充电管理设备的制作方法

本实用新型涉及充电控制技术领域，特别是涉及一种充电管理设备。

背景技术：

这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

根据汽车业“十三五”规划，中国汽车业大力提倡发展包括新能源汽车在内的节能汽车。纯电动汽车受到前所未有的重视。但是电动汽车的充电问题一直是个困扰电动汽车发展的瓶颈。

目前电动汽车的使用种存在着一些问题，如：电动汽车在路边集中充电，容易引起电网过载而崩溃。这些问题已经严重制约了电动汽车的普及和推广。

技术实现要素：

基于此，有必要针对充电桩充电时引起的电网过载问题，提供一种充电管理设备。

本实用新型实施例提供了一种充电管理设备，包括：控制器和信息采集模块；

信息采集模块的电流输入接口用于连接配电箱，信息采集模块的电压输入接口也用于连接配电箱，信息采集模块用于采集配电箱输出的电压信号和电流信号并生成采集信号发送至控制器的输入端；

控制器的输出端用于连接充电桩。

在其中一个实施例中，控制器包括电信号比较器和脉冲发生器，电信号比较器的输入端连接信息采集模块的输出端，电信号比较器的参考端输入阈值电信号，电信号比较器的输出端连接脉冲发生器的输入端，脉冲发生器的输出端用于连接充电桩，其中，阈值电信号为配电箱在最大允许负荷下工作时信息采集模块输出的采集信号。

在其中一个实施例中，充电管理设备还包括通信模块，通信模块与控制器的通信端连接。

在其中一个实施例中，通信模块包括蓝牙单元和网络通信单元，蓝牙单元和网络通信单元均与控制器的通信端连接。

在其中一个实施例中，充电管理设备还包括显示模块，显示模块与控制器连接。

在其中一个实施例中，充电管理设备还包括lcd接口，lcd接口的第一端与控制器连接，lcd接口的第二端与显示模块连接。

在其中一个实施例中，充电管理设备还包括指示灯和通用io接口；通用io接口的第一端与控制器连接，通用io接口的第二端与指示灯连接，用于指示控制器的工作状态。

在其中一个实施例中，充电管理设备还包括电源模块，电源模块用于为控制器、信息采集模块和通信模块提供工作电压。

在其中一个实施例中，充电管理设备还包括usb接口，usb接口的第一端与控制器连接，usb接口的第二端与通信模块连接。

在其中一个实施例中，充电管理设备还包括sd卡微控制器，sd卡微控制器的第一端与控制器连接，sd卡微控制器的第二端用于连接sim卡。

在其中一个实施例中，电源模块包括：开关电源和多路dc/dc转换电路；各dc/dc转换电路输出的电压值不同；

开关电源的输入端用于连接外部交流电源，输出端连接各dc/dc转换电路；

dc/dc转换电路用于为网络通信单元、蓝牙单元、控制器和信息采集模块提供相应的工作电压。

在其中一个实施例中，充电管理设备还包括壳体，控制器和信息采集模块设置在壳体的腔室内；

壳体的接线面板上设置有：

第一通孔，电流输入接口穿过第一通孔与配电箱连接；

第二通孔，电压输入接口穿过第二通孔与配电箱连接。

在其中一个实施例中，充电管理设备还包括壳体，显示模块设置在壳体的腔室内，壳体的显示屏板上设置有第三通孔，显示模块穿过第三通孔并与壳体的外表面平齐或低于壳体的外表面。

在其中一个实施例中，充电管理设备还包括壳体，网络通信单元、蓝牙单元均设置在壳体的腔室内；

壳体的接线面板上设置有：

第四通孔，与usb接口的大小匹配，usb接口穿过第四通孔与通信模块连接；

第五通孔，与第一天线的大小匹配，第一天线穿过第五通孔与外界连通；

第六通孔，与第二天线的大小匹配，第二天线穿过第六通孔与外界连通。

在其中一个实施例中，充电管理设备还包括以太网网口，以太网网口的第一端连接控制器，以太网网口的第二端用于连接sim卡。

在其中一个实施例中，壳体的接线面板上还设置有第七通孔，第七通孔与以太网网口的大小匹配，以太网网口穿过第七通孔与外界连通。

在其中一个实施例中，信息采集模块为电量计量芯片。

在其中一个实施例中，电流输入接口包括：与配电箱的输出端相应连接的a相正电流输入端口、a相负电流输入端口、b相正电流输入端口、b相负电流输入端口、c相正电流输入端口和c相负电流输入端口。

