一种直流充电机的三级架构控制系统技术方案

一种直流充电机的三级架构控制系统，涉及直流充电机控制技术领域。该三级架构控制系统设置有四个模块化设计的充电控制单元、安全管理单元、UI控制单元以及功率分配单元，使得器件互换性较好；并且通过对各模块进行合理组合使用，能够快速给出充电解决方案、缩短研发周期、降低成本。

A three level architecture control system for DC charger

A three level architecture control system for DC charger relates to the field of DC charger control technology. The three-tier architecture control system has four modular design charging control unit, safety management unit, UI control unit and power allocation unit, which makes the device interchangeable better; and through the reasonable combination of the modules, can quickly give a charging solution, shorten the development cycle, reduce costs.

【技术实现步骤摘要】
一种直流充电机的三级架构控制系统
本技术涉及直流充电机控制
，具体为一种直流充电机的三级架构控制系统。
技术介绍
随着新能源车的持续发展，不同的应用场合对充电机提出了越来越细致的需求，除了传统的一机一充、一机双充，细分场合还提出了一机四充、一机六充、一机八充或其他一机多充等不同需求。另一方面，充电机本身也比较复杂，既涉及到电气安全、与车辆交互、交直流变换、环境控制，又涉及到人机交互、与监控平台交互等。因此，如何合理的设计充电机的控制系统，使之既满足充电机本身的功能、性能等要求；又能在不同的应用场合快速给出充电解决方案，从而缩短研发周期、降低成本、增强竞争力，成为了摆在充电机制造企业面前的一道难题。另外，现有充电机的控制系统大多为整体设计，部分元器件出现故障后，需要对控制系统进行整体更换，提高了维护成本。
技术实现思路
本技术旨在提供一种直流充电机的三级架构控制系统，设置有四个模块化设计的充电控制单元、安全管理单元、UI控制单元以及功率分配单元，使得器件互换性较好；并且通过对各模块进行合理组合使用，能够快速给出充电解决方案、缩短研发周期、降低成本。实现上述目的的技术方案是：一种直流充电机的三级架构控制系统，其特征在于：包括安装在充电机的充电箱内的UI控制单元、与充电机的充电枪数量相对应的多个充电控制单元；充电控制单元包括集成在第一线路板上的第一主控芯片以及分别与第一主控芯片连接的充电枪信号采集及控制电路、第一继电器控制电路、第一CAN通讯接口电路、第一RS485接口电路、第一温度检测电路、第一开关量采集电路、第一电压采样电路、第一电流采样电路；所述充电枪信号采集及控制电路用于充电机对应充电枪的信号采集和控制，第一继电器控制电路设置有多个，每个充电机的输出接触器对应连接一个第一继电器控制电路，第一开关量采集电路设置有多个，每个充电机的输出接触器的辅助触点对应连接一个第一开关量采集，第一电压采样电路设置有两个，分别用于充电机的输出接触器的输入、输出端的电压信号采集，第一电流采样电路用于充电机直流输出的电流采集，第一RS485接口电路设置有两个、分别用于连接充电机的绝缘检测模块和直流电表；UI控制单元包括集成在第二线路板上的第二主控芯片以及分别与第二主控芯片连接的USB接口电路、RJ45接口电路、RS232接口电路、第二开关量采集电路、第二继电器控制电路、第二RS485接口电路、第二CAN通讯接口电路、SD卡接口电路、扬声器驱动电路；RS232接口电路设置有多个，充电机的触摸屏、读卡器以及GPRS模块分别连接一个RS232接口电路，RJ45接口电路用于连接以太网，扬声器驱动电路用于连接充电机的喇叭；UI控制单元的第二CAN通讯接口电路、充电控制单元的第一CAN通讯接口电路之间通讯连接。进一步地，所述直流充电机还包括安全管理单元，安全管理单元包括集成在第三线路板上的第三主控芯片、分别与第三主控芯片连接的第三开关量采集电路、第二温度检测电路、第三继电器控制电路、第三CAN通讯接口电路、第五CAN通讯接口电路、第三RS485接口电路以及与第二温度检测电路连接的热敏电阻；充电机的充电箱内还安装有烟雾报警装置、照明灯、防雷器，在充电箱的侧壁上还安装有风扇，充电箱的箱门上还安装有急停开关，充电箱还设置有门锁行程开关，第三开关量采集电路、第三继电器控制电路均设置有多个，防雷器、门锁行程开关、烟雾报警装置分别对应连接一个第三开关量采集电路，照明灯、风扇分别对应连接一个第三继电器控制电路，急停开关的常开触点连接一个第三开关量采集电路，急停开关的常闭触点串接在充电机的输入接触器的线圈与一个第三继电器控制电路之间；安全管理单元的第三CAN通讯接口电路、UI控制单元的第二CAN通讯接口电路、充电控制单元的第一CAN通讯接口电路之间通讯连接，安全管理单元的第五CAN通讯接口电路用于与充电机的AC/DC模块组之间通讯连接。