专利名称：一种有序充电电动汽车充电桩控制器的制作方法
一种有序充电电动汽车充电桩控制器技术领域
本发明属于电动汽车充电领域，具体讲涉及一种有序充电电动汽车充电桩控制O背景技术
发展电动汽车被世界各国普遍确立为保障能源安全和转型低碳经济的重要途径， 电动汽车作为战略性新兴产业，大力推进其产业化应用。随着研发投入不断增大和关键技术的突破，未来几年电动汽车将进入快速发展时期，形成电动汽车的规模化应用，这将对电网运行发展带来新的挑战(1)引发新的负荷增长，进一步增大电网峰谷差；( 产生大量充电设施建设需求，对电网升级改造和规划建设提出更高要求；C3)充电需求具有随机性和分散性特点，加大配电网运行管理难度。充电桩作为未来电动汽车的主要充电设施，其实现有序充电对电网的意义重大。但现有的充电桩不能对电动汽车进行有序充电。发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种有序充电电动汽车充电桩控制器，解决了电动汽车大规模应用后对电网的影响的问题，并根据电网状态对电动汽车进行有序充电。
为实现上述目的，本发明提供一种有序充电电动汽车充电桩控制器，其包括主控单元，其改进之处在于，所述控制器包括分别与所述主控单元连接的有序充电管理单元和计量计费单元。
本发明提供的优选技术方案中，所述主控单元包括电源模块和分别与其连接的人机交互模块、通信模块和CPU ；所述人机交互模块用于控制和查看所述控制器的状态；所述通信模块用于所述控制器和所述电动汽车之间的通信；所述CPU对所述有序充电管理单元和所述计量计费单元进行控制。
本发明提供的第二优选技术方案中，所述人机交互模块包括分别与所述CPU连接的显示组件和按键输入组件。
本发明提供的第三优选技术方案中，所述通信模块包括控制导引组件、PWM组件、 CAN总线和电力线通信(PLC)组件。
本发明提供的第四优选技术方案中，所述CPU为单片机。
本发明提供的第五优选技术方案中，所述电源模块包括依次连接的变压器、整流器和滤波器。
本发明提供的第六优选技术方案中，所述显示组件是数码管、单色液晶屏、彩色液晶屏或者触摸屏；所述按键输入组件为4*4的金属键盘。
本发明提供的第七优选技术方案中，所述有序充电管理单元包括依次连接的模数转换模块、有序充电算法处理模块和管理通信模块。
本发明提供的第八优选技术方案中，所述模数转换模块将采集到的信息传给所述有序充电算法处理模块，所述有序充电算法处理模块通过所述管理通信模块与上级管理系统的通信。
本发明提供的第九优选技术方案中，所述模数转换模块为模数转换器；所述有序充电算法处理模块为DSP处理器；所述管理通信模块采用型号为TMS320F28335的芯片，通过LOCALbus与CPU通信。
本发明提供的第十优选技术方案中，所述计量计费单元包括射频刷卡模块和与其连接的电表。
本发明提供的较优选技术方案中，所述控制导引组件、所述PWM组件和所述CAN总线均集成在一块型号为MCF92259芯片中；PLC组件采用型号为BWPlO的芯片，通过RS232与 CPU通信。
本发明提供的第二较优选技术方案中，所述主控单元具有控制导引功能，用于确认充电插头是否与插座可靠连接。
与现有技术比，本发明提供的一种有序充电电动汽车充电桩控制器，解决了电动汽车大规模应用后对电网的影响的问题，并根据电网状态对电动汽车进行有序充电；而且可以控制电动汽车充电桩的运行并且可以与电动汽车和上级监控系统通信，还可以根据电网状态和充电需求完成有序充电控制算法，可以通过刷卡计费的方式把充电电费付给电网公司，再者可以显示并设置充电电量、充电时间和充电金额，可以保存用户信息，可以上传充电状态并接收上级管理系统的信息。
图1为电动汽车充电桩控制器各部件的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述的有序充电电动汽车充电桩控制器的结构作进一步详细的描述。
下面分别介绍每个模块的功能及连接方式
主控单元的电源模块输入为220V交流电，通过变压器降压，然后再通过整流器得到直流电，最后通过滤波器滤波，为整个控制器提供直流电能。
主控单元的控制核心CPU采用飞思卡尔的coldfire系列的单片机作为微处理器，是控制器的核心，有较强的处理能力合丰富的接口资源，实现对整个充电桩的控制。
主控单元的人机交互模块输入键盘采用4*4的金属键盘，可以达到IPM，数码管采用3行5列共15个7段LED数码管，单色液晶采用1观64的课变字体液晶，彩色液晶采用3. 5英寸的彩色液晶屏，触摸屏采用7. 0英寸的加钢化玻璃的触摸屏。
主控单元的通信模块主控单元主要负责与电动汽车的通信，通过控制导引实现连接确认功能，通过PWM实现充电电流的控制功能，通过CAN总线实现与电动汽车电池管理系统的功能。
主控单元具有控制导引功能，可以确认充电插头是否与插座可靠连接。
