CN106080249A - 一种电动汽车充电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电设备，包括具有至少一个充电枪头的柜体和对柜内各个器件进行实时监控的柜内控制系统，以及与柜内控制系统实时通讯的人体检测系统，所述人体检测系统为红外人体检测装置，用于将检测到的感应信号传输给柜内控制系统；所述柜内控制系统还连接有用于为柜内各用电设备提供工作电源的电源分配系统，所述电源分配系统分别与显示设备和操作设备连接，本发明通过在柜体上安装有感应装置，与柜内控制系统连接，在待机时切断显示屏、指示灯等持续耗电的人机交互设备，减少充电桩自身电力损耗，同时在检测到人体靠近后，及时有效的自动激活系统，解决了现有技术中存在的问题。

Description

一种电动汽车充电设备
技术领域
本发明属于电动汽车充电技术领域，涉及一种电动汽车充电设备。
背景技术
随着电动技术的进步以及人们环保意识的增强，电动汽车由于以车载电源为动力，能够解决燃油汽车尾气排放污染环境、高能耗等问题，在十二五时期逐步得到推广，电动汽车的充电过程中的关键环节是电动汽车充电设备是否普及以及技术是否成熟，这对电动汽车的普及和推广起着至关重要的作用。
目前的电动汽车充电设备(充电机、充电桩等)中，人机交互设备在正常待机的情况下通常处于常亮状态或者处于常灭状态并由人工操作后激活点亮界面，操作及显示设备在待机状态的充电设备一直耗电，增加电力成本，并缩短了人机交互设备的有效使用寿命；必须由人工操作才能激活设备，则存在智能化较低，用户体验较差的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种电动汽车充电设备，通过在柜体上安装有感应装置，与柜内控制系统连接，本发明在待机时切断显示屏、指示灯等持续耗电的人机交互设备，减少充电桩自身电力损耗，同时在检测到人体靠近后，及时有效的自动激活系统，解决了现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种电动汽车充电设备，包括具有至少一个充电枪头的柜体和对柜内各个器件进行实时监控的柜内控制系统，以及与柜内控制系统实时通讯的人体检测系统，所述人体检测系统为红外人体检测装置，用于将检测到的感应信号传输给柜内控制系统；所述柜内控制系统还连接有用于为柜内各用电设备提供工作电源的电源分配系统，所述电源分配系统分别与显示设备和操作设备连接。
所述显示设备和操作设备包括作为人机交互设备以实现人机对话完成充电功能的触摸屏和刷卡器。
所述柜内控制系统为主控CCU模块。
还包括设置在柜体上的状态指示灯板，状态指示灯板包括缠绕在柜体顶部的多圈灯带。
所述状态指示灯板采用RGB三色LED贴片灯珠，控制电压为12/24VDC，状态指示灯板的外壳采用亚克力散光板材质。
所述柜内控制系统还用于监测充电枪头的工作状态，并根据充电枪头的工作状态调整状态指示灯板的显示：
a、绿色显示，当柜内控制系统监测到充电桩有充电枪头处于非充电状态时，控制RGB三色灯珠中绿色部分亮起；
b、黄色显示，当柜内控制系统监测到充电桩无充电枪头处于非充电状态时，控制RGB三色灯珠中黄色部分亮起；
c、红色显示，当柜内控制系统监测到充电桩出现故障，控制RGB三色灯珠中红色部分亮起。
所述柜内控制系统通过对各组枪头CC1信号的检测，判断枪头的工作状态：当CC1的电压为6VDC时，充电枪头为非充电状态；当CC1信号由6VDC变为4VDC时，充电枪头为充电状态。
所述柜体上设置有放置充电枪头的插座，插座中安装枪头归位检测开关，当充电枪头插入到插座中，触发检测开关，柜内控制系统收到枪头归位信号，充电枪头为非充电状态；反之，充电枪头为充电状态。
还包括设置在柜体上电池状态指示灯，电池检测单元通过与在充电电动汽车的BMS通讯采集汽车电池信息经由柜内控制系统发送给SOC显示控制，SOC显示控制根据所接收到的汽车电池信息控制电池状态指示灯进行单色或渐变色的显示。
还包括设置在柜体上用于放置充电枪头的插座，插座内设置有照明装置，插座底部设置有控制照明装置开闭的行程开关。
