[发明专利]并联大电流直流电动汽车充电桩

说明书

技术领域

本发明涉及直流充电桩领域，尤其涉及一种并联大电流直流电动汽车充电桩。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展，电动汽车在全球范围内销量持续增长，目前电动车的储能系统大多采用锂离子电池，锂离子电池具有能量比比较高、重量轻等优点，但由于锂离子电池采用有机电解液，易燃易爆，从本质上存在安全性差，有发生爆炸的危险，给电动汽车带来了极大的隐患。国内镍氢类动力电池(超级电容)的电解液为水性电解液，从根本上解决了电池易燃易爆的问题，经过多年的发展，镍氢类动力电池(超级电容)的大容量、可大电流充放电(最大2000A)的特点适用于电动汽车，尤其适用于城市公交大巴车。

为适应电动汽车产业的迅猛发展，国内各地纷纷建立电动车充电站。目前国内充电站内的充电桩多为交流充电桩，适用于锂离子电池，充电电流小，充电时间长，无法进行大电流(500A以上)快速充电。而且，目前国家电网充电标准最大充电为250A，超过这个电流的大功率充电插头和充电电缆体积和重量相当大，使用时费时、费力，使操作带来极大困难。因此研发一种500A甚至更大的快速充电桩系统迫在眉睫。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种并联大电流直流电动汽车充电桩，首先，搭建直流充电桩主体作为硬件平台，所述直流充电桩主体为优化后的充电设备，其次，采用排气管检测设备和环形线圈检测设备分别对附近的用油汽车数量和汽车总量进行统计；最后，通过显示设备对统计结 果进行本地显示，从而为直流电动桩的管理者决定是否将所述直流充电桩进入睡眠模式以节省能源，或者决定是否需要增减直流充电桩的数量，提供重要的参考数据。

根据本发明的一方面，提供了一种并联大电流直流电动汽车充电桩，所述充电桩包括直流充电桩主体、AVR32芯片、显示设备、CF卡、排气管检测设备和环形线圈检测设备，直流充电桩主体用于对电动汽车的电池组进行充电，环形线圈检测设备用于检测附近道路是否有汽车通过，排气管检测设备和CF卡用于识别通过汽车的车辆类型，AVR32芯片位于直流充电桩主体内，与显示设备、CF卡、排气管检测设备和环形线圈检测设备分别连接，用于通过显示设备在本地显示附近道路通过汽车的统计数据。

