CN106100082A - 一种电动汽车分体式智能直流充电一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车分体式智能直流充电一体机，所述的分体式直流充电桩并联于直流输出端，且每个分体式直流充电桩的充电机柜体内充电模块通过并机接触器将直流汇流排，依次相连接，以形成并联大功率输出。各个直流充电桩的包括三相交流供电及保护模块、充电模块、主控制模块、采集模块、计量模块、人机界面读卡模块及充电机柜等，输出电压等级DC200V～450V；单枪、双枪、三枪、四枪，可以实现组合使用，以提高充电机的工作效率。通过直流继电器与需要功率调配的直流充电桩的智能控制模块接通组合，进行集中组合控制充电输出。本发明充电组合方式灵活、综合成本较低、充电模块利用率高，功率因数约在99％效率高。

Description

一种电动汽车分体式智能直流充电一体机

技术领域

本发明涉及一种充电桩，具体是一种电动汽车分体式智能直流充电一体机。

背景技术

就目前市场上的直流充电设施而言，主要有一种一桩两充的充电方案，这种方案只能实现单枪输出，在其中一枪工作的情况下，另一枪无法充电工作；如果能够一机两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩是对上述充电方案的完善和补充，可以实现双枪同时工作。但是这种充电方案在功率扩容时，需要连接大容量的多组直流接触器来实现，成本较高，柜体占地面积较大；扩容后也只能实现双枪输出，单枪平均功率较大，同样造成直流充电机的夜间谷电利用率十分低下的问题。由此可见，这种直流充电桩在室内充电站的建设方面，具有一定的局限性。所以，现在市场上急需一种直流充电桩单机功率小、占地面积小、可以多机多枪并机工作，且功率扩展易于实现，整机成本低、充电组合方式灵活、综合成本较低、充电模块利用效率高的分体式智能直流充电一体机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车分体式智能直流充电一体机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电动汽车分体式智能直流充电一体机，包括计费处理模块、人机界面读卡器、采集模块组、智能控制模块、低压电源充电保护模块、三相交流供电模块、交流供电防护模块、充电模块、充电枪、直流负载接触器和计量模块，所述计费处理模块、人机界面读卡器、采集模块组、充电枪和直流负载接触器组均与主机智能控制模块交互连接；所述三相交流供电模块、交流供电防护模块通过导线与充电模块组连接；所述智能控制模块连接人机界面读卡器及显示屏，采集控制模块组通过CAN总线连接到智能控制模块，所述智能控制模块管理监控上述模块并与之通讯；智能控制模块还连接有充电机柜体内的充电模块组，充电模块组通过直流负载接触器与充电枪连接，充电模块组通过并接中间继电器常开触点；直流负载接触器与充电枪之间的导线连接有计量模块，计量模块输入连接智能控制模块；所述采集模块组和智能控制模块均与低压电源充电保护模块连接；采集模块组通过RS485连接有直流电能表计量模块；整机智能控制模块连接人机界面读卡器及显示屏，采集控制模块组通过CAN总线连接到智能控制模块，智能控制模块管理监控上述模块并与之通讯。

作为本发明进一步的方案：所述充电模块组包括充电模块一、充电模块二、充电模块三和充电模块四。

作为本发明再进一步的方案：所述充电枪包括充电枪一、充电枪二、充电枪三和充电枪四94，每个充电模块对应连接一个充电枪。

作为本发明再进一步的方案：所述采集模块组对并机接触器的闭合/关断进行实时充电控制，与相邻的分体式液晶显示屏与智能控制模块通过并口通讯。

作为本发明再进一步的方案：所述智能控制模块通过并口与人机界面显示屏进行通讯连接，与读卡器通过RS232串口通讯连接。

作为本发明再进一步的方案：所述充电机模块组电压范围覆盖为200V—750V。

作为本发明再进一步的方案：所述充电机柜体内充电模块通过并机相连接的直流负载接触器将与直流汇流排依次相连，形成组合并联回路；各个分体式直流充电桩的主控模块、采集模块通过CAN总线连接，通过控制并机接触器的关断/闭合；分组的充电模块组与对应直流充电桩主控模块通过CAN总线通讯，分组的充电模块组通过并接中间大容量直流继电器常开触点，与相邻分组的充电模块组相连接，形成CAN总线通讯回路；每个分组的充电模块组在响应功率调配时通过中间继电器与需要功率调配的直流充电桩的主控模块接通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单，设计合理，单机功率小、占地面积小、可以多台分体机直流充电桩并机工作，易于实现，成本低，充电组合方式灵活，综合成本较低，充电模块利用率高。

