一种充电桩及其带电压监测功能的功率调整装置

1.本实用新型涉及充电桩领域，具体涉及一种充电桩及其带电压监测功能的功率调整装置。


背景技术：

2.随着电动汽车的普及，充电桩作为一种为电动汽车提供充电服务的充能设备使用越来越广泛，电动汽车在充电时产生的充电负荷会对电网负荷特性产生一定的影响，现有技术中多是通过调整电动汽车的充电功率，从而减轻在高峰时刻充电站的负荷，减少对电网负荷的冲击和影响，但在功率调整时，由于不同类型的电动汽车所需要的充电功率不同，功率调整不当会出现输出功率达不到目标功率或者输出功率过大导致过充从而损坏电池的情况。
3.有鉴于此，提出本技术。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种充电桩及其带电压监测功能的功率调整装置，能有效解决现有技术中电动汽车使用充电桩进行充电时，功率的调整不当出现输出功率达不到目标功率或者输出功率过大导致过充从而损坏电池的的问题。
5.本实用新型提供了一种带电压监测功能的功率调整装置,包括主控制组件、数据采集组件以及电压监测电路；
6.其中，所述主控制组件的功率输出端用于与充电桩的功率输入端电气连接,所述数据采集组件的数据输入端用于与电动汽车的数据输出端电气连接，所述电压监测电路的电压输入端与电动汽车的电压输出端电气连接，所述数据采集组件的数据输出端与所述主控制组件的数据输入端电气连接，所述电压监测电路的频率输出端与所述主控制组件的频率输入端电气连接。
7.优选地，所述主控制组件包括控制芯片、第一电路板以及电源，所述控制芯片配置在所述第一电路板上，所述电源的输出端与所述控制芯片的电源输入端电气连接。
8.优选地，所述控制芯片为stm32f103芯片。
9.优选地，所述数据采集组件包括数据采集模块以及通信协议转换模块；所述数据采集模块的输入端与电动汽车的数据输出端电气连接，所述数据采集模块的输出端与所述通信协议转换模块的输入端电气连接，所述通信协议转换模块的输出端与所述主控制组件的输入端电气连接。
10.优选地，所述通信协议转换模块为max3485芯片。
11.优选地，所述电压监测电路为v/f变换电路。
12.优选地，所述v/f变换电路包括电阻、电容、恒流源、积分器、比较器、单稳态触发器以及三极管；
13.其中，所述电阻的一端与电动汽车的电压输出端电气连接，所述电阻另一端与所
述积分器的反相输入端电气连接，所述积分器的正相输入端接地，所述恒流源的第一接口端与所述积分器的反相输入端电气连接，所述恒流源的另一端接地，所述电容的一端与所述积分器的反相输入端电气连接，所述电容的另一端与所述积分器的输出端电气连接，所述积分器的输出端与所述比较器的反相输入端电气连接，所述比较器的正相输入端接地，所述比较器的输出端与所述单稳态触发器的输入端电气连接，所述单稳态触发器的输出端与所述恒流源的第二接口端电气连接，且所述单稳态触发器的输出端与所述三极管的基极电气连接，所述三极管的集电极接电源，且所述三极管的集电极与所述主控制组件的频率输入端电气连接，三极管的发射极接地。
14.优选地，所述三极管为npn型三极管。
15.本实用新型还提供了一种充电桩，包括充电桩本体以及如上任意一项所述的带电压监测功能的功率调整装置，所述装置的主控制组件的功率输出端用于与充电桩的功率输入端电气连接。
16.综上所述，本实施例提供的一种充电桩及其带电压监测功能的功率调整装置，所述数据采集组件将采集到的电动汽车的功率数据传递给所述主控制组件，所述主控制组件处理功率数据后传递一个目标输出功率信号至充电桩，充电桩根据所述目标输出功率信号给电动汽车进行充电，且所述主控制组件控制所述电压监测电路对充电桩输出电压进行监测，从而解决现有技术中电动汽车使用充电桩进行充电时，功率的调整不当出现输出功率达不到目标功率或者输出功率过大导致过充从而损坏电池的的问题。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例提供的一种带电压监测功能的功率调整装置的结构示意图。
18.图2是本实用新型实施例提供的一种带电压监测功能的功率调整装置的电压监测电路的电路示意图。
19.图3是本实用新型实施例提供的一种带电压监测功能的功率调整装置的恒流源的电路示意图。
具体实施方式
20.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
21.以下结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
22.请参阅图1，本实用新型第一实施例提供了一种带电压监测功能的功率调整装置,包括主控制组件1、数据采集组件2以及电压监测电路3；
23.其中，所述主控制组件1的功率输出端用于与充电桩的功率输入端电气连接,所述数据采集组件2的数据输入端用于与电动汽车的数据输出端电气连接，所述电压监测电路3的电压输入端与电动汽车的电压输出端电气连接，所述数据采集组件2的数据输出端与所述主控制组件1的数据输入端电气连接，所述电压监测电路3的频率输出端与所述主控制组件1的频率输入端电气连接。
24.具体地，在本实施例中，所述数据采集组件2将采集到的电动汽车需要的输出功率数据传输给所述主控制组件1，所述主控制组件1进行分析得到电动汽车所需的目标输出功率值并传递给充电桩，对电动汽车进行充电，同时，所述主控制组件1通过所述电压监测电路3对充电桩的输出电压进行监测，防止电压功率过充，进而解决现有技术中电动汽车使用充电桩进行充电时，功率的调整不当出现输出功率达不到目标功率或者输出功率过大导致过充从而损坏电池的的问题。
25.在本实用新型一个可能的实施例中，所述主控制组件1包括控制芯片 11、第一电路板12以及电源13，所述控制芯片11配置在所述第一电路板 12上，所述电源13的输出端与所述控制芯片11的电源输入端电气连接。
26.在本实用新型一个可能的实施例中，所述控制芯片11可以为stm32f103 芯片。
27.具体地，在本实施例中，所述stm32f103芯片是一种集成电路芯片，是一个小而完善的微型计算机系统；所述stm32f103芯片由于内部构造简单，体积小，成本低廉，在控制器中应用广泛。
