本实用新型涉及充电装置领域，尤其是一种电动自行车充电装置。
背景技术：
近几年，电动自行车其因轻巧体型、低廉价格迅速进入市场，大大缓解交通压力，保护环境；可是，电动自行车的使用仍然存在着较多问题，如电耗较大，电动车的蓄电池容量有限，导致的行驶距离受到制约等；电动自行车充电条件不完善，充电引发的火灾事故愈加频繁，国家安委会、公安部多次出台条例和通知指示要求，严查违规充电，杜绝火灾事故的发生；现有的充电桩存在以下问题：一、基于投币或者刷卡进行支付，用户体验差；二、充电桩的充电路数固定，扩展性差；三、充电桩计费采用普通采样，采样结果包括无用功率，误差大，计费精度差；四、充电桩未设置保护电路，导致大电流情况下控制线路烧毁，使用寿命大大缩减；同时继电器接点粘连；五、充电桩运行情况无法实时获取，无法及时预防火灾事故；六、通信信号不稳时，充电数据丢失，充电状态无法实时更新。因此，需要一种电动自行车充电装置可以实现大电流情况下的正常充电和实时监测运行状态。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于：本实用新型提供了一种电动自行车充电装置，解决了现有的电动自行车充电装置大电流情况下线路易烧毁、继电器接点粘连、无法实时监测运行状态导致其安全性低的问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种电动自行车充电装置，包括控制电路板，所述控制电路板设置有gprs模块和n个充电控制模块，所述充电控制模块分别与gprs模块连接，进行can通信传输运行状态数据，所述gprs模块与平台连接，实现监控运行状态，所述充电控制模块上设置有分流板载电流的铜排。
优选地，所述gprs模块包括电源电路、单片机a和can模块a，所述电源电路和can模块a分别与单片机a连接，所述充电控制模块包括单片机b、can模块b和计量组件，所述计量组件和can模块b分别与单片机b连接，所述can模块b通过can总线连接can模块a，实现计量数据和运行状态数据传输。
优选地，所述控制电路板的输入电源的总线上设置有限流的空气开关，所述n的取值为0-255。
优选地，所述计量组件包括计量芯片、电流传感器和电压传感器，所述电流传感器和电压传感器分别连接计量芯片输入端，计量芯片输出端连接单片机b。
优选地，所述充电控制模块还包括电源转换电路，所述电源转换电路包括12v电源电路、5v电源电路和3.3v电源电路，所述5v电源电路为can模块b供电，所述3.3v电源电路为单片机b供电，所述12v电源电路和5v电源电路为计量组件供电。
优选地，所述gprs模块还包括串口通信电路和sd卡，所述串口通信电路和sd卡分别与单片机a连接。
优选地，所述充电控制模块中can模块b与单片机b的电路连接如下：can模块b的canl端连接can总线的canl，其canl端连接电阻rc2后连接电容cc1，can模块b的canh端连接can总线的canh，其canh端连接电阻rc1后连接电容cc1，电容cc1连接can模块b的gnd端，can模块b的vcc端连接5v电源电路，其txd、rxd端连接单片机b的33、32引脚。
优选地，所述gprs模块中can模块a与单片机a的电路连接如下：can模块a的tx端连接单片机a的96引脚，can模块a的rx端连接单片机a的95引脚，can模块a的canh端连接can总线的canh，can模块a的canl端连接can总线的canl；can模块a的gnd端连接gnd，其vdd端连接3.3v电源电路，其rs端连接电阻r12后连接gnd，其canh端和canl端连接电阻r13。
优选地，所述计量组件包括1路电压传感器和8路电流传感器，所述计量芯片、电压传感器、电流传感器和单片机b的电路连接如下：电压传感器的vv+端连接电阻rv1后连接电容cv1，电容cv1连接gnd，电阻rv1还连接电阻rv3后连接gnd，电压传感器的vv-端连接电阻rv4后连接电阻rv3，电阻rv1连接计量芯片的v2p接口；8路电流传感器输出端分别连接计量芯片的pout1-pout8接口；计量芯片的cf1-cf8分别连接单片机的引脚，单片机的out引脚分别连接计量芯片out端连接的8路继电器的线圈端。