所述柜内控制系统包括通过CAN通讯的控制系统1和控制系统2，两者各控制一路充电回路，两充电回路之间通过直流接触器实现并联。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果，目前的电动汽车充电系统在对电动汽车充电结束后，系统中显示设备及操作设备会持续耗电，不仅浪费电力资源，而且会减少充电设备的有效使用寿命，本发明使充电设备在待机状态下自动切断耗电设备，减少自身电能消耗，提高电能有效利用率，提高自身设备有效使用寿命，节约运营成本；同时在检测到人体靠近后，将信号上传给柜内控制系统，及时有效的自动激活系统，提高了充电桩的人机体验效果。
目前，触摸屏自身功耗通常为20W，指示灯等功耗10W，红外检测器功耗小于1W，在待机时能有效的减少待机能耗，提高设备有效使用寿命。
进一步的，在目前现有的充电过程中，用户只能通过充电设备或被充电设备的显示屏上获取相关信息，方式较为不便，而且电动汽车充电设备(充电机、充电桩等)还不够普及，经常会出现到达充电设备时，该设备充电接口均被占用，没有可用的充电接口，或者设备故障，无法进行充电；采用本发明，用户首先可以在远距离处根据柜体顶端状态指示灯板的颜色判断充电桩是否可以充电，方便用户及时做出正确的选择，节约时间提高效率，提升用户体验。
进一步的，状态指示灯板采用RGB三色LED贴片灯珠，控制电压为12/24VDC，设置有多圈灯带缠绕在充电桩顶部，保证灯板的亮度和可靠性，灯带由柜内控制系统进行黄、绿、红三色显示控制，灯板外壳采用亚克力散光板材质，使光线均匀分布，显示连贯。
进一步的，通过电池检测单元采集汽车电池信息，并将汽车电池信息通过电池状态指示灯显示出来，指示效果更为直观，可方便用户观测到充电设备的位置、状态，从而及时做出判断。
进一步的，通过插座内设置有照明装置，实现了充电枪插座的导引指示功能，特别是方便用户在夜间进行充电操作，插座底部设置有行程开关，方便控制照明装置的开闭，极大程度的提升了用户体验，具有较好的市场前景，便于推广实施。
附图说明
图1为本发明的充电指示系统原理图。
图2为本发明柜体侧面结构示意图。
图3为本发明柜体正面结构示意图。
图4为插座结构示意图。
图5为充电枪归位示意图。
图6为操作面板结构示意图。
图7为本发明感应系统原理图。
附图中：1-状态指示灯板，2-电池状态指示灯，3-插座，4-系统急停按钮，5-触摸屏，6-刷卡器，7-红外人体检测装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明采用满足GB/T 20234.3-2015国家标准的电动车直流充电枪头与车辆连接，通过与车辆BMS握手通讯，读取车辆电池相关信息并为车辆充电。
本发明的柜内控制系统包括至少一个控制系统，当包含多个控制系统时，其中一个控制系统为主，其他控制系统为从，所有控制系统之间通过CAN通讯实现并联，在本实施例中，以两个控制系统的情况对本发明的原理进行解释说明；如图1所示，柜内控制系统包括采用主从结构的两路控制系统，其中，控制系统1为主，控制系统2为从，两者各控制一路充电回路，两者之间通过CAN通讯实现两路的并联功能；
系统进线接入到主断路器QF，经过交流接触器KM将三相电源输入整流模块，整流模块包括与控制系统1连接的1#整流模块和与控制系统2连接的2#整流模块，通过整流模块将交流整定为直流，1#整流模块由直流接触器KMD1和KMD2将直流电源输送给1#充电枪头，2#整流模块由直流接触器KMD3和KMD4将直流电源输送给2#充电枪头，其中，KMD1和KMD3为DC电源的正极，KMD2和KMD4为DC电源的负极，从而实现对车辆的充电；直流接触器KMD1和KMD2与系统充电枪头之间分别连接有熔断器FU1和分流器FL1，直流接触器KMD3和KMD4与系统充电枪头之间分别连接有熔断器FU1和分流器FL1，其中，熔断器实现系统的短路保护，分流器实现系统的电流采样；
当一组整流模块无法满足被充电车辆充电功率需求时，可将两组整流模块并联进行供电，参见图1，即闭合直流接触器KMD5使1#整流模块的正极与2#整流模块的正极连通，闭合直流接触器KMD6使1#整流模块的正极与2#整流模块的负极连通，实现1#整流模块与2#整流模块的并联，其中，直流接触器KMD5和KMD6的开闭由控制系统1控制。