在其中一个实施例中，电压输入接口包括：与配电箱的输出端相应连接的a相电压输入端口、b相电压输入端口、c相电压输入端口、零线输入端口和地线输入端口。

本实用新型中的一个或多个实施例至少具有如下优点和有益效果：本实用新型实施例提供的充电管理设备，包括：控制器和信息采集模块；信息采集模块的电流输入接口用于连接配电箱，信息采集模块的电压输入接口也用于连接配电箱，信息采集模块用于采集配电箱侧的电压信号和电流信号；信息采集模块的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端用于连接充电桩。通过采集配电箱侧的电流电压信号，获知配电箱的负荷情况，然后控制器根据该负荷情况，控制充电桩的充电功率，提高配电箱、电网侧的电力稳定性。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为一个实施例中充电管理设备的结构示意图；

图2为另一个实施例中充电管理设备的结构示意图；

图3为又一个实施例中充电管理设备的结构示意图；

图4为一个实施例中壳体的接线面板的示意图；

图5为还一个实施例中充电管理设备的部分结构示意图；

图6为一个实施例中信息采集模块与控制器的连接示意图；

图7为一个实施例中充电管理设备中控制器和信息采集模块的连接示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为解决电动汽车的续航问题，目前是通过建立一些充电站，充电站内设多个充电桩，电动汽车行驶到充电站内的相应位置，将电动汽车上的充电枪与充电桩连接，充电桩输出电流至待充电的汽车，对电动汽车进行充电。但在实际应用情况下，由于充电桩比较集中，当较多车辆集中在一个区域充电时，会造成供电网侧的超负荷现象，严重者甚至会导致电网崩溃，电网崩溃影响到各行各业的运作，会造成巨大的经济损失和安全问题。

针对上述问题，本实用新型实施例提供了一种充电管理设备，如图1所示，包括：控制器1和信息采集模块2；信息采集模块2的电流输入接口a用于连接配电箱4，信息采集模块2的电压输入接口b也用于连接配电箱4，信息采集模块2用于采集配电箱4输出的电压信号和电流信号并生成采集信号发送至控制器1的输入端；控制器1的输出端用于连接充电桩5。

其中，充电桩5是指用于为电动汽车等待充电设备7充电的装置。充电桩5可以由上述配电箱4提供电源，也可以直接由供电网41提供电源等。控制器1是指具有信号收发和信号处理功能的设备。

具体的，为避免充电时导致电网41崩溃，采用信息采集模块2采集配电箱4的电流电压，然后信息采集模块2生成相应的采集信号并上传至控制器1，控制器1根据接收到的该采集信号，了解充电过程中配电箱4侧的输出电压、电流波动，然后根据波动情况控制充电桩5的充电功率，保证在充电桩5充电时配电箱4侧的电压保持在正常工作范围内。其中，控制器1可以通过输出占空比可调的pwm信号至充电桩5的充电电路，进行充电功率调控。

在其中一个实施例中，如图2所示，控制器包括电信号比较器和脉冲发生器，电信号比较器的输入端连接信息采集模块2的输出端，电信号比较器的参考端输入阈值电信号，电信号比较器的输出端连接脉冲发生器的输入端，脉冲发生器的输出端用于连接充电桩，其中，阈值电信号为配电箱4在最大允许负荷下工作时信息采集模块2输出的采集信号。

为了实现配电箱4是否超负荷的判断，可以采用电信号比较器，输入端接收信息采集模块2输出的采集信号，该采集信号能够对应体现配电箱4输出的电压和电流，通过前期实验，测量配电箱4在允许的最大负荷下工作时，信息采集模块2输出的采集信号的量，将该此实验得到的采集信号作为阈值电信号输入至电信号比较器。在实际工作时，控制器1中的电信号比较器即可比对当前配电箱4是否超负荷运行，例如，可以在判断采集信号低于该阈值电信号时，则认为配电箱4超负荷工作，导致配电箱4输出的电压跌落、电流减小，此时，电信号比较器可以输出高电平信号至脉冲发生器，使得脉冲发生器输出占空比可调的pwm波至充电桩5，调节充电桩5的充电功率。需要说明的是，本实用新型实施例中的控制器1还可以是其他结构形式硬件组成，例如，电信号比较器和电子开关，当配电箱4超负荷工作时，电信号比较器输出高电平，驱动该电子开关导通，电子开关的输出端输出一定量的输出电流至充电桩5的控制端，以调节充电桩5的充电功率。电子开关可以是三极管、mos管等。