优选地，所述sd卡设置sd卡座，单片机a和sd卡座的电路连接如下：单片机a的78脚连接sd卡座的1脚和电阻rs1，其79脚连接sd卡座的2脚和电阻rs2，其83脚连接sd卡座的3脚和电阻rs3，vcc3.3接入sd卡座的4脚，其80脚连接sd卡座的5脚，sd卡座的6脚接gnd，其65脚连接sd卡座的7脚和电阻rs4，其78脚连接sd卡座的8脚和电阻rs5。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型通过多个充电控制模块分别与gprs模块连接，进行can通信传输运行状态数据，gprs模块与平台连接，实现监控运行状态，电路板上设置有分流板载电流的铜排，解决了现有的电动自行车充电装置大电流情况下线路易烧毁、无法实时监测运行状态导致其安全性低的问题，达到了实时监控充电桩充电运行状态、使用铜排减轻电路板载流量，提高充电桩的安全性的效果；
2.本实用新型can总线上设置空气开关，限制最大电流，采用铜排分流，减轻电路板的载流量，避免线路烧坏，进一步提高充电桩的安全性；
3.本实用新型采用专用的计量芯片，精准功率检测，每路模块独立且隔离，避免采集无用功率数据，提高装置的计量精度，同时避免偷电和漏电；强弱隔离，提高装置的安全性；通过单片机独立控制多个继电器，避免了继电器接点粘连带来的控制可靠性差、安全性低的问题；
4.本实用新型的gprs模块可同时与多个充电控制模块连接，充电控制模块之间can通信，提高通信的可靠性，也增加充电桩的灵活性；
5.本实用新型的gprs模块中含有sd卡电路，当无线通信信号不稳定时，可将未传输完成的数据记录在sd卡中，当信号稳定时，将数据再传输到后台中，保证了数据的完整性，减少由于遗漏数据造成的后台计费错误等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实用新型的系统框图；
图2是本实用新型的充电控制模块的电源转换电路的电路图；
图3是本实用新型的充电控制模块的单片机b中的电路图a；
图4是本实用新型的充电控制模块的单片机b中的电路图b；
图5是本实用新型的充电控制模块的单片机b中的电路图c；
图6是本实用新型的充电控制模块的单片机b中的电路图d；
图7是本实用新型的充电控制模块的单片机b中的电路图e；
图8是本实用新型的充电控制模块的单片机b中的电路图f；
图9是本实用新型的充电控制模块的单片机b中的电路图g；
图10是本实用新型的充电控制模块的单片机b中的电路图h；
图11是本实用新型的充电控制模块的can模块b中的电路图a；
图12是本实用新型的充电控制模块的can模块b中的电路图b；
图13是本实用新型的充电控制模块的can模块b中的电路图c；
图14是本实用新型的充电控制模块的计量组件中的电路图a；
图15是本实用新型的充电控制模块的计量组件中的电路图b；
图16是本实用新型的充电控制模块的计量组件中的电路图c；
图17是本实用新型的充电控制模块的计量组件中的电路图d；
图18是本实用新型的gprs模块的单片机a中的电路图a；
图19是本实用新型的gprs模块的单片机a中的电路图b；
图20是本实用新型的gprs模块的单片机a中的电路图c；
图21是本实用新型的gprs模块的单片机a中的电路图d；
图22是本实用新型的gprs模块的单片机a中的电路图e；
图23是本实用新型的gprs模块的单片机a中的电路图f；
图24是本实用新型的gprs模块的单片机a中的电路图g；
图25是本实用新型的gprs模块的单片机a中的电路图h；
图26是本实用新型的gprs模块的can模块a和单片机a的电路图；
图27是本实用新型的gprs模块的电源电路中的电路图a；
图28是本实用新型的gprs模块的电源电路中的电路图b。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
现有的充电桩承载的电流在1-2a左右，导致大电流情况下控制线路易烧毁；同时充电桩的运行情况无法通过稳定可靠的通信进行实时获取，无法及时预防火灾事故，导致充电桩的安全性低；因此本实施例提出一种电动自行车充电装置，如图1所示，包括控制电路板，控制电路板上设置gprs模块和多个充电控制模块，多个充电控制模块分别与gprs模块连接，进行can通信传输运行状态数据，gprs模块与平台连接，实现监控运行状态，电路板上设置有分流板载电流的铜排(铜排最大可通过电流为60a)。通过多个充电控制模块分别与gprs模块连接，进行can通信传输运行状态数据，gprs模块与平台连接，实现监控运行状态，避免火灾事故；同时电路板上设置有分流板载电流的铜排，解决了现有的电动自行车充电装置大电流情况下线路易烧毁、无法实时监测运行状态导致其安全性低的问题，达到了实时监控充电桩充电运行状态、使用铜排减轻电路板载流量，提高充电桩的安全性的效果。
实施例2
基于实施例1，本实施例细化充电控制模块和gprs模块的隔离通信，细节如下：
gprs模块包括电源电路、单片机a和can模块a，电源电路和can模块a分别与单片机a连接；如图18至图25、图26、图27至图28所示：
