一种智能电动助力车充电器的制作方法

本发明涉及电动助力车充电技术领域，尤其是一种智能电动助力车充电器，具有温度监测、状态显示、充满报警、及时断路、远程通信告之等功能。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，环保意识逐渐增强，电动助力车种类数量越来越多，给人们出行带来极大便利。大部分电动助力车电池充电都是从家中引线到车棚，现有充电器存在电瓶充满电后不能和充电电路断开，导致电瓶过充，造成电瓶变形甚至爆炸，充电时温度过高，容易发生火灾，造成财产损失，充电模式功能单一，用户无法知道充电状态等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种智能电动助力车充电器，具备过温保护、充完断开连接、实时显示充电器状态的功能。

为了实现上述目的，本发明采用的具体技术方案是：一种智能电动助力车充电器，包括市电输入接口、电源管理模块、第一固态继电器、第二固态继电器、第三固态继电器、第四固态继电器、显示屏、mcu单元、sim模块、温度传感器、驱动电路、蜂鸣器、led灯、按键、慢充电路、快充电路、电流检测模块和电瓶充电接口；所述市电输入接口与第一固态继电器、第二固态继电器的负载端的第一触点连接，所述第一固态继电器的负载端的第二触点与慢充电路的输入端连接，所述第二固态继电器的负载端的第二触点与快充电路的输入端连接，所述慢充电路的输出端和快充电路的输出端同时与第三固态继电器的负载端的第一触点连接，所述第三固态继电器的负载端的第二触点与电瓶充电接口的第一端连接，所述慢充电路的接地端和快充电路的接地端同时与第四固态继电器的负载端的第一触点连接，所述第四固态继电器的负载端的第二触点与电瓶充电接口的第二端连接，所述市电输入接口与电源管理模块的输入端连接，所述电源管理模块配备为将市电转换成直流电输出且其输出端与mcu单元、显示屏、sim模块、温度传感器、驱动电路、led灯、电流检测模块相连且供电，所述温度传感器配备为采集充电器内的温度反馈给mcu单元，所述显示屏配备为显示充电器的实时充电数据值，所述sim模块配备为向外界发送信息，所述led灯配置为指示充电器所述工作状态，所述显示屏、sim模块、温度传感器、驱动电路、led灯和电流检测模块与mcu单元连接，所述驱动电路与蜂鸣器连接以驱动蜂鸣器，所述按键与mcu单元连接，所述电源管理模块的输出端分别与第一固态继电器、第二固态继电器、第三固态继电器、第四固态继电器的控制端的第一触点连接，所述第一固态继电器、第二固态继电器、第三固态继电器和第四固态继电器的控制端的第二触点分别与mcu单元连接，所述电流检测模块连接在电瓶充电接口的线路中以检测充电电流反馈给mcu单元。

在上述结构中，充电器拥有三种充电模式：快充模式、慢充模式、混合充模式，所述混合充模式是指快充到一定电量时再进行慢充，用户可以根据自己的需求进行选择对应的模式，只需要mcu单元控制第一固态继电器或者第二固态继电器即可选择对应的充电模块。

mcu单元会将充电的时间，充电模式，充电器温度等充电器的实时充电数据值显示到显示屏上，相应的led灯亮，以供使用者参考，知晓充电器的充电状态。

如果天气炎热，充电器温度过高，容易发生火灾，温度传感器监测快充电路和慢充电路的温度情况，若温度超过一定值，则mcu单元先用第三固态继电器和第四固态继电器切断电瓶和慢充电路（或快充电路）的连接，然后用第一固态继电器和第二固态继电器切断市电和慢充电路（或快充电路）的连接，待温度降到一定时，在恢复充电，以实现过热保护；充电完成后，也会断开电瓶和慢充电路（或快充电路）的连接，在断开市电和慢充电路（或快充电路）的连接，防止电瓶过充，损坏电瓶。

当充电器温度超过一定值时，mcu单元会通过驱动电路驱动轰鸣器报警（报警3s后关闭），温度异常指示灯亮，然后通过sim模块以短信提醒使用者；使用者可以直接编辑特定短信发送给充电器，充电器解析后，便可完成短信接收号码的存储，短信接收号码存储在mcu单元自身的eeprom中，还可以修改其他参数，例如混合充模式中快速充电到百分之多少在进入慢充模式，是否本地报警等等。

进一步地，所述led灯包括电源指示灯、快充指示灯、慢充指示灯、混合充指示灯和温度异常指示灯，所述电源指示灯、快充指示灯、慢充指示灯、混合充指示灯和温度异常指示灯分别与mcu单元连接。

