一种基于CAN总线的矿下充电桩监控方法及系统

本发明涉及充电桩监控电路的，尤其涉及一种基于can总线的矿下充电桩监控方法及系统。

背景技术：

1、充电桩在为地下矿山使用的电动汽车(ev)提供电力方面发挥着关键作用，有助于实现可持续实践和运营效率。然而，现有的充电桩监测系统面临技术限制，限制了其有效性；目前对应的矿用充电桩产品寥寥无几甚至没有，我们对标民用及其他用途的充电桩监测系统做为分析充电桩监控系统通常依靠有线通信或无线网络在充电桩和中央监测站之间传输数据，这些系统提供有关充电状态、功耗和潜在故障的基本数据。

2、然而，也有现在棘手的问题，包括数据完整性：远距离或在电气噪声环境中的数据传输可能导致数据损坏或不准确；实时监控：一些现有系统难以提供实时监控和控制，尤其在矿下恶劣的环境条件下，无线难以实现实时准确的监控导致出现一些问题；可扩展性：随着采矿业务的扩大，充电桩监控系统的有效扩展能力变得越来越复杂，因此需要一种监控系统能够解决现有监控系统在数据传输时的局限性。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有永磁同步电机存在问题，提出了本发明，本发明解决的技术问题是：传统的通信协议在应用于地下矿山具有挑战性的环境时存在不足；长电缆运行和电磁干扰会导致数据损坏和延迟，而扩展通信网络的复杂性加剧了部署挑战。

3、为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种基于can总线的矿下充电桩监控系统：所述系统包括can充电桩连接电源，其内均设置can总线通信模块，并与所述can充电桩的内部系统接口；主控模块用于监控整个充电装置，配备一个能够连接到can网络的can总线接口，通过所述接口与所述can充电桩内的can总线通信模块相连；线缆控制模块与所述主控模块相连接，包括温度监控模块、电压检测模块以及急停和残电释放模块，线缆与所述can充电桩相连接并连接电源线路，所述温度监控模块通过恒流源的形式对线缆内预埋的pt100进行驱动，从而获取pt100的实际电阻值，进而换算出当前的线缆的温度，所述电压检测模块通过电阻分压检测充电过程中电缆的电压，所述急停和残电释放模块包括急停按钮和继电器，均与充电桩电路相连，实现充电急停和高压母线端的投切和残电释放；电能计量模块为三相电能表电路，检测接法是三相四线制的接法，与所述can充电桩相连获取充电桩充电时的的电流，并将获取到的电流数据输送至所述主控模块；显示模块连接所述线缆控制模块并安装在所述主控模块上，显示所述线缆控制模块和电能计量模块所获得的充电桩充电时的电路数据；报警模块，所述报警模块与所述线缆控制模块中的温度监控模块与急停和残电释放模块相连接，当温度过高或者发生急停时，报警模块开始报警并报警信息输送至所述主控模块。

4、作为本发明所述的基于can总线的矿下充电桩监控系统的一种优选方案，其中：所述can总线通信模块为通信电路，该电路采用全隔离方案并在侧串并联多个阻容件。

5、作为本发明所述的基于can总线的矿下充电桩监控系统的一种优选方案，其中：所述can总线通信模块包括车辆can通信模块和主站can通信模块，所述车辆can通信模块与充电车辆相连接，进行车辆充电，所述主站can通信模块与所述主控模块相连，控制所述can充电桩进行充电。

6、作为本发明所述的基于can总线的矿下充电桩监控系统的一种优选方案，其中：所述主控模块为主控电路，是mcu的最小系统，其内的时钟源均为外置的低温漂的无源晶振。

7、作为本发明所述的基于can总线的矿下充电桩监控系统的一种优选方案，其中：所述主控模块的参考电压是由单独配置的电压源所产生的，在电路中添加有电容和磁珠。

8、作为本发明所述的基于can总线的矿下充电桩监控系统的一种优选方案，其中：所述电缆控制模块还包括线缆锁定模块，设置在线缆头部，为永磁式电磁锁，并且只有施加相反的信号才能实现上锁和解锁，且上锁和解锁均通过系统完成，所述线缆锁定模块与所述车辆can通信模块相连接，所述车辆can通信模块与充电车辆通信成功后，所述线缆锁定模块进行线缆锁定，保障充电稳定。