柜内控制系统还连接有用于计量充电枪头功率输出的电表，柜内控制系统与集控(即集中控制器)连接，集控收集柜内控制系统发送的数据，并根据数据下发相应控制指令给柜内控制系统，柜内控制系统接收集控发出的控制指令，并进行相应的控制操作。
如图2和图3所示，本发明的柜体顶部设置有显示充电设备状态的状态指示灯板1，柜体上还安装有用于显示在充电汽车电池状态的电池状态指示灯2，以及用于放置充电枪的插座3，柜体的两侧面至少各设置有一插座3；如图3和图6所示，柜体上设置有操作面板，操作面板上设置有显示设备和操作设备，包括作为人机交互设备以实现人机对话完成充电功能的触摸屏5和刷卡器6，操作面板上还设置有用于感应人体信号的红外人体检测装置7以及系统急停按钮4；
如图4所示，为本发明的插座3结构示意图，插座内设置有照明装置，插座底部设置有控制照明装置开闭的行程开关，如图5所示，充电枪归位到插座3导致行程开关下压，插座3内照明装置(即图1中枪头归位指示)断电熄灭，反之，充电枪从插座3中拔出，行程开关复位，照明装置通电点亮。
如图7所示，为本发明人体感应模块工作原理，本发明通过柜体上设置的红外人体检测装置7感应人体信号，并将检测到的信号连接到主控CCU模块，由主控CCU模块控制电源分配系统，实现外部显示及操作设备的供电控制；当充电过程结束后达到预先设定的时间后(比如设定1分钟)，红外人体检测装置未检测到人体靠近，即发出待机信号给主控CCU模块，主控CCU模块接收到此信号时，将充电系统的显示及操作设备的电源切断；当红外人体检测装置检测到人体靠近时，将激活信号发送至主控CCU模块，从而激活显示及操作设备供用户使用。
如图1和图3所示，本发明中，状态指示灯1板包括缠绕在柜体顶部的多圈灯带，状态指示灯板采用RGB三色LED贴片灯珠，控制电压为12/24VDC，状态指示灯板的外壳采用亚克力散光板材质；本发明通过状态指示灯板1的不同颜色表征充电桩-的不同工作状态，工作原理如下：
柜内控制系统通过对各组充电枪头CC1信号的检测，实现枪头检测：首先，采样充电枪头的CC1信号，当CC1的电压为6VDC时，充电枪头为非充电状态，当柜内控制系统监测到充电桩有充电枪头处于非充电状态时，控制RGB三色灯珠中绿色部分亮起；当CC1信号由6VDC变为4VDC时，则充电枪头为充电状态，当柜内控制系统监测到充电桩无充电枪头处于非充电状态时，控制RGB三色灯珠中黄色部分亮起；当柜内控制系统监测到充电桩出现故障，控制RGB三色灯珠中红色部分亮起；
当然，在其他实施例中，本发明还可通过在插座内安装归位检测开关进行枪头检测，当充电枪头插入到插座中，触发检测开关，柜内控制系统收到枪头归位信号，充电枪头为非充电状态；反之，充电枪头为充电状态。
如图1和图2所示，本发明采用满足GB/T 20234.3-2015国家标准的电动车直流充电枪头与车辆连接，通过与车辆BMS握手通讯，读取车辆电池相关信息并投入电源模块开始充电，充电过程中保持与BMS的实时通讯，SOC控制器使用基于ARM内核的芯片，通过丰富的通讯接口将实时的电池SOC信号进行逻辑转化，控制电池状态指示灯的显示：
本发明中，电池状态指示灯2采用多组RGB三色LED贴片灯珠，控制电压12VDC，每组由多颗灯珠组成，保证灯板的亮度和可靠性，每一组灯珠由控制器的一路控制，控制器通过调节输出PWM的波形，控制红、绿、蓝三种颜色的比例，完成单色或渐变色的滚动显示效果；灯板外壳采用亚克力散光板材质，使光线均匀分布，显示连贯，枪头SOC显示的工作过程如下：
首先，柜内控制系统采集电池SOC信号并进行逻辑转化，充电指示灯可显示电池SOC值的0-100％，灯珠显示效果可以分三种：
单色动态显示，由柜内控制系统连接的SOC显示控制接收柜内控制系统的信号，并通过相关计算调整灯柱颜色，调节PWM控制RGB三色灯珠红、绿、蓝三种颜色的比例，得到需要的颜色，实现电池状态指示灯2的彩色动态显示效果；
