这些小活动你都参加了吗?快来围观一下吧!>>
电子产品世界 » 论坛首页 » 高校专区 » 毕业设计专区 » 无人值守投币式电动车智能充电站

共16条 1/2 1 2 跳转至

无人值守投币式电动车智能充电站

专家
2013-01-06 15:45:34     打赏

作者:九江学院 温开鹏 袁文龙 罗瑞桂
指导教师:丁文斌 陈朝峰

  作品简介

  1. 作品图片  

 
  
 

   2. 开发背景
  随着电动车在生活中的广泛使用,电动车的配套服务设施特别是便民充电装置的需求日益凸显。由于蓄电池本身容量和蓄电池性能的限制,电动车不能存储太多电能。在蓄电池电量用完时,街头巷尾缺乏便捷、可靠的电动车“加油”装置即便民快速充电器,给人们的出行带来很多不便。
  本系统较好的解决这一问题。它可以在街边报刊亭、停车场、小卖部、甚至路灯下实现无人值守自助充电的功能。车主进行充电时,每投入一枚硬币,便能以10A左右电流充电约10分钟,给人们的日常生活提供了极大便利。
  同时,本充电器克服了普通充电器只能充指定的电压和接口的的电动车这一弊病,能对市面上大部分电动车进行电压和极性自动检测并充电,充电时间到或者电池充满则自动停充,采用脉冲充电,有利于延长蓄电池的使用寿命。
  与现有同类产品相比,本设计具有成本低廉,安全可靠,充电快速等优点,同时辅以智能语音提示及数显,简单实用。

  3. 结构说明
  本系统的主核心板(以IAP15F2K61S2芯片为控制核心)、大功率继电器控制板、投币器和语音播报系统的系统结构图如下:  

   4. 功能说明
  本系统是一种电动车蓄电池快速充电装置。具有MCU主控电路、零相线检测和切换电路、电池正负极检测和切换电路、语音提示电路、投币器电路、显示电路和主控供电电路,其特征是可以自动进行零相线检测和切换及电池的电压和正负极自动判断,采用低成本的电容降压的方式,产生脉动电压,进行恒流充电。利用脉动电压充电的方式对蓄电池还有一定的修复保养作用。与现有同类产品相比,本系统充电快速,它既能很好地保护蓄电池,使蓄电池最终切实地被补充到充满状态,又能使蓄电池不会被充得超出最高允许电压,从而有利于延长蓄电池的使用寿命。此外,系统功能齐全、操作简单,还添加了智能语音播报功能,用户使用起来简单便捷。

  5. 操作说明
  ①将系统的电源接上,系统会自动进行零、相线的检测。通过继电器切换,确保零线在充电的时候,接电池负极,相线经过电容降压,整流后接电池的正极。
  ②将电动车的电池和智能充电站的电池接口连接上。此时系统进行电池极性检测,并切换到待充电的状态。
  ③投入硬币,系统将对电动车蓄电池充电。每投入一枚硬币充电时间增加10分钟,数码管显示充电剩余时间。为保护蓄电池,最大允许充电时间限制在30分钟内。
  ④电池充满或者充电完成后,系统会语音提示用户将电池线从接口拔出。同时,系统回到待充电状态并进行语音提示。

  平台选型说明

  本系统主要用在室外的无人值守全自动智能充电站中,所以必须具有低成本、高可靠、低功耗、超强抗干扰以及外围元件尽量少的单片机为主控芯片。以IAP15F2K61S2芯片为控制核心的单片机开发板刚好满足我们的设计需求。

  设计说明

  1. 总原理图  

   2.设计原理
  此系统的主控芯片为STC的IAP15F2K61S2单片机,配合零相线检测模块、电池检测模块、语音提示模块、投币模块、数码管显示模块和继电器控制模块。其中充电电路由容降压和半波整流电路构成,能利用脉动大电流对铅蓄电瓶进行快速充电。并且能自动检测电池的正负极和零、相线检测,若反接,继电器立即动作进行翻转。本系统还嵌入了智能语音系统,这样使操作更加的简便和人性化。

  2.1 零、相线检测模块
  零、相线从P3接入,首先进行半波整流,然后将电阻分压后的电平分别接至运放,并将运放的输出端接至单片机进行检测,通过比较两个运放的输出电平来检测零、相线的接入状态。  




关键词: 无人     值守     投币     电动车     智能     电站     充电     蓄电池    

专家
2013-01-06 15:47:35     打赏
2楼

  2.2电池正负极检测模块
  电池正负极由P7接入,经过光耦直接接至单片机,若电池极性接对,光耦不导通,输出高电平,反之,光耦导通,输出低电平。单片机通过检测到的电平状态来判断电池的接入状态,若反接,单片机控制相应的继电器动作,实现正负极翻转。  

   2.3 继电器控制模块
  此模块中继电器的状态时由8050导通与否来控制的,当单片机继电器控制引脚输出高电平时,三极管导通,继电器动作,电池开始充电;反之,三极管截止,继电器不动作,电池不充电。  

   2.3 主控板供电模块
  利用稳压芯片7805,可以得到纹波系数小的电压。对该板子上的模块供电,以保证各个模块的正常运行。  

   2.4 电容降压模块
  此模块是利用电容降压的原理对220V进行降压,在P2处接入大容量的电容。经过电容降压后对蓄电池充电。  

   2.5 语音播报模块
  此模块利用语音芯片SC1050实现操作过程的语音提示功能。SC1050输出的音频信号经过LM386的放大后直接输出。SC1050是最新开发应用于电动车充电器的新型语音芯片,外围元件少,电路连接简单,控制方便,成本低。  

