)志位置為O。通過主控單元監(jiān)聽CAN總線上在線的模塊(各個(gè)電源模塊)的狀態(tài)，以及定時(shí)檢測充電槍與電動(dòng)車電池的連接狀態(tài)，模塊在線時(shí)相應(yīng)的標(biāo)志位置為I。通過主控單元定時(shí)檢測和控制急停停機(jī)、總開關(guān)跳閘器、防雷器、輸出保險(xiǎn)管和輸出接觸器等開關(guān)量信號，不正常時(shí)相應(yīng)的標(biāo)志位置為I，檢測到恢復(fù)正常后相應(yīng)的標(biāo)志位置為O。如輸出保險(xiǎn)管的相應(yīng)標(biāo)志位置為I時(shí)，即輸出保險(xiǎn)管不正常，則會啟動(dòng)告警指示，直到操作者把輸出保險(xiǎn)管恢復(fù)正常后，相應(yīng)標(biāo)志位置為O，表示該信號正常。
[0024]當(dāng)該充電監(jiān)控系統(tǒng)啟動(dòng)后，如圖3所示，可執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊開始工作，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行和點(diǎn)亮運(yùn)行指示燈，控制輸出直流接觸器、輔助電源繼電器、對地檢測繼電器的閉合狀態(tài)，以及當(dāng)出現(xiàn)任何一種告警時(shí)，告警指示燈點(diǎn)亮。當(dāng)電動(dòng)車開始充電時(shí)，模擬量輸入模塊開始工作，主控單元通過ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換采集總輸出電流和電壓、電池組的電壓以及溫度信息，一方面可以將采集到的數(shù)據(jù)顯示觸摸屏上供操作者看，另一方面可以控制模塊參數(shù)的變化，以達(dá)到理想總電流、電壓的輸出。如當(dāng)充電過程中，當(dāng)監(jiān)測到充電機(jī)柜內(nèi)的溫度過高，則啟動(dòng)告警指示燈，對操作者進(jìn)行提示，當(dāng)充電機(jī)柜內(nèi)的工作溫度超過最大值時(shí)，則充電機(jī)會啟動(dòng)急停停機(jī)，防止發(fā)生危險(xiǎn)。
[0025]本實(shí)用新型的基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)，通過可執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、CAN總線通訊模塊、RS485通訊模塊等模塊來監(jiān)控充電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和電動(dòng)車的充電過程的相關(guān)信息，從而實(shí)現(xiàn)從系統(tǒng)上電啟動(dòng)到充電完成的整個(gè)過程的監(jiān)控，增強(qiáng)了該充電監(jiān)控系統(tǒng)以及一體式充電機(jī)的安全性和可靠性。另外，通過可執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊可以對風(fēng)機(jī)、輸出直流接觸器、輔助電源繼電器、對地檢測繼電器進(jìn)行控制，以及能夠指示運(yùn)行狀態(tài)和告警;通過模擬量輸入模塊可以監(jiān)測總輸出電流和電壓、電池組的電壓以及溫度信息。這樣可以實(shí)現(xiàn)在充電過程中實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，從而提高了該充電監(jiān)控系統(tǒng)的性能，擴(kuò)大了監(jiān)控范圍。
[0026]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括主控單元，以及分別與主控單元連接的可執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、CAN總線通訊模塊和RS485通訊模塊;所述可執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊分別與對地檢測繼電器、輔助電源繼電器、輸出直流接觸器、告警指示、運(yùn)行指示、風(fēng)機(jī)連接;所述模擬量輸入模塊分別控制并采集總輸出電壓、總輸出電流、電池組電壓以及柜內(nèi)溫度;所述開關(guān)量輸入模塊分別與急停按鈕、總開關(guān)跳閘器、防雷器、輸出保險(xiǎn)管、輸出接觸器連接;所述CAN總線通訊模塊分別與電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)、多個(gè)電源模塊進(jìn)行通訊;所述RS485通訊模塊分別與智能電表、讀卡模塊進(jìn)行相互通訊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:還包括I2C通訊模塊、存儲模塊，所述主控單元通過所述I2C通訊模塊與存儲模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:還包括RS232通訊模塊、系統(tǒng)軟件升級模塊，所述主控單元通過所述RS232通訊模塊控制所述系統(tǒng)軟件升級模塊進(jìn)行系統(tǒng)的升級。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:還包括觸摸屏，所述主控單元通過所述RS485通訊模塊與所述觸摸屏進(jìn)行通訊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于一體式充電機(jī)的充電監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述主控單元是具有運(yùn)算處理能力的微控制器。
【文檔編號】G05B19/048GK205485534SQ201620263859
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】周映虹, 黃熙
【申請人】廣州弘熙信息科技有限公司