一种充电桩控制系统的制作方法

文档序号:15260226发布日期:2018-08-24 21:29阅读:161来源:国知局

本发明涉及电动汽车领域,尤其涉及一种充电桩控制系统。



背景技术:

随着人们对绿色出行的重视,电动汽车越来越普及,为方便电动车辆及时充电,确保电动车辆正常运行,充电设备的应用也越来越多,越来越多的充电桩安装在路边以供电动汽车充电,充电设备在对电动汽车进行充电时,安全性和可靠性至关重要。电动汽车充电时,充电桩电源的交流电流过交流接触器给车充电,充电完成后断开交流接触器恢复到原始空闲状态;但是交流接触器发生粘连异常情况时无法断开,仍将市电引导至充电枪头或者充电枪座,极易引发人员触电,危害安全。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种充电桩控制系统,解决了电动汽车充电完成后交流接触器粘连异常导致无法断开,危害安全的问题。

依据本发明的一个方面,提供了一种充电桩控制系统,包括:

开关电源;

与所述开关电源连接的智能主板,所述智能主板上具有控制端子和检测端子;

与所述控制端子和所述检测端子分别连接的交流接触器;以及,

与所述交流接触器连接的充电枪座;

所述智能主板用于通过所述控制端子控制所述交流接触器闭合时,所述充电枪座为车辆充电;所述智能主板还用于在车辆充电完成时,通过所述控制端子控制所述交流接触器断开,并通过所述检测端子检测到所述交流接触器为闭合状态时,控制充电桩掉电。

可选地,所述开关电源和所述交流接触器还分别与交流电源连接;

在所述开关电源和所述交流接触器与所述交流电源的连接线路上设有漏电保护器,所述漏电保护器具有分励脱扣器。

可选地,所述智能主板上还具有分励控制端子;

所述分励控制端子与所述分励脱扣器连接;

其中,所述智能主板通过所述分励控制端子控制所述分励脱扣器脱扣,所述分励脱扣器带动所述漏电保护器断开。

可选地,所述智能主板上还具控制导引(controlpilot,简称cp)信号输出电路;

所述cp信号输出电路的输出端通过cp信号输出端子与所述充电枪座连接。

可选地,所述cp信号输出电路包括:比较器;

所述比较器的第一输入端通过第一降压芯片与所述智能主板的电源连接;

所述比较器的第二输入端连接至所述智能主板的脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation,简称pwm)输出引脚;

所述比较器的输出端连接至所述cp信号输出端子。

可选地,在所述比较器的第一输入端与所述第一降压芯片的连接线路上设置有第一电阻;

所述比较器的第一输入端还连接有第二电阻,所述第二电阻接地连接;

在所述比较器的输出端与所述cp信号输出端子的连接线路上设置有第三电阻。

可选地,所述cp信号输出电路还包括:分别与所述第三电阻连接的第一电容和第一二极管;

其中,所述第一电容和所述第一二极管分别接地连接。

可选地,所述第一二极管为双向二极管。

可选地,所述比较器的电源端通过一电源供电电路与所述智能主板的电源连接。

可选地,所述电源供电电路包括:升压型dc-dc转换器;

所述升压型dc-dc转换器的输入端通过第二降压芯片与所述智能主板的电源连接;

所述升压型dc-dc转换器的第一输出端连接至所述比较器的负极电源端,所述升压型dc-dc转换器的第二输出端连接至所述比较器的正极电源端。

本发明的实施例的有益效果是:

上述方案中,在电动汽车充电完成后,所述充电桩控制系统的智能主板通过控制端子控制交流接触器断开,并通过检测端子检测交流接触器是否断开,在检测到交流接触器仍为闭合状态时,通过控制充电桩掉电,避免了因交流接触器粘连引起的人员触电情况,有效保证了电动汽车充电的安全性和可靠性。

附图说明

图1表示本发明实施例的充电桩控制系统的结构框图;

图2表示本发明实施例的充电桩控制系统的具体结构框图;

图3表示本发明实施例的充电桩控制系统的电路图;

图4表示本发明实施例的cp信号输出电路的电路图;

图5表示本发明实施例的电源供电电路的电路图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示,本发明的实施例提供了一种充电桩控制系统,包括:

开关电源1;与所述开关电源1连接的智能主板2,所述智能主板2上具有控制端子21和检测端子22;与所述控制端子21和所述检测端子22分别连接的交流接触器3;以及,与所述交流接触器3连接的充电枪座4;