更具体地，在所述并联大电流直流电动汽车充电桩中，包括：环形线圈检测设备，埋设在充电站附近道路的下方，用于检测过往目标是否为汽车，并在检测到汽车时发出存在汽车信号；显示设备，与AVR32芯片连接，用于实时显示汽车数量、电动汽车数量和非电动汽车数量；直流充电桩主体，包括输入端电压检测设备、输出端电压电流检测设备、第一整流滤波电路、绝缘栅双极型晶体管IGBT桥、高频变压器、第二整流滤波电路、驱动电路、采样检测电路、均流控制电路、过温保护电路、输入过压欠压保护电路、输出过压过流保护电路、CAN总线通讯接口和AVR32芯片；第一整流滤波电路与380伏三相交流输入线路连接，用于将380伏三相交流电转换为直流输入电压；IGBT桥与第一整流滤波电路和驱动电路分别连接，用于在驱动电路的驱动控制信号下，将直流输入电压转换为脉宽调制的交流输入电压；高频变压器与IGBT桥连接，用于对交流输入电压进行变压隔离；第二整流滤波电路与高频变压器连接，用于将变压隔离后的电压信号再次进行整流滤波以获得直流脉冲信号，直流脉冲信号用于对电动汽车的电池组进行充电；驱动电路与AVR32芯片连接，用于接收AVR32芯片发出的IGBT桥控制信号，并基于IGBT桥控制信号确定驱动控制信号；采样检测电路与第二整流滤波电路的输出端和AVR32芯片分别连接，用于对直流脉冲信号进行信号采样以获得直流采样数据；均流控制电路与AVR32芯片连接，用于基于AVR32芯片发送的均流控制信号对电动汽车的电池组的充电电流进行均流控制；输入端电压检测设备设置在380伏三 相交流输入线路上，与AVR32芯片连接，用于检测380伏三相交流输入线路的380伏三相交流电的输入电压，并将输入电压发送给AVR32芯片；输出端电压电流检测设备与第二整流滤波电路的输出端连接，用于检测第二整流滤波电路的输出端处的直流脉冲信号的电压和电流，以作为输出电压和输出电流发送给AVR32芯片；CF卡，预先存储了排气管灰度上限阈值、排气管灰度下限阈值和各类排气管基准模版，排气管灰度上限阈值和排气管灰度下限阈值用于将图像中的排气管与背景分离，所述各类排气管基准模版为对各类用油汽车的基准排气管预先进行拍摄所得到的各个图像，所述排气管灰度上限阈值和所述排气管灰度下限阈值的取值范围均为0-255，所述排气管灰度上限阈值大于所述排气管灰度下限阈值；CCD拍摄设备，用于对附近道路进行拍摄，以获得附近道路图像，所述附近道路图像的分辨率为3840×2160；排气管检测设备，与CF卡连接，包括边缘增强子设备、Haar小波滤波子设备、中值滤波子设备、尺度变换增强子设备、目标分割子设备和目标识别子设备；所述边缘增强子设备与所述CCD拍摄设备连接，用于对所述附近道路图像执行边缘增强处理以获得边缘增强图像；所述Haar小波滤波子设备与所述边缘增强子设备连接，用于对所述边缘增强图像采用基于2阶Haar小波基的小波滤波处理，以滤除所述边缘增强图像中的高斯噪声，获得小波滤波图像；所述中值滤波子设备与所述Haar小波滤波子设备连接，用于对所述小波滤波图像执行中值滤波处理，以获得中值滤波图像；所述尺度变换增强子设备与所述中值滤波子设备连接，用于对所述中值滤波图像执行尺度变换增强处理，以增强图像中目标与背景的对比度，获得对比度增强图像；所述目标分割子设备与所述尺度变换增强子设备连接，将所述对比度增强图像中像素灰度值在排气管灰度上限阈值和排气管灰度下限阈值之间的所有像素组成排气管子图像；所述目标识别子设备与所述目标分割子设备连接，将所述排气管子图像与各类用油汽车的排气管基准模版逐一匹配，匹配成功，则输出存在排气管信号，并输出匹配成功的排气管基准模版对应的用油汽车类型，匹配失败，则输出不存在排气管信号；AVR32芯片与排气管检测设备和环形线圈检测设备分别连接，当接收到存在汽车信号时，汽车数量自加1，当接收到存在汽车信号且接收到存在排气管信号时，非电动汽车数量自加1，电动汽车数 量为汽车数量减去非电动汽车数量，汽车数量、电动汽车数量和非电动汽车数量每天自动清零；其中，环形线圈检测设备包括第一感应线圈、第二感应线圈、耦合振荡电路、信号整形放大电路和微处理器组成，第二感应线圈设置在第一感应线圈的正前方，耦合振荡电路与第一感应线圈和第二感应线圈分别连接，以在有目标依次通行过第一感应线圈和第二感应线圈时检测第一感应线圈和第二感应线圈各自的线圈电感量的变化，信号整形放大电路与耦合振荡电路连接，用于对耦合振荡电路的输出信号进行整形放大以获得整形放大信号，微处理器与信号整形放大电路连接，用于基于接收到的整形放大信号判断经过的目标是否为汽车以确定是否发出存在汽车信号；其中，边缘增强子设备、Haar小波滤波子设备、中值滤波子设备、尺度变换增强子设备、目标分割子设备和目标识别子设备均设置在直流充电桩主体内的集成电路板上。