充电控制器开发设计原理指导

1、充电控制器开发设计原理指导设计人：黄亮及其研究生团队 2016.9.134 方案选择方案一：4枪头集总方案，用一个控制器完成所有的功能。缺点：如果完成一拖四功能，板子将做得巨大，一拖四并非充电桩主流，用 一拖四的主板控制单枪头的充电桩，性价比很低。方案二：将充电桩分为两部分，电气部分与业务部分。电气部分负责充电模 块的控制、接口控制、多枪控制；业务部分负责人机交互，包括触摸显示、刷卡、 电量计量、网络信息传输。优点：国网统一了充电桩的业务功能，如果要投国网，可以去掉我们的业务 部分，直接使用专用的国网计费模块。缺点：因为有两块主板，开发费会增加。方案三：只做单枪头控制器，4枪头用4个控制器协同

2、工作。缺点：太多冗余，一拖四成本高。丁方案四：主从方案，主板完成单枪头与主要功能，增加枪头就增加从板。 优点：从板价格低，扩展方便，综合成本相比其它方案低。2 充电桩业务功能列表表1单枪头充电桩控制器业务功能列表端口名称路数端口说明can31路控制充电模块与英可瑞的绝缘检测模块，1路控制bms, 1路 控制国网专用计费模块。rs-48521路控制非英可瑞的绝缘检测模块，1路接收电能表，充电计费。lvds1与液晶屏通信。i2c1触摸屏rs-2321接读卡器模块，刷ic卡。uart2gprs 与 wi-fi 模块。rj-451接网线插口。usb-otg1用于程序升级及设备扩展表2每增加1个枪头需增

3、加1路can端口名称路数端口说明canlxn每增加1个枪头就增加1路can控制bms.3 充电控制接口设计表3单枪头充电控制非通信接口列表类型路数定义端口说明4路 模拟 量输入1temp-senson机箱温度检测pt 1000,超过50度报警1g t1枪温检测1,温度传感器要求是pti000,超过50度报警1g t2枪温检测2,温度传感器要求是pt1000,超过50度报警1ccs1总共3种工作状态，对应ccs1检测点电压分别为12v、6v、4v.8路 光隔 输入1g stat枪锁反馈信号，解锁为闭点，加锁为开点1fl防雷器故障，常开点输入1jt急停开关状态，常开点输入1dc直流母排接触器状态输

4、入1fuse电池熔断器故障，常开点输入1water水浸检测（实时性要求弱）1gate门磁检测（实时性要求弱）1leakr泄放接触器状态输入6路 继电 器输 出1g v充电枪电锁控制信号，继电器输出1bms v控制bms电源输出，继电器输出1leakr v控制泄放电阻导通，继电器输出1fan v控制风扇电源导通，继电器输出1ac v控制交流接触器，继电器输出1dc v控制直流接触器，继电器输出表4每增加1个枪头新增接口列表类型路数定义端口说明模拟入lxng t1枪温检测1,温度传感器要求是pti000,超过50度报警lxng t2枪温检测2,温度传感器要求是pt1000,超过50度报警1 xnc

5、cs1总共3种工作状态，对应ccs1检测点电压分别为12v、6v、4v.光隔 输入lxng stat枪锁反馈信号，解锁为闭点，加锁为开点lxndc直流母排接触器状态输入lxnfuse电池熔断器故障，常开点输入继电lxng v充电枪电锁控制信号，继电器输出器输lxnbms v控制bms电源输出，继电器输出出lxndc v控制直流接触器，继电器输出另外，只要非单枪头的充电桩，需要对多充电模块进行切换表5多枪头切换控制需要输出控制接口类型路数定义端口说明继电 器输 出11kn_v控制evs750开关转换器，投切开关4电路板设计方案方案一：主板为单枪的控制器，每增加一个枪头就增加一个从板，切换控制采用

6、独立 的控制板。主板 cpu： stm32f767bitx （姚工选型）。主板功能接口：表1+表3+表4的输入（或输出）接口（共9个io）。从板 cpu： stm32f042f4px （姚工选型）。从板功能接口：表2+表4剩余接口。切换控制模块：可自研也可外购，外购为rs485通信。切换控制板功能接口：表5。主板>7弁令51 1 1 j从扳1 从毗从板3 切盘餌sp1/hs485图1控制系统结构图方案二：与方案一的区别：在于将切换控制的11路继电器输出接口全部集成主板里。 主板 cpu： stm32f767bitx （姚工选型）。主板功能接口：表1+表3+表4的输入（或输出）接口（9个i

