一种电动汽车充电宝的制作方法

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车充电宝。

背景技术：

随着电动汽车的大量普及，基础充电设施必不可少，电动汽车充电桩作为充电基础设施的一部分对于推进电动汽车的普及具有重要的意义。但是电动汽车充电桩设备要求固定在一个地点，充电过程中需要外部提供交流电，因为不能移动，无法为行驶旅途中缺乏电力而停止运行、中途又无充电设备的的电动汽车充电。

电动汽车充电宝适应上述状况应运而生了，它可以搭载在一般机动车上移动到需要充电设备近旁，为缺电的电动汽车补充电能。充电宝内部电池组可以循环充电。设计和建设各类可移动的电动汽车充电桩--电动汽车充电宝是解决行驶中汽车充电难的有效途径，可增加电动汽车续航里程，可作为电动汽车交流桩功能的延伸和扩展，弥补电动汽车充电桩不易移动的缺点，将以其高效、灵活、快速、安全等特点成为解决电动汽车普及以及弥补电动汽车充电桩功能缺陷问题的有效办法，具有巨大的发展前景。所以，研制出一种安全稳定，切实可行的电动汽车充电宝，便成为业内人士亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种电动汽车充电宝。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电动汽车充电宝，包括充电组件、蓄电池组件、主控制组件和输出组件；所述充电组件用于将外部电源电压进行转换并对所述蓄电池组件进行充电；所述蓄电池组件用于将外部电源的电能进行存储，并对电动汽车进行充电；所述主控制组件用于调节和监控所述蓄电池组件的充放电参数；所述输出组件用于将所述蓄电池组件的电能输出至电动汽车，并对电动汽车进行充电。

本发明的有益效果是：本发明的一种电动汽车充电宝，可以随时随地的对电动汽车进行充电，避免了固定充电桩在充电过程中无法移动的缺点，尤其是对电量不足的情况下，可以临时为电动汽车充电，增加电动汽车的续航里程，安全、可靠、稳定，方便；结构紧凑，运行高效，为电动汽车的推广具有较大的促进意义。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述充电组件包括输入整流电路和第一DC-DC变换电路；所述输入整流电路与外部电源电连接，并对外部电源进行整流、滤波处理；所述第一DC-DC变换电路电连接在所述输入整流电路和蓄电池组件之间，并对整流、滤波处理后的电压进行电压转换处理。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述输入整流电路可以对所述外部电源进行整流、滤波处理，将交流电转换为直流电，并去除电路中的杂波成分，通过所述第一DC-DC变换电路，可以实现不同充电电压的控制。

进一步：所述主控制组件包括第一单片机和监控电路；所述第一单片机与所述第一DC-DC变换电路电连接，并通过控制所述第一DC-DC变换电路而对所述蓄电池组件的充电参数进行控制，所述第一单片机还与所述输出组件电连接；所述监控电路电连接在所述蓄电池组件与所述第一单片机之间，并对所述蓄电池组件的充电参数进行实时监控。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述监控电路可以实时采集所述蓄电池组件充电时的充电参数，并反馈至所述第一单片机，所述第一单片机将所述监控电路反馈的充电参数与对应的设定阈值比较，并及时调整所述蓄电池组件的充电参数，确保所述蓄电池组件充电的安全性和稳定性。

进一步：所述主控制组件还包括脉宽调制电路，所述脉宽调制电路分别与所述第一DC-DC变换电路和第一单片机电连接，并通过所述第一单片机的控制命令调节所述第一DC-DC变换电路输出电压的占空比而调节充电电压。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述脉宽调制电路可以根据第一单片机的控制命令调节所述第一DC-DC变换电路输出电压的占空比，从而实现蓄电池组件充电电压的调节，结合蓄电池组件的电量，实现不同充电阶段控制不同的充电电压。

进一步：所述主控制组件还包括第一LED指示灯和第一通讯接口，所述第一LED指示灯与所述第一单片机电连接，并显示所述蓄电池组件的充电状态；所述第一通讯接口与所述第一单片机连接，用于外部通讯扩展。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述第二LED指示灯可以实时显示所述蓄电池组件的充电状态，方便用户及时了解，实时掌握充电状态和充电进程；通过所述第一通讯接口，可以实现后续扩展功能，比如通过所述第一通讯接口连接显示器，便可以实时显示充电参数的具体信息等。

