一种用于电动车辆车顶充电改造的受电弓系统的制作方法

本实用新型涉及电动车辆充电技术领域，具体为一种用于电动车辆车顶充电改造的受电弓系统。

背景技术：

电动车辆大功率充电是为了缩短充电时间、提高车主充电消费体验、解决充电焦虑感而提出的新型充电技术。大功率充电由于充电时间短，满足电动车辆续航里程400～500公里的快速补电要求，大大提高了车主的消费体验。

在大功率充电解决方案中，充电弓因为其接口的通用性，充电过程的自动化而得到快速发展。充电弓配备一个可展开的的手臂与待充电车辆车顶充电弓对接装置接触，当手臂展开时，会连接至已经停放好的电动汽车充电弓对接装置顶部，同时这条手臂将连接到电网，给汽车充电。

因为充电弓是比较新的技术，因此，市场上已有的电动车辆通常只有枪充接口，无法使用充电弓进行快速充电，为解决这个问题，本实用新型提出了一种用于电动车辆车顶充电改造的受电弓系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于电动车辆车顶充电改造的受电弓系统，可以对现有电动车辆进行改造。

实现上述目的的技术方案是：一种用于电动车辆车顶充电改造的受电弓系统，包括wifi-can模块、单片机、电子标签、触摸屏、装配在车顶的充电弓对接端，充电弓对接端设置有直流正极电极、直流负极电极、接地端电极、信号端电极，接地端电极用于接地，信号端电极连接单片机，直流正极电极、直流负极电极与电动车辆的充电电池电连接，电动车辆的充电电池还与电动车辆的枪充接口、bms模块电连接，直流正极电极、直流负极电极与电动车辆的充电电池之间串接有第一控制开关组件，充电电池与枪充接口之间串接有第二控制开关组件；

电子标签设置在车顶，所述触摸屏安装在电动车辆的中控台，wifi-can模块、触摸屏均与单片机连接，所述单片机与电动车辆的bms模块通信连接。

进一步地，所述第一控制开关组件包括继电器k5、k6，继电器k5的常开触点串接在充电弓对接端的直流正极电极与充电电池的正极端之间，继电器k6的常开触点串接在充电弓对接端的直流负极电极与充电电池的负极端之间，第二控制开关组件包括继电器k7、k8，继电器k7的常开触点串接在充电电池的正极端与枪充接口的正极端之间，继电器k8的常开触点串接在充电电池的负极端与枪充接口的负极端之间。

进一步地，所述充电弓系统还包括切换继电器k9，所述继电器k5、k6的线圈相互并接，继电器k7、k8的线圈相互并接，切换继电器k9的线圈连接在单片机的输出端，所述切换继电器k9设置有公共触点a以及与公共触点a切换导通的切换触点b、切换触点c，所述切换继电器k9的公共触点a连接直流电源、切换触点b串接相互并联的继电器k5、k6的线圈后接地、切换触点c串接相互并联的继电器k7、k8的线圈后接地。

进一步地，所述充电弓系统还包括继电器k1、继电器k2，继电器k1、继电器k2的线圈分别连接在单片机的输出端，继电器k1的常开触点串接在切换继电器k9的切换触点b与相互并接的继电器k5、k6的线圈之间，继电器k2的常开触点串接在切换继电器k9的切换触点c与相互并接的继电器k7、k8的线圈之间。

进一步地，电子标签采用rfid标签。

进一步地，所述继电器k1、k2、k5、k6、k7、k8、切换继电器k9以及单片机装配在一个控制箱内。

本实用新型的有益效果：

本实用新型可将只具备枪充功能的电动车辆改装成适应顶部充电的电动车辆。

本实用新型将充电弓对接端系统分为控制箱、充电弓对接端、电子标签以及触摸屏四部分，模块化程度高，安装方便、快捷，从而便于与电动车辆顶部充电的改装。

本实用新型通过切换继电器k9分别控制继电器k5、k6的线圈以及继电器k7、k8的线圈的得失电，实现继电器k5、k6的线圈与继电器k7、k8的线圈的互锁。

继电器k5、k6的线圈回路中串接有继电器k1的常开触点，继电器k7、k8的线圈回路中串接有继电器k2的常开触点，保证充电弓和充电枪在断电状态下进行充电连接，防止带电操作造成的安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理图；

