CN103631239A - 一种电动汽车充电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电动汽车领域的一种电动汽车充电站，包括：进线柜、交互控制系统和若干相互并联设置的充电桩，各个所述充电桩分别通过动力总线与所述进线柜连接，各个所述充电桩通过控制信号总线与所述交互控制系统连接，每个所述充电桩上设置了多个相互独立的充电接口。其技术效果是：解决了电动汽车充电站设置多个充电桩，每个充电桩上设置多个充电接口，又能进行对各个充电接口的有效控制的技术问题。

Description

一种电动汽车充电站

技术领域

本发明涉及一种用于电动汽车领域的电动汽车充电站。

背景技术

电动汽车以电代油，能够实现“零排放”，噪音低，是解决能源和环境问题的重要手段，以电动汽车为代表的新一代节能与环保汽车是我国乃至全球必然发展的趋势，这一点已经成已经成为普遍共识。电动汽车充电设施是电动汽车发展的基础。推广建设电动汽车充电站设施将为促进电动汽车普及，为推动电动汽车产业的发展起到重要作用。目前的电动汽车充电站希望设置多个充电桩，每个充电桩上要求设置多个充电接口，又能实现对各个充电接口的有效控制，但是目前电动汽车充电站还难以做到这一点。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种电动汽车充电站，其每个充电桩上都有多个充电接口，其能大大降低建造成本和占地。

实现上述目的的一种技术方案是：一种电动汽车充电站，包括：进线柜、交互控制系统和若干相互并联设置的充电桩，各个所述充电桩分别通过动力总线与所述进线柜连接，各个所述充电桩通过控制信号总线与所述交互控制系统连接，所述充电桩上设置了多个相互独立的充电接口。

进一步的，所述充电桩包括：动力线端子排，控制信号端子排和多路相互并联的充电线路，所述充电接口位于所述充电线路的末端；所述动力总线设置于所述进线柜和各个所述充电桩的动力线端子排之间，所述控制信号总线设置于所述交互控制系统和各个所述充电桩的控制信号端子排之间。

再进一步的，各个所述充电桩上，每路所述充电线路包括：通过动力线依次串联的漏电保护电路、过流保护电路、电表、输出控制系统和充电接口；各所述充电线路上的所述电表通过一路通信总线与所述控制信号端子排连接，各所述充电线路上的所述输出控制系统通过两路通信总线与所述控制信号线端子排连接，各所述充电线路上的所述充电接口分别通过一路通信总线与所述控制信号线端子排连接。

更进一步的，每路所述充电线路上还包括：与所述漏电保电路并联的雷击保护电路。

更进一步的，每路所述充电线路上还配备状态指示灯，所述状态指示灯由所述输出控制系统控制。

进一步的，所述交互控制系统包括：控制底板、人机交互终端、付费终端、复合电缆光纤接口、工作电源、辅助电源和端子排；

所述工作电源连接所述人机交互终端和所述控制底板，所述辅助电源连接所述控制底板；

所述人机交互终端内置工业嵌入式计算机；所述人机交互终端和所述复合电缆光纤借口之间至少设置至少一路通信总线的连接；所述人机交互终端和所述控制底板之间设置一路RS232总线的连接，所述控制底板与所述付费终端之间设置至少一路RS232总线的连接；所述控制底板与所述端子排之间设置至少一路RS485总线的连接。

再进一步的，所述人机交互终端和所述复合电缆光纤接口之间设置了两路通信总线，其中一路通信总线为以太网总线；另外一路通信总线的连接方式为：所述复合电缆光纤接口和所述人机交互终端之间设置一个RS485-以太网转化模块，所述RS485-以太网转化模块连接所述工作电源，所述人机交互终端与所述RS485-以太网转化模块之间设置一路RS485总线，所述复合电缆光纤接口和所述RS485-以太网转化模块之间设置一路以太网总线。

再进一步的，所述付费终端连接独立的第二工作电源，所述付费终端包括投币器和读卡器，所述投币器和所述读卡器分别独立地通过RS232总线与所述控制底板连接。

更进一步的，所述控制底板是由若干块控制板通过CAN总线串接而成的，每块控制板分别独立地与所述辅助电源连接。

更进一步的，所述交互控制系统还包括：视频监控系统，所述视频监控系统包括录像机和摄像头所述录像机和所述摄像头分别与所述工作电源连接；所述录像机和所述复合电缆光纤接口之间通过以太网总线连接。

采用了本发明的一种电动汽车充电站的技术方案，即一种电动汽车充电站，所述充电站机包括：进线柜、交互控制系统和若干相互并联设置的充电桩，每充电桩上设置多个充电接口。其技术效果是：解决了电动汽车充电站设置多个充电桩，每个充电桩上设置多个充电接口，又能实现对各个充电接口的有效控制的技术问题，节省了充电站建设的花费和用地。

