專利名稱：一體式充電機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電力電子技術領域，特別涉及一種為電動汽車提供智能充電的一體式充電機。
背景技術：
目前國內外電動汽車充電機在功率等級上主要有4kW、10kW、15kW、30kW、45kW、 60kW、100kW、200kW等幾個等級；在技術上主要有采用傳統開關電源技術的充電機或采用三相脈寬調制技術的充電機。但無論是什么類型的充電機一般都是給直流充電樁配合使用構成分體式充電機。這些充電機一般沒有計量計費功能，還需要另配計量計費裝置。電動汽車充電機作為充電設施中的重點設備，需要具有易于操作、使用范圍寬，成本低、智能化程度高等特點。而目前的電動汽車充電機一般采用直流樁在室外、充電機在室內的分體式充電方案，并且沒有計費系統。因此，需要設計一種智能化程度高，計量計費和充電裝置一體的充電機來提高充電機的使用范圍降低充電機的操作難度。
實用新型內容為克服現有技術的上述缺陷，本實用新型的目的在于提出一種智能化程度高，計量計費與充電裝置一體的一體式充電機。為了實現上述目的，本實用新型通過以下技術方案來實現一種一體式充電機，其包括功率轉換模塊、電能計量表、監控模塊、顯示屏和刷卡機，所述功率轉換模塊、電能計量表、顯示屏和刷卡機分別與監控模塊相連接，所述功率轉換模塊把交流電轉換成直流電，所述監控模塊監控功率轉換模塊的工作過程并通過通信顯示在顯示屏上，所述監控模塊與電能計量表和刷卡機通信完成刷卡計費工作。其中，所述功率轉換模塊包括比例-積分-微分控制器、采樣模塊、驅動模塊、功率器件、保護模塊和通信模塊，所述驅動模塊、保護模塊和通信模塊分別與功率器件相連接， 所述采樣模塊分別與供電電源和功率器件相連，所述比例-積分-微分控制器分別與采樣模塊和驅動模塊相連接。其中，所述監控模塊包括通信模塊、控制模塊和鍵盤顯示模塊，所述控制模塊分別與通信模塊和鍵盤顯示模塊相連。本實用新型的有益效果是本實用新型所述的一體式充電機可對電動汽車進行智能化充電，環境適應范圍較寬，具有安全、可靠易于操作等特點，一體式充電機不僅可以用于充電站，也可用于營業廳、 停車場等其他場合。
圖1是本實用新型所述一體式充電機的結構框圖；圖2是功率轉換模塊的結構框圖；[0013]圖3是監控模塊的結構框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的一體式充電機做進一步詳細的說明。如圖1所示，該一體式充電機主要由功率轉換模塊、電能計量表、監控模塊、顯示屏、刷卡機構成，功率轉換模塊、電能計量表、顯示屏和刷卡機分別與監控模塊相連接。如圖2所示，功率轉換模塊主要由供電電源、比例-積分-微分控制器(PID控制器)、采樣模塊、驅動模塊、功率器件、保護模塊和通信模塊構成，比例-積分-微分控制器通過計算、比例調節、積分調節、微分調節來控制驅動模塊的驅動信號，驅動模塊對驅動信號進行放大和整定使功率器件正常運行，采樣模塊對輸入輸出的電流電壓及功率器件的溫度進行采樣，保護模塊負責把采樣值和設定的保護值進行比較從而給出保護信號并使系統進入保護狀態，通信模塊負責接收外部命令和發出內部狀態信號。如圖3所示，監控模塊主要由通信模塊、控制模塊和鍵盤顯示模塊組成。其中控制模塊是核心模塊，它控制著通信的方式和顯示的內容；通信模塊負責監控系統與外部的通信；鍵盤顯示模塊負責處理鍵盤、顯示方式及信號的調理。原理說明功率轉換模塊將交流電轉換成直流電，然后由充電機中的監控模塊通過與顯示屏之間的通信來監控功率轉換模塊的工作過程，并與電能計量表和刷卡機通信完成刷卡計費工作。監控模塊中的通信模塊將充電機狀態通過485總線傳給外部的監控后臺，再由監控后臺傳至遠方終端并接收遠方終端指令。