[發明專利]電動汽車充電樁直流電能表檢定系統

在審

• 申請號: 201610083232.7
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105699933A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 任紅霞
• 申請（專利權）人: 任紅霞
• 主分類號: G01R35/04
• 分類號: G01R35/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及直流充電樁領域，尤其涉及一種電動汽車充電樁直流電能 表檢定系統。

背景技術

隨著霧霾頻頻襲擾，零排放、零污染的純電動汽車走進汽車消費的主 戰場。電動汽車由于其杰出的環保節能特性受到各國人民青睞。新型電動 汽車是汽車發展趨勢，但與之相關的配套措施并不健全。電動汽車充電站 計量器具，作為電動汽車發展的重要運營保障，其電能計量是否建立統一 標準，是關系到貿易結算能否公平公正的關鍵。

現有技術中，交流電能計量相對成熟，而直流電能表應用于電動汽車 充電電能的計量處于起步階段。現階段直流電能表的檢定裝置并沒有統一 標準，且檢定效率低，其將大大影響電動汽車的發展進程。因此，一種規 范及高效的直流電能表檢定系統亟待出現。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種電動汽車充電樁直流電能表檢 定系統，首先，將汽車類型采集系統建立在直流充電樁上，在直流充電樁 上集成了識別車輛的射頻識別設備，和識別電動車輛的排氣管檢測設備， 還使用了頻分雙工通信設備以提高識別數據的傳輸效率；其次，對直流充 電樁的內部結構和輔助結構進行設備實現和改良，從而迎合電動汽車用戶 的各種需求。

根據本發明的一方面，提供了一種電動汽車充電樁直流電能表檢定系 統，所述充電樁包括直流充電樁主體、MSP430單片機、時分雙工通信設 備、排氣管檢測設備和射頻識別設備，直流充電樁主體用于對電動汽車的 電池組進行充電，射頻識別設備用于檢測附近道路是否有汽車通過，排氣 管檢測設備用于識別通過汽車的車輛信息，MSP430單片機位于直流充電 樁主體內，與時分雙工通信設備、排氣管檢測設備和射頻識別設備分別連 接，用于向遠端的電動汽車信息采集中心上傳附近道路的通過汽車的車輛 信息。

