電動車輛分時段智能收費充電裝置的製作方法

2023-06-08 22:05:01 1

專利名稱：電動車輛分時段智能收費充電裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有分時段智能收費功能的充電裝置。主要適 用於電動車輛在充電樁、高效儲能電站、停車場充電站點等場所的分時段智能充電、繳費。(二)、背景技術由於發電廠發出的交流電的電能無法儲存，目前存在著用電高 峰時，用電負荷大，電力緊張，而在用電低谷時，電力過剩的突出問題。而普通充電器的充電 時間多選擇在用電尖峰時段，既加重了用電緊張狀況，又增加了充電的成本。另一方面，在現有的充電樁、高效儲能電站、停車場充電站點等場所給車輛充電時 尚沒有一種令人滿意的智能收費管理系統，不僅給計費、繳費帶來麻煩，降低了工作效率， 而且會出現竊電等管理混亂狀況。(三)、發明內容本發明旨在提供一種電動車輛分時段智能收費充電裝置，用以 克服上述已有充電方式的缺陷，所要解決的技術問題是，通過價格和技術控制鼓勵在用電 低谷時對蓄電池進行充電，既可緩解用電高峰時的電力緊張狀況，又可增加用電低谷時的 負荷率，也降低了充電成本。本發明所要解決的第二個技術問題是，實現智能收費管理。本發明採用了以下技術方案。一種電動車輛分時段智能收費充電裝置，包括高頻開關電源，定時分時段控制器， 充電控制器，電壓選擇器，電流選擇器，充電器，電壓比較器，電流比較器，電流取樣電路，充 電電池，其特徵是高頻開關電源的輸出端分別與定時分時段控制器的輸入端、充電控制器 的第二輸入端相接；定時分時段控制器的輸出端與充電控制器的第一輸入端相連；充電控 制器的兩個輸出端分別與電壓選擇器、電流選擇器的輸入端相連；電壓選擇器的輸出端分 別與充電器的第一輸入端和電壓比較器的第二的輸入端相接；電流選擇器的輸出端分別與 充電器的第二輸入端和電流比較器的第二輸入端相連；充電器的輸出端與電流取樣電路的輸入端相連，電流取樣電路的第一輸出端與充 電電池的輸入端相連，電流取樣電路的第二輸出端和電流比較器的第一輸入端相連；充電電池的輸出端與電壓比較器的第一輸入端相接；電壓比較器的輸出端和電流 比較器的輸出端分別與充電控制器的第一輸入端和第二輸入端相連。高頻開關電源的輸出電壓採用電壓值不同的多組輸出。定時分時段控制器包含單片機和用於峰谷時段充電轉換的充電轉換控制開關。充電控制器中設有智能計費卡、投幣口、刷卡接口、充電預置輸入接口、輸出列印 接口和小形液晶顯示器。本發明的積極效果在於第一、定時分時段控制器採用單片機和充電轉換開關控制。常態時充電轉換開關 設置在「關」的狀態，即工作在用電低谷時段。如在特別情況下需要在峰值通電充電時，智 能電能充電裝置有LED發光管提示需要將充電轉換開關置「開」的位置方能充電(此時計 費按峰值電價計費)。通過價格調節和技術控制鼓勵在用電低谷時對蓄電池進行充電，既可 緩解用電高峰時的電力緊張狀況，又可增加用電低谷時的負荷率，也降低了充電成本。第二、充電控制器中設有智能計費卡、投幣口、刷卡接口、充電預置輸入接口、輸出 列印接口、小形液晶顯示器。由單片機根據不同的充電時段和投幣、刷卡金額自動控制充電計費。輸出信號由小形液晶顯示器顯示以上內容並通過輸出列印接口列印輸出；充電時間、 時段、充電單價、充電費、充電餘額等數據。實現了智能收費管理。第三、智能計費卡可與國內現有的充電樁、儲能電站的充電器設施配套兼容，也可 用於電動汽車、電動叉車的充電器做為充電計費標準的依據(根據國家有關職能部門的管 理規定)。智能計費卡可預置不同等值的充電金額出售。在公用場所，充電器中如不按裝此 智能計費卡則無法進性充電，起到防止盜電作用。智能計費卡按充電時的不同峰谷時段的 電價自動計費，公正公開，防止亂收費。