28.需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型结构的控制芯片11，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。
29.在本实用新型一个可能的实施例中，所述数据采集组件2包括数据采集模块21以及通信协议转换模块22；所述数据采集模块21的输入端与电动汽车的数据输出端电气连接，所述数据采集模块21的输出端与所述通信协议转换模块22的输入端电气连接，所述通信协议转换模块22的输出端与所述主控制组件1的输入端电气连接。
30.具体地，在本实施例中，由于所述数据采集模块21使用的通信协议为 rs485协议，而所述主控芯片11不具备此通信协议，因此需要在所述数据采集模块21和所述控制芯片11之间加入一个通信协议转换模块22，将 rs485协议转换成其他所述控制芯片11具备的通信协议，以实现数据的正常传递。
31.其中，所述数据采集模块21可以检测到电动汽车所能承受的最大充电功率其中，所述最大充电功率包括三相输入额定功率和单相输入额定功率，将所述最大充电功率通过所述通信协议转换模块22进行通信协议转化，再传输至所述主控制组件1，所述主控制组件1将针对所述最大充电功率进行处理分析，以得到不同的相对应的目标输出功率值。
32.在本实用新型一个可能的实施例中，所述通信协议转换模块22可以为 max3485芯片。
33.具体地，在本实施例中，所述max3485芯片是一个低功耗收发器，传输速率高达12mbps，具有增强的静电放电功能保护功能，应用于半双工通讯领域，使用广泛。
34.需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型结构的通信协议转换模块22，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。
35.请参阅图2，在本实用新型一个可能的实施例中，所述电压监测电路3 可以为v/f
变换电路。
36.具体地，在本实施例中，所述v/f变换电路包括电阻31、电容32、恒流源33、积分器34、比较器35、单稳态触发器36以及三极管37；
37.其中，所述电阻31的一端与电动汽车的电压输出端电气连接，所述电阻31另一端与所述积分器34的反相输入端电气连接，所述积分器34的正相输入端接地，所述恒流源33的第一接口端与所述积分器34的反相输入端电气连接，所述恒流源33的另一端接地，所述电容32的一端与所述积分器34的反相输入端电气连接，所述电容32的另一端与所述积分器34的输出端电气连接，所述积分器34的输出端与所述比较器35的反相输入端电气连接，所述比较器35的正相输入端接地，所述比较器35的输出端与所述单稳态触发器36的输入端电气连接，所述单稳态触发器36的输出端与所述恒流源33的第二接口端电气连接，且所述单稳态触发器36的输出端与所述三极管37的基极电气连接，所述三极管37的集电极接电源，且所述三极管37的集电极与所述主控制组件1的频率输入端电气连接，三极管37的发射极接地。
38.具体地，在本实施例中，所述积分器34可以为opa2277芯片，所述比较器35可以为lm311芯片，所述单稳态触发器36可以为cd4538芯片。其中，所述恒流源的电路如图3所示，所述恒流源33由opa2277芯片、ref5050 芯片以及cd4053芯片构成，opa2277芯片相当于一个跟随器，ref5050芯片为所述恒流源提供一个5ma基准电压，cd4053芯片相当于一个选择器，由单稳态触发器36控制，选择v/f变换电路是否接入所述恒流源33。
39.其中，ref5050芯片产生5v电压基准源并且经过opa2277芯片跟随器得到5ma恒流源，通过cd4053选择器，选择5ma恒流源是否接入v/f变换电路，输入电压由左边进入主电路，经过所述积分器34、比较器35、单稳态触发器36，由所述三极管37的集电极输出方波信号。
40.具体地，在本实施例中，信号输入的电流经所述积分器34和所述电容 32积分，产生输出积分电压，所述电容32开始充电使积分电压下降，当积分电压下降为0时，所述比较器35输出负跳变，会触发所述单稳态触发器 36的单稳态电路，单稳态电路输出的负脉冲使所述三极管37截止，输出一个正脉冲信号；同时在单稳态触发期间，将5ma的所述恒流源33接入所述积分器34的反相输入端，使所述积分器34输出电压开始正向扫描。恢复高电平时,所述三极管37饱和，输出脉冲变为低电平，同时使所述恒流源 33与所述积分器34的输入端断开，从而开始新的周期。
41.需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型结构的电压监测电路3，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。
42.在本实用新型一个可能的实施例中，所述三极管37可以为npn型三极管。
43.具体地，在本实施例中，所述npn型三极管由三块半导体构成，其中两块n型和一块p型半导体组成，p型半导体在中间，两块n型半导体在两侧，npn型三极管是电子电路中最重要的器件，它最主要的功能是电流放大和开关作用；对于放大作用而言，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量。
44.需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型结构的三极管37，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。
45.本实用新型第二实施例提供了一种充电桩，包括充电桩4本体以及如上任意一项所述的带电压监测功能的功率调整装置，所述装置的主控制组件1的功率输出端用于与充电桩的功率输入端电气连接
46.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。