进一步地，所述驱动电路采用三极管放大电路，结构简单，实用，成本低。

进一步地，所述mcu单元采用单片机最小工作系统，其包括单片机、晶振电路和复位电路，所述晶振电路和复位电路分别与单片机连接，所述电源管理模块给单片机供电。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：（1）充电器拥有三种充电模式：快充模式、慢充模式、混合充模式，用户可以根据自己的需求进行选择对应的模式。（2）同时会将充电的时间、充电模式、充电器温度等充电器的状态显示到显示屏上。（3）如果天气炎热，导致充电器温度过高，容易发生火灾，该装置具有过热保护的功能，温度传感器监测快充电路和慢充电路的温度情况，若温度超过一定值，则先用固态继电器切断电瓶和慢充电路（或快充电路）的连接，然后用固态继电器切断市电和慢充电路（或快充电路）的连接，待温度降到一定时，再恢复充电。（4）充电完成后，也会断开电瓶和慢充电路（或快充电路）的连接，在断开市电和慢充电路（或快充电路）的连接，防止电瓶过充，损坏电瓶，并且会通过本地的声光报警（报警3s后关闭）、短信提醒使用者。（5）使用者可以直接编辑特定短信发送给充电器，充电器解析后，便可完成短信接收号码的存储，短信接收号码存储在mcu单元自身的eeprom中，还可以修改其他参数，例如混合充模式中快速充电到百分之多少在进入慢充模式，是否本地报警等等。

附图说明

图1为本发明的充电器结构示意图。

图2为本发明的控制电路结构示意图。

图3为本发明的充电电路结构示意图。

图4为本发明的mcu单元最小系统电路结构示意图。

图5为本发明的驱动电路结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚，下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件的表示和描述。

实施例1参考图1-图3，一种智能电动助力车充电器，包括市电输入接口、电源管理模块、第一固态继电器、第二固态继电器、第三固态继电器、第四固态继电器、显示屏、mcu单元、sim模块、温度传感器、驱动电路、蜂鸣器、led灯、按键、慢充电路、快充电路、电流检测模块和电瓶充电接口；图3所示该充电器中的充电电路结构示意图，所述市电输入接口与第一固态继电器、第二固态继电器的负载端的第一触点连接，所述第一固态继电器的负载端的第二触点与慢充电路的输入端连接，所述第二固态继电器的负载端的第二触点与快充电路的输入端连接，所述慢充电路的输出端和快充电路的输出端同时与第三固态继电器的负载端的第一触点连接，所述第三固态继电器的负载端的第二触点与电瓶充电接口的第一端连接，所述慢充电路的接地端和快充电路的接地端同时与第四固态继电器的负载端的第一触点连接，所述第四固态继电器的负载端的第二触点与电瓶充电接口的第二端连接；图2所示该充电器中的控制电路结构示意图，所述市电输入接口与电源管理模块的输入端连接，所述电源管理模块配备为将市电转换成直流电输出且其输出端与mcu单元、显示屏、sim模块、温度传感器、驱动电路、led灯、电流检测模块相连且供电，所述温度传感器配备为采集充电器内的温度反馈给mcu单元，所述显示屏配备为显示充电器的实时充电数据值，所述sim模块配备为向外界发送信息，所述led灯配置为指示充电器所述工作状态，所述显示屏、sim模块、温度传感器、驱动电路、led灯和电流检测模块与mcu单元连接，所述驱动电路与蜂鸣器连接以驱动蜂鸣器，所述按键与mcu单元连接，所述电源管理模块的输出端分别与第一固态继电器、第二固态继电器、第三固态继电器、第四固态继电器的控制端的第一触点连接，所述第一固态继电器、第二固态继电器、第三固态继电器和第四固态继电器的控制端的第二触点分别与mcu单元连接，所述电流检测模块连接在电瓶充电接口的线路中以检测充电电流反馈给mcu单元。所述电源管理模块可采用开关电源，所述电流检测模块采用电流采集模块，如电流传感器等。

所述led灯包括电源指示灯、快充指示灯、慢充指示灯、混合充指示灯和温度异常指示灯，所述电源指示灯、快充指示灯、慢充指示灯、混合充指示灯和温度异常指示灯分别与mcu单元连接，多个指示灯用于表示充电器处于何种工作状态。

