低压模拟充电桩系统、群充充电系统的制作方法

本实用新型涉及模拟充电桩技术领域，尤其涉及一种低压模拟充电桩系统、群充充电系统。

背景技术：

现实生活中的实际充电桩的工作原理如下：通过220V的交流电驱动充电模块，将交流转换为直流电，然后利用直流电对电动汽车进行充电。

在进行充电桩的充电监控模块程序调试或者需要对充电桩进行试验时，需要将充电监控模块与现场实际的充电桩进行连接通信，并且，由于充电桩的种类繁多，对于不同类型的充电桩的充电监控模块的程序调试或者实验，还需要到现场连接相应类型的实际充电桩进行调试或者实验；这样不仅耗时耗力，而且，如果附近找不到相应类型的充电桩，还会在一定程度上影响项目研发的进度。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提出了一种低压模拟充电桩系统、群充充电系统，该系统通过低压元器件对不同类型的充电桩的充电过程进行模拟，填补了现有技术的空白，为实验室进行各种充电桩的充电实验以及充电监控模块的调试提供了便利的途经。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型公开了一种低压模拟充电桩系统，包括：充电桩模拟装置、模拟BMS以及模拟充电模块；

所述充电桩模拟装置、模拟BMS以及模拟充电模块分别与充电监控模块通信；所述充电桩模拟装置与信息采集模块通信；

所述模拟充电模块至少为一个，每一个模拟充电模块均通过CAN总线与充电监控模块通信。

进一步地，所述的信息采集模块包括：前置采集模块和后置采集模块；所述充电桩模拟装置包括单片机以及通过低压元件提供前置采集板和后置采集板所需信息模拟量的装置。

进一步地，所述前置采集模块开出量控制包括但不限于：充电枪电磁锁、辅助电源继电器、电池电压继电器以及切换继电器中的一种或者几种；

所述前置采集模块开入量采集包括但不限于：充电枪电磁锁状态、切换继电器以及急停按钮状态中的一种或者几种；

前置采集模块模拟量采集包括但不限于：温度采集、辅助电源电压采集、确认连接信息采集以及电池电压检测中的一种或者几种。

进一步地，所述后置采集模块开出量控制包括但不限于：输出接触器、并机接触器以及泄放继电器中的一种或者几种；

所述后置采集模块开入量采集包括但不限于：输出接触器状态、并机接触器状态、交流接触器状态以及避雷器报警状态中的一种或者几种；

所述后置采集模块模拟量采集部分主要应用为包括但不限于：绝缘监测以及直流电压、直流电流采集中的一种或者几种。

进一步地，所述模拟BMS用于提供与充电监控模块进行交互的BMS数据，所述BMS数据包括但不限于：SOC、充电剩余时间、单体电压以及单体温度中的一种或者几种。

进一步地，所述模拟充电模块提供充电模块的数据，所述充电模块的数据包括但不限于：充电枪工作状态、充电枪输出电压和充电枪输出电流中的一种或者几种。

本实用新型还公开了一种低压模拟群充充电系统，包括：上述的低压模拟充电桩系统，各个低压模拟充电桩系统的充电监控模块分别通过路由器与功率分配控制器连接，功率分配控制器通过CAN总线与充电桩模拟装置通信。

本实用新型有益效果：

通过将实际充电桩的工作状态转换为通过低压元器件对不同类型的充电桩的充电过程进行模拟，可以非常方便地进行有关充电桩的相关检测、实验，以及在实验室内便可以方便地实现对不同类型充电桩的充电监控模块的调试工作。

附图说明

图1为本实用新型低压模拟充电桩系统结构示意图；

图2为本实用新型通信示意图；

图3为本实用新型充电桩模拟装置提供前置采集模块所要采集的切换继电器信息的装置示意图；

图4为本实用新型低压模拟群充充电系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型公开了一种低压模拟充电桩系统，如图1所示，包括：

直流充电前置采集模块；直流充电后置采集模块；充电监控模块611-A；电源及通讯控制板；充电桩模拟装置；模拟BMS和模拟充电模块；

充电监控模块支持4路CAN总线通讯功能，还有232、485通讯，net通讯，默认通讯方式为CAN。

模拟BMS和模拟充电模块通过CAN总线通讯方式与充电监控模块611-A进行通信；直流充电前置采集模块和直流充电后置采集模块通过RS485通讯方式与充电监控模块611-A进行通信；直流充电前置采集模块和直流充电后置采集模块同时支持CAN、RS485总线通讯功能，系统默认通讯方式为CAN。充电桩模拟装置与直流充电前置采集模块和直流充电后置采集模块分别连接。

需要说明的是，充电监控模块、前置采集模块和后置采集模块均采用现有的充电桩工作所采用的实际模块。

需要注意的是：正常用的前置采集模块与后置采集模块所采集的充电电压及电池电压均为几百伏，而本申请充电桩模拟装置提供的电压为0-3.3V，所以要将前、后置采集模块的电压检测电路中的分压电阻改小，以满足充电桩模拟装置提供电压的要求。

