本實(shí)用新型涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及的是一種智能充電站。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，充電站一般都是通過(guò)刷卡，投幣方式進(jìn)行充電；依據(jù)使用的功率，進(jìn)行卡級(jí)別分類，發(fā)放用戶卡。辦卡時(shí)用戶需要知道自己電動(dòng)車的充電功率。

現(xiàn)有技術(shù)中，充電過(guò)程中，再次刷卡則執(zhí)行退費(fèi)并停止充電，同時(shí)返還一定的金額；退還金額保持24小時(shí)記憶，即充電結(jié)束后，剩余的刷卡金額會(huì)系統(tǒng)里面存留24小時(shí)，期間回刷用戶卡可以返還剩余金額，但超過(guò)24小時(shí)后刷卡將不再返還金額。

現(xiàn)有技術(shù)中，依據(jù)初始充電功率判定用戶電動(dòng)車的充電功率等級(jí)，并賦予響應(yīng)的固定的充電時(shí)間。

已知的類似技術(shù)，其發(fā)放用戶卡時(shí)，要求用戶了解電動(dòng)車的充電功率，以便選擇合適的卡類別，取用合適的扣費(fèi)和充電時(shí)間。這種操作方式會(huì)帶來(lái)使用上的不方便。

首先，如果用戶一旦擁有幾輛充電功率各不相同的電動(dòng)車，為了充電就需要對(duì)應(yīng)開幾張用戶卡，否則就不能正常合理地使用。因?yàn)?，按照這種依據(jù)充電功率而開設(shè)用戶卡，相同的扣費(fèi)下，必然是大功率的充電時(shí)間比小功率的充電時(shí)間少。如果拿小功率卡去充大功率車，則系統(tǒng)會(huì)判斷為超功率使用從而停止充電，使充電過(guò)程不能正常進(jìn)行；如果拿大功率卡充小功率車，充是可以正常充，但是由于充電時(shí)間較少，用戶使用的電量和被扣除的費(fèi)用并不相當(dāng)，這對(duì)用戶不公平。開多張不同級(jí)別用戶卡，或者不經(jīng)意的用錯(cuò)卡而導(dǎo)致充電異常，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)都是比較反感的累贅和麻煩。

其次，大多數(shù)用戶不懂也不愿意了解自己電動(dòng)車的充電功率，他們更樂(lè)意直接付錢開卡，然后刷卡就可以完成一個(gè)安全而順利的充電。他們并不想去了解什么卡類別、充電功率這些陌生麻煩的事情。這樣的心理會(huì)影響產(chǎn)品的推廣使用。

類似技術(shù)中，有些設(shè)備生產(chǎn)廠家，為了避開卡類別的帶來(lái)不便，采取固定扣費(fèi)，根據(jù)初始充電功率，給予對(duì)應(yīng)的充電時(shí)間。這種方式是避開了分卡類別的麻煩，但是僅依靠初始功率而判定充電時(shí)間，之后不再將功率和充電時(shí)間關(guān)聯(lián)，有很大的弊病。

具體是這樣，由于固定的預(yù)扣費(fèi)，通常都能購(gòu)買足夠的常用電動(dòng)車的充電需求時(shí)間，即使是最大功率的電動(dòng)車充電，預(yù)扣的費(fèi)用也能夠購(gòu)買充滿需要的最長(zhǎng)時(shí)間，而且，由于有充滿時(shí)自動(dòng)斷電，系統(tǒng)停止計(jì)費(fèi)的功能，回刷卡時(shí)會(huì)按照使用的時(shí)間返還一定金額，所以，正常使用時(shí)，系統(tǒng)表現(xiàn)正常合理。但是，如果用戶接上的是排座，開始時(shí)在排座上接一輛車，待系統(tǒng)根據(jù)初始充電功率賦予一定充電時(shí)間之后，再在排座上接上其他的車同時(shí)充電，那么這種付一次錢同時(shí)充幾輛車這種蹭電的做法，對(duì)設(shè)備投放者就很不利。

類似技術(shù)中，有些廠家的設(shè)備，刷卡靈敏度比較低，而且存在偶爾性的退費(fèi)紊亂情況。具體表現(xiàn)為刷卡時(shí)間比較長(zhǎng)，感應(yīng)距離很近，刷不了尺寸較小的卡，退費(fèi)時(shí)，有時(shí)將用戶卡的余額扣除掉很大的一部分，有時(shí)又給用戶增加了一部分不合理的金額。這樣的情況，給用戶的體驗(yàn)感比較差。

類似的技術(shù)應(yīng)用中，有些生產(chǎn)廠家的充電設(shè)備，功率檢測(cè)上下偏差過(guò)大且沒(méi)有規(guī)律。有的廠家設(shè)備，連功率都不檢查，只是單純給予固定的充電時(shí)間，時(shí)間結(jié)束則停止充電。這種情況，給用戶的印象就是粗糙，層次含量低。

