CN106696714A - 一种电动汽车充电弓系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出本发明提出一种电动汽车充电弓系统，包括直流供电箱变、电力传输模块、充电定位连接系统和车载控制终端，直流供电箱变包括直流供电模块和充电控制模块；电力传输模块包括受电弓和充电架，充电架与直流供电模块电连接；充电定位连接系统用于定位受电弓或充电架位置，使所述受电弓和充电架匹配连接，充电定位连接系统与车载控制终端或充电控制模块电连接；车载控制终端与充电控制模块通过直流载波方式通讯连接；车载控制终端与车体上的BMS系统通讯连接。通过本发明可解决现有技术中的电动汽车充电弓系统存在的电动汽车被动充电安全性低、在充电时停车操作不便不易连接、充电时司机无法实时把控电动汽车充电状态的问题。

Description

一种电动汽车充电弓系统
技术领域
本发明涉及一种电动汽车充电弓系统结构的改进。
背景技术
随着新能源电动车的普及，市场对大容量电池和大电流快速充电的需求越来越迫切。然而目前充电设备的最大电流在250ADC以下，因此应对一些大功率需求场合，充电弓的充电方式得到了像公交场站等客户的广泛认可。专利公开号CN 105416075A 一种受电弓和采用改受电弓的电动汽车，介绍了一种受电弓和相应的电动汽车，受电弓采用的传统升降装置以及相应的充电架体,专利文件中没有介绍充电的流程以及相应充电的汽车如何充电，且公开的公开号为CN 105416075A的专利文件存在以下缺点：
1、电动汽车被动充电，不符合国标要求，充电不安全；
2、受电弓被动连接充电架，对汽车停车位置要求较高，容易存在连接不到位的问题；
3、无通讯部分，汽车司机无法和充电机间建立通讯，司机对电动汽车的充电状态无法把控；
4、充电升降装置落后，耦合部分存在安全隐患。
发明内容
本发明提供一种电动汽车充电弓系统，解决现有技术中的电动汽车充电弓系统存在的电动汽车被动充电安全性低、在充电时停车操作不便不易连接、充电时司机无法实时把控电动汽车充电状态的问题。
为达到解决上述技术问题的目的，本发明采用所提出的电动汽车充电弓系统采用以下技术方案予以实现：
一种电动汽车充电弓系统，包括直流供电箱变、电力传输模块、充电定位连接系统和设置在车体上的车载控制终端，所述直流供电箱变包括有直流供电模块和充电控制模块；
所述电力传输模块包括设置在车体上的受电弓和充电架，所述充电架与所述直流供电模块电连接；
所述充电定位连接系统用于定位受电弓或充电架位置，使所述受电弓和充电架匹配连接，所述充电定位连接系统与所述车载控制终端或充电控制模块电连接；
所述充电控制模块用于控制所述直流供电模块，接收或发出控制信号给直流供电模块，所述充电控制模块和所述云平台间通讯连接，所述车载控制终端与所述充电控制模块通过直流载波方式通讯连接；
所述车载控制终端包括有可与车主进行人机交互的人机交互模块；
所述车载控制终端与车体上的BMS系统通讯连接，用于获取车体电量信号传递给所述充电控制模块。
在本发明的技术方案中，还包括如下附加技术特征：
进一步的，所述直流充电模块包括有高压模块、整流模块和功率分配模块，所述高压模块用于从电网连接的高压电变为低压电，所述整流模块用于将所述低压电转变为直流电，整流模块设置有1个或多个；所述功率分配模块用于给直流充电终端进行功率分配，所述充电控制模块与所述功率分配模块电连接。
进一步的，所述直流供电箱变内还设置有一通讯模块，所述通讯模块用于所述充电控制模块和所述云平台之间的通讯连接。
进一步的，所述充电控制模块包括直流载波解调模块，车载控制终端包括有所述直流载波模块，所述直流载波模块通过所述充电架中的电缆线与所述直流载波解调模块通讯连接。
进一步的，所述充电控制模块包括直流机控制单元，所述直流机控制单元与所述功率分配模块电连接。
进一步的，所述还包括有多个与所述直流供电模块连接的直流充电终端。
进一步的，充电定位连接系统设置在所述车体上，包括视觉定位校准系统和用于使所述受电弓与所述电力传输架对准充电的执行系统，所述视觉定位系统包括定位仪器和定位控制器，所述定位控制器用于控制定位仪器获取地理位置坐标传递给车载控制器。
