一種一機多槍的充電樁控制系統及其控制方法與流程
2023-05-31 04:48:01 1
本發明涉及充電樁領域，尤其是一種一機多槍的充電樁控制系統及其控制方法。
背景技術：
目前，國內外的充電樁系統基本上都是一機一槍或者一機雙槍，並且是一支充電槍配備一個計量控制單元，雙槍配備兩個計量控制單元，一個計費控制單元只支持一路充電槍的控制，計費等功能，如果是一機多槍的，則需要配置多個計費控制單元和多個射頻卡讀卡器才能實現，這樣整個充電樁系統不僅複雜繁瑣，而且成本高昂。
技術實現要素：
為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種一個主控電路和一個CPU卡讀卡器支持多路直流充電樁控制電路的一機多槍的充電樁控制系統，相應的，還提供一種一機多槍的充電樁控制方法。
本發明所採用的技術方案是：一種一機多槍的充電樁控制系統，包括主控電路、電源電路、CPU卡讀卡器、顯示與輸入電路、音頻輸出電路、多個直流充電樁控制電路、多個充電槍和多個直流電能表，所述主控電路分別與電源電路、CPU卡讀卡器、顯示與輸入電路連接，所述主控電路的輸出端與音頻輸出電路的輸入端連接，所述主控電路通過CAN總線與多個直流充電樁控制電路連接，所述直流充電樁控制電路的輸出端與充電槍的輸入端連接，所述主控電路通過RS485接口或CAN總線與多個直流電能表連接。
進一步地，所述直流充電樁控制電路包括主控晶片、接觸器和多個輸入端與交流電源連接的AC-DC整流電路，所述主控晶片通過CAN總線與主控電路連接，所述主控晶片通過CAN總線與多個AC-DC整流電路連接，所述多個AC-DC整流電路的正輸出端與接觸器的第一主觸點端子連接，所述接觸器的第二主觸點端子與充電槍的正輸入端連接，所述多個AC-DC整流電路的負輸出端與充電槍的負輸入端連接，所述主控晶片的輸出端分別與接觸器的第一線圈端子、第二線圈端子連接。
進一步地，所述充電樁控制系統還包括通信電路，所述通信電路與主控電路連接，所述通信電路包括2G移動通信電路和/或3G移動通信電路和/或4G移動通信電路和/或乙太網通信電路和/或藍牙電路和/或WIFI電路。
進一步地，所述充電樁控制系統還包括GPS/北鬥定位電路，所述GPS/北鬥定位電路通過RS232接口與主控電路連接。
進一步地，所述直流充電樁控制電路還包括電流傳感器、電壓傳感器和A/D轉換電路，所述電流傳感器的輸出端和電壓傳感器的輸出端分別與A/D轉換電路的輸入端連接，所述A/D轉換電路的輸出端與主控晶片的輸入端連接，所述多個AC-DC整流電路的負輸出端通過電流傳感器與充電槍的負輸入端連接，所述電壓傳感器包括第一電壓傳感器和第二電壓傳感器，所述第一傳感器的一端與接觸器的第二主觸點端子連接，所述第一傳感器的另一端與多個AC-DC整流電路的負輸出端連接，所述第二電壓傳感器與多個AC-DC整流電路的正輸出端和負輸出端並聯連接。
進一步地，所述直流充電樁控制電路還包括絕緣檢測電路，所述絕緣檢測電路與多個AC-DC整流電路的正輸出端和負輸出端並聯連接。
進一步地，所述直流充電樁控制電路還包括電磁鎖，用於鎖定相應的充電槍，所述主控晶片的輸出端與電磁鎖的輸入端連接。
本發明所採用的另一技術方案是：一種一機多槍的充電樁控制方法，應用於所述的一機多槍的充電樁控制系統，包括以下步驟：
S1、充電槍連接車輛；
S2、主控電路鎖定已連接車輛的充電槍的槍號，顯示與輸入電路向主控電路輸入充電支付方式信息；
S3、顯示與輸入電路向主控電路輸入充電支付信息，主控電路將相應的充電支付信息綁定在相應的槍號上；
S4、主控電路控制相應槍號的直流充電樁控制電路工作，則對應的充電槍開始向外供電；
S5、槍號對應的直流電能表開始計量電能並實時將電能信息上傳至主控電路，主控電路根據電能信息和充電方式信息獲取充電結束時間，並控制槍號相應的直流充電樁控制電路停止向外供電；
S6、主控電路根據電能信息和充電方式信息獲取充電費用信息，通過相應的充電支付方式完成付費後，主控電路控制直流充電樁控制電路停止工作。