进一步地，所述第三线路板上还集成有与第三主控芯片连接的三维坐标加速度检测电路。进一步地，所述第三线路板上还集成有与第三主控芯片连接的电压跟随器电路，充电箱的底部还安装有与电压跟随器电路连接的水位传感器。进一步地，三级架构控制系统还包括泄放电路，泄放电路的控制端与第一主控芯片连接，泄放电路包括集成在第一线路板上的控制电路以及安装在充电箱内的泄放电阻；充电箱内还安装有用于泄放电阻温度采集的温度传感器，温度传感器与第一温度检测电路连接。进一步地，三级架构控制系统还包括功率分配单元，功率分配单元包括集成在第四线路板上的第四主控芯片以及与第四主控芯片连接的第四开关量采集电路、第四继电器控制电路、第四RS485接口电路，第四继电器控制电路设置有多个，分别用于控制充电机的功率分配接触器，第四开关量采集电路有多个，分别用于功率分配接触器的通断信号采集；功率分配单元的第四RS485接口电路与安全管理单元的第三RS485接口电路之间通讯连接。进一步地，所述充电枪信号采集及控制电路包括集成在第一线路板上、并与第一主控芯片连接的第二电压采样电路、第四CAN通讯接口电路、第三温度检测电路、第四温度检测电路、电子锁检测电路、电子锁驱动电路，第二电压采样电路、第三温度检测电路、第四温度检测电路、电子锁检测电路、第四CAN通讯接口电路、电子锁驱动电路分别与对应充电枪的接线端子连接，第四CAN通讯接口电路用于与电动车辆电池管理系统通讯连接。本技术的有益效果：1)本技术的充电机将充电控制单元、安全管理单元、UI控制单元以及功率分配单元进行了独立的模块化设计，通用性强，可扩展能力强，针对一机一充、一机双充、一机四充、一机六充、一机八充或其他一机多充等不同机型，不需重新设计，只需合理的组合使用，能够快速给出充电解决方案、缩短研发周期、降低成本。2）本技术的充电机将充电控制单元、安全管理单元、UI控制单元以及功率分配单元进行了独立的模块化设计，可根据故障情况定位到具体的控制单元，便于排查，维护量小，降低了成本。3）本技术的充电机将充电控制单元、安全管理单元、UI控制单元以及功率分配单元进行了独立的模块化设计，可以对故障单元直接更换、方便快捷。附图说明图1为三级架构控制系统的原理图；图2为直流充电机的原理图；图3为充电控制单元的原理图；图4为UI控制单元的原理图；图5为安全管理单元的原理图；图6为功率分配单元的原理图。具体实施方式本技术公开了一种直流充电机的三级架构控制系统，用于对直流充电机进行控制。如图2所述，现有直流充电机包括依次串接的断路器1、输入接触器2，输入接触器2的输出端可以根据需要设置多个相互并联的AC/DC模块组3，每个AC/DC模块组3可包含一个或多个AC/DC模块，本实施设置两个AC/DC模块组3，AC/DC模块组3的输出端分别连接充电枪5，本实施例的充电枪采用永贵电器生产、销售的型号为YGC762-EV-P9P的充电枪。AC/DC模块组3输出端的正极分别通过正极输出接触器4连接充电枪5的正极，AC/DC模块组3输出端的负极分别通过负极输出接触器10连接充电枪5的负极，断路器1的输出端旁接有防雷器57，正极输出接触器4和负极输出接触器10的输出端分别旁接有绝缘检测模块6，正极输出接触器4和负极输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流充电机的三级架构控制系统，其特征在于：包括安装在充电机的充电箱内的UI控制单元、与充电机的充电枪数量相对应的多个充电控制单元；充电控制单元包括集成在第一线路板上的第一主控芯片以及分别与第一主控芯片连接的充电枪信号采集及控制电路、第一继电器控制电路、第一CAN通讯接口电路、第一RS485接口电路、第一温度检测电路、第一开关量采集电路、第一电压采样电路、第一电流采样电路；所述充电枪信号采集及控制电路用于充电机对应充电枪的信号采集和控制，第一继电器控制电路设置有多个，每个充电机的输出接触器对应连接一个第一继电器控制电路，第一开关量采集电路设置有多个，每个充电机的输出接触器的辅助触点对应连接一个第一开关量采集，第一电压采样电路设置有两个，分别用于充电机的输出接触器的输入、输出端的电压信号采集，第一电流采样电路用于充电机直流输出的电流采集，第一RS485接口电路设置有两个、分别用于连接充电机的绝缘检测模块和直流电表；UI控制单元包括集成在第二线路板上的第二主控芯片以及分别与第二主控芯片连接的USB接口电路、RJ45接口电路、RS232接口电路、第二开关量采集电路、第二继电器控制电路、第二RS485接口电路、第二CAN通讯接口电路、SD卡接口电路、扬声器驱动电路；RS232接口电路设置有多个，充电机的触摸屏、读卡器以及GPRS模块分别连接一个RS232接口电路，RJ45接口电路用于连接以太网，扬声器驱动电路用于连接充电机的喇叭；UI控制单元的第二CAN通讯接口电路、充电控制单元的第一CAN通讯接口电路之间通讯连接。...