所述智能主板2用于通过所述控制端子21控制所述交流接触器3闭合时,所述充电枪座4为车辆充电;所述智能主板2还用于在车辆充电完成时,通过所述控制端子21控制所述交流接触器3断开,并通过所述检测端子22检测到所述交流接触器3为闭合状态时,控制充电桩掉电。

如图2所示,所述开关电源1和所述交流接触器3还分别与交流电源连接;优选的,所述交流电源为交流220v;

在所述开关电源1和所述交流接触器3与所述交流电源的连接线路上设有漏电保护器5,所述漏电保护器5具有分励脱扣器51。

具体的,所述智能主板2上还具有分励控制端子23;所述分励控制端子23与所述分励脱扣器51连接;

其中,所述智能主板2通过所述分励控制端子23控制所述分励脱扣器51脱扣,所述分励脱扣器51带动所述漏电保护器5断开。

该实施例中,所述交流电源为所述开关电源1和所述交流接触器3供电,所述开关电源1为所述智能主板2供电。在充电桩给电动汽车充电时,充电枪与所述充电枪座4插合连接,所述智能主板2通过所述控制端子21控制所述交流接触器3闭合,交流电经所述交流接触器3以及充电枪座4为与其相连的车辆充电;车辆充电完成后,所述智能主板2通过所述控制端子21控制所述交流接触器3断开,所述交流接触器3恢复至原始空闲状态。由于所述交流接触器3可能存在粘连情况,当交流接触器3的主触点无法断开从而带动辅助触点不能断开时,将导致所述充电枪座4处仍带电,危及人员安全。

所述智能主板2在控制所述交流接触器3断开后,通过所述检测端子22检测所述交流接触器3上辅助触点的状态,在检测到辅助触点仍闭合时,认为所述交流接触器3发生粘连情况,所述智能主板2可以通过分励控制端子23控制所述分励脱扣器51脱扣,所述分励脱扣器51带动所述漏电保护器5断开,则充电桩整桩掉电。其中,所述辅助触点可以作为一个开关量被所述智能主板2检测。

如图3所示,在所述漏电保护器5与所述交流电源的连接线路上还设有一微型断路器。所述智能主板2上还具有温度检测端子、照明端子、急停端子、防雷检测端子、电磁锁端子、读卡器端子、指示灯带端子、led显示端子等,其中,所述温度检测端子与所述充电枪座4连接,所述防雷检测端子连接一浪涌保护器,所述电磁锁端子连接所述充电枪座4上的电子锁,所述读卡器端子连接一读卡器,所述指示灯带端子连接灯带,所述led显示端子连接led显示屏。

该方案通过在检测到交流接触器发生粘连时,控制充电桩掉电,避免了因交流接触器粘连引起的人员触电情况,有效保证了电动汽车充电的安全性和可靠性。

本发明的上述实施例中,所述智能主板2上还具有控制导引cp信号输出电路24;所述cp信号输出电路24的输出端通过cp信号输出端子25与所述充电枪座4连接。

具体的,如图4所示,所述cp信号输出电路24包括:比较器241;其中,利用比较器241代替现有技术中的三极管,可以使cp信号输出更稳定。

所述比较器241的第一输入端通过第一降压芯片与所述智能主板2的电源连接;所述比较器241的第二输入端连接至所述智能主板2的脉冲宽度调制pwm输出引脚,其中,在所述比较器241的第二输入端与所述pwm输出引脚的连接线路上可以设置第四电阻r4;所述比较器241的输出端连接至所述cp信号输出端子25。

优选的,在所述比较器241的第一输入端与所述第一降压芯片的连接线路上设置有第一电阻r1;所述比较器241的第一输入端还连接有第二电阻r2,所述第二电阻r2接地连接;在所述比较器的输出端与所述cp信号输出端子25的连接线路上设置有第三电阻r3。优选的,所述第一电阻r1和所述第二电阻r2为10k欧姆,所述第三电阻r3为820欧姆。

所述比较器的第一极电压为负12v,所述比较器的第二极电压为正12v。

该实施例中,所述比较器241可以通过比较两个输入端的电压大小,在输出端输出不同电压结果。所述智能主板2的电源经所述第一降压芯片降压后,为所述比较器241的第一输入端提供一3v的电压,通过所述第一电阻r1和所述第二电阻r2分压后,将电压设置为1.6v,作为比较器的基准电压;所述比较器241的第二输入端连接至所述智能主板2的脉冲宽度调制pwm输出引脚,将所述pwm输出引脚输出的电压作为比较电压,由于所述pwm输出引脚的高电平为3.3v,所以当pwm输出引脚输出高电平时,大于基准电压1.6v,此时所述比较器241的输出端输出正12v电压,当pwm输出引脚输出低电平时,小于基准电压1.6v,此时所述比较器241的输出端输出负12v电压。