在其中一个实施例中，如图2所示，充电管理设备还包括通信模块3，通信模块3与控制器1的通信端连接。

例如，信息采集模块2将采集的输出电信息转换为控制器1可读的采集信号，并发送至控制器1，控制器1对其进行简单的处理后，例如，可以根据通信模块3的型号和其对应的通信协议，生成符合通信模块3协议的通信信号，使得通信模块3可以接收并转发该通信信号至至远程监控终端6。远程监控终端6根据通信模块3转发过来的通信信号获得配电箱4的输出电信息，若根据该输出电信息判断当前配电箱4侧超负荷运行时，则根据配电箱的输出电信息下发功率调节指令，此功率调节指令用于指示控制器1控制减小充电桩5的输出功率，从而减小配电箱4侧的负荷，使得配电箱4侧的电力正常运行。

在其中一个实施例中，如图3所示，通信模块3包括蓝牙单元31和网络通信单元32，蓝牙单元31和网络通信单元32均与控制器1的通信端连接。

通信模块3通信分为近距离通信和远距离通信，近距离通信通过蓝牙单元31实现，远距离通信通过网络通信单元32实现。蓝牙单元31通过usb接口接收控制器1转发的电信息，并通过无线电传输给特定的设备，例如，可以是控制室内工作人员的手机或电脑等设备，以便对配电箱4侧的负荷情况进行实时监控。通信模块3中的网络通信单元32也是通过usb接口与控制器1连接，接收控制器输出的通信信号，并可以通过网络转发该通信信号至远程监控终端6。其中，蓝牙单元31可以是内设有第一天线311的模块。网络通信单元32中也可以是设置有第二天线321。其中网络通信单元32中还可以设置有卡槽，用于插设sim卡(subscriberidentificationmodule，客户识别模块)。插设sim卡后的网络通信单元32还可以与手机等远程监控终端6实现通信，可以以短信或微信等形式，向手机发送配电箱4侧的电信息内容。

在其中一个实施例中，如图3所示，充电管理设备还包括显示模块8，显示模块8与控制器1连接。为方便工作人员在现场监控充电站内的供电、用电情况，充电管理设备还设置有显示模块8，控制器1接收信息采集模块2输出的采集信号后，根据这些能够反映配电箱4侧的电压、电流的采集信号，控制显示模块8进行相应显示，以便工作人员在显示模块8上观察充电过程中配电箱4侧的输出电信息变化，以便能够及时中断或调整充电桩5的充电情况，从而保证配电箱4侧的正常供电。

在其中一个实施例中，如图4所示，充电管理设备还包括lcd接口11，lcd接口11的第一端与控制器1连接，lcd接口11的第二端与显示模块8连接。

控制器1与显示模块8通过控制器1上设置的lcd(liquidcrystaldisplay，液晶显示器)接口11进行连接。通信模块3与控制器1上设置的usb(universalserialbus，通用串行总线)接口连接，从而接收控制器1转发的配电箱4侧的输出电信息。

在其中一个实施例中，如图5所示，充电管理设备还包括指示灯10和通用io接口12；通用io接口12的第一端与控制器1连接，通用io接口12的第二端与指示灯10连接，用于指示控制器1的工作状态。在充电管理设备上电工作时，控制器1通过通用io接口12控制指示灯10发光，以指示当前充电管理设备处于工作状态。

在其中一个实施例中，如图3所示，充电管理设备还包括电源模块9，电源模块9用于为控制器1、信息采集模块2和通信模块3提供工作电压。

由于控制器1等所需要的工作电压与充电桩5的工作电压差异较大，所以充电管理设备还可以包括电源模块9，该电源模块9为控制器1、信息采集模块2和通信模块3提供工作电压。其中电源模块9可以提供多个不同的输出电压，以满足各单元模块的工作电压需要。电源模块9可以是蓄电池、太阳能电池等，还可以包括电源适配器、开关电源等，将外部交流电转换为各单元模块的工作电压。

在其中一个实施例中，如图5所示，充电管理设备还包括usb接口13，usb接口13的第一端与控制器1连接，usb接口的第二端与通信模块3连接。

在其中一个实施例中，如图5所示，充电管理设备还包括sd卡微控制器14，sd卡微控制器14的第一端与控制器连接，sd卡微控制器14的第二端用于连接sim卡。充电管理设备还可以设置有sd卡微控制器14，连接sim卡，与手机等其他终端进行通信。

在其中一个实施例中，如图3所示，电源模块包括：开关电源91和多路dc/dc转换电路92；各dc/dc转换电路92输出的电压值不同；开关电源91的输入端用于连接外部交流电源，输出端连接各dc/dc转换电路92；dc/dc转换电路92用于为网络通信单元32、蓝牙单元31、控制器1和信息采集模块2提供相应的工作电压。