所述执行系统包括用于驱动受电弓水平方向移动的水平电机和竖直旋转电接和可推动受到弓上下移动的直线电机。
进一步的，充电定位连接系统设置在所述充电架上，包括有视觉定位校准系统和执行系统，所述视觉定位系统包括定位仪器和定位控制器，所述定位控制器用于控制定位仪器获取地理位置坐标传递给车载控制器，所述充电架包括有可伸缩的水平杆和竖直杆，所述执行系统包括用于驱动所述水平杆沿水平方向移动的水平杆电机和可驱动竖直杆上下移动的竖直杆电机。
进一步的，所述充电架上设置有充电铜排，所相邻铜排间设置有定位销孔，所述受电弓上与所述定位销孔位置对应处设置有定位销。
本发明与现有技术相比存在有如下优点和积极效果：
本发明提出一种电动汽车充电弓系统，包括直流供电箱变、电力传输模块、充电定位连接系统和设置在车体上的车载控制终端，通过直流供电箱变为整个电动汽车充电，电流通过电路传输模块进行传送，在电动汽车需要充电时通过车载控制终端上的人机交互模块选择连接后通过车载控制终端和充电控制模块进行通讯，通过充电控制模块对应控制直流供电模块对电动汽车进行供电，实现了在电动汽车需要充电时的主动充电，在充满后可及时断开，解决了现有技术中被动充电存在的安全性差的问题；同时通过车载控制终端与BMS系统连接，可将电动汽车的电量状态实时检测并传递给充电控制模块，司机通过车载控制终端可实时检测到电量多少，且可以通过与充电控制模块通讯实现充电的断开，便于自己电动汽车充电状态进行把控；同时，本专利的技术方案，在进行充电之前，可通过充电定位连接系统对充电弓和充电架自动定位连接，对司机的停车位置要求不高，方便了电动汽车的充电。
附图说明
图1为本发明电动汽车充电弓系统一个实施例的结构示意图；
图2为本发明电动汽车充电弓系统内部结构连接原理图；
图3为本发明电动汽车充电弓系统的电力传输装置和充电定位连接系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明，本发明提出一种电动汽车充电弓系统的实施例，包括直流供电箱变1、电力传输模块2、充电定位连接系统、云平台和设置在车体上的车载控制终端，所述直流供电箱1变包括有直流供电模块4和充电控制模块5。所述电力传输模块包2括设置在车体上的受电弓22和充电架21，所述充电架21与所述直流供电模块4电连接。所述充电定位连接系统用于定位受电弓22或充电架21位置，使所述受电弓22和充电架21匹配连接，所述充电定位连接系统与所述车载控制终端或充电控制模块5电连接。所述充电控制模块5用于控制所述直流供电模块4，接收或发出控制信号给直流供电模块4，所述充电控制模块5和所述云平台间通讯连接，所述车载控制终端与所述充电控制模块5通过直流载波方式通讯连接。所述车载控制终端包括有可与车主进行人机交互的人机交互模块；所述车载控制终端与车体上的BMS系统6通讯连接，用于获取车体电量信号传递给所述充电控制模块5。
具体的，本实施例中提出一种电动汽车充电弓系统的直流供电箱变1是通过接入电网，可以是直接高压接入也可以是三相380V抵押接入，可根据需求选择充电的功率和电力接入方案，通过直流供电箱变1可对应的为电动汽车提供直流电流，在其内部相应的匹配有直流供电模块4和充电控制模块5，直流供电模块4主要用于提供直流电，充电控制模块5则对应的控制直流供电模块4是否进行供电、供电时的功率分配及和车载控制终端之间进行通讯，获取电动汽车的充电状态，电动汽车的电池电量信息等，用于起控制作用，可对应的发出和接收控制信号；
电力传输模块2主要实现对直流供电箱变1内部输出的直流电的输送，通过电力传输模块2将电流传送到电动汽车内，结构主要有受电弓22和充电架21，受电弓22设置在车顶，可与充电架21上的铜排211进行耦合，实现充电时和直流供电箱变1之间的连接。充电定位连接系统主要作用是：在电动汽车充电前进行位置校准，校准位置确认后将受电弓22和充电架21进行连接，其可相应的设置在车体上或充电架21上，当设置在车体上时，其对应的和车载控制终端连接，通过车载控制终端对其进行控制，使其进行相关的动作；当设置在充电架21上时则可以通过充电控制模块5对应控制其动作。