所述比较器241输出的电压经所述第三电阻r3分压后,输出可以供智能主板2判断充电桩工作状态的cp信号,不同工作状态下所述cp信号的峰值电压不同,其中,峰值电压为12v时表示充电桩与车辆未连接,即充电桩处于未工作状态;峰值电压为9v时表示充电桩与车辆连接但没有充电,即车辆充电完成;峰值电压为6v时表示充电桩与车辆连接且正在充电中。

所述智能主板2根据cp信号可以判断出充电桩的工作状态,从而控制所述交流接触器3的通断,在所述智能主板2确认所述充电桩给车辆充电完成时,通过所述控制端子21控制所述交流接触器3断开,并通过所述检测端子22检测所述交流接触器3是否断开,在检测到所述交流接触器3仍为闭合状态时,认为所述交流接触器3发生粘连情况,所述智能主板2通过分励控制端子23控制所述分励脱扣器51脱扣,所述分励脱扣器51带动所述漏电保护器5断开,则充电桩整桩掉电。

具体的,所述cp信号输出电路还包括:分别与所述第三电阻r3连接的第一电容c1和第一二极管d1;

其中,所述第一电容c1和所述第一二极管d1分别接地连接。优选的,所述第一二极管d1为双向二极管。

该实施例中,所述第一电容c1和所述第一二极管d1能起到保护作用,所述第一电容c1可以使cp信号输出更稳定,所述第一二极管d1为双向二极管,可以防止信号输出错误。

本发明的上述实施例中,所述比较器241的电源端通过一电源供电电路与所述智能主板2的电源连接。

具体的,所述电源供电电路包括:升压型dc-dc转换器242;所述升压型dc-dc转换器242的输入端通过第二降压芯片与所述智能主板2的电源连接;所述升压型dc-dc转换器242的第一输出端连接至所述比较器241的负极电源端,所述升压型dc-dc转换器242的第二输出端连接至所述比较器241的正极电源端。所述第二降压芯片将所述智能主板的电源降压为5v,为所述电源供电电路提供电源。

所述电源供电电路如图5所示,所述升压型dc-dc转换器242的型号可以为fp6736。所述电源供电电路的输入端连接5v电源,所述电源供电电路的第一输出端输出-12v电压,所述电源供电电路的第二输出端输出+12v电压。其中,5v电源连接第二二极管d2的输入端,所述第二二极管d2的输出端连接第一电感l1的第一端,所述第一电感l1的第二端通过第二电容c2连接至第三二极管d3的输入端,所述第三二极管d3的输出端分别连接第五电阻r5的第一端和第六电阻r6的第一端,所述第五电阻r5的第二端形成所述电源供电电路的第二输出端,所述第六电阻r6的第二端经第七电阻r7接地连接,所述第七电阻r7的第二端经第四二极管d4连接至所述第三二极管d3的输入端,所述第三二极管d3的输出端还通过第三电容c3接地连接。

所述第一电感l1的第二端还与第四电容c4连接,所述第四电容c4分别与第五二极管d5的输入端和第六二极管d6的输出端连接,所述第六二极管d6的输入端连接第五电容c5的第一端,第五电容c5的第二端与所述第五二极管d5的输出端连接,所述第五电容c5的第二端接地连接,所述第六二极管d6的输入端还与第八电阻r8的第一端连接,所述第八电阻r8的第二端形成所述电源供电电路的第一输出端。其中,所述第五电阻r5的第二端通过第七二极管d7接地连接,所述第八电阻r8的第二端通过第八二极管d8接地连接,所述第七二极管d7和第八二极管d8均为击穿二极管。

所述升压型dc-dc转换器的电源输入引脚vin和关断控制信号引脚shdn分别连接至所述第一电感l1的第一端,转换引脚sw连接至所述第一电感l1的第二端;所述升压型dc-dc转换器的接地引脚gnd接地连接,软启动控制引脚ss经第六电容c6接地连接,反馈引脚fb连接至所述第六电阻r6的第二端,所述第二二极管d2的输出端经第七电容c7接地连接。

该电源供电电路,通过升压型dc-dc转换器242,将输入端的5v电压升压成-12v和+12v电压分别输出,为所述比较器241提供电源,不需要单独为比较器设置电源,节省了成本。

本发明的该实施例,智能主板根据cp信号确认车辆充电完成时,通过检测交流接触器是否发生粘连时,并在交流接触器粘连时控制充电桩掉电,有效避免了人员触电情况,保证了电动汽车充电的安全性和可靠性。

以上所述的是本发明的优选实施方式,应当指出对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

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