附图说明

图1为本发明的一种电动汽车充电站的整体结构示意图。

图2为本发明的一种电动汽车充电站的充电桩的结构示意图。

图3为本发明的一种电动汽车充电站的交互控制系统的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1、图2和图3，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：

请参阅图1，本实施例中，本发明的一种电动汽车充电站，包括：进线柜1、交互控制系统2以及四个相互并联设置的充电桩3，各个充电桩3分别通过动力总线与进线柜1连接，各个充电桩3通过控制信号总线与交互控制系统2连接，充电桩上设置了两个相互独立的充电接口335。为了便于识别，图1中动力总线用粗实现表示，控制信号总线用细实线表示。

请参阅图2，本发明的一种电动汽车充电站的充电桩3，包括动力线端子排31、控制信号端子排32以及分别通过动力线分别与动力线端子排31连接起来的两路充电线路33。每路充电线路33包括通过动力线依次串联的漏电保护电路331、过流保护电路332、电表333、输出控制系统334和充电接口335；此外，充电线路33上还包括与漏电保护电路331并联的雷击保护电路336和状态指示灯337。雷击保护电路336用于进一步提高充电桩3的安全性。状态指示灯337是由输出控制系统334控制的，当充电接口335处于待机状态时，即没有车进行充电时，状态指示灯337保持开启状态，当充电接口335处于工作状态，即有车进行充电时，状态指示灯337闪烁，当充电接口335故障时，状态指示灯337熄灭，以便于用户进行识别。图2中，动力线用粗实线表示的。

在本发明的实施例中，漏电保护电路331的规格为30mA RCD，过流保护电路332的规格为：32A空开；状态指示灯337的规格为DC24V。

在充电线路33上，动力线采用的是用三芯六方电缆，其原因在于进线柜1是通过动力总线与各充电桩3上的动力线端子排31连接，从而实现进线柜1与充电桩3的连接，动力总线是六芯六方电缆线，充电桩3上有两条充电线路33，因此每条充电线路3分配得到一条三芯六方电缆线作为动力线。

电表333采用的是智能单相电表，并可以通过统计充电消耗电量作为付费的依据。目前此项技术非常成熟，因此电表333还可采用分时电价的方式对电表实行收费控制，两路充电线路33上的电表333上是通过一路通信总线与控制信号端子排32连接的，该通信总线是一方屏蔽双绞线，交互控制系统2控制控制信号端子排32通过该通信总线对电表333进行信号采集，完成对充电过程中用电量和计费的统计，并回馈给交互控制系统2。通信总线与电表333和控制信号端子排32之间的接口均为RS485接口。

两路充电线路33上的输出控制系统334包括一个交流接触器，每个交流接触器上都设置一个NC触点、两个NC接触点通过一路通信总线与控制信号端子排32连接，该通信总线的作用是：使交互控制系统2通过控制信号端子排32控制状态指示灯337的状态，以及将输出控制系统334上交流接触器的状态反馈给交互控制系统2。该路通信总线为一方四芯电缆线。本发明中交流接触器为单相32A交流接触器。

两路充电线路33上的输出控制系统334上的交流接触器上还分别设置了一个辅助接触点，这两个辅助接触点的作用是通过另外一路通信总线与控制信号端子排32连接。该路通信总线的作用是，使交互控制系统2通过控制信号端子排32控制交流接触器，进而控制输出控制系统34，该通信总线为一方二芯电缆线。

充电接口335是为具有车载充电功能的电动车辆提供交流电源，一般情况下输出功率小于5KW的充电接口335采用单相220V电源。两路充电线路33上的充电接口335采用的是三孔插座，三孔插座都内置连接器，两个连接器的作用是使充电接口335与电动汽车相连，完成对电动汽车的充电。目前连接器的技术已经发展成熟，可以做到连续插接20000次而不损坏。两个连接器既连接在由动力线串联起来的充电线路33上，又通过一路通信总线与控制信号端子排32进行连接，该路通信总线的作用是帮助交互控制系统2通过控制信号端子排32判断充电接口335上是否接有电动汽车，进而使交互控制系统2向输出控制系统34发出控制信号。该通信总线为一方四芯电缆线。该通信总线和动力线在两个连接器上形成闭锁状态，以保证充电机及充电机操作人员的安全。

与电表333，输出控制系统334和充电接口335连接的通信总线通过控制信号端子排32，汇集成为一路控制信号总线，与交互控制系统2连接，该控制信号总线为一路一方十二芯电缆线。

在充电接口335上。两个三孔插座的地线插口的两片铜片间设置一片检测铜片，无插头插入时，检测铜片悬空；当有插头插入时，插头地线针先接触地线插口的两片地线铜片，再与检测铜片接触，并触发连接器开始工作。