附图说明

图1为四合一一体机的系统原理图。

图2为直流充电桩单机的系统原理图。

图中：1、计费处理模块；2、人机界面读卡器；3、采集模块组；4、智能控制模块；5、低压电源充电保护模块；6、三相交流供电模块；7、交流供电防护模块；8、充电模块组；81、充电模块一；82、充电模块二；83、充电模块三；84、充电模块四；9、充电枪；91、充电枪一；92、充电枪二；93、充电枪三；94、充电枪四；10、直流负载接触器；11、计量模块，12-主控模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～2，一种电动汽车分体式智能直流充电一体机，包括计费处理模块1、人机界面读卡器2、采集模块组3、智能控制模块4、低压电源充电保护模块5、三相交流供电模块6、交流供电防护模块7、充电模块8、充电枪9、直流负载接触器10和计量模块11，所述计费处理模块1、人机界面读卡器2、采集模块组3、充电枪9和直流负载接触器组10均与主机智能控制模块4交互连接，通过主机智能控制模块4实时控制管理；所述三相交流供电模块6、交流供电防护模块7通过导线与充电模块组8连接，为充电模块组8提供电能；所述智能控制模块4连接人机界面读卡器2及显示屏，采集控制模块组3通过CAN总线连接到智能控制模块4，所述智能控制模块4管理监控上述模块并与之通讯，智能控制模块4还连接有充电机柜体内的充电模块组8，充电模块组8通过直流负载接触器10与充电枪9连接，充电模块组8通过并接中间继电器常开触点；直流负载接触器10与充电枪9之间的导线连接有计量模块11，计量模块11输入连接智能控制模块4；所述采集模块组3和智能控制模块4均与低压电源充电保护模块5连接；采集模块组3通过RS485连接有直流电能表计量模块11；整机智能控制模块4连接人机界面读卡器2及显示屏，采集控制模块组3通过CAN总线连接到智能控制模块4，智能控制模块4管理监控上述模块并与之通讯。

进一步的，本发明所述充电模块组8包括充电模块一81、充电模块二82、充电模块三83和充电模块四84。

进一步的，本发明所述充电枪9包括充电枪一91、充电枪二92、充电枪三93和充电枪四94，每个充电模块对应连接一个充电枪。

进一步的，本发明所述采集模块组3对并机接触器的闭合/关断进行实时充电控制，与相邻的分体式液晶显示屏与智能控制模块通过并口通讯。

进一步的，本发明所述智能控制模块4通过并口与人机界面显示屏2进行通讯连接，与读卡器通过RS232串口通讯连接。

进一步的，本发明所述充电机模块组8电压范围覆盖为200V—750V，电压范围宽，适用各类蓄电池和不同车型。人机交互功能和手动控制输出显示；读卡器刷卡功能配置非接触式卡读卡装置。

进一步的，本发明所述充电机柜体内充电模块8通过并机相连接的直流负载接触器10将与直流汇流排依次相连，形成组合并联回路，各个分体式直流充电桩的主控模块12、采集模块通过CAN总线连接，通过控制并机接触器的关断/闭合，以实现电能智能负荷分配，分组的充电模块组8与对应直流充电桩主控模块12通过CAN总线通讯，分组的充电模块组8通过并接中间大容量直流继电器常开触点，与相邻分组的充电模块组8相连接，形成CAN总线通讯回路，每个分组的充电模块组8在响应功率调配时通过中间继电器与需要功率调配的直流充电桩的主控模块12接通，由一体机智能控制模块4实现集中控制高效率充电。

由多个单机组合成一体式充电桩，包括充电机柜体和直流充电桩，充电机柜体包括交流进线总开关、交流母线排、分组的充电模块、直流电源汇流排、并机接触器、电源接线端子、充电模块组通讯切换中间继电器、断路器、开关电源，其中交流进线总开关并联于交流母线排上，交流母线排与直流汇流排通过AC/DC端子板与充电模块组连接，并机接触器连接在直流汇流排上；并与采集模块相连接，采集模块通过控制并机接触器的关断/闭合实现电能智能负荷分配，单机的充电模块与对应直流充电桩主控模块通过CAN总线通讯，以分组组合的各充电模块通过并接中间继电器常开触点，与相邻充电模块相连接，形成CAN通讯和直流输出的并行连接，以达到多台直流大功率充电的需要。

单机直流充电桩包括三相交流电源接线端子、熔断器、分流器、直流充电枪、直流电能表、主控模块、采集模块、直流电源、液晶显示屏和读卡器，其中，交流电源接线端子和充电桩机柜体内的交流电源接线端子相连接。