因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供這樣一種充電站，一張用戶卡就可以適應(yīng)不同充電功率的電動(dòng)車的充電，用戶無(wú)需了解任何技術(shù)細(xì)節(jié)，簡(jiǎn)單方便；解決用戶拉排座蹭電給設(shè)備投放商帶來(lái)的利益損害，使消費(fèi)使用對(duì)用戶和設(shè)備投放商都公平合理。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種智能充電站，包括充電站主機(jī)，以及分別與充電站主機(jī)連接的刷卡板，投幣器、微信支付器和12V開關(guān)電源；其中，充電站主機(jī)設(shè)置有10路輸出模塊、按鍵和數(shù)碼顯示管；10路輸出模塊設(shè)置有10路用于充電的供電輸出，對(duì)應(yīng)每一路供電輸出，還設(shè)置有一電流信號(hào)檢測(cè)處理電路；并且，充電站主機(jī)中還設(shè)置有根據(jù)檢測(cè)電流計(jì)算充電功率、并根據(jù)充電功率控制10路輸出模塊的主控模塊；主控模塊分別與各電流信號(hào)檢測(cè)處理電路、以及10路輸出模塊連接。

應(yīng)用于上述技術(shù)方案，所述的智能充電站中，每一路用于充電的輸出電流分別對(duì)應(yīng)連接有一繼電器和一保險(xiǎn)絲，各繼電器分別通過(guò)設(shè)置的繼電器控制模塊與主控模塊連接。

應(yīng)用于各個(gè)上述技術(shù)方案，所述的智能充電站中，分別設(shè)置有與10路用于充電的供電輸出分別對(duì)應(yīng)的數(shù)量相同的按鍵和數(shù)碼顯示管；各按鍵和數(shù)碼顯示管分別通過(guò)按鍵檢測(cè)模塊和數(shù)碼顯示管模塊與主控模塊連接。

采用上述方案，本實(shí)用新型通過(guò)10路電流信號(hào)檢測(cè)處理電路，實(shí)時(shí)檢測(cè)其對(duì)應(yīng)充電輸出電流，再經(jīng)過(guò)主控模塊一定的算法處理計(jì)算得到實(shí)時(shí)充電功率。得到實(shí)時(shí)充電功率后，將初始賦予的充電時(shí)間與當(dāng)前的實(shí)時(shí)功率相關(guān)聯(lián)，執(zhí)行一定的算法處理調(diào)整充電時(shí)間運(yùn)行的快慢，從而可以適應(yīng)不同充電功率的電動(dòng)車，免去了開多張用戶卡的情況；并且，也降低了用戶對(duì)充電方面知識(shí)的要求，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單方便安全充電；同時(shí)也解決了用戶拉排座同時(shí)充多輛車對(duì)設(shè)備投放者造成利益損害的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型中電流信號(hào)檢測(cè)處理電路的電路圖；

圖3為本實(shí)用新型的模塊連接示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)施例提供了一種智能充電站，如圖1所示，智能充電站包括充電站主機(jī)，以及分別與充電站主機(jī)連接的刷卡板，投幣器、微信支付器和12V開關(guān)電源，充電站主機(jī)通過(guò)電動(dòng)車充電器與外部需要充電的電動(dòng)車連接，在充電時(shí)，先通過(guò)刷卡啟動(dòng)，并在沖充電完成后，通過(guò)投幣器和微信支付器進(jìn)行支付，12V開關(guān)電源用于為充電站主機(jī)提供電能。

其中，充電站主機(jī)設(shè)置有10路輸出模塊、按鍵和數(shù)碼顯示管，充電站主機(jī)設(shè)置有220V的AC輸入端口，并且，10路輸出模塊設(shè)置有10路用于充電的供電輸出，按鍵和數(shù)碼顯示管與10路用于充電的供電輸出數(shù)量對(duì)應(yīng)，即還分別設(shè)置有10個(gè)對(duì)應(yīng)按鍵和對(duì)應(yīng)的10個(gè)數(shù)碼顯示管。

并且，對(duì)應(yīng)每一路供電輸出的輸出電流，還設(shè)置有一電流信號(hào)檢測(cè)處理電路，電流信號(hào)檢測(cè)處理電路的電路圖如圖2所示，電流信號(hào)檢測(cè)處理電路采用高分辨率的電流互感器，合理且低成本的LM358電流信號(hào)檢測(cè)處理電路設(shè)計(jì)和元件參數(shù)選擇，可以檢測(cè)出相對(duì)準(zhǔn)確的充電電流，根據(jù)檢測(cè)出的充電電流，可以通過(guò)電流與功率之間的公式，即可以計(jì)算出相對(duì)準(zhǔn)確的充電功率。