充电控制模块包括单片机b、can模块b和计量组件，计量组件和can模块b分别与单片机b连接，can模块b通过can总线连接can模块a，实现计量数据和运行状态数据传输；如图2、图3至图10、图11至图13所示：
充电控制模块中can模块b与单片机b的电路连接如下：can模块b的canl端连接can总线的canl，其canl端连接电阻rc2后连接电容cc1，can模块b的canh端连接can总线的canh，其canh端连接电阻rc1后连接电容cc1，电容cc1连接can模块b的gnd端，can模块b的vcc端连接5v电源电路。
gprs模块中can模块a与单片机b的电路连接如下：can模块a的tx端连接单片机a的96引脚，can模块a的rx端连接单片机a的95引脚，can模块a的canh端连接can总线的canh，can模块a的canl端连接can总线的canl；
单片机a型号为stm32f103vbt6，单片机b型号为stm32f103c8，can模块a型号为sn65hvd230，can模块b型号为tja1050；本申请涉及的所有器件、器件型号、器件取值如图所示，本领域的技术人员根据本申请的记载可清楚、完整地实现本申请的技术方案，但型号和取值根据具体情况具体选择，不仅仅限于上述一种。
gprs模块还包括sd卡电路，sd卡设置sd卡座，单片机a和sd卡座的电路连接如下：单片机a的78脚连接sd卡座的1脚和电阻rs1，其79脚连接sd卡座的2脚和电阻rs2，其83脚连接sd卡座的3脚和电阻rs3，vcc3.3接入sd卡座的4脚，其80脚连接sd卡座的5脚，sd卡座的6脚接gnd，其65脚连接sd卡座的7脚和电阻rs4，其78脚连接sd卡座的8脚和电阻rs5，器件的型号和取值如图18至图25所示。
本实用新型的gprs模块可同时与多个充电控制模块连接，充电控制模块之间单独设置can模块，提高通信的可靠性，利于提高充电桩的安全性，同时增加了充电桩的连接数量的同时安全性高。同时，gprs模块中含有sd卡电路，当无线通信信号不稳定时，可将未传输完成的数据记录在sd卡中，当信号稳定时，将数据再传输到后台中，保证了数据的完整性，减少由于遗漏数据造成的后台计费错误等问题。
实施例3
基于实施例1，本实施例细化计量构件，细节如下：
计量组件包括1路电压传感器和8路电流传感器，所述计量芯片、电压传感器、电流传感器和单片机b的电路连接如下：电压传感器的vv+端连接电阻rv1后连接电容cv1，电容cv1连接gnd，电阻rv1还连接电阻rv3后连接gnd，电压传感器的vv-端连接电阻rv4后连接电阻rv3，电阻rv1连接计量芯片的v2p接口；8路电流传感器输出端分别连接计量芯片的pout1-pout8接口；计量芯片的cf1-cf8分别连接单片机的引脚，单片机的out引脚分别连接计量芯片out端连接的8路继电器的线圈端，如图3至图10、图14至图17所示。
计量实现方式：充电的电源来自于市电ac220v，对于模块中任意一路充电电路来说其电压是一致的，均是来自于电网；但其电压在各用户地区有稍微差别，根据《标准电压(gb/t156-2007)》中的要求，供电标准电压为ac220v±10％；因此基于以上两点，为了计量的精准性和简洁性，引入一路电压传感器实现对当前位置的电压测量；充电模块的每路电流由于设备、电池类型、电池所处充电段等因素的不同，每路电流是不一致的，因此每路充电电路均引入独立的电流传感器，即每块充电板含8路电流传感器；由于每路的电流是不同的，因此计量芯片也引入8片。电压传感器输出端计量芯片的v2p接口，电流传感器采用霍尔传感器，其原理通过电流感应判断其电流的大小，电流传感器的输出端连接进入计量芯片的vip和vin端，电压传感器型号为zhtpt104，电流传感器型号为ct204，计量芯片选用hlw8012，计量芯片内部有两路adc，通过采集、计算，会将结果以高频脉冲的样式从7脚cf端输出，此输出结果输入到单片机的io端，单片机通过采集此高频脉冲的周期数值计算出真实的功率值；计量芯片通过电流传感器和电压传感器完成了电流、电压的采集；单片机输出的8路out端口分别连接8路继电器的线圈端，以此来控制每路的通断，避免了继电器接点粘连带来的控制可靠性差、安全性低的问题；同时每片计量芯片都有实时电流输入，其板载的市电电压是统一的，即可完成对电流、电压的采集，从而实现对功率的计量；传感器均采用霍尔型，实现的采集的隔离，从而实现强弱、交直隔离，减少了电路干扰，提高的系统的稳定性和安全性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。