一種集電能計量于一體的交流充電樁裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集電能計量于一體的交流充電樁裝置，包括主板、液晶顯示模塊和充電槍，主板是對輸入充電槍的交流電進(jìn)行電壓和電流的采樣來計算充電槍的充電量以及控制交流電的輸出，液晶顯示模塊用于顯示充電槍的充電量等充電信息。主板包括電能計量芯片和單片機(jī)，電能計量芯片用于采集輸入充電槍的交流電的電流和電壓，電能計量芯片將采集的電流和電壓傳輸給單片機(jī)進(jìn)行充電槍的充電量的計算，單片機(jī)將計算出的充電槍的充電量顯示在液晶顯示模塊上。本實用新型的無需外接電能表，體積小、成本低，維護(hù)方便，從安裝、體積和成本上得到了很大的改善。
【專利說明】
一種集電能計量于一體的交流充電樁裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集電能計量于一體的交流充電粧裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電動汽車行業(yè)的興起，充電粧在市場上占有的份額也逐漸增大，對充電粧產(chǎn)品的要求(包括體積，性能，成本)也越來越高。
[0003]充電粧其功能類似于加油站里面的加油機(jī)，可以固定在地面或墻壁上，安裝在公共建筑(公共樓宇、商場、公共停車場等)和居民小區(qū)停車場或充電站內(nèi)，可以根據(jù)不同的電壓等級為各種型號的電動汽車進(jìn)行充電。充電粧的輸入端與交流電網(wǎng)直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為電動汽車充電。充電粧一般提供常規(guī)充電和快速充電兩種充電方式，人們可以使用特定的充電卡在充電粧提供的人機(jī)交互操作界面上刷卡使用，進(jìn)行相應(yīng)的充電方式、充電時間、費用數(shù)據(jù)打印等操作，充電粧顯示屏能顯示充電量、費用、充電時間等數(shù)據(jù)。
[0004]目前市場上的大多數(shù)的交流充電粧裝置，就是主板+液晶顯示面板+充電槍+電能表四個主要部件組成。電能表一般都是采用外購的方式，這樣的充電粧裝置主要存在以下幾個不足:
[0005]—、體積大，中間需要增加了一個外購的電能表；
[0006]二、接線復(fù)雜，如圖1所示，傳統(tǒng)交流充電粧的交流電接入電能表，電能表輸出的交流電還需接入主板，以便控制輸出繼電器，電能表與主板之間還需通過串口來連接；
[0007]三、成本高，外購的電能表價格比較高；
[0008]四、維護(hù)復(fù)雜，外購的電能表升級和維修需要由廠家進(jìn)行；
[0009]五、充電槍沒有自鎖功能，從而導(dǎo)致充電槍被隨意放置，既不美觀，又不安全。
【實用新型內(nèi)容】
[0010]本實用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種體積小、接線簡單、成本低的集電能計量于一體的交流充電粧裝置。
[0011]實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案是:一種集電能計量于一體的交流充電粧裝置，包括主板、液晶顯示模塊和充電槍，主板是對輸入充電槍的交流電進(jìn)行電壓和電流的采樣來計算充電槍的充電量以及控制交流電的輸出，液晶顯示模塊用于顯示充電槍的充電量；主板包括電能計量芯片和單片機(jī)，電能計量芯片用于采集輸入充電槍的交流電的電流和電壓，電能計量芯片將采集的電流和電壓傳輸給單片機(jī)進(jìn)行充電槍的充電量的計算，單片機(jī)將計算出的充電槍的充電量顯示在液晶顯示模塊上。
[0012]作為本實用新型的優(yōu)化方案，集電能計量于一體的交流充電粧裝置還包括充電槍自鎖電路，充電槍用于對繼電器進(jìn)行控制，充電槍自鎖電路包括三極管、二極管和繼電器，通過刷卡來改變?nèi)龢O管基極的電平，二極管的正極連接三極管的發(fā)射極，二極管的負(fù)極連接繼電器供電電源，三極管基極電平的高低決定繼電器是否輸出電壓。