9、作为本发明所述的基于can总线的矿下充电桩监控系统的一种优选方案，其中：所述温度监控模块中pt100的驱动线紧贴线缆的第一层绝缘皮之内钢铠之外。

10、作为本发明所述的基于can总线的矿下充电桩监控系统的一种优选方案，其中：连接的所述电源采用dcdc芯片来实现电压转换。

11、第二方面，提供了一种基于can总线的矿下充电桩监控方法，应用于基于can总线的矿下充电桩监控系统，所述方法包括：对充电线缆进行绝缘完好检测，若绝缘不完好，则收集电缆温度、电压及完整度等信息进行故障检测；若存在故障问题则发出报警，停止使用；若故障检测合格或若绝缘完好，主站发出充电命令，与车辆进行通信连接，连接成功后锁定线缆；待电缆锁定后，读取线缆电能开始电能计量，并与车辆通信开始充电，将充电信息在所述主站上，同时检测线缆电压，若线缆电压检测正常则充电完成，解除充电回路停止充电。

12、作为本发明所述的基于can总线的矿下充电桩监控方法的一种优选方案，其中：在停止充电后，将电能信息输送至主站，并继续检测电缆电压，判断线缆残电是否超标，若超标则接通残电释放回路，不超标则解锁电缆，结束充电过程

13、本发明的有益效果：本发明通过集成can总线通信协议，解决了现有充电桩监控系统的不足，将can通信电路应用至实时数据交换和监控中，最大限度地减少停机时间和操作中断，克服了现有充电桩监控系统的局限性；另外能够进行即时的故障检测和诊断通过降低充电桩故障或故障的风险来提高操作安全性。

技术特征：

1.一种基于can总线的矿下充电桩监控系统，其特征在于：包括，

2.权利要求1所述的基于can总线的矿下充电桩监控系统，其特征在于：所述can总线通信模块（110）为通信电路，该电路采用全隔离方案并在侧串并联多个阻容件。

3.如权利要求2所述的基于can总线的矿下充电桩监控系统，其特征在于：所述can总线通信模块（110）包括车辆can通信模块（111）和主站can通信模块（112），所述车辆can通信模块（111）与充电车辆相连接，进行车辆充电，所述主站can通信模块（112）与所述主控模块（200）相连，控制所述can充电桩（100）进行充电。

4.如权利要求1或3所述的基于can总线的矿下充电桩监控系统，其特征在于：所述主控模块（200）为主控电路，是mcu的最小系统，其内的时钟源均为外置的低温漂的无源晶振。

5.如权利要求4所述的基于can总线的矿下充电桩监控系统，其特征在于：所述主控模块（200）的参考电压是由单独配置的电压源所产生的，在电路中添加有电容和磁珠。

6.如权利要求1所述的基于can总线的矿下充电桩监控系统，其特征在于：所述电缆控制模块（300）还包括线缆锁定模块（340），设置在线缆头部，为永磁式电磁锁，并且只有施加相反的信号才能实现上锁和解锁，且上锁和解锁均通过系统完成，所述线缆锁定模块（340）与所述车辆can通信模块（111）相连接，所述车辆can通信模块（111）与充电车辆通信成功后，所述线缆锁定模块（340）进行线缆锁定，保障充电稳定。

7.如权利要求6所述的基于can总线的矿下充电桩监控系统，其特征在于：所述温度监控模块（310）中pt100的驱动线紧贴线缆的第一层绝缘皮之内钢铠之外。

8.如权利要求1所述的基于can总线的矿下充电桩监控系统，其特征在于：连接的所述电源采用dcdc芯片来实现电压转换。

9.一种基于can总线的矿下充电桩监控方法，其特征在于：

10.如权利要求9所述的一种基于can总线的矿下充电桩监控方法，其特征在于：停止充电后，将电能信息输送至主站，并继续检测电缆电压，判断线缆残电是否超标，若超标则接通残电释放回路，不超标则解锁电缆，充电结束。

技术总结
本发明公开了一种基于CAN总线的矿下充电桩监控方法及系统，包括内部设置CAN总线通信模块的CAN充电桩；监控整个充电装置的主控模块，并配备CAN总线接口与CAN总线通信模块相连；与主控模块相连接的线缆控制模块，包括温度监控模块、电压检测模块以及急停和残电释放模块，将线缆的温度、电压以及电流等数据输送至主控模块；显示模块连接线缆控制模块并安装在主控模块上，用于显示数据。本发明通将CAN通信电路应用至实时数据交换和监控中，最大限度地减少停机时间和操作中断，克服了现有充电桩监控系统的局限性；另外能够进行即时的故障检测和诊断通过降低充电桩故障或故障的风险来提高操作安全性。

技术研发人员：杨勇,李晶,贾伟伟,周鑫垚,王朋伟,朱锋,祁选宁,杨天佶
受保护的技术使用者：徐州工业职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22