如圖2所示，電流信號(hào)檢測(cè)處理電路在選擇合適的電阻參數(shù)，可在測(cè)試點(diǎn)DP4端獲得對(duì)稱的、并且放大了一定程度的電流對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)MCU的高速采樣和一定的主控模塊的處理，可獲取較準(zhǔn)確的充電電流。充電功率其中U為交流電有效值，在210～240V之間，取中間值225V，誤差±15V；I為交流電流有效值，檢測(cè)誤差±30mA；為充電功率因數(shù)，由于絕大部分的電動(dòng)車充電器均采用開關(guān)電源，工作原理基本一樣，在整個(gè)充電過(guò)程功率因數(shù)都在0.55～0.65之間，取中間值0.6，誤差±0.05。那么充電功率最大檢測(cè)誤差＝240*0.65*(I+0.03)-225*0.6*I＝7.2+21*I?？梢钥闯觯畲笳`差隨電流增大而增大，但是由于中小功率電動(dòng)車充電時(shí)交流輸入電流不會(huì)超過(guò)2A，所以充電功率最大檢測(cè)誤差不大于7.2+21*2＝49.2W，而實(shí)際使用很少出現(xiàn)這種臨界情況，即便是出現(xiàn)，由于最大偏差已經(jīng)測(cè)定，系統(tǒng)設(shè)計(jì)留有裕量，將過(guò)載保護(hù)點(diǎn)設(shè)置在最大容量之下，并不會(huì)影響過(guò)載保護(hù)的檢測(cè)。

在功率檢測(cè)可靠的前提下，本實(shí)施例智能充電站在充電過(guò)程全程監(jiān)控充電功率，并將充電時(shí)間和充電功率相關(guān)聯(lián)，徹底解決之前刷卡帶來(lái)的問(wèn)題。

具體實(shí)現(xiàn)是這樣的，將系統(tǒng)運(yùn)行的功率分為幾個(gè)等級(jí)，充電時(shí)間的倒計(jì)時(shí)按照功率等級(jí)執(zhí)行快慢處理，也即功率等級(jí)越大，時(shí)間跑的越快，而用戶看到時(shí)間數(shù)字是一樣的，只是時(shí)間變化速率改變了。這在本質(zhì)上，實(shí)際上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)定電量充電的過(guò)程。例如，系統(tǒng)將功率等級(jí)分為4級(jí)，

1等級(jí)170W，時(shí)間720分鐘；

2等級(jí)270W，時(shí)間480分鐘；

3等級(jí)370W，時(shí)間350分鐘；

4等級(jí)470W，時(shí)間270分鐘；

這樣的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，使每個(gè)等級(jí)的最大使用電量是接近的。開始時(shí)系統(tǒng)賦予720分鐘的充電時(shí)間，每60秒，時(shí)間減一。當(dāng)出現(xiàn)170W<充電功率≤270W時(shí)，執(zhí)行等級(jí)2的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，這時(shí)充電時(shí)間變?yōu)?80分鐘，時(shí)間運(yùn)行加快，時(shí)間變化的周期不再是60秒，而是60*480/720＝40秒。類似地，當(dāng)出現(xiàn)270<充電功率≤370W時(shí)，執(zhí)行等級(jí)3的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，充電時(shí)間變?yōu)?50分鐘，時(shí)間變化周期＝60*350/720＝29秒。當(dāng)充電功率>470W時(shí)，則發(fā)生過(guò)載保護(hù)，停止充電。等級(jí)切換只往大的等級(jí)跳轉(zhuǎn)，即便后面功率下跌了，等級(jí)也不會(huì)退回到低等級(jí)。

一般情況下，單個(gè)電動(dòng)自行車的充電功率都不會(huì)超過(guò)270W，所以480分鐘即8個(gè)小時(shí)的充電時(shí)間已經(jīng)足夠使用，即便是碰到超過(guò)270W的情況，只不過(guò)是時(shí)間不足8小時(shí)，用戶可以通過(guò)再刷一次卡累積充電時(shí)間就可以解決，所以這樣的設(shè)置直接省去開多張卡的麻煩。如果發(fā)生用戶拉排插同時(shí)充多輛車的情況，由于系統(tǒng)根據(jù)充電功率執(zhí)行充電時(shí)間等級(jí)的切換，同時(shí)具備準(zhǔn)確的過(guò)載保護(hù)檢測(cè)，所以并不會(huì)損害設(shè)備投放者的利益，這對(duì)用戶來(lái)說(shuō)也是公平合理的。

而至于刷卡不靈敏，退費(fèi)紊亂的情況，實(shí)質(zhì)上是硬件和軟件算法設(shè)計(jì)的不合理造成的問(wèn)題。原則上，要提高靈敏度，硬件上要增強(qiáng)電磁場(chǎng)強(qiáng)度和輻射面積，則要增大環(huán)形線圈的面積，調(diào)整諧振電容，使諧振電壓幅度盡量大，同時(shí)，使用輻射區(qū)域遠(yuǎn)離大面積的導(dǎo)體。退費(fèi)紊亂，則是軟件算法的不合理造成的，關(guān)鍵要處理好通信的中斷和備份。我們采用FRAM實(shí)時(shí)記錄每張卡的UID和使用情況，并對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行一定的校驗(yàn)處理和數(shù)據(jù)備份，徹底解決了退費(fèi)紊亂的問(wèn)題。

以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。