充電控制器開發(fā)設(shè)計(jì)原理指導(dǎo)

1、充電控制器開發(fā)設(shè)計(jì)原理指導(dǎo)設(shè)計(jì)人：黃亮及其研究生團(tuán)隊(duì) 2016.9.134 方案選擇方案一：4槍頭集總方案，用一個(gè)控制器完成所有的功能。缺點(diǎn)：如果完成一拖四功能，板子將做得巨大，一拖四并非充電樁主流，用 一拖四的主板控制單槍頭的充電樁，性價(jià)比很低。方案二：將充電樁分為兩部分，電氣部分與業(yè)務(wù)部分。電氣部分負(fù)責(zé)充電模 塊的控制、接口控制、多槍控制；業(yè)務(wù)部分負(fù)責(zé)人機(jī)交互，包括觸摸顯示、刷卡、 電量計(jì)量、網(wǎng)絡(luò)信息傳輸。優(yōu)點(diǎn)：國網(wǎng)統(tǒng)一了充電樁的業(yè)務(wù)功能，如果要投國網(wǎng)，可以去掉我們的業(yè)務(wù) 部分，直接使用專用的國網(wǎng)計(jì)費(fèi)模塊。缺點(diǎn)：因?yàn)橛袃蓧K主板，開發(fā)費(fèi)會增加。方案三：只做單槍頭控制器，4槍頭用4個(gè)控制器協(xié)同

2、工作。缺點(diǎn)：太多冗余，一拖四成本高。丁方案四：主從方案，主板完成單槍頭與主要功能，增加槍頭就增加從板。 優(yōu)點(diǎn)：從板價(jià)格低，擴(kuò)展方便，綜合成本相比其它方案低。2 充電樁業(yè)務(wù)功能列表表1單槍頭充電樁控制器業(yè)務(wù)功能列表端口名稱路數(shù)端口說明can31路控制充電模塊與英可瑞的絕緣檢測模塊，1路控制bms, 1路 控制國網(wǎng)專用計(jì)費(fèi)模塊。rs-48521路控制非英可瑞的絕緣檢測模塊，1路接收電能表，充電計(jì)費(fèi)。lvds1與液晶屏通信。i2c1觸摸屏rs-2321接讀卡器模塊，刷ic卡。uart2gprs 與 wi-fi 模塊。rj-451接網(wǎng)線插口。usb-otg1用于程序升級及設(shè)備擴(kuò)展表2每增加1個(gè)槍頭需增

3、加1路can端口名稱路數(shù)端口說明canlxn每增加1個(gè)槍頭就增加1路can控制bms.3 充電控制接口設(shè)計(jì)表3單槍頭充電控制非通信接口列表類型路數(shù)定義端口說明4路 模擬 量輸入1temp-senson機(jī)箱溫度檢測pt 1000,超過50度報(bào)警1g t1槍溫檢測1,溫度傳感器要求是pti000,超過50度報(bào)警1g t2槍溫檢測2,溫度傳感器要求是pt1000,超過50度報(bào)警1ccs1總共3種工作狀態(tài)，對應(yīng)ccs1檢測點(diǎn)電壓分別為12v、6v、4v.8路 光隔 輸入1g stat槍鎖反饋信號，解鎖為閉點(diǎn)，加鎖為開點(diǎn)1fl防雷器故障，常開點(diǎn)輸入1jt急停開關(guān)狀態(tài)，常開點(diǎn)輸入1dc直流母排接觸器狀態(tài)輸

4、入1fuse電池熔斷器故障，常開點(diǎn)輸入1water水浸檢測（實(shí)時(shí)性要求弱）1gate門磁檢測（實(shí)時(shí)性要求弱）1leakr泄放接觸器狀態(tài)輸入6路 繼電 器輸 出1g v充電槍電鎖控制信號，繼電器輸出1bms v控制bms電源輸出，繼電器輸出1leakr v控制泄放電阻導(dǎo)通，繼電器輸出1fan v控制風(fēng)扇電源導(dǎo)通，繼電器輸出1ac v控制交流接觸器，繼電器輸出1dc v控制直流接觸器，繼電器輸出表4每增加1個(gè)槍頭新增接口列表類型路數(shù)定義端口說明模擬入lxng t1槍溫檢測1,溫度傳感器要求是pti000,超過50度報(bào)警lxng t2槍溫檢測2,溫度傳感器要求是pt1000,超過50度報(bào)警1 xnc