进一步：所述输出组件包括放电电路、第二单片机、放电接口、控制引导器和电动锁；所述第二单片机与所述蓄电池组件电连接，并对所述蓄电池组件的放电参数进行控制；所述放电电路分别与所述第二单片机、蓄电池组件和放电接口电连接，并根据所述第二单片机的控制命令对所述蓄电池组件进行放电，且通过所述放电接口对电动汽车进行充电；所述控制引导器电连接在所述第二单片机与放电接口之间，并自动感应检测所述放电接口与电动汽车的充电抢是否电连接，所述第二单片机在所述放电接口与电动汽车的充电抢电连接后驱动放电电路导通并对电动汽车进行充电；所述电动锁电连接在所述第二单片机与放电接口之间，并在充电时固定电动汽车的充电抢。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述输出组件可以实现所述蓄电池组件的安全、平稳的放电。其中，所述控制引导器自动感应检测放电接口与电动汽车的充电抢是否电连接；并在所述放电接口与电动汽车的充电抢没有电连接或者接触不良时，反馈给所述第二单片机，所述第二单片机控制所述直流接触器断开。另外，通过所述电动锁在充电时自动上锁，防止电动汽车的充电抢在充电过程中意外从所述放电接口中脱出，充电结束后自动解锁；从而提高了充电的安全性。

进一步：所述放电电路包括第二DC-DC变换电路、过流过压保护电路、直流接触器和电能表；所述第二DC-DC变换电路与所述蓄电池组件电连接，并对所述蓄电池组件的输出电压进行电压转换处理；所述过流过压保护电路电连接在所述第二DC-DC变换电路和所述电能表之间，并在放电电压和放电电流超过设定阈值时断开蓄电池组件与放电接口之间的电路；所述电能表与所述过流过压保护电路电连接，并对所述蓄电池组件的放电电量进行计量；所述直流接触器串联在所述电能表与所述放电接口之间，并在经过其的放电电压和/或电流过大时自动断开电路。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述第二DC-DC变换电路可以对所述蓄电池组件的输出电压进行转换，并与外部电动汽车的充电电压相匹配，增强其通用性，通过所述过流过压保护电路可以在所述蓄电池组件放电时，如果放电电流和/或放电电压过大时自动断开电路，避免安全隐患。

进一步：所述输出组件还包括开关量驱动器，所述开关量驱动器电连接在所述第二单片机与所述直流接触器之间，且所述第二单片机通过所述开关量驱动器的输出信号控制所述直流接触器断开或闭合。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述开关量驱动器可以将外部的安全信号(比如充电宝的柜门是否关好，或者放电温度是否过高)通过所述开光亮驱动器驱动所述直流接触器断开，进一步增强所述蓄电池组件放电的安全性。

进一步：所述输出组件还包括温度传感器和射频读卡器；所述射频读卡器与所述第二单片机电连接，并识别用户的充电卡；所述温度传感器设置在所述放电接口处，且所述温度传感器与所述第二单片机电连接并实时检测所述放电接口处的温度。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述温度传感器可以实时检测所述放电接口处的温度，当所述放电接口处的温度超过设定放电接口温度阈值时，所述第二单片机控制所述开关量驱动器驱动所述直流接触器断开，防止由于充电过程中发热导致所述充放电接口处的温度过高而引起火灾危险。通过所述射频读卡器可以比较方便的识别用户的充电卡并由所述第二单片机自动完成充电扣费，智能化程度较高，同时整个系统的管理也非常方便。

进一步：所述输出组件还包括急停按钮和第二LED指示灯；所述急停按钮与所述第二单片机电连接，且所述第二单片机在所述急停按钮按下时通过所述开关量驱动器驱动所述直流接触器断开，切断电路；所述第二LED指示灯与所述第二单片机电连接，并实时显示所述蓄电池组件的放电状态。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述急停按钮可以在放电过程中出现异常情况时，所述第二单片机通过所述开关量驱动器驱动所述接触器断开，切断电路，进一步确保充电安全。通过所述第二LED指示灯可以实时显示所述蓄电池组件的放电状态，方便用户及时了解，实时掌握放电状态和放电进程。