操作說明充電插頭連接后，啟動充電機設置充電參數后，顯示屏會有刷卡提示， 在刷卡機上刷卡后，在定金額、定電量、定時間等模式中選擇自己適合的模式，點擊確定啟動設備開始充電，在充電過程中根據電能計量表提供的計量數據計算充電電費，在充滿電或IC卡中余額用盡時，監控模塊自動控制交流充電機停止充電；用戶再次刷卡時，如果充電仍在進行中，則由監控模塊統控制停止充電并計算充電電量和電費，從IC卡上扣除相應金額，如果因充滿或余額不足已經停止充電，則直接計算充電電量和電費，并從IC卡上扣除相應金額。充電插頭脫離后，本次充電完成，自動完成計費結算，準備進行下次充電過程。功能規范一體式充電機可提供直流電壓范圍300 700V、電流范圍0 200A ；一體式充電機配備三相智能電能表，具有計量功能；一體充電機配備友好的人機交互界面；一體式充電機與電池管理系統通信能根據電池狀況調節充電狀態；一體式充電機具有三遙功能能遠程操作充電機的運行、監控充電機的狀態；一體式充電機可自行選擇定電量、定時間、定金額充電；—體式充電機配備刷卡付費系統實現充電控制及計費功能，包括1) IC卡記載用戶電費余額和賬戶信息；2) IC卡售卡系統能夠管理IC卡讀卡器，在售卡和收費時，通過IC卡讀卡器將用戶繳納的電費金額寫入IC卡，具有與電力公司收費系統通信接口 ；3)刷卡機安裝于一體式充電機內部，能夠與一體式充電機監控模塊進行通信， 配合IC卡進行充電控制及充電計費。[0031]該一體式充電機是利用電力電子器件、脈寬調制技術、電壓電流控制技術、智能電表、觸摸屏智能顯示技術、智能刷卡技術、電池管理技術為電動汽車提供智能充電解決方案。該設計適用于電動汽車充電站為大、中型電動客車和貨車提供整車充電方案。最后應當說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求1.一種一體式充電機，其特征在于該充電機包括功率轉換模塊、電能計量表、監控模塊、顯示屏和刷卡機，所述功率轉換模塊、電能計量表、顯示屏和刷卡機分別與監控模塊相連接，所述功率轉換模塊把交流電轉換成直流電，所述監控模塊監控功率轉換模塊的工作過程并通過通信顯示在顯示屏上，所述監控模塊與電能計量表和刷卡機通信完成刷卡計費工作。
2.如權利要求1所述的一體式充電機，其特征在于所述功率轉換模塊包括比例-積分-微分控制器、采樣模塊、驅動模塊、功率器件、保護模塊和通信模塊，所述驅動模塊、保護模塊和通信模塊分別與功率器件相連接，所述采樣模塊分別與供電電源和功率器件相連，所述比例-積分-微分控制器分別與采樣模塊和驅動模塊相連接。
3.如權利要求1所述的一體式充電機，其特征在于所述監控模塊包括通信模塊、控制模塊和鍵盤顯示模塊，所述控制模塊分別與通信模塊和鍵盤顯示模塊相連。
專利摘要本實用新型屬于電力電子技術領域，特別涉及一種為電動汽車提供智能充電的一體式充電機。該充電機包括功率轉換模塊、電能計量表、監控模塊、顯示屏和刷卡機，所述功率轉換模塊、電能計量表、顯示屏和刷卡機分別與監控模塊相連接，所述功率轉換模塊把交流電轉換成直流電，所述監控模塊監控功率轉換模塊的工作過程并通過通信顯示在顯示屏上，所述監控模塊與電能計量表和刷卡機通信完成刷卡計費工作。該一體式充電機可對電動汽車進行智能化充電，環境適應范圍較寬，具有安全、可靠易于操作等特點，該充電機不僅可以用于充電站，也可用于營業廳、停車場等其他場合。
文檔編號G07F15/06GK202009256SQ201120077230
公開日2011年10月12日 申請日期2011年3月22日 優先權日2011年3月22日
發明者王敬偉, 胡春雨, 鄒丹平 申請人:中國電力科學研究院