[发明专利]一种集成交直流充电功能的电动汽车充电桩

说明书

技术领域

本发明涉及充电系统领域，尤其涉及一种集成交直流充电功能的电动汽车充电桩。

背景技术

目前，国内外的绝大多数现有电动汽车非车载式充电桩，均区分为单独的交流小功率慢速充电及直流大功率快速充电两种不同类型：对于交流小功率慢速充电型，在电动汽车车主时间紧张，需要快速充满车辆电池立即开车出行的情况下，因其输出功率不足而无法满足；而对于直流大功率快速充电型，虽然其输出功率比交流慢充大，足以保证迅速充满车辆，但是，相应对电池寿命的损耗也较大，加之在用电负荷低的空闲时段比如夜间时，谷电电费也较白天低，因此，此时不选择直流快充而采用交流慢充方式对车辆充电却又更优。可见，现有的这些非车载式充电桩，由于对交、直流充电输出方式及输出功率的这种割裂，人为使具备不同充电速度的充电桩隔离划分为不同类型，功能显得专一，从而无法同时满足在这两种不同情形下对车辆充电速度的如此对立的使用要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种集成交直流充电功能的电动汽车充电桩，改造现有技术中的充电系统的内部结构，提高充电系统的充电效率，增加充电系统的充完电后的自动断开功能，增加导航信息的上传功能以及增加充电系统充电状态上传功能，更为关键的是，将原本独立分布在城市各个公共区间内的充电系统设置在路灯装置上，以城市路灯为硬件平台，实现充电系统分布均匀、数量众多的特点。

根据本发明的一方面，提供了一种集成交直流充电功能的电动汽车充 电桩，所述充电系统包括GPS定位仪、LED灯管、LED驱动设备和充电电压变化率检测设备，GPS定位仪用于提供充电系统的GPS位置，LED灯管和LED驱动设备协同操作，用于为附近提供路灯照明，充电电压变化率检测设备用于在充电系统为电动汽车充电时，实时检测充电电压变化率，充电电压变化率用于确定电动汽车是否充电完毕。

更具体地，在所述集成交直流充电功能的电动汽车充电桩中，包括：剩余充电时间检测仪，与充电系统上正充电的电动汽车的蓄电池连接，用于基于蓄电池的当前电量确定充电系统将蓄电池充满所需用的剩余充电时间；空闲状态检测仪，与充电系统的充电插座连接，用于确定充电系统是否处于空闲状态，相应地，发送空闲指示信号或占用指示信号；GPS定位仪，设置在充电系统上，用于接收GPS卫星发送的、充电系统的GPS位置；无线通信接口，设置在充电系统上，用于与远端的充电系统管理服务器建立双向无线通信链路；第一电阻，一端与电动汽车的蓄电池的充电正端连接；测量互感器，二次侧负端与电动汽车的蓄电池的充电负端连接，二次侧正端与第一电阻的另一端连接；第二电阻，一端与测量互感器的一次侧负端连接，另一端与测量互感器的一次侧正端连接；第三电阻，一端与测量互感器的一次侧正端连接；第四电阻，一端与第三电阻的另一端连接，另一端与运算放大器的输出端连接；运算放大器，输入负端与第三电阻的另一端连接，输入正端与测量互感器的一次侧负端连接，输入正端接入一个正的参考电压；AD转换器，输入端与运算放大器的输出端连接，输出端即测量的实时电压数据；计时器，用于提供计时信号；充电控制设备，与充电插座连接，用于切断或恢复对充电插座的充电供应；一体化结构，包括LED灯管、LED驱动设备、振动传感设备、充电插座、过压保护设备、过流保护设备、路灯状态检测设备、市电输入接口、整流设备、稳压设备、变压设备和MSP430单片机；市电输入接口用于接入市政交流电；整流设备与市电输入接口连接，用于将220V市政交流电整流为直流电；稳压设备与整流设备连接，用于对直流电进行稳压处理；变压设备与稳压设备连接，用于对稳压后的直流电进行变压处理以获得LED灯管所需要的工作电压；充电插座与变压设备连接，用于与电动汽车的充电插头连接，对电动汽车的电池进行充电；过压保护设备与充电插座连接，用于为 充电插座的充电电压提供过压保护；过流保护设备与充电插座连接，用于为充电插座的充电电流提供过流保护；振动传感设备用于检测附近的音量大小，以确定是否向LED驱动设备发送打开控制信号或关闭控制信号；LED驱动设备与振动传感设备和LED灯管分别连接，用于向LED灯管发送打开控制信号或关闭控制信号以控制LED灯管的打开或关闭；MSP430单片机与AD转换器的输出端、计时器和充电控制设备分别连接，基于AD转换器和计时器的输出确定实时电压数据的电压变化率，当电压变化率小于等于预设变化率阈值时，控制充电控制设备以切断对充电插座的充电供应；其中，MSP430单片机还与剩余充电时间检测仪、空闲状态检测仪、GPS定位仪和无线通信接口分别连接，将充电系统的GPS位置无线发送给远端的充电系统管理服务器，还将空闲指示信号或占用指示信号无线发送给远端的充电系统管理服务器，以及在无线发送占用指示信号时将蓄电池充满所需用的剩余充电时间无线发送给远端的充电系统管理服务器。