【技术特征摘要】
1.一种直流充电机的三级架构控制系统，其特征在于：包括安装在充电机的充电箱内的UI控制单元、与充电机的充电枪数量相对应的多个充电控制单元；充电控制单元包括集成在第一线路板上的第一主控芯片以及分别与第一主控芯片连接的充电枪信号采集及控制电路、第一继电器控制电路、第一CAN通讯接口电路、第一RS485接口电路、第一温度检测电路、第一开关量采集电路、第一电压采样电路、第一电流采样电路；所述充电枪信号采集及控制电路用于充电机对应充电枪的信号采集和控制，第一继电器控制电路设置有多个，每个充电机的输出接触器对应连接一个第一继电器控制电路，第一开关量采集电路设置有多个，每个充电机的输出接触器的辅助触点对应连接一个第一开关量采集，第一电压采样电路设置有两个，分别用于充电机的输出接触器的输入、输出端的电压信号采集，第一电流采样电路用于充电机直流输出的电流采集，第一RS485接口电路设置有两个、分别用于连接充电机的绝缘检测模块和直流电表；UI控制单元包括集成在第二线路板上的第二主控芯片以及分别与第二主控芯片连接的USB接口电路、RJ45接口电路、RS232接口电路、第二开关量采集电路、第二继电器控制电路、第二RS485接口电路、第二CAN通讯接口电路、SD卡接口电路、扬声器驱动电路；RS232接口电路设置有多个，充电机的触摸屏、读卡器以及GPRS模块分别连接一个RS232接口电路，RJ45接口电路用于连接以太网，扬声器驱动电路用于连接充电机的喇叭；UI控制单元的第二CAN通讯接口电路、充电控制单元的第一CAN通讯接口电路之间通讯连接。2.根据权利要求1所述的一种直流充电机的三级架构控制系统，其特征在于：所述直流充电机还包括安全管理单元，安全管理单元包括集成在第三线路板上的第三主控芯片、分别与第三主控芯片连接的第三开关量采集电路、第二温度检测电路、第三继电器控制电路、第三CAN通讯接口电路、第五CAN通讯接口电路、第三RS485接口电路以及与第二温度检测电路连接的热敏电阻；充电机的充电箱内还安装有烟雾报警装置、照明灯、防雷器，在充电箱的侧壁上还安装有风扇，充电箱的箱门上还安装有急停开关，充电箱还设置有门锁行程开关，第三开关量采集电路、第三继电器控制电路均设置有多个，防雷器、门锁行程开关、烟雾报警装置分别对应连接一...

【专利技术属性】
技术研发人员：田绍民，黄戬，陈盼，陈建华，王相云，唐冬明，徐宙驰，
申请(专利权)人：上海鼎充新能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31