附图说明

图1为本发明的一种电动汽车充电宝结构示意图；

图2为本发明的充电组件和主控制组件结构示意图；

图3为本发明的输出组件结构示意图一；

图4为本发明的输出组件结构示意图二。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种电动汽车充电宝，包括充电组件、蓄电池组件、主控制组件和输出组件；所述充电组件用于将外部电源电压进行转换并对所述蓄电池组件进行充电；所述蓄电池组件用于将外部电源的电能进行存储，并对电动汽车进行充电；所述主控制组件用于调节和监控所述蓄电池组件的充放电参数；所述输出组件用于将所述蓄电池组件的电能输出至电动汽车，并对电动汽车进行充电。

如图2所示，本发明中，所述充电组件包括输入整流电路和第一DC-DC变换电路；所述输入整流电路与外部电源电连接，并对外部电源进行整流、滤波处理；所述第一DC-DC变换电路电连接在所述输入整流电路和蓄电池组件之间，并对整流、滤波处理后的电压进行电压转换处理。通过所述输入整流电路可以对所述外部电源进行整流、滤波处理，将交流电转换为直流电，并去除电路中的杂波成分，通过所述第一DC-DC变换电路，可以实现不同充电电压的控制。

如图2所示，本发明中，所述主控制组件包括第一单片机和监控电路；所述第一单片机与所述第一DC-DC变换电路电连接，并通过控制所述第一DC-DC变换电路而对所述蓄电池组件的充电参数进行控制，所述第一单片机还与所述输出组件电连接；所述监控电路电连接在所述蓄电池组件与所述第一单片机之间，并对所述蓄电池组件的充电参数进行实时监控。通过所述监控电路可以实时采集所述蓄电池组件充电时的充电参数，并反馈至所述第一单片机，所述第一单片机将所述监控电路反馈的充电参数与对应的设定阈值比较，并及时调整所述蓄电池组件的充电参数，确保所述蓄电池组件充电的安全性和稳定性。

优选地，所述主控制组件还包括脉宽调制电路，所述脉宽调制电路分别与所述第一DC-DC变换电路和第一单片机电连接，并通过所述第一单片机的控制命令调节所述第一DC-DC变换电路输出电压的占空比而调节充电电压。通过所述脉宽调制电路可以根据第一单片机的控制命令调节所述第一DC-DC变换电路输出电压的占空比，从而实现蓄电池组件充电电压的调节，结合蓄电池组件的电量，实现不同充电阶段控制不同的充电电压。比如，在充电前期，可以适当调大充电电压，并在所述蓄电池组件的电量超过70％后逐步减低充电电压，这样既可以提高充电效率，又可以保证充电的安全性。

优选地，所述主控制组件还包括第一LED指示灯和第一通讯接口，所述第一LED指示灯与所述第一单片机电连接，并显示所述蓄电池组件的充电状态；所述第一通讯接口与所述第一单片机连接，用于外部通讯扩展。通过所述第二LED指示灯可以实时显示所述蓄电池组件的充电状态，方便用户及时了解，实时掌握充电状态和充电进程；通过所述第一通讯接口，可以实现后续扩展功能。

比如：通过所述第一通讯接口连接显示器，便可以实时显示充电参数的具体信息等。这里，所述第一通讯接口包括RS485接口、CAN总线接口和以太网接口。

如图3所示，本发明中，所述输出组件包括放电电路、第二单片机、放电接口、控制引导器和电动锁；所述第二单片机与所述蓄电池组件电连接，并对所述蓄电池组件的放电参数进行控制；所述放电电路分别与所述第二单片机、蓄电池组件和放电接口电连接，并根据所述第二单片机的控制命令对所述蓄电池组件进行放电，且通过所述放电接口对电动汽车进行充电；所述控制引导器电连接在所述第二单片机与放电接口之间，并自动感应检测所述放电接口与电动汽车的充电抢是否电连接，所述第二单片机在所述放电接口与电动汽车的充电抢电连接后驱动放电电路导通并对电动汽车进行充电；所述电动锁电连接在所述第二单片机与放电接口之间，并在充电时固定电动汽车的充电抢。

