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領域，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，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進行充電槍的充電量的計算，單片機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
技術領域
[0001]本實用新型涉及充電技術領域，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】
[0002]隨著電動汽車行業的興起，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，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)和居民小區停車場或充電站內，可以根據不同的電壓等級為各種型號的電動汽車進行充電。充電粧的輸入端與交流電網直接連接，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交互操作界面上刷卡使用，進行相應的充電方式、充電時間、費用數據打印等操作，充電粧顯示屏能顯示充電量、費用、充電時間等數據。
[0004]目前市場上的大多數的交流充電粧裝置，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、接線復雜，如圖1所示，傳統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、維護復雜，外購的電能表升級和維修需要由廠家進行；
[0009]五、充電槍沒有自鎖功能，從而導致充電槍被隨意放置，既不美觀，又不安全。
【實用新型內容】
[0010]本實用新型要解決的技術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]實現本實用新型目的的技術方案是: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，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進行充電槍的充電量的計算，單片機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，通過刷卡來改變三極管基極的電平，二極管的正極連接三極管的發射極，二極管的負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化方案，電能計量芯片和單片機通過SPI接口或者UART接口進行通信。
[0015]作為本實用新型的優化方案，電能計量芯片和單片機之間設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信息前，充電槍始終掛在充電柜上，無法拿下，只有刷卡確認后，才能從充電柜上拿下，才能進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，才能再次刷卡進行付費，結束本次充電操作，這樣就避免了充電槍隨意亂扔亂放的現象，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容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明:
[0019]圖1為傳統交流充電粧接線圖；
[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的電路結構框圖；
[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，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進行充電槍的充電量的計算，單片機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，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，可將所有集電能計量于一體的交流充電粧裝置連接入網，并將充電信息數據或粧體信息上傳到云管理服務平臺，以方便查詢、統計、維護。此集電能計量于一體的交流充電粧裝置可以通過手機APP軟件進行智能遠程控制，比如:I，遠程查詢附近可用的充電粧;2，預訂充電粧的充電服務;3，直接導航至預設的充電粧;4，遠程啟動/停止充電；5，遠程查看充電進度;6，遠程查看充電狀態等。
[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，通過配置系統控制寄存器，可以分別對三路ADC采集通道配置放大倍數，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，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。
[0031]如圖5所示，相線電流采集通道ADl中的錳銅阻值根據電流規格進行選擇。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，通過刷卡來改變三極管基極的電平，二極管的正極連接三極管的發射極，二極管的負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。當刷卡確認信息后，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，進行充電操作；當充完電后，將充電槍被放回充電柜，并刷卡結束充電，LOCK變為高電平，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通過SPI接口或者UART接口進行通信，如圖8所示，電能計量芯片和單片機之間設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、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，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，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
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，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進行充電槍的充電量的計算，單片機將計算出的充電槍的充電量顯示在液晶顯示模塊上。2.根據權利要求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，通過刷卡來改變三極管基極的電平，二極管的正極連接三極管的發射極，二極管的負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.根據權利要求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.根據權利要求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通過SPI接口或者UART接口進行通信。5.根據權利要求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之間設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
【發明人】陳娟, 方波
【申請人】南京舜唐科技有限公司