5、cs1總共3種工作狀態(tài)，對應(yīng)ccs1檢測點(diǎn)電壓分別為12v、6v、4v.光隔 輸入lxng stat槍鎖反饋信號，解鎖為閉點(diǎn)，加鎖為開點(diǎn)lxndc直流母排接觸器狀態(tài)輸入lxnfuse電池熔斷器故障，常開點(diǎn)輸入繼電lxng v充電槍電鎖控制信號，繼電器輸出器輸lxnbms v控制bms電源輸出，繼電器輸出出lxndc v控制直流接觸器，繼電器輸出另外，只要非單槍頭的充電樁，需要對多充電模塊進(jìn)行切換表5多槍頭切換控制需要輸出控制接口類型路數(shù)定義端口說明繼電 器輸 出11kn_v控制evs750開關(guān)轉(zhuǎn)換器，投切開關(guān)4電路板設(shè)計(jì)方案方案一：主板為單槍的控制器，每增加一個(gè)槍頭就增加一個(gè)從板，切換控制采用

6、獨(dú)立 的控制板。主板 cpu： stm32f767bitx （姚工選型）。主板功能接口：表1+表3+表4的輸入（或輸出）接口（共9個(gè)io）。從板 cpu： stm32f042f4px （姚工選型）。從板功能接口：表2+表4剩余接口。切換控制模塊：可自研也可外購，外購為rs485通信。切換控制板功能接口：表5。主板>7弁令51 1 1 j從扳1 從毗從板3 切盤餌sp1/hs485圖1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖方案二：與方案一的區(qū)別：在于將切換控制的11路繼電器輸出接口全部集成主板里。 主板 cpu： stm32f767bitx （姚工選型）。主板功能接口：表1+表3+表4的輸入（或輸出）接口（9個(gè)i

7、o） +表5 從板 cpu： stm32f042f4px （姚工選型）。從板功能接口：表2+表4剩余接口。rspi/r5r485圖2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖5各接口原理圖設(shè)計(jì)指導(dǎo)5.1機(jī)箱溫度檢測連接器位號序號引腳信號定義功能簡要描述j11temp-senson溫度傳感器為pt10002gnd機(jī)箱內(nèi)部溫度檢測如下圖，內(nèi)部采用電阻分壓采樣，超過50°c報(bào)警，可以+12v圖3樁內(nèi)溫度檢測接線示意圖采用a/d采樣、也可采用比較器最后變成開關(guān)量與cpu相連。電源可采用統(tǒng)一 的12v電源。5.2充電槍頭檢測與ccs1信號檢測-共4個(gè)槍頭，以一個(gè)槍頭為例，槍頭檢測如表所示:連接器位號序號引腳信號定義功能簡

8、要描述j2 j51g_v充電槍電鎖控制信號，如為正極性12v電壓，充 電槍解鎖，如為負(fù)極性12v電壓，充電槍加鎖。2g_stat充電槍電鎖狀態(tài)反饋檢測信號，開關(guān)量信號，解鎖 為閉點(diǎn)，加鎖為開點(diǎn)。接地有效。3g_t1槍溫檢測1,可以是溫度開關(guān)或溫度傳感器，溫度 傳感器要求是pt10004g_t2槍溫檢測2,可以是溫度開關(guān)或溫度傳感器，溫度 傳感器要求是pt10005g gnd電鎖狀態(tài)、槍溫檢測公共端6ccs1ccs1為槍頭是否連接好測試信號，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測試 點(diǎn)上拉到+12v,通過槍頭連接有懸空、r2電阻連 接、r3電阻連接，總共3種工作狀態(tài)，對應(yīng)ccs1 檢測點(diǎn)電壓分別為12v、6v、4v,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