[0013]作為本實用新型的優(yōu)化方案，電能計量芯片包括三路ADC采集通道，一路ADC采集通道用于相線電流的采樣，一路ADC采集通道用于零線電流的采樣，一路ADC采集通道用于電壓的米樣。
[0014]作為本實用新型的優(yōu)化方案，電能計量芯片和單片機(jī)通過SPI接口或者UART接口進(jìn)行通信。
[0015]作為本實用新型的優(yōu)化方案，電能計量芯片和單片機(jī)之間設(shè)置有光耦合隔離電路，光耦合隔離電路的一端連接電能計量芯片的串口引腳，光耦合隔離電路的另一端連接單片機(jī)的串口引腳。
[0016]本實用新型具有積極的效果:I)本實用新型的無需外接電能表，體積小、成本低，維護(hù)方便，從安裝、體積和成本上得到了很大的改善；
[0017]2)本實用新型的充電槍具有自鎖功能，在用戶沒有刷卡確認(rèn)信息前，充電槍始終掛在充電柜上，無法拿下，只有刷卡確認(rèn)后，才能從充電柜上拿下，才能進(jìn)行下一步的充電操作，充電完成后，只有把充電槍放回充電柜上后，才能再次刷卡進(jìn)行付費，結(jié)束本次充電操作，這樣就避免了充電槍隨意亂扔亂放的現(xiàn)象，既美觀，又安全，同時減少損壞。
【附圖說明】

[0018]為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0019]圖1為傳統(tǒng)交流充電粧接線圖；
[0020]圖2為集電能計量于一體的交流充電粧裝置的接線圖；
[0021 ]圖3為電能計量芯片與單片機(jī)的電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖4為電壓通道的采樣電路圖；
[0023]圖5為相線電流采集通道的電路圖；
[0024]圖6為零線電流采集通道的電路圖；
[0025]圖7為充電槍自鎖電路圖；
[0026]圖8為串口通信的光耦合隔離電路圖。
【具體實施方式】
[0027]本實用新型公開了一種集電能計量于一體的交流充電粧裝置，包括主板、液晶顯示模塊和充電槍，主板是對輸入充電槍的交流電進(jìn)行電壓和電流的采樣來計算充電槍的充電量以及控制交流電的輸出，液晶顯示模塊用于顯示充電槍的充電量等充電信息；主板包括電能計量芯片和單片機(jī)，電能計量芯片用于采集輸入充電槍的交流電的電流和電壓，電能計量芯片將采集的電流和電壓傳輸給單片機(jī)進(jìn)行充電槍的充電量的計算，單片機(jī)將計算出的充電槍的充電量顯示在液晶顯示模塊上。其中，圖2是集電能計量于一體的交流充電粧裝置的接線圖，從圖2可以看出只需要輸入交流電即可實現(xiàn)，接線簡單方便。
[0028]該集電能計量于一體的交流充電粧裝置還包含了GPRS模塊，WIFI模塊，RFID模塊和TF存儲卡等，通過這些外設(shè)，可將所有集電能計量于一體的交流充電粧裝置連接入網(wǎng)，并將充電信息數(shù)據(jù)或粧體信息上傳到云管理服務(wù)平臺，以方便查詢、統(tǒng)計、維護(hù)。此集電能計量于一體的交流充電粧裝置可以通過手機(jī)APP軟件進(jìn)行智能遠(yuǎn)程控制，比如:I，遠(yuǎn)程查詢附近可用的充電粧;2，預(yù)訂充電粧的充電服務(wù);3，直接導(dǎo)航至預(yù)設(shè)的充電粧;4，遠(yuǎn)程啟動/停止充電；5，遠(yuǎn)程查看充電進(jìn)度;6，遠(yuǎn)程查看充電狀態(tài)等。
[0029]如圖3所示，電能計量芯片包括三路ADC采集通道，一路ADC采集通道用于相線電流的采樣，一路ADC采集通道用于零線電流的采樣，一路ADC采集通道用于電壓的采樣。ADC采集通道采用全差分方式輸入，通過配置系統(tǒng)控制寄存器，可以分別對三路ADC采集通道配置放大倍數(shù)，通過三路ADC采集通道，可計算得出有功功率，無功功率值，再通過增益、相位的校準(zhǔn)，精確的算出充電槍的充電量。其中，通訊模塊主要用于GPRS模塊、WIFI模塊、RFID模塊等的通訊;EEPROM主要用于存儲充電槍的充電量等信息。
