一种兼容三相电和单相电的交流充电桩及充电方法与流程

1.本发明涉及交流充电桩技术领域，特别指一种兼容三相电和单相电的交流充电桩及充电方法。

背景技术：

2.随着新能源的快速发展，越来越多的汽车厂商开始发展新能源汽车，也越来越多的人开始选择购买更加节能环保的新能源汽车，而充电桩的建设是新能源汽车普及的重要保障。
3.充电桩分为直流充电桩和交流充电桩，交流充电桩的功率低，属于慢充，成本相对于直流充电桩低很多，因此个人可以使用较低的费用购置一套属于自己的交流充电桩。
4.交流充电桩分为三相桩和单相桩，由于历史原因大部分老旧社区无法满足三相电的接入，只有新建的小区同时配备单相电和三相电。新能源汽车百花齐放，有些车型支持三相电和单相电的充电，而有些车型只支持单相电的充电，因此个人在购买交流充电桩进行安装后，时常出现不兼容的问题。
5.因此，如何提供一种兼容三相电和单相电的交流充电桩及充电方法，实现提升交流充电桩的兼容性，成为一个亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题，在于提供一种兼容三相电和单相电的交流充电桩及充电方法，实现提升交流充电桩的兼容性。
7.第一方面，本发明提供了一种兼容三相电和单相电的交流充电桩，包括一控制检测模块、一acdc电源模块以及至少一充电；
8.所述控制检测模块包括一mcu、一切换开关、一电源检测单元、一cp检测单元、一第一继电器以及一第二继电器；
9.所述mcu分别与切换开关、电源检测单元、cp检测单元、第一继电器、第二继电器以及acdc电源模块的输出端连接；所述acdc电源模块的输入端用于连接电网的a相电以及零线，输出端与电源检测单元以及cp检测单元连接；所述第一继电器的输入端用于连接电网的a相电以及零线，输出端与充电的引脚a、n连接；所述第二继电器的输入端用于连接电网的b相电以及c相电，输出端与充电的引脚b、c连接；所述充电的引脚pe用于连接电网的接地端；所述cp检测单元与充电连接；所述电源检测单元用于连接电网的a相电、b相电、c相电以及零线。
10.进一步地，所述电源检测单元设有一电压检测子单元、一电流检测子单元、一相位检测子单元以及一相序检测子单元；
11.所述电压检测子单元、电流检测子单元、相位检测子单元以及相序检测子单元均与mcu连接。
12.进一步地，还包括一个声光报警器，与所述mcu以及acdc电源模块连接。
13.第二方面，本发明提供了一种兼容三相电和单相电的充电方法，包括如下步骤：
14.步骤s10、acdc电源模块将电网的单相交流电转换为直流电后，给控制检测模块供电；
15.步骤s20、mcu基于切换开关触发的信号，控制第一继电器和第二继电器的工作，进而控制充电以单相电或者三相电给新能源汽车进行充电；
16.步骤s30、充电过程中，mcu通过电源检测单元对电网接入的电源进行实时检测。
17.进一步地，所述步骤s20具体包括如下不分先后顺序的步骤：
18.步骤s21、mcu基于切换开关触发的单相电充电信号，闭合第一继电器，断开第二继电器，充电通过a相电给新能源汽车进行充电；
19.步骤s22、mcu基于切换开关触发的三相电充电信号，闭合第一继电器以及第二继电器，充电通过a相电、b相电以及c相电给新能源汽车进行充电；
20.mcu通过电流检测子单元检测第二继电器接入的b相电和c相电是否有输入电流，若是，则继续通过a相电、b相电以及c相电给新能源汽车进行充电；若否，则断开第二继电器，充电通过a相电给新能源汽车进行充电。
21.进一步地，所述步骤s30具体为：
22.充电过程中，mcu通过电压检测子单元实时检测充电电压，通过电流检测子单元实时检测充电电流，通过相位检测子单元实时检测三相电的相位，通过相序检测子单元实时检测三相电的相序，判断所述充电电压、充电电流、相位或者相序是否存在异常，若否，则继续充电；若是，则断开第一继电器和第二继电器，停止给新能源汽车充电。
23.本发明的优点在于：