9、定12v 信號接機(jī)殼設(shè)備地。7i2v2給ccs1獨(dú)立供電的12v電源引腳控制器與充電槍z間電路如圖所示:wcc1mmtnua控制器內(nèi)部接口2 | pttqoo充電槍ptiooo枚備地圖4充電槍頭檢測示意圖g_t1與g_t2為溫度傳感器信號，控制上為超過50°c報(bào)警，可以采用a/d 采樣、也可采用比較器最后變成開關(guān)量與cpu相連。g_gnd以上信號的公共端，接12v電源的“參考地”。4路槍頭的電子鎖與槍溫信號都由同一組12v電源供電。因?yàn)閏cs1的信號參考地是機(jī)殼，是否采取獨(dú)立的12v電源（12v2）供電？5.3開關(guān)量輸入檢測全部為“接地”有效。連接器位號序號引腳信號定義功能簡要描述j

10、61kgnd開關(guān)量測量公共端，外接12v電源地。2fl防雷器故障，常開點(diǎn)輸入3jt急停開關(guān)狀態(tài)，常開點(diǎn)輸入4dc直流母排接觸器狀態(tài)輸入5fuse電池熔斷器故障，常開點(diǎn)輸入6water水浸檢測7gate門磁檢測8leakr泄放接觸器狀態(tài)輸入開關(guān)量測量公共端外接12v電源地，開關(guān)量接入控制器采用光隔型式，由12v電源供電?？刂破鏖_按1止輸人接h+12/tlp181f lr-lesikr r-f圖5開關(guān)量輸入檢測信號接線圖5.4充電槍（bms ）電源供電輸出控制一共4個(gè)槍頭，以一個(gè)槍頭為例。連接器位號序號引腳信號定義功能簡要描述j7j101bms v繼電器觸點(diǎn)輸出2bms g繼電器公共端輸出，外接1

11、2v地控制器通過繼電器的輸出控制外部繼電器的線圈，以控制bms電源的聯(lián)通。412v圖6充電槍頭bms供電電路圖5.5泄放電阻輸出控制連接器位號序號引腳信號定義功能簡要描述j111leakr.v泄放電阻繼電器觸點(diǎn)輸出2leakr g外接12v地5.6風(fēng)扇輸出控制連接器位號序號引腳信號定義功能簡要描述j121fan v泄放電阻繼電器觸點(diǎn)輸出2fan g外接12v地1路風(fēng)扇輸出控制，采取繼電器驅(qū)動大繼電器方案。12v圖8風(fēng)扇控制電路圖5.7交流接觸器輸出控制22ovac連接器位號序號引腳信號定義功能簡要描述j131ac v交流接觸器控制繼電器觸點(diǎn)輸出2ac g外接交流零線mm內(nèi)部接i】圖9交流接觸器

12、控制電路圖5.8直流母排接觸器輸出控制一共4個(gè)槍頭，以一個(gè)槍頭為例，表格中n為1-4序號:連接器位號序號引腳信號定義功能簡要描述j131dc v直流接觸器控制繼電器觸點(diǎn)輸出2dc g外接12v地do桂制器內(nèi)部接口丨i圖10直流接觸器控制電路圖5.9輪充切換輸出控制連接器位號序號引腳信號定義功能簡要描述j141k1 v直流強(qiáng)電開關(guān)12k1 g3k2 v直流強(qiáng)電開關(guān)24k2 gnkn v直流強(qiáng)電開關(guān)nn+lkn g21k11 v直流強(qiáng)電開關(guān)1122k11 gl n1圖11直流接觸器控制電路圖6電源設(shè)計(jì)指導(dǎo) 充電樁內(nèi)部我設(shè)計(jì)有220v交流轉(zhuǎn)成12v、350w的開關(guān)電源設(shè)備，因此 主板設(shè)計(jì)成12v電源供電。 主板外圍接口電路除ccs1夕卜，都可用同一組12v電源供電。 ccs1信號因?yàn)閰⒖嫉貫闄C(jī)殼，所以設(shè)計(jì)成獨(dú)立的第二路12v電源給ccs1 供電。外圍設(shè)備，直流電表供電