当并机接触器全部处于断开状态，各直流充电桩为独立的40KW直流充电桩，可以4台同时工作；闭合一台直流充电桩控制的并机接触器，可以实现互联任一直流充电桩80KW功率输出。所以直流充电一体机可以对4台单机电动车做40KW充电，能以40KW、80KW、120KW和160KW的灵活充电组合方式，既能满足充电站在电网高峰期使用大功率快速充电消耗储能站电能，缩短电动车的充电时间，又能实现在夜间电网低谷期对多台车辆同时以40KW的功率慢充，以提高充电模块的利用效率。

本发明采用自主均流SER充电模块在无主监控模块情况下也能够稳定工作。可实现智能自主均流，以保障充电机系统仍能正常工作。操作界面友好，易于使用操作。通讯协议满足国家标准的BMS通信协议GB/T27930-2011，后台通讯协议CAN通讯接口，后台通信接口工业以太网口，RS485通讯，也可配置CAN总线接口。

本发明集成功率变换、直流输出控制和客户操作界面为一体的非车载充电一体机；具备IP54等防护等级，也适合用于户外环境，该系统支持设置充电方式，计费方式和设置充电过程参数等，适用车型适用于国内所有型号电动车。

采用多种充电模式，支持均充、轮充、快慢充等充电模式。使用范围宽广，适用于快速充电站、商业停车场、小区住宅车库等场所，输出电压DC200V～DC700V；输出电流:2×40A；2×60A；功率因数约为0.99，后台通讯接口工业以太网。

整机安全防护功能包括交流输入过压/欠压保护、直流输出过压欠压/保护、设置直流输出限电压/限电流值、过压/过流保护、短路保护、过热保护、限压、限流保护等保护功能，急停功能、充电连接现场保护、绝缘检测保护。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种电动汽车分体式智能直流充电一体机，包括计费处理模块、人机界面读卡器、采集模块组、智能控制模块、低压电源充电保护模块、三相交流供电模块、交流供电防护模块、充电模块、充电枪、直流负载接触器和计量模块，其特征在于：所述计费处理模块、人机界面读卡器、采集模块组、充电枪和直流负载接触器组均与主机智能控制模块交互连接；所述三相交流供电模块、交流供电防护模块通过导线与充电模块组连接；所述智能控制模块连接人机界面读卡器及显示屏，采集控制模块组通过CAN总线连接到智能控制模块，所述智能控制模块管理监控上述模块并与之通讯；智能控制模块还连接有充电机柜体内的充电模块组，充电模块组通过直流负载接触器与充电枪连接，充电模块组通过并接中间继电器常开触点；直流负载接触器与充电枪之间的导线连接有计量模块，计量模块输入连接智能控制模块；所述采集模块组和智能控制模块均与低压电源充电保护模块连接；采集模块组通过RS485连接有直流电能表计量模块；整机智能控制模块连接人机界面读卡器及显示屏，采集控制模块组通过CAN总线连接到智能控制模块，智能控制模块管理监控上述模块并与之通讯。

2.根据权利要求1所述的电动汽车分体式智能直流充电一体机，其特征在于：所述充电模块组包括充电模块一、充电模块二、充电模块三和充电模块四。

3.根据权利要求1所述的电动汽车分体式智能直流充电一体机，其特征在于：所述充电枪包括充电枪一、充电枪二、充电枪三和充电枪四94，每个充电模块对应连接一个充电枪。

4.根据权利要求1所述的电动汽车分体式智能直流充电一体机，其特征在于：所述采集模块组对并机接触器的闭合/关断进行实时充电控制，与相邻的分体式液晶显示屏与智能控制模块通过并口通讯。

5.根据权利要求1所述的电动汽车分体式智能直流充电一体机，其特征在于：所述智能控制模块通过并口与人机界面显示屏进行通讯连接，与读卡器通过RS232串口通讯连接。

6.根据权利要求1所述的电动汽车分体式智能直流充电一体机，其特征在于：所述充电机模块组电压范围覆盖为200V—750V。

7.根据权利要求1所述的电动汽车分体式智能直流充电一体机，其特征在于：所述充电机柜体内充电模块通过并机相连接的直流负载接触器将与直流汇流排依次相连，形成组合并联回路；各个分体式直流充电桩的主控模块、采集模块通过CAN总线连接，通过控制并机接触器的关断/闭合；分组的充电模块组与对应直流充电桩主控模块通过CAN总线通讯，分组的充电模块组通过并接中间大容量直流继电器常开触点，与相邻分组的充电模块组相连接，形成CAN总线通讯回路；每个分组的充电模块组在响应功率调配时通过中间继电器与需要功率调配的直流充电桩的主控模块接通。