一种应用于电动汽车的双充式交流充电桩控制系统的制作方法

本发明涉及电动汽车智能充电设施领域，特别是涉及一种应用于电动汽车的双充式交流充电桩控制系统。

背景技术：

电动汽车充电分为两种充电模式，直流充电和交流充电，交流充电主要有单充和双充，本文主要讨论交流双充充电方式，市场上现有的交流双充充电桩的主流技术主要有以下两种：

一、使用两块控制系统做一主一从来进行充电控制

该技术使用两块控制系统做一主一从的充电控制方式，存在主控制系统如果出现问题，就会导致从控制系统无法正常使用，这样就导致了两根充电枪都无法进行充电，使原本正常的从控制系统也无法工作，导致交流双充充电桩的故障率高，实际使用体验较差。

二、使用两块主控制系统来进行充电控制

该技术使用两块相同的主控制系统的充电控制方式，这样会使成本较高，集成度较低，控制系统之间需要外接信号线进行数据交换，存在数据丢失的风险。使用两块主控制系统的方式，实际上是将两个交流单充充电桩合并在了一个充电桩内，需要更大的占地空间才能安装，同时需要两个电源输入才能正常工作，成本较高，引线不方便，带来更高的运营成本。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种应用于电动汽车的双充式交流充电桩控制系统，包括微控制单元、第一充电单元以及第二充电单元，微控制单元连接有人机交互模块，第一充电单元包括充电端口、继电器、计量监测模块、安全监测模块以及输出电流调节模块，继电器、计量监测模块、安全监测模块以及输出电流调节模块均与微控制单元相连接，继电器与充电端口相连接，输出电流调节模块包括pwm电压检测器和pwm输出转换器，pwm电压检测器和pwm输出转换器均与微控制单元相连接。

上述技术方案还可作下述进一步完善。

进一步说明的是，计量监测模块包括电流传感器、电压传感器、电流信号转换器以及电压信号转换器，电流信号转换器与电流传感器相连接、电压传感器与电压信号转换器相连接。

进一步说明的是，安全监测模块包括漏电传感器和温度传感器、漏电信号转换器以及温度信号转换器，漏电传感器与漏电信号转换器相连接，温度传感器与温度信号转换器相连接。

进一步说明的是，人机交互模块包括lcd触控电路和lcd触控屏。

进一步说明的是，微控制单元为stm32f103芯片。

进一步说明的是，微控制单元连接有通信模块。

进一步说明的是，通信模块包括4g通信电路和wifi通信电路。

本发明的有益效果为：

一、设置有可单独工作的第一充电单元和第二充电单元，二者对电动汽车的充电过程相互独立、互不干扰，避免出现连带故障情况，降低了故障率，使充电桩使用时更稳定，同时整体集成度更高，使安装成本降低，带来更高的运营收益。

二、输出电流调节模块能根据不同的车辆需求来提供不同的电流值，在最小化对电池损害的同时大大的提高了充电效率；计量监测模块和安全监测模块可对充电时的多个参数的进行实时监控，大大提高了了充电桩的使用安全性。

附图说明

附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明一实施例提供的一种应用于电动汽车的双充式交流充电桩控制系统的原理框图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹列举以下实施例说明。

如图1中所示，本发明一实施例提供的一种应用于电动汽车的双充式交流充电桩控制系统，包括微控制单元、第一充电单元以及第二充电单元，微控制单元连接有人机交互模块，第一充电单元包括充电端口、继电器、计量监测模块、安全监测模块以及输出电流调节模块，继电器、计量监测模块、安全监测模块以及输出电流调节模块均与微控制单元相连接，继电器与充电端口相连接，输出电流调节模块包括pwm电压检测器和pwm输出转换器，pwm电压检测器和pwm输出转换器均与微控制单元相连接。

其中，计量监测模块包括电流传感器、电压传感器、电流信号转换器以及电压信号转换器，电流信号转换器与电流传感器相连接、电压传感器与电压信号转换器相连接。安全监测模块包括漏电传感器和温度传感器、漏电信号转换器以及温度信号转换器，漏电传感器与漏电信号转换器相连接，温度传感器与温度信号转换器相连接。人机交互模块包括lcd触控电路和lcd触控屏。微控制单元为stm32f103芯片。微控制单元连接有通信模块。通信模块包括4g通信电路和wifi通信电路。

具体的，请参阅图1，该控制系统的控制核心—微控制单元采用stm32f103芯片，微控制单元与人机交互模块连接，人机交互模块用于输入指令，其包括lcd触控电路和lcd触控屏，通过操作lcd触控屏，设定充电的电量或充电时间以及控制启动充电。

微控制单元分别连接有第一充电单元和第二充电单元，两个充电单元的组成相同，用于实现对两台电动汽车进行单独的充电，以第一充电单元为例进行说明，第一充电单元包括有计量监测模块、安全监测模块、输出电流调节模块、继电器以及充电端口，微控制单元连接继电器，继电器连接充电端口，微控制单元通过控制io引脚的高低电平来控制继电器的通断，微控制单元引脚输出高电平时，继电器线圈有电流流过，继电器吸和，充电端口开启充电，微控制单元引脚引脚输出低电平时，继电器线圈无电流流过，继电器断开，充电端口停止充电。

计量监测模块用于采集充电过程中的电流和电压信息，市电通过电流传感器或者电压传感器将电流或者电压按一定的比例转换小电流信号，小电流模拟信号经过电流信号转换器或者电压信号转换器转化成微控制单元可识别的电压信号量，以监测充电过程中的电流电压状态。

安全监测模块用于保证充电桩的充电过程能安全稳定的进行，可检测是否发生漏电现象和系统温度是否正常，其包括有漏电传感器和温度传感器，漏电传感器可检测到漏电现象，漏电传感器检测到漏电信号后传递至漏电转换器，漏电转换器将漏电信号转化为高低电平，高电平为漏电，微控制单元可检测高低电平，来判断是否漏电。温度传感器为ntc型热敏电阻，采集温度范围为-50摄氏度到120摄氏度，能够有效监测微控制单元的温度。

输出电流调节模块用于找到车辆匹配的需求电流值，微控制单元自身产生3.3v电平的pwm信号，通过pwm输出转换器，将pwm的电平转换为±12v的pwm，该pwm是电动汽车充电的识别信号，该过程中，微控制单元还可以通过pwm回采电路实现pwm自我电平监控，充电开始时，充电桩从一个较低的占空比，调节到一个较高的占空比，读回充电端口的占空比来确定电动汽车最大能够接受多大电流，交流电根据读回的占空比改变输出电流至电动车可接受的最大电流，然后以该电流数值进行恒流输出，达到对电池最小损坏的同时最大化的提高充电速度。

通信模块用于移动设备与系统的通信连接，包括4g通信电路和wifi通信电路，可通过4g信号和wifi信号与移动设备连接，使得电动车车主能够远程监控充电状态。

充电时，将充电端口与汽车端口进行连接，通过人机交互模块设置充电模式并开启充电，微控制单元操控继电器吸合，使充电端口开始进行充电，输出电流调节模块调节电流至电动汽车可接受的最大电流后进行恒流充电，充电过程中计量监测模块和安全监测模块实时的对电压、电流、漏电情况、芯片温度进行监控，当充电时间结束、充电电量到达预设值、漏电以及芯片温度过高或过低时，微控制单元会控制继电器断开，使得充电结束，充电过程中，车主可以通过通信模块与系统连接，实时监控充电状态。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。