渐变色彩动态显示，由SOC显示控制调节PWM控制RGB三色灯珠红、绿、蓝三种颜色的比例，将电池SOC从0％到100％分成若干份，每份用唯一的颜色代替，例如：将SOC从0％到100％分成20份，将0％-5％对应深红色，直到95％-100％对应深绿色，实现色彩连续的动态显示；
呼吸动态显示，由SOC显示控制调节PWM控制RGB三色灯珠红、绿、蓝三种颜色的比例，得到需要的某种确定的颜色的不同亮度，将此亮度控制在某个范围内明暗循环，实现灯柱的呼吸动态显示，例如由控制器调节PWM控制实现灯珠亮度在0％-80％之间进行明暗循环，得到呼吸般的动态显示效果。

Claims (10)

1.一种电动汽车充电设备，其特征在于，包括具有至少一个充电枪头的柜体和对柜内各个器件进行实时监控的柜内控制系统，以及与柜内控制系统实时通讯的人体检测系统，所述人体检测系统为红外人体检测装置，用于将检测到的感应信号传输给柜内控制系统；所述柜内控制系统还连接有用于为柜内各用电设备提供工作电源的电源分配系统，所述电源分配系统分别与显示设备和操作设备连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电设备，其特征在于，所述显示设备和操作设备包括作为人机交互设备以实现人机对话完成充电功能的触摸屏和刷卡器。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电设备，其特征在于，还包括设置在柜体上的状态指示灯板，状态指示灯板包括缠绕在柜体顶部的多圈灯带。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车充电设备，其特征在于，所述状态指示灯板采用RGB三色LED贴片灯珠，控制电压为12/24VDC，状态指示灯板的外壳采用亚克力散光板材质。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车充电设备，其特征在于，所述柜内控制系统还用于监测充电枪头的工作状态，并根据充电枪头的工作状态调整状态指示灯板的显示：
a、绿色显示，当柜内控制系统监测到充电桩有充电枪头处于非充电状态时，控制RGB三色灯珠中绿色部分亮起；
b、黄色显示，当柜内控制系统监测到充电桩无充电枪头处于非充电状态时，控制RGB三色灯珠中黄色部分亮起；
c、红色显示，当柜内控制系统监测到充电桩出现故障，控制RGB三色灯珠中红色部分亮起。
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车充电设备，其特征在于，所述柜内控制系统通过对各组枪头CC1信号的检测，判断枪头的工作状态：当CC1的电压为6VDC时，充电枪头为非充电状态；当CC1信号由6VDC变为4VDC时，充电枪头为充电状态。
7.根据权利要求5所述的一种电动汽车充电设备，其特征在于，所述柜体上设置有放置充电枪头的插座，插座中安装枪头归位检测开关，当充电枪头插入到插座中，触发检测开关，柜内控制系统收到枪头归位信号，充电枪头为非充电状态；反之，充电枪头为充电状态。
8.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电设备，其特征在于，还包括设置在柜体上电池状态指示灯，电池检测单元通过与在充电电动汽车的BMS通讯采集汽车电池信息经由柜内控制系统发送给SOC显示控制，SOC显示控制根据所接收到的汽车电池信息控制电池状态指示灯进行单色或渐变色的显示。
9.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电设备，其特征在于，还包括设置在柜体上用于放置充电枪头的插座，插座内设置有照明装置，插座底部设置有控制照明装置开闭的行程开关。
10.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电设备，其特征在于，所述柜内控制系统包括通过CAN通讯的控制系统1和控制系统2，两者各控制一路充电回路，两充电回路之间通过直流接触器实现并联。
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