24.通过设置第一继电器用于通断a相电和零线，设置第二继电器用于通断b相电和c相电，且第一继电器和第二继电器均与mcu连接，设置包括电压检测子单元、电流检测子单元、相位检测子单元以及相序检测子单元的电源检测单元连接mcu、a相电、b相电、c相电和零线，设置mcu与用于切换单相电充电和三相电充电的切换开关连接，mcu基于切换开关触发的信号控制第一继电器和第二继电器的通断，以让充电输出单相电或者三相电，且在充电过程中通过电源检测单元实时检测充电电压、充电电流、相位以及相序并判断是否异常，出现异常立即断开第一继电器和第二继电器，最终使得交流充电桩兼容单相电充电和三相电充电，并在出现异常时自动断电，进而极大的提升了交流充电桩的兼容性以及安全性。
附图说明
25.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
26.图1是本发明一种兼容三相电和单相电的交流充电桩的电路原理框图。
27.图2是本发明mcu的电路原理框图。
28.图3是本发明一种兼容三相电和单相电的充电方法的流程图。
29.标记说明：
30.100-一种兼容三相电和单相电的交流充电桩，1-控制检测模块，2-acdc电源模块，3-充电，11-mcu，12-切换开关，13-电源检测单元，14-cp检测单元，15-第一继电器，16-第二继电器，17-声光报警器，131-电压检测子单元，132-电流检测子单元，133-相位检测子单
元，134-相序检测子单元。
具体实施方式
31.本技术实施例中的技术方案，总体思路如下：设置第一继电器15用于通断a相电和零线，设置第二继电器16用于通断b相电和c相电，且第一继电器15和第二继电器16均与mcu11连接，设置mcu11与切换开关12连接，mcu11基于切换开关12触发的信号控制第一继电器15和第二继电器16的通断，以让充电3输出单相电或者三相电，以提升交流充电桩100的兼容性。
32.请参照图1至图3所示，本发明一种兼容三相电和单相电的交流充电桩100的较佳实施例，包括一控制检测模块1、一acdc电源模块2以及至少一充电3；所述控制检测模块1用于控制交流充电桩100的工作；所述acdc电源模块2用于将电网输入的单相交流电转换为直流电以给控制检测模块1供电；所述充电3用于连接新能源汽车(未图示)，进而给新能源汽车充电，并与新能源汽车进行通信；
33.所述控制检测模块1包括一mcu11、一切换开关12、一电源检测单元13、一cp检测单元14、一第一继电器15以及一第二继电器16；所述mcu11用于控制交流充电桩100的工作，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的mcu即可，并不限于何种型号，例如st公司的stm32f103系列的mcu，且控制程序是本领域技术人员所熟知的，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；所述切换开关12用于切换单相电充电和三相电充电；所述电源检测单元13用于对电网输入电源的充电电压、充电电流、相位和相序进行检测；所述cp检测单元14用于检测新能源汽车的pwm信号，或者向新能源汽车发送pwm信号，进而与新能源汽车进行通信，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的器件即可，并不限于何种型号，例如申请号为cn201910879005.9公开的一种交流充电设备cp控制导引信号驱动与采集电路，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；所述第一继电器15用于通断a相电和零线；所述第二继电器16用于通断b相电和c相电；
34.所述mcu11分别与切换开关12、电源检测单元13、cp检测单元14、第一继电器15、第二继电器16以及acdc电源模块2的输出端连接；所述acdc电源模块2的输入端用于连接电网的a相电以及零线，输出端与电源检测单元13以及cp检测单元14连接；所述第一继电器15的输入端用于连接电网的a相电以及零线，输出端与充电3的引脚a、n连接；所述第二继电器16的输入端用于连接电网的b相电以及c相电，输出端与充电3的引脚b、c连接；所述充电3的引脚pe用于连接电网的接地端；所述cp检测单元14与充电3连接；所述电源检测单元13用于连接电网的a相电、b相电、c相电以及零线。图1中电网的引脚a、b、c、n、pe分别表示a相电、b相电、c相电、零线、接地。