进一步的，所述直流充电模块4包括有高压模块、整流模块和功率分配模块41，所述高压模块用于从电网连接的高压电变为低压电，包括进线柜、出线柜、变压器、计量柜等。所述整流模块用于将所述低压电转变为直流电，整流模块设置有1个或多个，整流部分结构主要是直流柜，负责交流转换为符合电动汽车充电电压的直流，直流柜以模块化方式安装，根据需求可通过增减模块数量实现总箱变功率的调节。所述功率分配模块41用于给直流充电终端进行功率分配，所述充电控制模块5与所述功率分配模块41电连接，充电控制模块5和车载控制终端间可通过直流载波方式通讯，车载控制终端和车体上的BMS系统6连接，可实时接收到电池的电量和充电状态，则通过直流载波方式传递到充电控制模块5，通过充电控制模块5对应控制功率分配模块41，根据获取到的电动汽车的电池的电量对应的电动汽车的充电电量进行分配。
进一步的，所述直流供电箱变1内还设置有一通讯模块，所述通讯模块用于所述充电控制模块5和所述云平台之间的通讯连接。充电控制模块5通过通讯模块可把接收到车载控制终端的信息及充电状态、充电电量等信息传递给云平台，通过云平台实现计量统计、充电计费等功能。
进一步的，所述充电控制模块5包括直流载波解调模块，车载控制终端包括有所述直流载波模块，所述直流载波模块通过所述充电架21中的电缆线与所述直流载波解调模块51通讯连接。充电控制模块5和车载控制终端间实现直流载波传递的载体为设置在充电架中的电缆线，当充电架21和受电弓22连接时，则相应的实现了充电控制模块5中的直流载波解调模块51和直流载波模块之间的通讯。直流载波解调模块51可将通过直流载波模块发送来的信号进行调制解调，解调完成后传递到充电控制模块5。
具体的，所述充电控制模块5包括直流机控制单元，所述直流机控制单元与所述功率分配模块41电连接。通过充电控制模块5中的直流机控制单元52对功率分配模块41进行控制。
进一步的，所述还包括有多个与所述直流供电模块4连接的直流充电终端7，多个直流充电终端7可在夜间时对应多多辆电动汽车进行充电，可用于满足夜间非充电高峰时多辆汽车同时补电的需求。
进一步的，充电定位连接系统设置在所述车体上，包括视觉定位校准系统和用于使所述受电弓22与充电架21对准充电的执行系统8，所述视觉定位系统包括定位仪器和定位控制器，所述定位控制器用于控制定位仪器获取地理位置坐标传递给车载控制终端。优选的，所述执行系统8包括用于驱动受电弓22水平方向移动的水平电机81和竖直旋转电接82和可推动受电弓22上下移动的直线电机83。通过定位控制器获取到的充电架22位置传递给车载控制终端，车载控制终端对应控制执行系统8中的水平电机81移动，使其定位水平位置，同时通过竖直旋转电机82将受电弓22竖起，通过直线电机83带动受电弓22上下移动实现与设置在充电架21上的铜排211间的耦合连接。
对应的，本实施例中的充电定位连接系统也可以设置在充电架21上，包括有视觉定位校准系统和执行系统，所述视觉定位系统包括定位仪器和定位控制器，所述定位控制器用于控制定位仪器获取地理位置坐标传递给充电控制模块5，所述充电架21包括有可伸缩的水平杆和竖直杆，所述执行系统包括用于驱动所述水平杆沿水平方向移动的水平杆电机和可驱动竖直杆上下移动的竖直杆电机。
为确保充电架21与受电弓22耦合连接的牢固性，所述充电架21上设置有充电铜排211，所相邻充电铜排211间设置有定位销孔9，所述受电弓22上与所述定位销孔9位置对应处设置有定位销10。在耦合时可通过定位销10同时插装在定位销孔9内实现两者之间的可靠性连接。
本实施例中以充电定位连接系统设置在电动汽车上为例对电动汽车充电的具体流程进行说明，具体过程如下：