   2.7 数码管显示电路
  此模块的显示电路用74LS595来驱动数码管,74LS595将串行数据转换成并行数据,这样可以节省单片机的IO端口,从而利用现有的端口控制更多的设备。74LS595的驱动能力大,可以直接驱动数码管的显示。  

   3、设计方案
  3.1 充电模式的选择
  经过调查发现,现在的充电器的充电模式基本上是恒压、恒流或者涓流模式。专用充电器采用的是先恒流,后恒压,最后涓流的模式,这种模式充电电流小,效率低,一般需要10个小时充满,10分钟仅能充到电量的3%左右,不适合于应急场合。而且采用开关电源电路,需要大量的铜线绕制变压器,再配套大量的外围器件,成本普遍较高。
  为了实现大电流充电并降低成本,本系统采用电容降压,能把成本降低到开关电源的三分之一。由于只采用脉动充电方式,不适合于长时间充电用,但是能够在短时间内给蓄电池补充足够的电量。

  3.2 电容降压安全解决方案
  采用电容降压充电方案最大的问题就是人身安全问题,一旦把相线接到了电池的任何一端,一旦电源线有破损,就会让电动车带电,电压高达220v,极度危险。本方案采用首先自动检测零线和相线,把相线电压通过电容降压整流后,送电池正极充电的方法,确保哪怕电源线破损,也不会出现相线电压触电的现象。

  3.3 充电电池过充解决方案
  在充电过程中,本方案会实时检测电池电压,一旦接近电池饱和电压,自动停充,防止电池过充。

  3.4程序流程图  

   作品特色

  1. 先进性
  现在市面上的电动车充电站,主要是通过简单的恒压电路实现对电动车蓄电池的充电功能,对蓄电池损伤很大,并没有零、相线检测以及切换、电池正负极检测和电池反接保护电路的功能。本系统的最大特点就是包含了以上所有功能模块,并且使用电容降压充电方式,使本系统对电动车蓄电池充电采用恒流电路充电,既能很好地保护蓄电池,使蓄电池最终切实地被补充到充满状态,温升低,又能使蓄电池不会被充得超出最高允许电压,有利于延长蓄电池的使用寿命。与此同时,本充电系统克服了普通充电器只能充规定电压和接口的的电动车这一弊病,对大部分电动车均能自动匹配相应的电压进行充电,充满后自动停充,这样很好的满足了用户的需求。

  2. 实用性
  本系统作为电动车蓄电池的快速充电器,与现在市面上的电动车充电站相比,成本低廉,体积小,方便放置在城区的任何一个地方,例如商场的停车场、闹市区的广场、街边报刊亭、小卖部、甚至路灯下等,采用自助投币充电,每投入一枚一元硬币,便能以10A左右电流快速充电约10分钟,足以满足用户的充电需求,给人们的日常生活提供了极大便利。本系统采用全自助方式,语音提示,操作简单,使用方便,快速,质量可靠,且无人职守, 较好的解决了市民途中充电难的困扰,所以更经济实用,故社会效益和经济效益十分突出。

  3. 创新性
  本系统很好的利用了电压比较器的特点实现了零相线的检测并通过单片机进行反接后的翻转控制,同时,类似的实现了电池极性的检测,同样能实现电池反插后的电路翻转。此外,电池充电电路利用了简单有效的电容降压和半波整流电路来对电池进行大电流快速充电,使用户无需等待太长时间,同时又是恒流充电,从充电方式上不同于目前市面上流行的充电方式,安全、可靠,同时又使得电动车蓄电池尽可能少的损伤。嵌入到本系统中的语音播报系统是又一大特色,除了可以看见数码管显示之外,利用语音提示用户能更方便的利用本系统进行电池的充电,使本系统使用起来更加便捷、实用。

系统演示视频:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2321


工程师
2013-03-31 09:41:31     打赏
3楼

怎么回事???


高工
2013-04-13 19:13:22     打赏
4楼
这个很实用,随着电动车的发展很有前途

菜鸟
2017-08-17 16:33:53     打赏
5楼

有投币器的接口电路吗?我设计了一个投币器与MCU的连接板,但是用示波器的地一碰板子的地,MCU就会检测到一个脉冲,就会误计费,这个怎么处理的?软件是上升沿或者下降沿触发,硬件上加了一个上拉电阻,不知道怎么处理这个问题呢?软件可以处理吗?


菜鸟
2022-10-21 13:43:08     打赏
6楼

您好 很高兴认识您。我是个刚入行的小白,目前在找客户阶段,故想尝试更多的可能性,希望没有打扰到您,如有打扰可告知,请见谅,谢谢您! 我目前在做检测认证相关业务,如果有需要或朋友企业工厂需要,劳烦帮推荐关照一二~万分感谢 公司目前可做关于: 数据中心、机房,以及周边配套产品微模块、UPS、逆变器、蓄电池、发电机组、冷通道、空调等产品的检测认证. 包含泰尔、CCC、CQC、节能、委托测试、ISO体系,知识产权等国内认证,及欧盟CE、ROHS、印度BIS、俄罗斯EAC、澳洲SAA等产品出口检测认证 如有需要或建议,请联系我,24小时竭诚为您服务!感恩感谢!


高工
2022-10-21 21:27:25     打赏
7楼

感谢分享


高工
2022-10-21 21:35:17     打赏
8楼

感谢分享


高工
2022-10-21 21:47:16     打赏
9楼

非常不错


高工
2022-10-21 21:57:14     打赏
10楼

谢谢分享


共16条 1/2 1 2 跳转至

回复

匿名不能发帖!请先 [ 登陆 注册 ]