请参阅图3，交互控制系统2，控制底板21、人机交互终端22、付费终端23、复合电缆光纤接口24、工作电源251、辅助电源26、端子排27、第二工作电源252、RS485-以太网转化模块28和视频监控系统29。

工作电源251为直流24V电源分别连接人机交互终端22、控制底板21、RS485-以太网转化模块28和视频监控系统29。辅助电源26为12V直流电源，连接控制底板21，用于对控制底板21的外围电路进行检测。第二工作电源252独立连接付费终端23。

复合电缆光纤接口24是交互控制系统2接入内网和公共网的设备。

人机交互终端22是液晶触摸屏，内置工业嵌入式计算机，其作用是：完成视频播放、网页浏览、电费查询、车位或者充电接口查询、并进行自助充电服务的终端，并可进行付费流程控制及充电信息显示等；人机交互终端22与复合电缆光纤接口24之间设置了两路通信总线，一路通信总线的构成为：RS485-以太网转化模块28设置于人机交互终端22与复合电缆光纤接口24之间，在人机交互终端22与RS485-以太网转化模块28之间设置一路上RS485总线的连接，在电缆光纤复合接口24和RS485-以太网转化模块28之间设置一路以太网总线的连接。该路通信总线是内网通信总线，通过复合电缆光纤接口24与远程控制平台连通。

人机交互终端22上与复合电缆光纤接口24之间设置的另外一路通信总线为以太网总线。该路通信总线是公共网访问线。人机交互终端通过其完成视频播放、网页浏览等功能。

视频监控系统29包括录像机291和摄像头292，录像机291和摄像头292分别与工作电源251连接，录像机291通过一路以太网总线与复合电缆光纤接口24连接。录像机291内置大容量硬盘，用于循环保存摄像头292所拍摄的视频信号，并通过录像机291和复合电缆光纤接口24之间的以太网连线支持远程在线访问。

控制底板21是用来控制交互控制系统22与充电站各充电桩3之间通信的。控制底板21包括第一控制板211和第二控制板212，第一控制板211和第二控制板212通过CAN总线串接成为控制底板21，第一控制板211和第二控制板212是分别独立与辅助电源26相连。控制底板21与人机交互终端22之间设置一路RS232总线，用于控制底板21与人机交互终端22之间的通信。

付费终端23分别设置了读卡器231和投币器232。读卡器231和投币器232分别通过独立的RS232总线与控制底板21连接，实现读卡器231和投币器232均可以与控制底板21进行独立的通信。

读卡器231支持银行卡或者IC卡的支付，只有读卡器231在读取了银行卡或者IC卡上的信息后，用户才能进行充电操作。投币器232既可以支持硬币也可以支持纸币，交互控制系统2可以根据用户投入钱币的数量决定充电时间的长短。

端子排27是电动汽车交互控制系统2与充电站各充电桩3之间进行连接的设备。控制底板21与端子排27之间设置了一路RS485总线，以及八路输入总线以及八路输出总线，交互控制系统2对四个充电桩3上的八路充电线路33上的八个充电接口335进行控制。因此该RS485总线是与这八路充电线路上的电表333进行专门通信的通信总线，对这八路充电线路3上的电表333进行信号采集和数据读取。八路输出总线实现八路充电线路33充电过程动作输出，每路输出总线上设置两个输出端，接触器接触端及状态指示灯接触端，分别对应于输出控制系统334上的交流接触器的辅助接触点和状态指示灯337。八路输入线路也分为两个输入端，分别为交流接触器端和连接器端，分别用于对八路充电线路33上的输出控制系统334上的交流接触器的NC接触点和充电接口335上连接器的检测。

此外，控制底板21上还保留了一个用于连接RS485总线的RS485接口和一个用于连接输出总线的输出接口，这两个接口是备用接口。

端子排27引出四十八芯一方电缆线，每根充电桩分配得到一路十二芯一方电缆线，作为控制信号总线。

电动汽车充电站的交互控制系统2可以记录下电动汽车充电站的充电桩3上的充电接口335每次主要充电数据，如：充电时间、充电电量、充电输出数据和充电期间的电池数据等信息，充电桩3数据记录方式可采用定时记录和故障点随时记录的方式，通过人机交互终端22与复合电缆光纤接口24之间的内网通信总线，与充电站的远程控平台实现数据同步及异地结帐，也可以直接通过控制底板21与付费终端23之间的RS232总线的通信，实现实时结算。若电动汽车充电站的充电桩3具有自我诊断功能，交互控制系统2还可记录充电桩3的故障信息，并将这些信息反馈给远程监控平台，远程监控平台也可以向交互控制系统2发出指令，要求充电桩3上的充电接口335启动过流保护模式。