电动汽车驶入充电架21下方，司机按人机交互屏上的连接按钮，车载的受电弓22通过视觉定位校准系统进行定位，由水平方向上水平电机81进行水平定位，然后由竖直旋转电机82竖起受电弓22，由直线电机83执行竖直方向上的运动，完成整个连接动作，此时充电架21上的充电铜排211和车辆上的受电弓22连接正常。车载控制终端通过其内部的直流载波模块发送连接请求，充电控制模块5通过直流载波解调模块51解析出相应的连接确认请求并同时将信息发送给云平台，通过云平台对车辆的具体信息进行校验，校验合格后发送信号给充电控制模块5，充电控制模块5传递信号给车载控制终端，此时若车辆合法则通过车载控制终端的人机交互模块中显示出连接确认并弹出充电界面。司机点击开始充电，则直流供电箱变1则通过充电架21和受电弓22之间的连接和车体上的BMS系统6根据GB-T27930-2015中的标准通讯协议进行数据传输，进行正式充电。当电池充满或是司机按屏上的停止充电按钮时，则通过车载控制终端传递信号给充电控制模块5，控制直流供电模块4执行正常停止充电流程，司机按分离按钮，则车载控制终端对应控制执行系统8动作，使受电弓22下降归位。车辆驶离充电架21下方，完成充电。充电数据由云平台负责记录，实现计量统计、充电计费等功能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种电动汽车充电弓系统，包括直流供电箱变、电力传输模块、充电定位连接系统和设置在车体上的车载控制终端，所述直流供电箱变包括有直流供电模块和充电控制模块；
所述电力传输模块包括设置在车体上的受电弓和充电架，所述充电架与所述直流供电模块电连接；
所述充电定位连接系统用于定位受电弓或充电架位置，使所述受电弓和充电架匹配连接，所述充电定位连接系统与所述车载控制终端或充电控制模块电连接；
所述充电控制模块用于控制所述直流供电模块，接收或发出控制信号给直流供电模块，所述充电控制模块和所述云平台间通讯连接，所述车载控制终端与所述充电控制模块通过直流载波方式通讯连接；
所述车载控制终端包括有可与车主进行人机交互的人机交互模块；
所述车载控制终端与车体上的BMS系统通讯连接，用于获取车体电量信号传递给充电控制模块。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电弓系统，其特征在于，所述直流充电模块包括有高压模块、整流模块和功率分配模块，所述高压模块用于从电网连接的高压电变为低压电，所述整流模块用于将所述低压电转变为直流电，整流模块设置有1个或多个；所述功率分配模块用于给直流充电终端进行功率分配，所述充电控制模块与所述功率分配模块电连接。
3.根据权利要求1所述的电动汽车充电弓系统，其特征在于，所述直流供电箱变内还设置有一通讯模块，所述通讯模块用于所述充电控制模块和所述云平台之间的通讯连接。
4.根据权利要求1所述的电动汽车充电弓系统，其特征在于，所述充电控制模块包括直流载波解调模块，车载控制终端包括有所述直流载波模块，所述直流载波模块通过所述充电架中的电缆线与所述直流载波解调模块通讯连接。
5.根据权利要求1所述的电动汽车充电弓系统，其特征在于，所述充电控制模块包括直流机控制单元，所述直流机控制单元与所述功率分配模块电连接。
6.根据权利要求1所述的电动汽车充电弓系统，其特征在于，所述还包括有多个与所述直流供电模块连接的直流充电终端。
7.根据权利要求1所述的电动汽车充电弓系统，其特征在于，充电定位连接系统设置在所述车体上，包括视觉定位校准系统和用于使所述受电弓与所述电力传输架对准充电的执行系统，所述视觉定位系统包括定位仪器和定位控制器，所述定位控制器用于控制定位仪器获取地理位置坐标传递给车载控制器，所述执行系统包括用于驱动受电弓水平方向移动的水平电机和竖直旋转电接和可推动受到弓上下移动的直线电机。
8.根据权利要求1所述的电动汽车充电弓系统，其特征在于，充电定位连接系统设置在所述充电架上，包括有视觉定位校准系统和执行系统，所述视觉定位系统包括定位仪器和定位控制器，所述定位控制器用于控制定位仪器获取地理位置坐标传递给车载控制器，所述充电架包括有可伸缩的水平杆和竖直杆，所述执行系统包括用于驱动所述水平杆沿水平方向移动的水平杆电机和可驱动竖直杆上下移动的竖直杆电机。
9.根据权利要求7-8任一项所述的电动汽车充电弓系统，其特征在于，所述充电架上设置有充电铜排，所相邻铜排间设置有定位销孔，所述受电弓上与所述定位销孔位置对应处设置有定位销。
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