以低压模拟2个充电枪的充电系统为例，本实施例中对充电监控模块、前置采集模块和后置采集模块介绍如下：

所述充电监控模块采用Cortex-A5系列的ATSAMA5D34CU硬件平台，是整个采集控制的核心。充电监控模块提供触摸屏智能充电交互设计，支持RS32串口调试、RJ45网口与后台通讯、RS232串口与读卡器通讯、键盘输入、音频输出、指示充电系统状态。

充电监控模块支持4路CAN/RS485总线通讯功能，默认通讯方式为CAN。其中CAN0口负责与前后置采集模块通讯；CAN1口与充电模块通讯，CAN2口与BMS通讯，CAN3口备用。通过CAN总线接收遥信、遥测信息，下发控制指令完成整个充电过程。

前置采集模块采用Cortex-M3系列的STM32F103VET6硬件平台，主要负责与电动汽车交互信息采集以及控制；前置测控模块可同时支持CAN、RS485总线通讯功能，系统默认通讯方式为CAN。

如图2所示，前置采集模块开出控制具体应用为：1号充电枪电磁锁，2号充电枪电磁锁，1枪辅助电源继电器，2枪辅助电源继电器，1枪电池电压继电器，2枪电池电压继电器，3KA切换继电器。

前置采集模块开入量采集具体应用为：1枪电磁锁状态，2枪电磁锁状态，3KA继电器状态，急停按钮状态。

前置采集模块模拟量采集部分主要应用为：2路温度采集、辅助电源电压采集、2路确认连接信息采集、电池电压检测。

后置采集模块采用Cortex-M3系列的STM32F103VET6硬件平台，主要负责充电系统内部信息的采集与控制。后置采集模块支持CAN、RS485总线通讯功能，系统默认通讯方式为CAN。

后置采集模块开出控制具体应用为：1枪输出接触器，2枪输出接触器，并机接触器，泄放继电器。

后置采集模块开入量采集具体应用为：1枪输出接触器状态，2枪输出接触器状态，并机接触器状态，交流接触器状态，避雷器报警状态。

后置采集模块模拟量采集部分主要应用为：绝缘监测，直流电压、直流电流采集。

充电桩模拟装置：

提供前置采集板所需要的：

①开入：1枪归位信号2枪归位信号急停按钮状态；3KA切换继电器状态；2枪电磁锁状态；1枪电磁锁状态；开入公共端。

②模拟量：2枪连接确认；1枪连接确认；2枪辅助电源(12V)；1枪辅助电源(12V)；2枪枪头温度；1枪枪头温度；2枪电池电压；1枪电池电压。

③开出1枪电磁锁开出控制；2枪电磁锁开出控制；1枪辅助电源继电器控制；2枪辅助电源继电器控制；3KA切换继电器控制。

提供后置采集板所需要的：

①开入：防雷器报警；交流进线开关状态；1枪输出接触器状态；2枪输出接触器状态。

②模拟量：直流输出电压；直流输出电流。

③开出：1枪输出接触器控制；2枪输出接触器控制；1枪泄放继电器控制；2枪泄放继电器控制。

充电桩模拟装置包括单片机STM32F105VCT6以及通过低压元件提供的前置采集板和后置采集板所需信息模拟量的装置。

以提供前置采集模块所要采集的切换继电器信息的装置为例进行说明，如图3所示，具体包括：

光电耦合器U3的阳极输入端串接电阻R3后接3.3V电源，光电耦合器U3的阴极输入端连接单片机STM32F105VCT6；光电耦合器U3的发射极输出端连接后置采集模块的输出接触器开出量端，光电耦合器U3的集电极输出端连接继电器K2；

光耦继电器U4的阳极输入端串接电阻R4后接12V电源，光耦继电器U4的阴极输入端连接光电耦合器U4的发射极输出端；光耦继电器U4的输出端连接前置采集模块的输出接触器开入量端。

图3中，JKC2_A管脚外接前置采集板的切换继电器开出，JFK10_C管脚接前置采集板的切换继电器开入量。

当前置采集板开出的时候，JKC2_A管脚被拉到低电平，继电器K1吸合，Vbus2+与Vmod1+导通，同时，INKC2管脚也被拉低，JF10_C与KRCOM导通，信号就到了采集板的开入端。

前置采集板和后置采集板所需其他开入开出量的实现装置与上述装置的结构原理类似，在此不再赘述。

模拟BMS用于提供与充电监控模块进行交互的BMS数据，包括：SOC、充电剩余时间、单体电压以及单体温度；模拟BMS采用现有单片机或者控制器实现，所需数据都是虚拟的，可以根据需要自行设定。

模拟充电模块提供充电模块的数据，包括：充电枪工作状态、充电枪输出电压和充电枪输出电流。模拟充电模块采用现有单片机或者控制器实现，所需数据都是虚拟的，可以根据需要自行设定。

本实用新型公开了一种低压模拟群充充电系统，如图4所示，包括：至少一个低压模拟充电桩系统，各个低压模拟充电桩系统的充电监控模块分别通过路由器与功率分配控制器连接，功率分配控制器通过CAN总线与充电桩模拟装置、前置采集模块和后置采集模块分别通信。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。