基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及監(jiān)控技術領域，特別是涉及用于電動汽車的基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)，該充電監(jiān)控系統(tǒng)通過可執(zhí)行機構驅動模塊、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、CAN總線通訊模塊和RS485通訊模塊對充電機以及電動汽車充電過程進行在線實時監(jiān)控，各個模塊又通過對多方面參數指標進行監(jiān)控，從而實現該充電監(jiān)控系統(tǒng)的多功能全方位的實時監(jiān)控，提高充電機的安全系數和可靠性能，使得電動汽車充電更加便捷和智能化。
【專利說明】
基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及監(jiān)控技術領域，特別是涉及用于電動汽車的基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著污染和能源問題密切受到關注，電動汽車成為今后汽車發(fā)展的趨勢。而制約電動汽車發(fā)展因素的除了是電池本身之外，還有一個就是電池的充電方式，電動汽車的充電方式是通過充電站(如高速公路上類似于加油站的充電站、小區(qū)里的充電站等)的充電機進行充電。一般充電機的電壓電流比較大，以及成本比較高，因此對充電機在對電動汽車充電時進行監(jiān)控是提高充電效率和安全系數的關鍵所在。傳統(tǒng)的充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)主要包括與車載BMS通信、充電粧通信和充電站后臺通信的CAN或485通信網絡系統(tǒng)，模擬量采集系統(tǒng)，人機界面系統(tǒng)等，通過對充電機的常規(guī)異常狀態(tài)進行監(jiān)控，然后輸出報警信號。這種充電監(jiān)控系統(tǒng)雖然能解決基本的安全問題，但是其并未對電動汽車的充電過程進行監(jiān)控，不能及時調整相應的充電狀態(tài)，充電機使用時的安全性能和可靠性較差。
[0003]因此，針對現有技術中的存在問題，亟需提供一種安全系數高、可靠性能好、能夠實現多功能全方位的實時監(jiān)控的技術顯得尤為重要。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于避免現有技術中的不足之處而提供一種安全系數高、可靠性能好的基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)，該充電監(jiān)控系統(tǒng)能夠實現多功能、全方位的對充電機和充電過程進行實時監(jiān)控。
[0005]本實用新型的目的通過以下技術方案實現:
[0006]提供一種基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)，包括主控單元，以及分別與主控單元連接的可執(zhí)行機構驅動模塊、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、CAN總線通訊模塊和RS485通訊模塊;所述可執(zhí)行機構模塊分別與對地檢測繼電器、輔助電源繼電器、輸出直流接觸器、告警指示、運行指示、風機連接;可執(zhí)行機構驅動模塊通過主控單元的1 口與主控單元連接，可以對風機、輸出直流接觸器、輔助電源繼電器、對地檢測繼電器進行控制，以及能夠指示運行狀態(tài)和告警，如啟動充電時，運行指示燈亮和啟動風機運行等操作。所述模擬量輸入模塊分別控制并采集總輸出電壓、總輸出電流、電池組電壓以及柜內溫度;模擬量輸入模塊與主控單元的ADC接口相連接，通過ADC模數轉換采集總輸出電流和電壓、電池組電壓以及溫度信息，一方面可以供操作者顯示，另一方面可以控制模塊參數的變化，以達到理想總電流電壓的輸出。所述開關量輸入模塊分別與急停按鈕、總開關跳閘器、防雷器、輸出保險管、輸出接觸器連接;開關量輸入模塊能夠實現急停停機、總開關跳閘器、防雷器、輸出保險管、輸出接觸器的檢測與控制，如定時檢測急停信號是否正常，不正常時相應的標志位置為I，檢測到恢復正常后相應標志位置為O。當標志位置為I時，則啟動急停停機。所述CAN總線通訊模塊分別與電動汽車的電池管理系統(tǒng)、多個電源模塊進行通訊;CAN總線通訊模塊(采用兩路CAN總線)一路CAN_1總線可以與電動汽車的電池管理系統(tǒng)(BMS)進行連接確認信號檢測以及實時數據交互，另一路CAN_2總線可以與充電機的各個電源模塊進行通訊，控制其輸出模式，實現各電源模塊電流的均等輸出。所述RS485通訊模塊分別與智能電表、讀卡模塊進行相互通訊;通過RS485通訊模塊使得主控單元與讀卡模塊取得連接關系，則能夠在讀卡模塊上感應射頻卡，可以實現操作者的身份驗證。通過主控單元可以與各個模塊進行相互通訊，對各個模塊所監(jiān)控的變量進行處理運算；