35.所述电源检测单元13设有一电压检测子单元131、一电流检测子单元132、一相位检测子单元133以及一相序检测子单元134；所述电压检测子单元131用于检测充电电压，所述电流检测子单元132用于检测充电电流，所述相位检测子单元133用于检测三相电的相位，所述相序检测子单元134用于检测三相电的相序，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现对应功能的器件即可，并不限于何种型号，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；
36.所述电压检测子单元131、电流检测子单元132、相位检测子单元133以及相序检测
子单元134均与mcu11连接。
37.还包括一个声光报警器17，与所述mcu11以及acdc电源模块2连接，用于所述交流充电桩100出现异常时的报警。
38.本发明一种兼容三相电和单相电的充电方法的较佳实施例，包括如下步骤：
39.步骤s10、acdc电源模块将电网的单相交流电转换为直流电后，给控制检测模块的mcu、cp检测单元以及声光报警器供电；
40.步骤s20、mcu基于切换开关触发的信号，控制第一继电器和第二继电器的工作，进而控制充电以单相电或者三相电给新能源汽车进行充电；
41.步骤s30、充电过程中，mcu通过电源检测单元对电网接入的电源进行实时检测。
42.所述步骤s20具体包括如下不分先后顺序的步骤：
43.步骤s21、mcu基于切换开关触发的单相电充电信号，闭合第一继电器，断开第二继电器，充电通过a相电给新能源汽车进行充电；当mcu接收到所述单相电充电信号时，即使交流充电桩通过三相电接入电网，且新能源汽车也支持三相电充电，此时只通过单相电给新能源汽车进行充电，即用户可按需选择通过单相电充电还是三相电充电；
44.步骤s22、mcu基于切换开关触发的三相电充电信号，闭合第一继电器以及第二继电器，充电通过a相电、b相电以及c相电给新能源汽车进行充电；
45.mcu通过电流检测子单元检测第二继电器接入的b相电和c相电是否有输入电流，若是，则继续通过a相电、b相电以及c相电给新能源汽车进行充电；若否，说明电网只支持单相电，则断开第二继电器，充电通过a相电给新能源汽车进行充电。
46.所述步骤s30具体为：
47.充电过程中，mcu通过电压检测子单元实时检测充电电压，通过电流检测子单元实时检测充电电流，通过相位检测子单元实时检测三相电的相位，通过相序检测子单元实时检测三相电的相序，判断所述充电电压、充电电流、相位或者相序是否存在异常，若否，则继续充电；若是，则断开第一继电器和第二继电器，停止给新能源汽车充电，并通过声光报警器进行报警。充电过程中，通过检测的充电电压和充电电流实时计算新能源汽车的充电电量并进行计费。
48.综上所述，本发明的优点在于：
49.通过设置第一继电器用于通断a相电和零线，设置第二继电器用于通断b相电和c相电，且第一继电器和第二继电器均与mcu连接，设置包括电压检测子单元、电流检测子单元、相位检测子单元以及相序检测子单元的电源检测单元连接mcu、a相电、b相电、c相电和零线，设置mcu与用于切换单相电充电和三相电充电的切换开关连接，mcu基于切换开关触发的信号控制第一继电器和第二继电器的通断，以让充电输出单相电或者三相电，且在充电过程中通过电源检测单元实时检测充电电压、充电电流、相位以及相序并判断是否异常，出现异常立即断开第一继电器和第二继电器，最终使得交流充电桩兼容单相电充电和三相电充电，并在出现异常时自动断电，进而极大的提升了交流充电桩的兼容性以及安全性。
50.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的
权利要求所保护的范围内。