由于网络通信单元32与其他的单元模块工作电压常有差异，所以电源模块9中至少设置两路dc/dc转换电路92，将开关电源91输出的直流电压，再转换为两路不同的工作电压，为各单元模块提供相应的工作电压。例如，开关电源91将外部交流电源220v/50hz的交流电，转换为5v的直流电压，一路dc/dc转换电路92将该5v的直流电压转换为3.8v的直流电压为网络通信单元32供电。另一路dc/dc转换电路92将该5v直流电压转换为3.3v直流电压，为蓝牙单元31、控制器1和信息采集模块2等供电。其中，网络通信单元32可以是型号为me3630的4g-lte通信单元。需要说明的是，电源模块9中可以包括两路以上的dc/dc转换电路92，可以根据实际产品中各模块的额定工作电压，进行相应设计。外部交流电源可以是配电箱，还可以是供电网等。开关电源91可以由整流电路组成。

在其中一个实施例中，如图6所示，充电管理设备还包括壳体00，控制器1和信息采集模块2设置在壳体00的腔室内；壳体00的接线面板上设置有：第一通孔01，电流输入接口a穿过第一通孔01与配电箱4连接；第二通孔02，电压输入接口b穿过第二通孔02与配电箱4连接。

在其中一个实施例中，充电管理设备还包括壳体00，显示模块8设置在壳体00的腔室内，壳体00的显示屏板上设置有第三通孔03，显示模块8穿过第三通孔03并与壳体00的外表面平齐或低于壳体00的外表面。

为了保护充电管理设备中的各类电气元件不受外界环境侵蚀等，充电管理设备还包括壳体00，壳体00上设置有各种通孔，以便壳体00内的控制器1、通信模块3和信息采集模块2与配电箱4、充电桩5等进行连接。具体的，壳体00上设置有供电流输入接口a通过的第一通孔01，还设置有供电压输入接口b通过的第二通孔02，电流输入接口a和电压输入接口b均为信息采集模块2上与配电箱4联系的接口，实现配电箱4侧电信息的采集。充电管理设备上还设置第三通孔03，第三通孔3供显示模块8穿过，壳体00包围该显示模块8，显示模块8上的屏幕与壳体00的外表面平齐或者屏幕所在平面略低于所在侧面的壳体00所在平面，一面显示模块8的屏幕被刮花。可选的，第一通孔01、第二通孔02和第三通孔03可以设置在壳体00的同一个侧面，方便连线。

在其中一个实施例中，充电管理设备还包括壳体，网络通信单元、蓝牙单元均设置在壳体的腔室内；壳体的接线面板上设置有：第四通孔，与指示灯的大小匹配，指示灯穿过第四通孔与外界连通；第五通孔，与蓝牙单元的第一天线的大小匹配，第一天线穿过第五通孔与外界连通；第六通孔，与网络通信单元的第二天线的大小匹配，第二天线穿过第六通孔与外界连通。

其中，如图6所示，壳体00上还设置有固定孔08，固定孔08用于穿过固定件，使得壳体00与控制器1等固定连接。

在其中一个实施例中，充电管理设备还包括以太网网口16，以太网网口16的第一端连接控制器1，以太网网口16的第二端用于连接sim卡。

在其中一个实施例中，壳体的接线面板上还设置有第七通孔07，第七通孔07与以太网网口16的大小匹配，以太网网口07穿过第七通孔07与外界连通。

在其中一个实施例中，信息采集模块为电量计量芯片。电量计量芯片21可以包括三路电压采集端口和三路电流采集端口，分别采集配电箱4侧的三相电电压和电流。其中，电量计量芯片21可以是型号为atm90e36a的计量芯片。

在其中一个实施例中，如图7所示，电流输入接口a包括：与配电箱的输出端相应连接的a相正电流输入端口(采集配电箱负载端的ia+)、a相负电流输入端口(采集配电箱负载端的ia-)、b相正电流输入端口(采集配电箱负载端的ib+)、b相负电流输入端口(采集配电箱负载端的ib-)、c相正电流输入端口(采集配电箱负载端的ic+)和c相负电流输入端口(采集配电箱负载端的ic-)。信息采集模块2可以通过电流互感器ct来采集配电箱4输出的电流。

在其中一个实施例中，电压输入接口b包括：与配电箱的输出端相应连接的a相电压输入端口(采集配电箱负载端的ua)、b相电压输入端口(采集配电箱负载端的ub)、c相电压输入端口(采集配电箱负载端的uc)、零线输入端口(采集配电箱负载端的un)和地线输入端口(采集配电箱负载端的upe)。其中，信号采集模块2可以通过电压互感器pt来采集配电箱4输出的电压。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。