[0007]其中，還包括I2C通訊模塊、存儲模塊，所述主控單元通過所述I2C通訊模塊與存儲模塊進行數據存儲；I2C通訊模塊可以將主控單元與存儲模塊進行聯(lián)系起來，進行數據傳輸。
[0008]其中，還包括RS232通訊模塊、系統(tǒng)軟件升級模塊，所述主控單元通過所述RS232通訊模塊控制所述系統(tǒng)軟件升級模塊進行系統(tǒng)的升級;RS232通訊模塊可以用來加載更新程序，方便軟件的升級。
[0009]其中，還包括觸摸屏，所述主控單元通過所述RS485通訊模塊與所述觸摸屏進行通訊。
[0010]其中，所述主控單元是具有運算處理能力的微控制器。如采用基于ARM的32位微控制器STM32F107VBT6，通過該主控單元可以與各個模塊相互通訊。
[0011 ]本實用新型的有益效果在于:
[0012]本實用新型的基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)，通過可執(zhí)行機構驅動模塊、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、CAN總線通訊模塊和RS485通訊模塊對充電機以及電動汽車充電過程進行在線實時監(jiān)控，各個模塊又通過對多方面參數指標進行監(jiān)控，從而實現該充電監(jiān)控系統(tǒng)的多功能全方位的實時監(jiān)控，提高充電機的安全系數和可靠性能，使得電動汽車充電更加便捷和智能化。
【附圖說明】
[0013]利用附圖對本實用新型做進一步說明，但附圖中的內容不構成對本實用新型的任何限制。
[0014]圖1為本實用新型的基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖。
[0015]圖2為本實用新型的基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)上電后的流程圖。
[0016]圖3為本實用新型的基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)充電啟動后的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。
實施例
[0018]本實用新型的基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1所示包括主控單元，以及分別與主控單元連接的可執(zhí)行機構驅動模塊、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、CAN總線通訊模塊和RS485通訊模塊;可執(zhí)行機構模塊分別與對地檢測繼電器、輔助電源繼電器、輸出直流接觸器、告警指示、運行指示、風機連接;可執(zhí)行機構驅動模塊通過主控單元的1 口與主控單元連接，可以對風機、輸出直流接觸器、輔助電源繼電器、對地檢測繼電器進行控制，以及能夠指示運行狀態(tài)和告警，如啟動充電時，運行指示燈亮和啟動風機運行等操作。模擬量輸入模塊分別控制并采集總輸出電壓、總輸出電流、電池組電壓以及柜內溫度;模擬量輸入模塊與主控單元的ADC接口相連接，通過ADC模數轉換采集總輸出電流和電壓、電池組電壓以及溫度信息，一方面可以供操作者顯示，另一方面可以控制模塊參數的變化，以達到理想總電流電壓的輸出。開關量輸入模塊分別與急停按鈕、總開關跳閘器、防雷器、輸出保險管、輸出接觸器連接;開關量輸入模塊能夠實現急停停機、總開關跳閘器、防雷器、輸出保險管、輸出接觸器的檢測與控制，如定時檢測急停信號是否正常，不正常時相應的標志位置為I，檢測到恢復正常后相應標志位置為O。當標志位置為I時，則啟動急停停機。CAN總線通訊模塊分別與電動汽車的電池管理系統(tǒng)、多個電源模塊進行通訊;CAN總線通訊模塊(采用兩路CAN總線)一路CAN_1總線可以與電動汽車的電池管理系統(tǒng)(BMS)進行連接確認信號檢測以及實時數據交互，另一路CAN_2總線可以與充電機的各個電源模塊進行通訊，控制其輸出模式，實現各電源模塊電流的均等輸出。RS485通訊模塊分別與智能電表、讀卡模塊進行相互通訊;通過RS485通訊模塊使得主控單元與讀卡模塊取得連接關系，則能夠在讀卡模塊上感應射頻卡，可以實現操作者的身份驗證。通過主控單元可以與各個模塊進行相互通訊，對各個模塊所監(jiān)控的變量進行處理運算；
[0019]其中，還包括I2C通訊模塊、存儲模塊，主控單元通過I2C通訊模塊與存儲模塊進行數據存儲;I2C通訊模塊可以將主控單元與存儲模塊進行聯(lián)系起來，進行數據傳輸。
[0020]其中，還包括RS232通訊模塊、系統(tǒng)軟件升級模塊，主控單元通過RS232通訊模塊控制系統(tǒng)軟件升級模塊進行系統(tǒng)的升級;RS232通訊模塊可以用來加載更新程序，方便軟件的升級。
[0021]其中，還包括觸摸屏，主控單元通過RS485通訊模塊與觸摸屏進行通訊。
[0022]其中，主控單元是具有運算處理能力的微控制器。如采用基于ARM的32位微控制器STM32F107VBT6，通過該主控單元可以與各個模塊相互通訊。