通过所述输出组件可以实现所述蓄电池组件的安全、平稳的放电。其中，所述控制引导器自动感应检测放电接口与电动汽车的充电抢是否电连接；并在所述放电接口与电动汽车的充电抢没有电连接或者接触不良时，反馈给所述第二单片机，所述第二单片机控制所述直流接触器断开。另外，通过所述电动锁在充电时自动上锁，防止电动汽车的充电抢在充电过程中意外从所述放电接口中脱出，充电结束后自动解锁；从而提高了充电的安全性。

本发明中，所述放电电路包括第二DC-DC变换电路、过流过压保护电路、直流接触器和电能表；所述第二DC-DC变换电路与所述蓄电池组件电连接，并对所述蓄电池组件的输出电压进行电压转换处理；所述过流过压保护电路电连接在所述第二DC-DC变换电路和所述电能表之间，并在放电电压和放电电流超过设定阈值时断开蓄电池组件与放电接口之间的电路；所述电能表与所述过流过压保护电路电连接，并对所述蓄电池组件的放电电量进行计量；所述直流接触器串联在所述电能表与所述放电接口之间，并在经过其的放电电压和/或电流过大时自动断开电路。

通过所述第二DC-DC变换电路可以对所述蓄电池组件的输出电压进行转换，并与外部电动汽车的充电电压相匹配，增强其通用性，通过所述过流过压保护电路可以在所述蓄电池组件放电时，如果放电电流和/或放电电压过大时自动断开电路，避免安全隐患。

本实施例中，所述第一单片机和第二单片机均采用51单片机，结构简单，成本低廉，通用性和可替代性较强，能满足整个充电宝的充电过程和放电过程的全程控制与监控。

如图4所示，优选地，所述输出组件还包括开关量驱动器，所述开关量驱动器电连接在所述第二单片机与所述直流接触器之间，且所述第二单片机通过所述开关量驱动器的输出信号控制所述直流接触器断开或闭合。

通过所述开关量驱动器可以将外部的安全信号(比如充电宝的柜门没关好，或者放电温度过高)驱动所述直流接触器断开，进一步增强所述蓄电池组件放电的安全性。

在实际中，充电宝配套设有一个外壳，所述充电组件、蓄电池组件、主控制组件和输出组件均设置在所述外壳内，在外壳的一侧设有柜门，通过开关检测柜门的状态作为所述开关量驱动器的输入信号，可以使得在柜门没有关好时，所述开关量驱动器驱动所述直流接触器断开，从而实现安全放电。

优选地，所述输出组件还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述放电接口处，且所述温度传感器与所述第二单片机电连接并实时检测所述放电接口处的温度。通过所述温度传感器可以实时检测所述放电接口处的温度，当所述放电接口处的温度超过设定放电接口温度阈值时，所述第二单片机控制所述开关量驱动器驱动所述直流接触器断开，防止由于充电过程中发热导致所述充放电接口处的温度过高而引起火灾危险。

优选地，所述输出组件还包括射频读卡器，所述射频读卡器与所述第二单片机电连接，并识别用户的充电卡，且所述第二单片机根据所述电能表计量的放电电量自动扣费。通过所述射频读卡器可以比较方便的识别用户的充电卡并由所述第二单片机自动完成充电扣费，智能化程度较高，同时整个系统的管理也非常方便。

本实施例中，所述输出组件还包括急停按钮，所述急停按钮与所述第二单片机电连接，且所述第二单片机在所述急停按钮按下时通过所述开关量驱动器驱动所述直流接触器断开，切断电路。通过设置所述急停按钮可以在放电过程中出现异常情况时，所述第二单片机通过所述开关量驱动器驱动所述接触器断开，切断电路，进一步确保充电安全。

本实施例中，所述输出组件还包括第二LED指示灯；所述第二LED指示灯与所述第二单片机电连接，并实时显示所述蓄电池组件的放电状态。通过所述第二LED指示灯可以实时显示所述蓄电池组件的放电状态，方便用户及时了解，实时掌握放电状态和放电进程。

本发明的一种电动汽车充电宝，可以随时随地的对电动汽车进行充电，避免了固定充电桩在充电过程中无法移动的缺点，尤其是对电量不足的情况下，可以临时为电动汽车充电，增加电动汽车的续航里程，安全、可靠、稳定，方便；结构紧凑，运行高效，为电动汽车的推广具有较大的促进意义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。