第四、具有適應於多種類型蓄電池系統和適應多種電壓等級的能力，並可調節充 電電流的大小。第五、具備多種類型蓄電池的充電控制算法，可與各類電動汽車上不同的蓄電池 系統實現充電特性匹配，能夠針對不同的電池充電，並可實現無損電池充電，可監控電池的 充電過程，避免出現過充現象，延長電池使用壽命，可廣泛適用於電動汽車、電動叉車、混合 電動車、電動摩託車、電動自行車、太陽能燈具中所配套的蓄電池充電。第六、採用高頻開關電源技術和PFC專用IC，使產品的充電效率高、損耗小，體積第七、充電控制器由單片機控制，，並根據不同的充電階段設定不同的充電方式。 起始為餘弦波快速自動充電，在電池接近充滿時自動轉入涓流充電，充滿時自動停充。本發明可廣範適用於電動汽車、電動叉車、混合電動車、電動摩託車、電動自行車 的智能化充電。基於國內不小省市地區已建立了相當數量和規摸的充電樁或高效儲能電 站，隨著電動汽車等相關產品的逐年增多，充電樁或高效儲能電站也會不斷增建，因此智能 化電能充電裝置有廣闊的發展空間。不需要象建充電站那樣購買大量充電電池，節省了投 資。

圖1是本發明的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例進一步說明本發明。如圖1所示，本實施例包括高頻開關電源1，定時分時段控制器2，充電控制器3，電 壓選擇器4，電流選擇器5，充電器6，電壓比較器7，電流比較器8，電流取樣電路9，充電電 池10。220VAC/380VAC電源接高頻開關電源1的輸入端，高頻開關電源1的輸出端分別 與定時分時段控制器2的輸入端、充電控制器3的第二輸入端3-③相接。定時分時段控制 器2的輸出端與充電控制器3的第一輸入端3-①相連。充電控制器3的兩個輸出端A和 B分別與電壓選擇器4、電流選擇器5的輸入端相連。電壓選擇器4的輸出端分別與充電器 6的第一輸入端6-①和電壓比較器7的第二的輸入端7-②相接。電流選擇器5的輸出端 分別與充電器6的第二輸入端6-②和電流比較器8的第二輸入端8-②相連。充電器6的輸出端與電流取樣電路9的輸入端相連，電流取樣電路9的第一輸出 端9-①與充電電池10的輸入端相連，電流取樣電路9的第二輸出端9-②和電流比較器8 的第一輸入端8-①相連。充電電池10的輸出端與電壓比較器7的第一輸入端7-①相接。電壓比較器7 的輸出端和電流比較器8的輸出端分別與充電控制器3的第一輸入端3-②和第二輸入端 3-④相連。
高頻開關電源1是工作頻率為100KHZ的AC/DC轉換器，採用脈寬調製IC; SG3525A，其輸出為多組低壓直流輸出，可以適合多種類型電池電壓的充電需要。並可為單 片機電源和其它多功能模塊的電源供電。定時分時段控制器2採用單片機和充電轉換開關控制。常態時充電轉換開關設置 在「關」的狀態，即工作在用電低谷時段，比如每天的22:00-7:00時段。如在特別情況下需 要在峰值通電充電時，智能峰谷電能充電器有LED發光管提示需要將充電轉換開關置「開，， 的位置方能充電。(此時計費按峰值電價計費)充電控制器3中設有智能計費卡、投幣口、刷卡接口、充電預置輸入接口、輸出打 印接口、小形液晶顯示器。由單片機根據不同的充電時段和投幣、刷卡金額自動控制充電計 費。輸出信號由小型液晶顯示器顯示以上內容並通過輸出列印接口列印輸出；如充電時間、 時段、充電單價、充電費、充電餘額等數據。智能計費卡可與國內現有的充電樁、儲能電站的 充電器設施配套兼容，也可用於電動汽車、電動叉車等的充電器做為充電計費標準的依據 (根據國家有關職能部門的管理規定)。智能計費卡可預置不同等值的充電金額出售。充電控制器3由單片機控制，並根據不同的充電階段設定不同的充電方式。