進一步地，所述步驟S2之前還包括步驟S7：
S7、主控電路控制直流充電樁控制電路檢測電磁鎖是否鎖定，若鎖定，則進入步驟S2，否則，繼續步驟S7。
進一步地，所述充電支付信息包括二維碼ID號和/或支付卡ID號和/或手機號碼和/或支付帳號。
本發明的有益效果是：本發明一種一機多槍的充電樁控制系統及其控制方法，一機多槍的充電樁控制系統包括一個主控電路、一個CPU卡讀卡器、多個直流充電樁控制電路、多個直流電能表和多個充電槍，不僅充電樁控制系統簡單，而且能最大化地降低了系統成本；利用一機多槍的充電樁控制方法實現了對多個充電槍的充電控制和計費結算，不僅節約系統成本，而且方法簡單。
附圖說明
下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：
圖1是本發明中一種一機多槍的充電樁控制系統的結構框圖；
圖2是本發明中一種一機多槍的充電樁控制系統的一具體實施例示意圖；
圖3是本發明中一種一機多槍的充電樁控制系統的直流充電樁控制電路的一具體實施例示意圖；
圖4是本發明中一種一機多槍的充電樁控制方法的步驟流程圖；
圖5是本發明中一種一機多槍的充電樁控制方法的一具體實施例步驟流程圖。
具體實施方式
需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
一種一機多槍的充電樁控制系統，參考圖1，圖1是本發明中一種一機多槍的充電樁控制系統的結構框圖，包括主控電路、電源電路、CPU卡讀卡器、顯示與輸入電路、音頻輸出電路、多個直流充電樁控制電路、多個充電槍和多個直流電能表，主控電路分別與電源電路、CPU卡讀卡器、顯示與輸入電路連接，主控電路的輸出端與音頻輸出電路的輸入端連接，主控電路通過CAN總線與多個直流充電樁控制電路連接，直流充電樁控制電路的輸出端與充電槍的輸入端連接，主控電路通過RS485接口或CAN總線與多個直流電能表連接。
一機多槍的充電樁控制系統包括一個主控電路、一個CPU卡讀卡器、多個直流電能表、多個直流充電樁控制電路和多個充電槍，實現一機多槍充電，不僅節約系統成本，而且充電樁控制系統簡單。
本實施例中，參考圖2，圖2是本發明中一種一機多槍的充電樁控制系統的一具體實施例示意圖，主控電路以TI AM3354為中心處理晶片，配置其他外圍電路實現主控電路，其主要作為一機多槍的充電樁控制系統的主控中心和信息處理中心，TI AM3354晶片具有計量、計費、存儲、加密、解密、控制、定位及通信等一系列功能，能實現對充電樁的啟動向外供電、停止向外供電和計費等功能控制；顯示與輸入電路採用觸控螢幕來實現，不僅可進行信息顯示，還可以用來輸入信息；音頻輸出電路包括喇叭，用來播放音頻信息。
作為技術方案的進一步改進，參考圖3，圖3是本發明中一種一機多槍的充電樁控制系統的直流充電樁控制電路的一具體實施例示意圖，直流充電樁控制電路包括主控晶片、接觸器和多個輸入端與交流電源連接的AC-DC整流電路，多個主控晶片通過CAN總線與主控電路連接，所述主控晶片通過CAN總線與多個AC-DC整流電路連接，多個AC-DC整流電路的正輸出端與接觸器的第一主觸點端子連接，接觸器的第二主觸點端子與充電槍的正輸入端連接，多個AC-DC整流電路的負輸出端與充電槍的負輸入端連接，主控晶片的輸出端分別與接觸器的第一線圈端子、第二線圈端子連接。本實施例中，AC-DC整流電路包括4個，以直流充電樁控制電路1為例，直流充電樁控制電路1包括主控晶片1、AC-DC整流電路11M、12M、13M和14M、接觸器1KM，其連接關係如圖3所示，另外，AC-DC整流電路的個數可根據需要做調整；交流電源採用380V的交流電來實現。實際使用時，主控電路通過控制主控晶片實現對直流充電樁控制電路的控制，主控晶片接收主控電路的控制信號進行工作，當需要充電槍輸出電能時，主控晶片接收主控電路發送的充電信號後，控制接觸器的線圈得電，則交流電源通過AC -DC整流電路、接觸器後經過充電槍向外輸出電能。