7、o） +表5 从板 cpu： stm32f042f4px （姚工选型）。从板功能接口：表2+表4剩余接口。rspi/r5r485图2控制系统结构图5各接口原理图设计指导5.1机箱温度检测连接器位号序号引脚信号定义功能简要描述j11temp-senson温度传感器为pt10002gnd机箱内部温度检测如下图，内部采用电阻分压采样，超过50°c报警，可以+12v图3桩内温度检测接线示意图采用a/d采样、也可采用比较器最后变成开关量与cpu相连。电源可采用统一 的12v电源。5.2充电枪头检测与ccs1信号检测-共4个枪头，以一个枪头为例，枪头检测如表所示:连接器位号序号引脚信号定义功能简

8、要描述j2 j51g_v充电枪电锁控制信号，如为正极性12v电压，充 电枪解锁，如为负极性12v电压，充电枪加锁。2g_stat充电枪电锁状态反馈检测信号，开关量信号，解锁 为闭点，加锁为开点。接地有效。3g_t1枪温检测1,可以是温度开关或温度传感器，温度 传感器要求是pt10004g_t2枪温检测2,可以是温度开关或温度传感器，温度 传感器要求是pt10005g gnd电锁状态、枪温检测公共端6ccs1ccs1为枪头是否连接好测试信号，标准规定测试 点上拉到+12v,通过枪头连接有悬空、r2电阻连 接、r3电阻连接，总共3种工作状态，对应ccs1 检测点电压分别为12v、6v、4v,标准规

9、定12v 信号接机壳设备地。7i2v2给ccs1独立供电的12v电源引脚控制器与充电枪z间电路如图所示:wcc1mmtnua控制器内部接口2 | pttqoo充电枪ptiooo枚备地图4充电枪头检测示意图g_t1与g_t2为温度传感器信号，控制上为超过50°c报警，可以采用a/d 采样、也可采用比较器最后变成开关量与cpu相连。g_gnd以上信号的公共端，接12v电源的“参考地”。4路枪头的电子锁与枪温信号都由同一组12v电源供电。因为ccs1的信号参考地是机壳，是否采取独立的12v电源（12v2）供电？5.3开关量输入检测全部为“接地”有效。连接器位号序号引脚信号定义功能简要描述j

10、61kgnd开关量测量公共端，外接12v电源地。2fl防雷器故障，常开点输入3jt急停开关状态，常开点输入4dc直流母排接触器状态输入5fuse电池熔断器故障，常开点输入6water水浸检测7gate门磁检测8leakr泄放接触器状态输入开关量测量公共端外接12v电源地，开关量接入控制器采用光隔型式，由12v电源供电。控制器开按1止输人接h+12/tlp181f lr-lesikr r-f图5开关量输入检测信号接线图5.4充电枪（bms ）电源供电输出控制一共4个枪头，以一个枪头为例。连接器位号序号引脚信号定义功能简要描述j7j101bms v继电器触点输出2bms g继电器公共端输出，外接1

11、2v地控制器通过继电器的输出控制外部继电器的线圈，以控制bms电源的联通。412v图6充电枪头bms供电电路图5.5泄放电阻输出控制连接器位号序号引脚信号定义功能简要描述j111leakr.v泄放电阻继电器触点输出2leakr g外接12v地5.6风扇输出控制连接器位号序号引脚信号定义功能简要描述j121fan v泄放电阻继电器触点输出2fan g外接12v地1路风扇输出控制，采取继电器驱动大继电器方案。12v图8风扇控制电路图5.7交流接触器输出控制22ovac连接器位号序号引脚信号定义功能简要描述j131ac v交流接触器控制继电器触点输出2ac g外接交流零线mm内部接i】图9交流接触器

12、控制电路图5.8直流母排接触器输出控制一共4个枪头，以一个枪头为例，表格中n为1-4序号:连接器位号序号引脚信号定义功能简要描述j131dc v直流接触器控制继电器触点输出2dc g外接12v地do桂制器内部接口丨i图10直流接触器控制电路图5.9轮充切换输出控制连接器位号序号引脚信号定义功能简要描述j141k1 v直流强电开关12k1 g3k2 v直流强电开关24k2 gnkn v直流强电开关nn+lkn g21k11 v直流强电开关1122k11 gl n1图11直流接触器控制电路图6电源设计指导 充电桩内部我设计有220v交流转成12v、350w的开关电源设备，因此 主板设计成12v电源供电。 主板外围接口电路除ccs1夕卜，都可用同一组12v电源供电。 ccs1信号因为参考地为机壳，所以设计成独立的第二路12v电源给ccs1 供电。外围设备，直流电表供电