当用户在人机交互终端22上选择充电桩3及充电桩3上的充电接口335，确认充电服务后，由所述工业嵌入式计算机发出启动指令，充电桩3上的充电接口335收到指令后开始充电；当充电结束后，所述工业嵌入式计算机发出充电结束指令，充电桩3上的充电接口335接受到指令，进行充电结束操作。

通过视频监控系统29与复合电缆光纤接口24之间以太网总线进行的通信，远程监控系统可与视频监控系统29进行通信，便于对整个电动汽车充电站进行控制。

本发明的技术效果是：解决了电动汽车充电站设置多个充电桩，每个充电桩上要求设置多个充电接口，又能实现对各个充电接口的有效控制的技术问题，节省了充电站建设的花费和用地。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种电动汽车充电站，包括：进线柜（1）、交互控制系统（2）和若干相互并联设置的充电桩（3），各个所述充电桩（3）分别通过动力总线与所述进线柜（1）连接，各个所述充电桩（3）通过控制信号总线与所述交互控制系统（2）连接，其特征在于：每个所述充电桩上设置了多个相互独立的充电接口（335）。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电站，其特征在于：所述充电桩包括：动力线端子排（31），控制信号端子排（32）和多路相互并联的充电线路（33），所述充电接口（335）位于所述充电线路（33）的末端；所述动力总线设置于所述进线柜（1）和各个所述充电桩（3）的动力线端子排（31）之间，所述控制信号总线设置于所述交互控制系统（2）和各个所述充电桩（3）的控制信号端子排（32）之间。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车充电站，其特征在于：各个所述充电桩（3）上，每路所述充电线路（33）包括：通过动力线依次串联的漏电保护电路（331）、过流保护电路（332）、电表（333）、输出控制系统（334）和充电接口（335）；各所述充电线路上的所述电表（333）通过一路通信总线与所述控制信号端子排（32）连接，各所述充电线路（33）上的所述输出控制系统（34）通过两路通信总线与所述控制信号线端子排（32）连接，各所述充电线路（33）上的所述充电接口（335）分别通过一路通信总线与所述控制信号线端子排（32）连接。

4.根据权利要求3所述的一种电动汽车充电站，其特征在于：每路所述充电线路（33）上还包括：与所述漏电保电路（331）并联的雷击保护电路(336）。

5.根据权利要求3所述的一种电动汽车充电站，其特征在于：每路所述充电线路（33）上还配备状态指示灯（337），所述状态指示灯（337）由所述输出控制系统（334）控制。

6.根据权利要求1所述一种电动汽车充电站，其特征在于：所述交互控制系统（2）包括：控制底板（21）、人机交互终端（22）、付费终端（23）、复合电缆光纤接口（24）、工作电源（251）、辅助电源（26）和端子排（27）；

所述工作电源（251）连接所述人机交互终端（22）和所述控制底板（21），所述辅助电源（26）连接所述控制底板（21）；

所述人机交互终端（22）内置工业嵌入式计算机；所述人机交互终端（22）和所述复合电缆光纤借口（24）之间设置至少一路通信总线的连接；所述人机交互终端（22）和所述控制底板（21）之间设置一路RS232总线的连接，所述控制底板（21）与所述付费终端（23）之间设置至少一路RS232总线的连接；所述控制底板（21）与所述端子排（27）之间设置至少一路RS485总线的连接。

7.根据权利要求6所述的一种电动汽车充电站，其特征在于：所述人机交互终端（22）和所述复合电缆光纤接口（24）之间设置了两路通信总线，其中一路通信总线为以太网总线；另外一路通信总线的连接方式为：所述复合电缆光纤接口（24）和所述人机交互终端（22）之间设置一个RS485-以太网转化模块（28），所述RS485-以太网转化模块（28）连接所述工作电源（251），所述人机交互终端（22）与所述RS485-以太网转化模块之间设置一路RS485总线，所述复合电缆光纤接口（24）和所述RS485-以太网转化模块（28）之间设置一路以太网总线。

8.根据权利要求6所述的一种电动汽车充电站，其特征在于：所述付费终端（23）连接独立的第二工作电源（252），所述付费终端（23）包括投币器（231）和读卡器（232），所述投币器（231）和所述读卡器（232）分别独立地通过RS232总线与所述控制底板（21）连接。

9.根据权利要求6所述的一种电动汽车充电站，其特征在于：所述控制底板（21）是由若干块控制板通过CAN总线串接而成的，每块控制板分别独立地与所述辅助电源（26）连接。

10.根据权利要求6所述的一种电动汽车充电站，其特征在于：所述交互控制系统还包括：视频监控系统（29），所述视频监控系统（29）包括录像机（291）和摄像头（292），所述录像机（291）和所述摄像头（292）分别与所述工作电源（25）连接；所述录像机（291）和所述复合电缆光纤接口（24）之间通过以太网总线连接。

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