另外，參考圖3，圖3是本發明中一種一機多槍的充電樁控制系統的直流充電樁控制電路的一具體實施例示意圖，直流充電樁控制電路還包括多個避雷器，包括第一避雷器和第二避雷器，以直流充電樁控制電路1為例，避雷器BLQ11的一端與交流電源連接，另一端接地，如圖3所示，AC-DC整流電路11M、12M、13M和14M的正輸出端連接在一起，負輸出端也連接在一起，避雷器BLQ12的一端與多個AC-DC整流電路的正輸出端和負輸出端連接，另一端接地，增加避雷器，在雷雨天氣時，保障一機多槍的充電樁控制系統的安全；在接觸器的第二主觸點端子與充電槍的正輸入端之間設置有第一熔斷器，多個AC-DC整流電路的負輸出端通過第二熔斷器與充電槍的負輸出端連接，本實施例中，在電流傳感器與充電槍的負輸出端之間設置第二熔斷器，以直流充電樁控制電路1為例，熔斷器包括包括第一熔斷器11FU和第二熔斷器12FU，增加熔斷器是為了在直流充電樁控制電路異常時，斷開電路，保護直流充電樁控制電路不被損壞；再者，直流充電樁控制電路還包括中間繼電器和洩放電阻，多個AC-DC整流電路的正輸出端與中間繼電器的一端連接，中間繼電器的另一端與和洩放電阻的一端連接，洩放電阻的另一端與多個AC-DC整流電路的負輸出端連接，本實施例中採用一個中間繼電器和一個洩放電阻來實現，如圖3中的中間繼電器KA1、KA2、……KAN以及電阻R1、R2、……RN，增加洩放電阻是為了在充電樁停止向外供電時，將電路中殘留的電能洩放掉，保護用戶安全。直流充電樁控制電路還包括漏電流檢測傳感器，漏電流檢測傳感器設置在充電槍的前端，本實施例中，如圖3所示，漏電流檢測傳感器設置在熔斷器與充電槍之間，包括漏電流檢測傳感器LD1、LD2、……LDN，漏電流檢測傳感器檢測電流是否洩露，保護充電樁使用者的安全，最後，如圖3所示，在交流電源的輸入端處連接有一三相四線電能表，負責測量所有充電槍的輸出電能總數。
作為技術方案的進一步改進，直流充電樁控制電路還包括電磁鎖，用於鎖定相應的充電槍，主控晶片的輸出端與電磁鎖的輸入端連接。主控電路通過主控晶片可以控制電磁鎖工作，將充電槍鎖定，在向外對電動車充電的過程中保障充電樁使用者的安全。
作為技術方案的進一步改進，參考圖3，圖3是本發明中一種一機多槍的充電樁控制系統的直流充電樁控制電路的一具體實施例示意圖，直流充電樁控制電路還包括電流傳感器、電壓傳感器和A/D轉換電路，如圖3中的電流傳感器1CT、2CT、……NCT，電流傳感器的輸出端和電壓傳感器的輸出端分別與A/D轉換電路的輸入端連接，A/D轉換電路的輸出端與主控晶片的輸入端連接，多個AC-DC整流電路的負輸出端通過電流傳感器與充電槍的負輸入端連接，電壓傳感器包括第一電壓傳感器和第二電壓傳感器，以直流充電樁控制電路1為例，第一傳感器11PT的一端與接觸器1KM的第二主觸點端子A2連接，第一傳感器11PT的另一端與多個AC-DC整流電路的負輸出端連接，第二電壓傳感器12PT與多個AC-DC整流電路的正輸出端和負輸出端並聯連接。
增加電流傳感器和電壓傳感器檢測直流充電樁控制電路的工作電流和電壓，當電流和電壓出現異常或者過大過小時，主控電路通過主控晶片可以控制AC-DC整流電路改變輸出的電流和電壓大小，保障直流充電樁控制電路的正常工作和正常向外供電。
作為技術方案的進一步改進，參考圖3，圖3是本發明中一種一機多槍的充電樁控制系統的直流充電樁控制電路的一具體實施例示意圖，直流充電樁控制電路還包括絕緣檢測電路，絕緣檢測電路與多個AC-DC整流電路的正輸出端和負輸出端並聯連接。增加絕緣檢測電路保障一機多槍的充電樁控制系統的使用安全，避免出現漏電現象。
作為技術方案的進一步改進，參考圖2，圖2是本發明中一種一機多槍的充電樁控制系統的一具體實施例示意圖，充電樁控制系統還包括通信電路，通信電路與主控電路連接，通信電路包括2G移動通信電路和/或3G移動通信電路和/或4G移動通信電路和/或乙太網通信電路和/或藍牙電路和/或WIFI電路。本實施例中，可以通過2G移動通信電路和/或3G移動通信電路和/或4G移動通信電路和/或乙太網通信電路與後臺伺服器連接，方便進行數據傳輸實現後臺充電樁監控。