图2为电子标签及充电弓对接端在电弓车辆顶部的安装结构示意图；

图3为rfid标签读写器识别电子标签的原理图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本实用新型包括wifi-can模块1、单片机2、电子标签3、触摸屏4、继电器k1、继电器k2、切换继电器k9、装配在车顶的充电弓对接端5，电子标签采用rfid标签、并设置在车顶，充电弓对接端5属于公知技术、包括支架5.1及安装在支架5.1上的直流正极电极5.2、直流负极电极5.3、接地端电极5.4、信号端电极5.5，接地端电极5.4用于接地，信号端电极5.5连接单片机2，直流正极电极5.2、直流负极电极5.3与电动车辆的充电电池6电连接，电动车辆的充电电池6还与电动车辆的枪充接口7、bms模块8电连接，直流正极电极5.2、直流负极电极5.3与电动车辆的充电电池6之间串接有第一控制开关组件8，充电电池6与枪充接口7之间串接有第二控制开关组件9。

wifi-can模块1、触摸屏4均与单片机2连接，单片机2与电动车辆的bms模块8通信连接，触摸屏4安装在电动车辆的中控台、并便于驾驶人员操控的位置，触摸屏4设置有开始充电按钮和停止充电按钮以及用于选择充电枪充电、充电弓充电两种充电模式选择按钮。

第一控制开关组件8包括继电器k5、k6，继电器k5的常开触点串接在充电弓对接端5的直流正极电极5.2与充电电池6的正极端之间，继电器k6的常开触点串接在充电弓对接端5的直流负极电极5.3与充电电池6的负极端之间，第二控制开关组件9包括继电器k7、k8，继电器k7的常开触点串接在充电电池6的正极端与枪充接口7的正极端之间，继电器k8的常开触点串接在充电电池6的负极端与枪充接口7的负极端之间。

继电器k5、k6的线圈相互并接，继电器k7、k8的线圈相互并接，切换继电器k9的线圈连接在单片机2的输出端，切换继电器k9设置有公共触点a以及与公共触点a切换导通的切换触点b、切换触点c，所述切换继电器k9的公共触点a连接直流电源、切换触点b串接相互并联的继电器k5、k6的线圈后接地、切换触点c串接相互并联的继电器k7、k8的线圈后接地。

作为本实施例的进一步说明，继电器k1、k2、k5、k6、k7、k8、切换继电器k9以及单片机2装配在一个控制箱内，形成模块化部件，便于安装。

作为本实施例的进一步说明，本实用新型工作时与现有技术中的充电弓系统配合使用，现有技术中的充电弓系统10包括有与电动车辆顶部的充电弓对接端5配合的充电弓11、向充电11弓提供电源的电源模块组12、rfid标签读写器13、can-wifi模块14、以及充电弓控制单元15，rfid标签读写器13设置在电子标签3的上方、用于读取电子标签3的信息、从而对车辆进行身份识别，充电弓控制单元15与can-wifi模块14连接、用于通过can-wifi模块14、wifi-can模块1与充电弓对接端系统的单片机2通信连接。

以选择充电弓充电为例具体说明本实用新型的工作过程：

1）电动车辆进入充电区域停好车后，充电弓系统10的rfid标签读写器13读取安装在电动车辆顶部的电子标签3进行身份识别；

2）识别成功后，充电弓系统10配置ssid及密码；

3）电动车辆连接预定的ssid，经过wifi-can模块1、can-wifi模块4与充电弓控制单元15建立wifi链接；

4）驾驶员通过触摸屏4发出充电信号，单片机2控制继电器k9的公共触点a与切换触点b接通，同时保证公共触点a、切换触点c之间断开，实现互锁；

5）充电信号通过wifi传输至充电弓控制单元15；

6）充电弓控制单元15控制充电弓11降弓，与电动车辆的充电弓对接端5电连接；

7）充电弓11及电动车辆通过cp信号确认物理连接成功；

8）确认物理连接成功后，单片机2控制继电器k1的常开触点闭合，充电弓系统10的电源模块组12给电动车辆充电；

9）充电完成后，司机通过触摸屏4发出停止充电信号；

10）充电弓系统10控制充电弓11升弓，完成充电。

选择充电枪充电的原理相同，在此不再赘述。