起始 為餘弦波快速自動充電，在電池接近充滿時自動轉入涓流充電，充滿時自動停充。在公用場所，充電器中如不按裝此智能計費卡則無法進性充電，起到防止盜電作 用。智能計費卡按充電時的不同峰谷時段的電價自動計費，公正公開，防止亂收費。電壓比較器7對充電電壓和充電電池10電壓進行比較。電流比較器8對充電電 流與所設定的電流進行比較。由單片機控制，按充電的不同階段分別進行餘弦波式快速充 電，浮式充電和過充保護，過流保護控制。充電器6由專用集成電路控制場效管(無觸點開關)對充電電池進行充電。電流 取樣信號，對充電迴路主電流取樣送電流比較器與電流選擇器中設定的充電電流比較後， 其輸出信號經放大後送充電控制器3調節充電電流設定值。充電電池10電壓隨著充電的不間斷進行逐漸升高，當升至過充電壓的95%時，充 電轉入浮充電流階段，充電電池10的充電電壓至過充極限時，由充電控制器3控制輸出切 斷輸出信號，充電結束。
權利要求
一種電動車輛分時段智能收費充電裝置，包括高頻開關電源(1)，定時分時段控制器(2)，充電控制器(3)，電壓選擇器(4)，電流選擇器(5)，充電器(6)，電壓比較器(7)，電流比較器(8)，電流取樣電路(9)，充電電池(10)，其特徵是高頻開關電源(1)的輸出端分別與定時分時段控制器(2)的輸入端、充電控制器(3)的第二輸入端(3 ③)相接；定時分時段控制器(2)的輸出端與充電控制器(3)的第一輸入端(3 ①)相連；充電控制器(3)的兩個輸出端(A和B)分別與電壓選擇器(4)、電流選擇器(5)的輸入端相連；電壓選擇器(4)的輸出端分別與充電器(6)的第一輸入端(6 ①)和電壓比較器(7)的第二的輸入端(7 ②)相接；電流選擇器(5)的輸出端分別與充電器(6)的第二輸入端(6 ②)和電流比較器(8)的第二輸入端(8 ②)相連；充電器(6)的輸出端與電流取樣電路(9)的輸入端相連，電流取樣電路(9)的第一輸出端(9 ①)與充電電池(10)的輸入端相連，電流取樣電路(9)的第二輸出端(9 ②)和電流比較器(8)的第一輸入端(8 ①)相連；充電電池(10)的輸出端與電壓比較器(7)的第一輸入端(7 ①)相接；電壓比較器(7)的輸出端和電流比較器(8)的輸出端分別與充電控制器(3)的第一輸入端(3 ②)和第二輸入端(3 ④)相連。
2.如權利要求1所述的電動車輛分時段智能收費充電裝置，其特徵是高頻開關電源 (1)的輸出電壓採用電壓值不同的多組輸出。
3.如權利要求1所述的電動車輛分時段智能收費充電裝置，其特徵是定時分時段控 制器(2)包含單片機和用於峰谷時段充電轉換的充電轉換控制開關。
4.如權利要求1所述的電動車輛分時段智能收費充電裝置，其特徵是充電控制器(3) 中設有智能計費卡、投幣口、刷卡接口、充電預置輸入接口、輸出列印接口和小形液晶顯示器。
全文摘要
本發明是一種電動車輛分時段智能收費充電裝置，定時分時段控制器的輸出端接充電控制器的輸入端，電壓選擇器的輸出分別接充電器的輸入端和電壓比較器的輸入端電流選擇器的輸出分別接充電器的輸入端和電流比較器的輸入端充電器的輸出接電流取樣電路的輸入端，電流取樣電路的輸出端接充電電池的正端，充電電池的正端接電壓比較器的輸入端，電壓比較器和電流比較器的輸出分別接充電控制器的輸入端。通過價格調節和技術控制鼓勵在用電低谷時對蓄電池進行充電，既可緩解用電高峰時的電力緊張狀況，又可增加用電低谷時的負荷率，也降低了充電成本。並實現了智能收費管理。
文檔編號H02J7/10GK101989761SQ20091001737
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月1日 優先權日2009年8月1日
發明者田仁德 申請人:田仁德