在上述结构中，充电器拥有三种充电模式：快充模式、慢充模式、混合充模式，所述混合充模式是指快充到一定电量时再进行慢充，用户可以根据自己的需求进行选择对应的模式，只需要mcu单元控制第一固态继电器或者第二固态继电器即可选择对应的充电模块。

mcu单元会将充电的时间，充电模式，充电器温度等充电器的实时充电数据值显示到显示屏上，相应的led灯亮，以供使用者参考，知晓充电器的充电状态。

如果天气炎热，充电器温度过高，容易发生火灾，温度传感器监测快充电路和慢充电路的温度情况，若温度超过一定值，则mcu单元先用第三固态继电器和第四固态继电器切断电瓶和慢充电路（或快充电路）的连接，然后用第一固态继电器和第二固态继电器切断市电和慢充电路（或快充电路）的连接，待温度降到一定时，在恢复充电，以实现过热保护；充电完成后，也会断开电瓶和慢充电路（或快充电路）的连接，在断开市电和慢充电路（或快充电路）的连接，防止电瓶过充，损坏电瓶。

当充电器温度超过一定值时，mcu单元会通过驱动电路驱动轰鸣器报警（报警3s后关闭），温度异常指示灯亮，然后通过sim模块以短信提醒使用者；使用者可以直接编辑特定短信发送给充电器，充电器解析后，便可完成短信接收号码的存储，短信接收号码存储在mcu单元自身的eeprom中，还可以修改其他参数，例如混合充模式中快速充电到百分之多少在进入慢充模式，是否本地报警等等。

具体地，所述mcu单元采用单片机最小工作系统，其包括单片机、晶振电路和复位电路，所述晶振电路和复位电路分别与单片机连接，所述电源管理模块给单片机供电，mcu单元最小系统如图4所示，包括电源（vcc3.3）、单片机(stm32fxxx)、晶振电路(高速外部时钟电路(hsl：c20、c21、y2、r21)、(低速外部时钟电路lse：c23、c24、y3))、复位电路（r22、c22、r23、s3）四个部分组成，电源并联c26、c27、c28已达到很好的滤波。设计的最小系统中，高速外部时钟电路(hsl)中加一个1m的电阻r21，其作用是作为阻抗匹配,使晶体的驱动电路或晶体本身处于更良好的工作条件。复位电路由按键复位和上电复位两部分组成，（1）上电复位：stm32系列单片及为低电平复位，通常在复位引脚nrst上连接一个电容（c22）到gnd，再连接一个电阻（r22）到vcc，由此形成一个rc充放电回路保证单片机在上电时nrst脚上有足够时间的低电平进行复位，随后回归到高电平进入正常工作状态。（2）按键复位：按键复位就是在复位电容(c22)上并联一个开关，当开关按下时电容（c22）被放电、nrst也被拉到低电平，而且由于电容（c22）的充电，会保持一段时间的低电平来使单片机复位。

图5所示了驱动电路的结构示意图，单片机通过i/o口输出一个控制信号，通过上拉电阻（r2）进行上拉，通过限流电阻（r3）进入pnp（q1）的基极，当i/o口输出低电平，使pnp三极管（q1）导通，驱动蜂鸣器发声。

通常的，充电器设有用于内置市电输入接口、电源管理模块、固态继电器、显示屏、mcu单元、sim模块、温度传感器、驱动电路、蜂鸣器、led灯、按键、慢充电路、快充电路、电流检测模块和电瓶充电接口的壳体，其中慢充电路、快充电路、电源管理模块、电流检测模块、sim模块等均为现有技术，可在市场上买到产品或者通过现有的资料获得电路结构。

本发明的一种智能电动助力车充电器在制作时：

mcu单元采用st公司的stm32单片机，专为高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的armcortex内核，外围接口非常丰富。

蜂鸣器采用最简单的有源蜂鸣器，mcu单元直接给放大电路中的三极管基极一个固定电平，就能持续发声。

显示屏采用0.96寸oled灯显示屏（12864液晶屏），是一种具有spi/iic接口方式，驱动芯片ssd1306集成在显示屏中，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ascii字符集。

该发明的创新点如下：

1、可以直接通过发送特定短信修改充电器内部参数（短信接收号码、混合充快充慢充比例，是否本地报警等）。

2、充电器拥有两种充电电路，三种充电模式，用户可根据自己的情况进行选择。

3、充电器具有过热保护功能。

4、充电器具有充满进行本地报警、远程告之、以及自动断开电瓶和充电器的连接，自动断开市电和充电电路（快充电路、慢充电路）的连接。

5、该充电器具有充电时间累加并实时显示的功能，和模式等信息通过显示屏进行显示。

最后应说明的是：上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，对于本技术领域的普通技术人员依然可以对实施例所阐述的技术方案进行修改，而对本发明做出的任何修改和改变也应视为本发明的保护范围。