[0023]當該充電監(jiān)控系統(tǒng)上電后，如圖2所示，通過主控單元定時檢測RS485通訊模塊上的設備(包括IC卡讀卡模塊、智能電表和觸摸屏)是否正常工作。若不正常時，相應的標志位置為I。檢測到恢復正常后則相應標志位置為O。通過主控單元監(jiān)聽CAN總線上在線的模塊(各個電源模塊)的狀態(tài)，以及定時檢測充電槍與電動車電池的連接狀態(tài)，模塊在線時相應的標志位置為I。通過主控單元定時檢測和控制急停停機、總開關跳閘器、防雷器、輸出保險管和輸出接觸器等開關量信號，不正常時相應的標志位置為I，檢測到恢復正常后相應的標志位置為O。如輸出保險管的相應標志位置為I時，即輸出保險管不正常，則會啟動告警指示，直到操作者把輸出保險管恢復正常后，相應標志位置為O，表示該信號正常。
[0024]當該充電監(jiān)控系統(tǒng)啟動后，如圖3所示，可執(zhí)行機構驅動模塊開始工作，啟動風機運行和點亮運行指示燈，控制輸出直流接觸器、輔助電源繼電器、對地檢測繼電器的閉合狀態(tài)，以及當出現任何一種告警時，告警指示燈點亮。當電動車開始充電時，模擬量輸入模塊開始工作，主控單元通過ADC模數轉換采集總輸出電流和電壓、電池組的電壓以及溫度信息，一方面可以將采集到的數據顯示觸摸屏上供操作者看，另一方面可以控制模塊參數的變化，以達到理想總電流、電壓的輸出。如當充電過程中，當監(jiān)測到充電機柜內的溫度過高，則啟動告警指示燈，對操作者進行提示，當充電機柜內的工作溫度超過最大值時，則充電機會啟動急停停機，防止發(fā)生危險。
[0025]本實用新型的基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)，通過可執(zhí)行機構驅動模塊、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、CAN總線通訊模塊、RS485通訊模塊等模塊來監(jiān)控充電機的運行狀態(tài)和電動車的充電過程的相關信息，從而實現從系統(tǒng)上電啟動到充電完成的整個過程的監(jiān)控，增強了該充電監(jiān)控系統(tǒng)以及一體式充電機的安全性和可靠性。另外，通過可執(zhí)行機構驅動模塊可以對風機、輸出直流接觸器、輔助電源繼電器、對地檢測繼電器進行控制，以及能夠指示運行狀態(tài)和告警;通過模擬量輸入模塊可以監(jiān)測總輸出電流和電壓、電池組的電壓以及溫度信息。這樣可以實現在充電過程中實時在線監(jiān)控，從而提高了該充電監(jiān)控系統(tǒng)的性能，擴大了監(jiān)控范圍。
[0026]最后應當說明的是，以上實施例僅用于說明本實用新型的技術方案而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和范圍。
【主權項】
1.基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括主控單元，以及分別與主控單元連接的可執(zhí)行機構驅動模塊、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、CAN總線通訊模塊和RS485通訊模塊;所述可執(zhí)行機構模塊分別與對地檢測繼電器、輔助電源繼電器、輸出直流接觸器、告警指示、運行指示、風機連接;所述模擬量輸入模塊分別控制并采集總輸出電壓、總輸出電流、電池組電壓以及柜內溫度;所述開關量輸入模塊分別與急停按鈕、總開關跳閘器、防雷器、輸出保險管、輸出接觸器連接;所述CAN總線通訊模塊分別與電動汽車的電池管理系統(tǒng)、多個電源模塊進行通訊;所述RS485通訊模塊分別與智能電表、讀卡模塊進行相互通訊。2.根據權利要求1所述的基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:還包括I2C通訊模塊、存儲模塊，所述主控單元通過所述I2C通訊模塊與存儲模塊進行數據存儲。3.根據權利要求1或2所述的基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:還包括RS232通訊模塊、系統(tǒng)軟件升級模塊，所述主控單元通過所述RS232通訊模塊控制所述系統(tǒng)軟件升級模塊進行系統(tǒng)的升級。4.根據權利要求3所述的基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:還包括觸摸屏，所述主控單元通過所述RS485通訊模塊與所述觸摸屏進行通訊。5.根據權利要求1所述的基于一體式充電機的充電監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述主控單元是具有運算處理能力的微控制器。
【文檔編號】G05B19/048GK205485534SQ201620263859
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】周映虹, 黃熙
【申請人】廣州弘熙信息科技有限公司