一種集成直流電表功能的監控單元的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種集成直流電表功能的監控單元，屬于電動汽車電源技術領域。包括輔助電源及依次相連的采樣模塊、主處理器和通訊模塊，還包括與主處理器相連的顯示模塊，以及設置于采樣模塊和主處理器之間的計量芯片；輔助電源與采樣模塊、通訊模塊、主處理器、顯示模塊及計量芯片分別相連并提供工作所需的電力支持。本實用新型公開的集成直流電表功能的監控單元，比起原來使用獨立直流電能表的技術方案，具有更高的集成度，可以優化充電機的結構空間和電氣系統的布線工藝，同時降低了成本。
【專利說明】
一種集成直流電表功能的監控單元
技術領域
[0001]本實用新型屬于電動汽車電源技術領域，涉及一種電動汽車充電機中集成直流電表功能的監控單元。
【背景技術】
[0002]近年來新能源汽車產業發展迅速，電動汽車的應用也越來越廣泛。相應的配套產業也迎來了快速發展，如電動汽車的配套基礎設施一一充電機就是如此。由于電動汽車的動力來源于動力電池，動力電池使用后必須進行充電補充能量才能繼續使用，這就要求電動汽車必須有配套的充電機用以充電。目前運營的充電機多為公共運營，在此類充電機充電的電動汽車客戶需要進行收費，這就要求充電機有電表進行充電電能進行計量，以作為收費的依據。
[0003]直流充電機作為運營使用自然也不例外，直流充電機的每一路功率輸出回路(即每一路充電槍)都會配置一個直流電表，用以計量和顯示每一路充電的電壓、電流、功率和電量等信息。
[0004]直流充電機中的監控單元負責充電機內部的監控以及和電動汽車BMS的信息通訊，主要由輔助電源、采樣模塊、主處理器、存儲器、通訊模塊等組成。
[0005]而直流電表一般由輔助電源、采樣模塊、計量芯片、主處理器、存儲器、通信模塊以及顯示模塊組成。輔助電源從輔源輸入線取電后給電表各組成單元穩定供電，采樣模塊通過采樣線從充電機的功率輸出回路采集電壓、電流信號，由計量芯片進行數據處理和電量計量，數據通過主處理器后由顯示模塊進行顯示，再通過RS485通信線與充電機的通訊模塊連接，進行信息的交互。
[0006]從組件單元上看，直流電表與充電機的監控單元有許多部分是功能相同的。目前充電機每個充電回路都單獨配置了一個直流電表，不僅占據了一定的系統空間，增加電氣系統的布線和裝配工作量，還增加了充電機的成本。
【實用新型內容】
[0007]為了克服上述現有技術存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種集成直流電表功能的監控單元，該監控單元結構簡潔、集成度高、成本低。
[0008]本實用新型是通過以下技術方案來實現:
[0009]—種集成直流電表功能的監控單元，包括輔助電源及依次相連的采樣模塊、主處理器和通訊模塊，還包括與主處理器相連的顯示模塊，以及設置于采樣模塊和主處理器之間的計量芯片;輔助電源與采樣模塊、通訊模塊、主處理器、顯示模塊及計量芯片分別相連并提供工作所需的電力支持；
[0010]采樣模塊，用于從功率輸出母線采集充電的電壓信號和電流信號并輸送至計量芯片;
[0011]計量芯片，用于對電壓信號和電流信號進行計算處理，并將處理得到的充電相關數據傳輸至主處理器；
[0012]顯示模塊，用于將主處理器上傳的充電相關數據轉換為數字顯示。
[0013]采樣模塊包括電壓采樣模塊和電流采樣模塊。
[0014]計量芯片采用直流電表專用計量芯片。
[0015 ]充電相關數據包括充電電壓、電流、功率及電量。
[0016]還包括與主處理器相連的存儲器，存儲器用于儲存計量芯片處理得到的充電相關數據。
[0017]主處理器能夠控制充電機輸出功率的大小。
[0018]通訊模塊采用CAN收發模塊，用于充電機內部監控以及與電動汽車BMS的信息交互。
[0019]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果:
[0020]本實用新型公開的集成直流電表功能的監控單元，包括輔助電源及依次相連的采樣模塊、主處理器和通訊模塊，還包括與主處理器相連的顯示模塊，以及設置于采樣模塊和主處理器之間的計量芯片;輔助電源與采樣模塊、通訊模塊、主處理器、顯示模塊及計量芯片分別相連并提供工作所需的電力支持。本實用新型的監控單元集成了計量芯片和顯示模塊，從而使功率分配單元具備了直流電表的功能，具有更高的集成度，可以優化充電機的結構空間和電氣系統的布線工藝，有效降低了成本。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為現有技術中未集成直流電表功能的監控單元原理框圖；
[0022]圖2為直流電表原理框圖；
[0023]圖3為本實用新型集成電表功能的監控單元原理框圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述:
[0025]參見圖1，為現有技術中未集成電表功能的監控單元原理框圖，包含監控單元的輔助電源、采樣模塊、主處理器和通訊模塊，還包括與主處理器相連的存儲器;參見圖2，為直流電表原理框圖，包括采樣模塊、計量芯片、主處理器和顯示模塊。
[0026]參見圖3，為本實用新型的集成電表功能的監控單元，在現有技術的基礎上增加了計量芯片和顯示模塊，使本實用新型監控單元除了原有的功能外，也具備了直流電表的計量和顯示功能。
[0027]本實用新型中輔助電源與采樣模塊、通訊模塊、計量芯片、主處理器以及顯示模塊連接并提供工作所需的電力支持；
[0028]采樣模塊包括電壓采樣和電流采樣，采樣模塊從功率輸出母線采集充電功率輸出的電壓信號和電流信號，輸送至計量芯片，由計量芯片進行數據處理和電參數的計算。
[0029]計量芯片為直流電表專用計量芯片，將電壓和電流信號進行數據處理和計量后，得到充電電壓、電流、功率、電量等充電相關數據并傳至主處理器。
[0030]主處理器連接了顯示模塊和存儲器，將計量芯片處理得到的數據傳至顯示模塊，并存在存儲器中。主處理器還可以根據得到的電壓、電流數據以及通訊模塊交互獲得的BMS充電電壓、電流需求，控制充電機輸出功率的大小。
[0031 ]顯示模塊是將主處理器上傳的數據轉換為數字顯示，使監控單元具備顯示功能，方便查看。
[0032 ]通訊模塊為CAN收發模塊，負責充電機內部監控以及與電動汽車BMS的信息交互。
[0033]綜上所述，本實用新型公開的集成直流電表功能的監控單元，利用監控單元已有組件與直流電表部分組件具有相同功能的特點，在這部分組件的基礎上集成計量芯片和顯示模塊等直流電表功能必須的組件，從而使監控單元具備了直流電表的功能。比起原來使用獨立直流電能表的技術方案，具有更高的集成度，可以優化充電機的結構空間和電氣系統的布線工藝，同時降低了成本。
【主權項】
1.一種集成直流電表功能的監控單元，其特征在于，包括輔助電源及依次相連的采樣模塊、主處理器和通訊模塊，還包括與主處理器相連的顯示模塊，以及設置于采樣模塊和主處理器之間的計量芯片;輔助電源與采樣模塊、通訊模塊、主處理器、顯示模塊及計量芯片分別相連并提供工作所需的電力支持； 采樣模塊，用于從功率輸出母線采集充電的電壓信號和電流信號并輸送至計量芯片； 計量芯片，用于對電壓信號和電流信號進行計算處理，并將處理得到的充電相關數據傳輸至主處理器； 顯示模塊，用于將主處理器上傳的充電相關數據轉換為數字顯示。2.根據權利要求1所述的集成直流電表功能的監控單元，其特征在于，采樣模塊包括電壓采樣模塊和電流采樣模塊。3.根據權利要求1所述的集成直流電表功能的監控單元，其特征在于，計量芯片采用直流電表專用計量芯片。4.根據權利要求1所述的集成直流電表功能的監控單元，其特征在于，充電相關數據包括充電電壓、電流、功率及電量。5.根據權利要求1所述的集成直流電表功能的監控單元，其特征在于，還包括與主處理器相連的存儲器，存儲器用于儲存計量芯片處理得到的充電相關數據。6.根據權利要求1所述的集成直流電表功能的監控單元，其特征在于，主處理器能夠控制充電機輸出功率的大小。7.根據權利要求1所述的集成直流電表功能的監控單元，其特征在于，通訊模塊采用CAN收發模塊，用于充電機內部監控以及與電動汽車BMS的信息交互。
【文檔編號】G01R22/10GK205484551SQ201620257114
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】袁慶民, 茹永剛, 劉強, 黃炎, 紀青環, 曹為正, 李群剛
【申請人】西安特銳德智能充電科技有限公司, 青島特銳德電氣股份有限公司