[0030]如圖4所示，電壓通道的采樣電路通過精密電阻分壓，使電壓采集通道ADC3輸入信號在100?220Mvrms范圍內(nèi)。
[0031]如圖5所示，相線電流采集通道ADl中的錳銅阻值根據(jù)電流規(guī)格進(jìn)行選擇。如圖6所示為零線電流的采樣電路圖。
[0032 ]如圖7所示，集電能計量于一體的交流充電粧裝置還包括充電槍自鎖電路，充電槍用于對繼電器進(jìn)行控制，充電槍自鎖電路包括三極管、二極管和繼電器，通過刷卡來改變?nèi)龢O管基極的電平，二極管的正極連接三極管的發(fā)射極，二極管的負(fù)極連接繼電器供電電源，三極管基極電平的高低決定繼電器是否輸出電壓。當(dāng)刷卡確認(rèn)信息后，LOCK引腳為低電平，繼電器無12V輸出，充電槍可從充電柜上拿下，進(jìn)行充電操作；當(dāng)充完電后，將充電槍被放回充電柜，并刷卡結(jié)束充電，LOCK變?yōu)楦唠娖?，繼電器輸出12V，充電槍就鎖緊在充電柜上。
[0033]電能計量芯片和單片機(jī)通過SPI接口或者UART接口進(jìn)行通信，如圖8所示，電能計量芯片和單片機(jī)之間設(shè)置有光耦合隔離電路，光耦合隔離電路的一端連接電能計量芯片的串口引腳，光親合隔尚電路的另一端連接單片機(jī)的串口引腳。
[0034]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種集電能計量于一體的交流充電粧裝置，其特征在于:包括主板、液晶顯示模塊和充電槍，所述的主板是對輸入充電槍的交流電進(jìn)行電壓和電流的采樣來計算充電槍的充電量以及控制交流電的輸出，液晶顯示模塊用于顯示充電槍的充電量;所述的主板包括電能計量芯片和單片機(jī)，所述的電能計量芯片用于采集輸入充電槍的交流電的電流和電壓，所述的電能計量芯片將采集的電流和電壓傳輸給單片機(jī)進(jìn)行充電槍的充電量的計算，單片機(jī)將計算出的充電槍的充電量顯示在液晶顯示模塊上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集電能計量于一體的交流充電粧裝置，其特征在于:所述的集電能計量于一體的交流充電粧裝置還包括充電槍自鎖電路，所述的充電槍用于對繼電器進(jìn)行控制，充電槍自鎖電路包括三極管、二極管和繼電器，通過刷卡來改變?nèi)龢O管基極的電平，二極管的正極連接三極管的發(fā)射極，二極管的負(fù)極連接繼電器供電電源，三極管基極電平的高低決定繼電器是否輸出電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集電能計量于一體的交流充電粧裝置，其特征在于:所述的電能計量芯片包括三路ADC采集通道，一路ADC采集通道用于相線電流的采樣，一路ADC采集通道用于零線電流的采樣，一路ADC采集通道用于電壓的采樣。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集電能計量于一體的交流充電粧裝置，其特征在于:所述的電能計量芯片和單片機(jī)通過SPI接口或者UART接口進(jìn)行通信。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集電能計量于一體的交流充電粧裝置，其特征在于:所述的電能計量芯片和單片機(jī)之間設(shè)置有光耦合隔離電路，光耦合隔離電路的一端連接電能計量芯片的串口引腳，光親合隔尚電路的另一端連接單片機(jī)的串口引腳。
【文檔編號】G01R22/06GK205706229SQ201620669695
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】陳娟, 方波
【申請人】南京舜唐科技有限公司