专利名称：一体式充电机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力电子技术领域，特别涉及一种为电动汽车提供智能充电的一体式充电机。
背景技术：
目前国内外电动汽车充电机在功率等级上主要有4kW、10kW、15kW、30kW、45kW、 60kW、100kW、200kW等几个等级；在技术上主要有采用传统开关电源技术的充电机或采用三相脉宽调制技术的充电机。但无论是什么类型的充电机一般都是给直流充电桩配合使用构成分体式充电机。这些充电机一般没有计量计费功能，还需要另配计量计费装置。电动汽车充电机作为充电设施中的重点设备，需要具有易于操作、使用范围宽，成本低、智能化程度高等特点。而目前的电动汽车充电机一般采用直流桩在室外、充电机在室内的分体式充电方案，并且没有计费系统。因此，需要设计一种智能化程度高，计量计费和充电装置一体的充电机来提高充电机的使用范围降低充电机的操作难度。
实用新型内容为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种智能化程度高，计量计费与充电装置一体的一体式充电机。为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现一种一体式充电机，其包括功率转换模块、电能计量表、监控模块、显示屏和刷卡机，所述功率转换模块、电能计量表、显示屏和刷卡机分别与监控模块相连接，所述功率转换模块把交流电转换成直流电，所述监控模块监控功率转换模块的工作过程并通过通信显示在显示屏上，所述监控模块与电能计量表和刷卡机通信完成刷卡计费工作。其中，所述功率转换模块包括比例-积分-微分控制器、采样模块、驱动模块、功率器件、保护模块和通信模块，所述驱动模块、保护模块和通信模块分别与功率器件相连接， 所述采样模块分别与供电电源和功率器件相连，所述比例-积分-微分控制器分别与采样模块和驱动模块相连接。其中，所述监控模块包括通信模块、控制模块和键盘显示模块，所述控制模块分别与通信模块和键盘显示模块相连。本实用新型的有益效果是本实用新型所述的一体式充电机可对电动汽车进行智能化充电，环境适应范围较宽，具有安全、可靠易于操作等特点，一体式充电机不仅可以用于充电站，也可用于营业厅、 停车场等其他场合。
图1是本实用新型所述一体式充电机的结构框图；图2是功率转换模块的结构框图；[0013]图3是监控模块的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一体式充电机做进一步详细的说明。如图1所示，该一体式充电机主要由功率转换模块、电能计量表、监控模块、显示屏、刷卡机构成，功率转换模块、电能计量表、显示屏和刷卡机分别与监控模块相连接。如图2所示，功率转换模块主要由供电电源、比例-积分-微分控制器(PID控制器)、采样模块、驱动模块、功率器件、保护模块和通信模块构成，比例-积分-微分控制器通过计算、比例调节、积分调节、微分调节来控制驱动模块的驱动信号，驱动模块对驱动信号进行放大和整定使功率器件正常运行，采样模块对输入输出的电流电压及功率器件的温度进行采样，保护模块负责把采样值和设定的保护值进行比较从而给出保护信号并使系统进入保护状态，通信模块负责接收外部命令和发出内部状态信号。如图3所示，监控模块主要由通信模块、控制模块和键盘显示模块组成。其中控制模块是核心模块，它控制着通信的方式和显示的内容；通信模块负责监控系统与外部的通信；键盘显示模块负责处理键盘、显示方式及信号的调理。原理说明功率转换模块将交流电转换成直流电，然后由充电机中的监控模块通过与显示屏之间的通信来监控功率转换模块的工作过程，并与电能计量表和刷卡机通信完成刷卡计费工作。监控模块中的通信模块将充电机状态通过485总线传给外部的监控后台，再由监控后台传至远方终端并接收远方终端指令。操作说明充电插头连接后，启动充电机设置充电参数后，显示屏会有刷卡提示， 在刷卡机上刷卡后，在定金额、定电量、定时间等模式中选择自己适合的模式，点击确定启动设备开始充电，在充电过程中根据电能计量表提供的计量数据计算充电电费，在充满电或IC卡中余额用尽时，监控模块自动控制交流充电机停止充电；用户再次刷卡时，如果充电仍在进行中，则由监控模块统控制停止充电并计算充电电量和电费，从IC卡上扣除相应金额，如果因充满或余额不足已经停止充电，则直接计算充电电量和电费，并从IC卡上扣除相应金额。充电插头脱离后，本次充电完成，自动完成计费结算，准备进行下次充电过程。功能规范一体式充电机可提供直流电压范围300 700V、电流范围0 200A ；一体式充电机配备三相智能电能表，具有计量功能；一体充电机配备友好的人机交互界面；一体式充电机与电池管理系统通信能根据电池状况调节充电状态；一体式充电机具有三遥功能能远程操作充电机的运行、监控充电机的状态；一体式充电机可自行选择定电量、定时间、定金额充电；—体式充电机配备刷卡付费系统实现充电控制及计费功能，包括1) IC卡记载用户电费余额和账户信息；2) IC卡售卡系统能够管理IC卡读卡器，在售卡和收费时，通过IC卡读卡器将用户缴纳的电费金额写入IC卡，具有与电力公司收费系统通信接口 ；3)刷卡机安装于一体式充电机内部，能够与一体式充电机监控模块进行通信， 配合IC卡进行充电控制及充电计费。[0031]该一体式充电机是利用电力电子器件、脉宽调制技术、电压电流控制技术、智能电表、触摸屏智能显示技术、智能刷卡技术、电池管理技术为电动汽车提供智能充电解决方案。该设计适用于电动汽车充电站为大、中型电动客车和货车提供整车充电方案。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种一体式充电机，其特征在于该充电机包括功率转换模块、电能计量表、监控模块、显示屏和刷卡机，所述功率转换模块、电能计量表、显示屏和刷卡机分别与监控模块相连接，所述功率转换模块把交流电转换成直流电，所述监控模块监控功率转换模块的工作过程并通过通信显示在显示屏上，所述监控模块与电能计量表和刷卡机通信完成刷卡计费工作。
2.如权利要求1所述的一体式充电机，其特征在于所述功率转换模块包括比例-积分-微分控制器、采样模块、驱动模块、功率器件、保护模块和通信模块，所述驱动模块、保护模块和通信模块分别与功率器件相连接，所述采样模块分别与供电电源和功率器件相连，所述比例-积分-微分控制器分别与采样模块和驱动模块相连接。
3.如权利要求1所述的一体式充电机，其特征在于所述监控模块包括通信模块、控制模块和键盘显示模块，所述控制模块分别与通信模块和键盘显示模块相连。
专利摘要本实用新型属于电力电子技术领域，特别涉及一种为电动汽车提供智能充电的一体式充电机。该充电机包括功率转换模块、电能计量表、监控模块、显示屏和刷卡机，所述功率转换模块、电能计量表、显示屏和刷卡机分别与监控模块相连接，所述功率转换模块把交流电转换成直流电，所述监控模块监控功率转换模块的工作过程并通过通信显示在显示屏上，所述监控模块与电能计量表和刷卡机通信完成刷卡计费工作。该一体式充电机可对电动汽车进行智能化充电，环境适应范围较宽，具有安全、可靠易于操作等特点，该充电机不仅可以用于充电站，也可用于营业厅、停车场等其他场合。
文档编号G07F15/06GK202009256SQ201120077230
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日
发明者王敬伟, 胡春雨, 邹丹平 申请人:中国电力科学研究院