更具體地，在所述電動汽車充電樁直流電能表檢定系統中，包括：射 頻識別設備，設置在附近道路的正上方，用于檢測過往目標中具有射頻識 別卡的汽車，在檢測到具有射頻識別卡的汽車時發出汽車通過信號，射頻 識別卡為汽車所攜帶的、集成ETC通行功能的卡片；時分雙工通信設備， 與遠端的電動汽車信息采集中心建立無線雙向通信鏈路；直流充電樁主 體，包括輸入端電壓檢測設備、輸出端電壓電流檢測設備、第一整流濾波 電路、絕緣柵雙極型晶體管IGBT橋、高頻變壓器、第二整流濾波電路、 驅動電路、采樣檢測電路、均流控制電路、過溫保護電路、輸入過壓欠壓 保護電路、輸出過壓過流保護電路、CAN總線通訊接口和MSP430單片機； 第一整流濾波電路與380伏三相交流輸入線路連接，用于將380伏三相交 流電轉換為直流輸入電壓；IGBT橋與第一整流濾波電路和驅動電路分別 連接，用于在驅動電路的驅動控制信號下，將直流輸入電壓轉換為脈寬調 制的交流輸入電壓；高頻變壓器與IGBT橋連接，用于對交流輸入電壓進 行變壓隔離；第二整流濾波電路與高頻變壓器連接，用于將變壓隔離后的 電壓信號再次進行整流濾波以獲得直流脈沖信號，直流脈沖信號用于對電 動汽車的電池組進行充電；驅動電路與MSP430單片機連接，用于接收 MSP430單片機發出的IGBT橋控制信號，并基于IGBT橋控制信號確定驅 動控制信號；采樣檢測電路與第二整流濾波電路的輸出端和MSP430單片 機分別連接，用于對直流脈沖信號進行信號采樣以獲得直流采樣數據；均 流控制電路與MSP430單片機連接，用于基于MSP430單片機發送的均流 控制信號對電動汽車的電池組的充電電流進行均流控制；輸入端電壓檢測 設備設置在380伏三相交流輸入線路上，與MSP430單片機連接，用于檢 測380伏三相交流輸入線路的380伏三相交流電的輸入電壓，并將輸入電 壓發送給MSP430單片機；輸出端電壓電流檢測設備與第二整流濾波電路 的輸出端連接，用于檢測第二整流濾波電路的輸出端處的直流脈沖信號的 電壓和電流，以作為輸出電壓和輸出電流發送給MSP430單片機；靜態存 儲設備，預先存儲了黑白閾值和像素數閾值，所述黑白閾值用于對圖像執 行二值化處理，所述靜態存儲設備還預先存儲了多個灰度化排氣管形狀模 版，每一個灰度化排氣管形狀模版為對不同類型用油汽車基準排氣管進行 拍攝所得到的排氣管圖像執行灰度化處理而獲得；高清攝像頭，用于對附 近道路進行拍攝，以獲得附近道路圖像，所述附近道路圖像的分辨率為 3840×2160；排氣管檢測設備與靜態存儲設備和高清攝像頭分別連接，包 括灰度化處理子設備、圖像預處理子設備、二值化處理子設備、列邊緣檢 測子設備、行邊緣檢測子設備、目標分割子設備和目標識別子設備，所述 灰度化處理子設備與所述高清攝像頭連接，以對所述附近道路圖像執行灰 度化處理以獲得灰度化道路圖像；所述圖像預處理子設備與所述灰度化處 理子設備連接，以對所述灰度化道路圖像依次執行對比度增強和自適應遞 歸濾波處理以獲得預處理道路圖像；所述二值化處理子設備與所述圖像預 處理子設備和所述靜態存儲設備分別連接，將所述預處理道路圖像的每一 個像素的灰度值與所述黑白閾值分別比較，當像素的灰度值大于所述黑白 閾值時，將像素記為白色像素，當像素的灰度值小于所述黑白閾值時，將 像素記為黑色像素，從而獲得二值化道路圖像；所述列邊緣檢測子設備與 所述二值化處理子設備和所述靜態存儲設備分別連接，用于對所述二值化 道路圖像，計算每列黑色像素的數目，將黑色像素的數目大于等于所述像 素數閾值的列記為邊緣列；所述行邊緣檢測子設備與所述二值化處理子設 備和所述靜態存儲設備分別連接，用于對所述二值化道路圖像，計算每行 黑色像素的數目，將黑色像素的數目大于等于所述像素數閾值的行記為邊 緣行；所述目標分割子設備與所述列邊緣檢測子設備和所述行邊緣檢測子 設備分別連接，將邊緣列和邊緣行交織的區域作為目標存在區域，并從所 述二值化道路圖像中分割出所述目標存在區域以作為目標子圖像輸出；所 述目標識別子設備與所述目標分割子設備和所述靜態存儲設備分別連接， 將所述目標子圖像與所述多個灰度化排氣管形狀模版匹配，匹配成功，則 輸出存在用油汽車信號，并輸出對應的用油汽車車型，匹配失敗，則輸出 不存在用油汽車信號；MSP430單片機與時分雙工通信設備、排氣管檢測 設備和射頻識別設備分別連接，當接收到汽車通過信號時，汽車數量自加 1，當接收到汽車通過信號且接收到存在用油汽車信號時，非電動汽車數 量自加1，電動汽車數量為汽車數量減去非電動汽車數量，汽車數量、電 動汽車數量和非電動汽車數量每周自動清零，MSP430單片機通過時分雙 工通信設備將汽車數量、電動汽車數量和非電動汽車數量發送給遠端的電 動汽車信息采集中心位置處的服務器；其中，MSP430單片機還基于直流 采樣數據確定均流控制信號。