作為技術方案的進一步改進，參考圖2，圖2是本發明中一種一機多槍的充電樁控制系統的一具體實施例示意圖，充電樁控制系統還包括GPS/北鬥定位電路，GPS/北鬥定位電路通過RS232接口與主控電路連接。增加GPS/北鬥定位電路，方便定位一機多槍的充電樁控制系統的具體位置，方便後臺監控。
一種一機多槍的充電樁控制方法，應用於所述的一機多槍的充電樁控制系統，參考圖4，圖4是本發明中一種一機多槍的充電樁控制方法的步驟流程圖，包括以下步驟：
S1、充電槍連接車輛；
S2、主控電路鎖定已連接車輛的充電槍的槍號，顯示與輸入電路向主控電路輸入充電支付方式信息；
S3、顯示與輸入電路向主控電路輸入充電支付信息，主控電路將相應的充電支付信息綁定在相應的槍號上；
S4、主控電路控制相應槍號的直流充電樁控制電路工作，則對應的充電槍開始向外供電；
S5、槍號對應的直流電能表開始計量電能並實時將電能信息上傳至主控電路，主控電路根據電能信息和充電方式信息獲取充電結束時間，並控制槍號相應的直流充電樁控制電路停止向外供電；
S6、主控電路根據電能信息和充電方式信息獲取充電費用信息，通過相應的充電支付方式完成付費後，主控電路控制直流充電樁控制電路停止工作。
應用於一機多槍的充電樁控制系統的充電樁控制方法，通過一個主控電路、一個CPU卡讀卡器、多個直流充電樁控制電路、多個直流電能表和多個充電槍，實現了對多個充電槍的充電控制和計費結算，不僅節約系統成本，而且充電控制方法簡單。
作為技術方案的進一步改進，參考圖5，圖5是本發明中一種一機多槍的充電樁控制方法的一具體實施例步驟流程圖，步驟S2之前還包括步驟S7：
S7、主控電路控制直流充電樁控制電路檢測電磁鎖是否鎖定，若鎖定，則進入步驟S2，否則，繼續步驟S7；充電支付信息包括二維碼ID號和/或支付卡ID號和/或手機號碼和/或支付帳號。
實際使用中，參考圖5，圖5是本發明中一種一機多槍的充電樁控制方法的一具體實施例步驟流程圖，當車輛過來充電時，用戶可取下充電樁上任意空閒的充電槍對接汽車，充電槍連接以後，充電樁的主控電路會啟動電磁鎖鎖定動作，並且檢測電磁鎖是否鎖上，如果電磁鎖未鎖定，充電樁的主控電路會繼續啟動電磁鎖鎖定動作，直到電磁鎖鎖好為止。
充電樁判斷電磁鎖已上鎖以後，充電樁的人機界面即顯示與輸入電路，本實施例中採用觸控螢幕，會顯示用戶所選擇的充電槍的槍號，並提示選擇支付方式，充電樁支付方式主要有刷卡支付、帳號和密碼支付、手機驗證碼支付及二維碼支付四種方式；選擇一種支付方式，主控電路會鎖定用戶的ID號並綁定在用戶當前選擇的充電槍號上。如果用戶選擇支付卡支付，用戶刷卡以後，充電樁的主控電路會鎖定用戶支付卡的ID號；用戶選擇手機驗證碼支付，充電樁會鎖定用戶輸入的手機號；選擇帳號密碼，充電樁就會鎖定用戶輸入的支付帳號；選擇二維碼支付方式的話，充電樁會鎖定二維碼ID號。接下來，充電樁會要求用戶選擇充電方式，充電方式主要有自動充滿、按金額充、按電度充及按時間充四種方式。
用戶確定充電方式以後，對應用戶選擇槍號上的直流充電樁控制電路在接收到主控電路的指令以後就閉合接觸器，充電樁開始給對接汽車充電，同時對應用戶選擇槍號上的直流電能表開始計量電度，並通過RS485接口或CAN總線實時把數據上傳至主控電路，以供充電完成以後進行計量計費。
在車輛充滿電量，或者所設定充電時間（金額、電量）已到達設定值，直流充電樁控制電路接收到主控電路下發的指令，直流充電樁控制電路做出斷開接觸器的動作，切斷電流輸出，停止向外輸出電能。
人機互動界面顯示請刷卡結算，用戶根據自己選擇的支付方式進行付費後，直流充電樁控制電路做出解鎖電磁鎖的的動作，電磁鎖解鎖以後，用戶拔槍並把充電槍掛回充電樁，充電過程結束。
以上是對本發明的較佳實施進行了具體說明，但本發明創造並不限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。