所述控制导引组件、所述PWM组件和所述CAN总线均集成在一块型号为MCF92259 芯片中；所述PLC组件采用型号为BWPlO的芯片，通过RS232与CPU通信。
有序充电管理单元模数转换模块采用BB公司的模数转换器，将采集到的电信息传给有序充电管理单元的算法处理模块，算法处理模块采用TI公司的DSP处理器，DSP根据电网状态信息和充电需求得到有序充电控制算法，DSP可以通过CAN总线、以太网、GPRS、 Zigbee和WiFi实现与上级管理系统的通信；所述管理通信模块采用型号为TMS320F28335 的芯片，通过LOCALbus与CPU通信。
计量计费单元的刷卡模块采用有电网公司计费设备开发资质的部门开发的射频刷卡模块，可以直接与电网公司的充换电设施运营管理系统缝连接。
所述射频刷卡模块包括MCU、以及分别与所述CPU连接的加密组件和射频组件；所述MCU采用型号为STM32F103的芯片，所述加密组件采用型号为esam的芯片，所述射频组件为型号是fml70的芯片。
需要声明的是，本发明内容及具体实施方式
意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。
权利要求
1.一种有序充电电动汽车充电桩控制器，其包括主控单元，其特征在于，所述控制器包括分别与所述主控单元连接的有序充电管理单元和计量计费单元。
2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述主控单元包括电源模块和分别与其连接的人机交互模块、通信模块和CPU ；所述人机交互模块用于控制和查看所述控制器的状态；所述通信模块用于所述控制器和所述电动汽车之间的通信；所述CPU对所述有序充电管理单元和所述计量计费单元进行控制。
3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述人机交互模块包括分别与所述CPU 连接的显示组件和按键输入组件。
4.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述通信模块包括控制导引组件、PWM 组件、CAN总线和电力线通信(PLC)组件。
5.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述CPU为单片机。
6.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述电源模块包括依次连接的变压器、 整流器和滤波器。
7.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述显示组件是数码管、单色液晶屏、 彩色液晶屏或者触摸屏；所述按键输入组件为4*4的金属键盘。
8.权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述有序充电管理单元包括依次连接的模数转换模块、有序充电算法处理模块和管理通信模块。
9.根据权利要求8述的控制器，其特征在于，所述模数转换模块将采集到的信息传给所述有序充电算法处理模块，所述有序充电算法处理模块通过所述管理通信模块与上级管理系统的通信。
10.根据权利要求8述的控制器，其特征在于，所述模数转换模块为模数转换器；所述有序充电算法处理模块为DSP处理器；所述管理通信模块采用型号为TMS320F28335的芯片,通过LOCALbus与CPU通信。
11.根据权利要求1述的控制器，其特征在于，所述计量计费单元包括射频刷卡模块和与其连接的电表。
12.根据权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述控制导引组件、所述PWM组件和所述CAN总线均集成在一块型号为MCF92259芯片中；所述PLC组件采用型号为BWPlO的芯片，通过RS232与CPU通信。
13.根据权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述主控单元具有控制导引功能，用于确认充电插头是否与插座可靠连接。
全文摘要
本发明提供了一种有序充电电动汽车充电桩控制器，其包括主控单元，所述控制器包括分别与所述主控单元连接的有序充电管理单元和计量计费单元。本发明提供的有序充电电动汽车充电桩控制器，解决了电动汽车大规模应用后对电网的影响的问题，并根据电网状态对电动汽车进行有序充电。
文档编号G07F15/06GK102521919SQ20111041267
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者严辉, 徐亮, 李晓强, 李武峰, 李索宇, 杨天林 申请人:中国电力科学研究院