技术特征：

1.一种兼容三相电和单相电的交流充电桩，其特征在于：包括一控制检测模块、一acdc电源模块以及至少一充电；所述控制检测模块包括一mcu、一切换开关、一电源检测单元、一cp检测单元、一第一继电器以及一第二继电器；所述mcu分别与切换开关、电源检测单元、cp检测单元、第一继电器、第二继电器以及acdc电源模块的输出端连接；所述acdc电源模块的输入端用于连接电网的a相电以及零线，输出端与电源检测单元以及cp检测单元连接；所述第一继电器的输入端用于连接电网的a相电以及零线，输出端与充电的引脚a、n连接；所述第二继电器的输入端用于连接电网的b相电以及c相电，输出端与充电的引脚b、c连接；所述充电的引脚pe用于连接电网的接地端；所述cp检测单元与充电连接；所述电源检测单元用于连接电网的a相电、b相电、c相电以及零线。2.如权利要求1所述的一种兼容三相电和单相电的交流充电桩，其特征在于：所述电源检测单元设有一电压检测子单元、一电流检测子单元、一相位检测子单元以及一相序检测子单元；所述电压检测子单元、电流检测子单元、相位检测子单元以及相序检测子单元均与mcu连接。3.如权利要求1所述的一种兼容三相电和单相电的交流充电桩，其特征在于：还包括一个声光报警器，与所述mcu以及acdc电源模块连接。4.一种兼容三相电和单相电的充电方法，其特征在于：所述方法需使用如权利要求1至3任一项所述的交流充电桩，包括如下步骤：步骤s10、acdc电源模块将电网的单相交流电转换为直流电后，给控制检测模块供电；步骤s20、mcu基于切换开关触发的信号，控制第一继电器和第二继电器的工作，进而控制充电以单相电或者三相电给新能源汽车进行充电；步骤s30、充电过程中，mcu通过电源检测单元对电网接入的电源进行实时检测。5.如权利要求4所述的一种兼容三相电和单相电的充电方法，其特征在于：所述步骤s20具体包括如下不分先后顺序的步骤：步骤s21、mcu基于切换开关触发的单相电充电信号，闭合第一继电器，断开第二继电器，充电通过a相电给新能源汽车进行充电；步骤s22、mcu基于切换开关触发的三相电充电信号，闭合第一继电器以及第二继电器，充电通过a相电、b相电以及c相电给新能源汽车进行充电；mcu通过电流检测子单元检测第二继电器接入的b相电和c相电是否有输入电流，若是，则继续通过a相电、b相电以及c相电给新能源汽车进行充电；若否，则断开第二继电器，充电通过a相电给新能源汽车进行充电。6.如权利要求4所述的一种兼容三相电和单相电的充电方法，其特征在于：所述步骤s30具体为：充电过程中，mcu通过电压检测子单元实时检测充电电压，通过电流检测子单元实时检测充电电流，通过相位检测子单元实时检测三相电的相位，通过相序检测子单元实时检测三相电的相序，判断所述充电电压、充电电流、相位或者相序是否存在异常，若否，则继续充电；若是，则断开第一继电器和第二继电器，停止给新能源汽车充电。

技术总结

本发明提供了交流充电桩技术领域的一种兼容三相电和单相电的交流充电桩及充电方法，充电桩包括控制检测模块、ACDC电源模块、充电；控制检测模块包括MCU、切换开关、电源检测单元、CP检测单元、第一继电器、第二继电器；MCU与切换开关、电源检测单元、CP检测单元、第一继电器、第二继电器、ACDC电源模块连接；ACDC电源模块与电源检测单元、CP检测单元连接；第一继电器的输出端与充电的引脚A、N连接；第二继电器的输出端与充电的引脚B、C连接；充电的引脚PE用于连接电网的接地端；CP检测单元与充电连接；电源检测单元用于连接电网的A相电、B相电、C相电以及零线。本发明的优点在于：极大的提升了交流充电桩的兼容性。极大的提升了交流充电桩的兼容性。极大的提升了交流充电桩的兼容性。