用于电动车蓄电池计费充电的充电桩控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种充电粧控制系统，用于电动车蓄电池计费充电。
【背景技术】
[0002] 随着国家加快建设节约型社会的步伐，电动车成为人们生活中首选的代步工具。 但电动车续航时间短、充电不便等缺点阻碍其大范围使用。
[0003] 目前，市场上的电动车充电粧多以电子式电能计量、投币交易结算方式，且用户仅 仅能看到充电时间等较少数据，存在很大的局限性，这样就给用户使用带来很大的不便。
【发明内容】
[0004] 本实用新型针对现有技术的不足，提供一种充电粧控制系统，其不仅能够解决电 动车户外电能补给问题，而且提高了电能计量精度，改进了结算方式;并带有蓄电池电量检 测电路，在电量充满时自动断电；充电数据、账户余额等计费结算信息将实时显示在 LCD12864与上位机通讯界面，方便用户使用与后台人员管理，具有较高的理论意义和应用 价值。
[0005] 为实现上述的技术目的，本实用新型将采取以下的技术方案：
[0006] -种用于电动车蓄电池计费充电的充电粧控制系统包括计费模块、单片机、充电 控制单元以及电能计量单元，计费模块、电能计量单元以及充电控制单元分别与单片机连 接，用户通过计费模块向单片机输入充电金额，单片机将该充电金额转换为对应的电动车 蓄电池待充电的电能后，启动充电控制单元对电动车蓄电池进行充电，直至电能计量单元 计量出的充电电能与前述的待充电电能一致或者电动车蓄电池电量充满，单片机制停充电 控制单元，结束充电;所述电能计量单元包括电能计量芯片、电压采样电路以及电流采样电 路，电压采样电路以及电流采样电路分别与电能计量芯片连接;所述电压采样电路用于采 集电动车蓄电池充电时的电压信号，所述电流采样电路用于采集电动车蓄电池充电时的电 流信号，所述电能计量芯片先通过电压采样电路所采集的电压信号、电流采样电路所采集 的电流信号计算出电动车蓄电池的瞬时充电功率，然后再对时间积分即可获得电动车蓄电 池充电的电能；所述电能计量芯片选用CS5464电能计量芯片，电压采样电路选用LCTV31CE 型电压互感器进行采集，而电流采样电路则选用HA2009霍尔电流互感器。
[0007] 所述单片机选用STC12C5A60S2单片机;计费模块选用MF-RC522射频卡读写模块。 [0008]所述充电控制单元配备充电管理芯片UC3906,以确保蓄电池处于最佳充电状态。 [0009] 充电控制单元采用多级串联控制结构，选用固体继电器(SSR) EKP/N4B3991控制交 流接触器。
[0010]所述交流接触器选择CJX2-1810。
[0011]所述充电控制单元包括电量监测电路，该电量监测电路用于监控电动车蓄电池的 电量。
[0012]根据上述的技术方案，本实用新型具有如下的有益效果：
[0013] 本实用新型不仅能够解决电动车户外电能补给问题，而且提高了电能计量精度， 改进了结算方式;并带有蓄电池电量检测电路，在电量充满时自动断电；充电数据、账户余 额等计费结算信息将实时显示在LCD12864与上位机通讯界面，方便用户使用与后台人员管 理，具有较高的理论意义和应用价值。
【附图说明】：
[0014] 图1是系统总体设计框图。
[0015] 图2是CS5464电压电流采集和与单片机连接图；
[0016] 图3是UC3906充电状态示意图；
[0017] 图4是电池充电及电量检测电路；
[0018] 图5是充电控制及指示灯电路；
[0019]图6是系统主程序流程图；
[0020] 图7是误差分析折线图。 具体实施方案：
[0021] 下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：
[0022] 本实用新型所述的系统选用STC12C5A60S2单片机作处理器。电能计量部分选用计 量芯片CS5464,利用霍尔传感器和精密电阻电路采样电压、电流信号。信号经信号滤波和调 理电路后，以差模电压形式把信号送到CS5464芯片内。单片机接收CS5464的电能输出信号 并进行内部运算处理。计费系统选用MF-RC522射频卡模块加 Mifarel卡刷卡计费。选用 UC3906芯片作为蓄电池充电芯片，利用单片机A/D采集功能实时监测蓄电池的电量。系统总 体设计框图如图1所示。
[0023] 电压采样选用LCTV31CE型电压互感器，将一次侧接在220V电压上，并串联一个 110kQ的电阻，确保电压互感器输入比为2mA/2mA。选用CS5464差分电压输入范围为 500mVp-p的电压通道，则负载电阻Rpvl为：
[0024]
⑴：
[0025] 电流采样选择HA2009霍尔电流互感器，选用CS5464差分电压输入范围为500mVp-p 的电流通道。电流互感器满量程工作时，其输出最大电流为50mA。此时负载电阻Rpv2大小 为：
[0026]
:⑶
[0027] CS5464电压通道内部滤波器的截止频率是1400Hz，那么Rpv、Cpv的截止频率应最 少是内部截止频率的10倍，即截止频率M4KHZ。此与截止频率满足：
[0028] 已知Rpvl=88Q，fcl = 14KHz，Rpv2 = 7Q，fc2 = 14KHz。则有：
[0029] (4)
[0030] (5)
[0031 ]所以电容Cpvl、Cpv2取O.luf，满足截止频率大于14KHz的要求。电压电流采样及信 号调理电路如图2所示。
[0032] CS5464是Cirrus Logic公司推出的一款带有CMOS功率测量、串行接口的高精度电 能计量芯片。能计量功率和电压电流等参数。STC12C5A60S2的P1 口接收CS5464的电能输出 信号，CS5464在收到一个电能脉冲时产生中断，累加器对应增加一个脉冲，此时瞬时电压、 电流相乘便得到瞬时功率。芯片内部微处理器通过功率对时间积分得到实际的电能。单片 机P1.0~P1.3 口分别与CS5464的30^、300、03、301相连，进行数据交换。035464与单片机连 接电路如图2所示。
[0033]充电粧的计费系统选用MF-RC522射频卡读写模块，实现用户身份识别、费用扣取， 信息存储的功能。芯片内部包含IS014443A帧处理、CRC校验和快速CRYPT01加密算法。MF-RC522射频卡读写模块是经天线向Mi