CN107093916A - 一种集成在路灯上的充电桩系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及充电技术领域，具体涉及一种集成在路灯上的充电桩系统。所述充电桩系统包括：至少一个路灯终端，所述路灯终端集成有充电装置；至少一个集中器，所述路灯终端的充电装置通过电力载波通讯的方式连接所述集中器；一个云服务器，所述云服务器连接所述集中器。本发明的有益效果为：能够实现将充电装置集成到路灯柱上，并对路灯及充电装置进行用电数据监测，同时保证零压零流开关，实现充电装置的用电安全。
Description
技术领域
本发明涉及充电技术领域，具体涉及一种集成在路灯上的充电桩系统。
背景技术
研究和发展新型清洁燃料和清洁燃料汽车，不仅对我国能源和汽车工业的可持续发展有重要意义，而且能够促进相关工业和技术的发展。目前我国对电动汽车的研究已取得一定进展，然而，电动汽车在全国范围的推广和普及十分有限。究其主要原因，是由于基础设施(如充电桩、充电站等)建设严重滞后，致使充电不便，最终直接导致消费者对电动汽车失去信心。
我国照明用电占全社会用电量的13％左右，其中道路照明占整个照明用电量的25％-30％。传统的市政路灯(包括高压钠灯、金卤灯等)存在功率高、效果差、能效低的缺陷，成电能资源的严重浪费。大功率、高光效LED灯是近年来国内外快速发展起来的新光源，具有光效高、寿命长、耐震动、不易损坏等优点。因此发展LED路灯具有重要的节能意义。
发明内容
为了有效解决上述问题，本发明提供一种集成在路灯上的充电桩系统。
本发明的具体技术方案如下：一种集成在路灯上的充电桩系统，所述充电桩系统包括：
至少一个路灯终端，所述路灯终端集成有充电装置；
至少一个集中器，所述路灯终端的充电装置通过电力载波通讯的方式连接所述集中器；
一个云服务器，所述云服务器连接所述集中器。
进一步地，所述充电装置包括：中控单元、通讯单元、继电器单元、数据计量单元；
所述继电器单元设在电力线上，所述数据计量单元采集电力线上的用电数据，所述通讯单元连接所述电力线；
所述通讯单元、继电器单元、数据计量单元顺次设置，并同时连接所述中控单元；
所述电力线在所述数据计量单元相反于数据计量单元的一侧连接交流充电枪或充电座。
进一步地，所述数据计量单元包括一第一采样单元、一第二采样单元、及一第三采样单元，其中所述第一采样单元具体为通过铜锰电阻采集回路电流；所述第二采样单元具体为通过电流互感器采集火线和零线的电流矢量和；所述第三采样单元具体为通过分压电阻采集火线和零线间电压。
进一步地，所述充电装置还包括一零压零流开关。
进一步地，所述零压零流开关包括一可控硅开关和一机械触点开关，所述机械触点开关设置于火线上，所述可控硅开关与所述机械触点开关并联，所述控制模块分别连接所述可控硅开关的控制极和所述机械触点开关的控制极。
进一步地，开关导通时，先在电压过零点打开可控硅开关，再打开机械触点开关，开关断开时，先断开机械触点开关，再在电压过零点断开可控硅开关。
进一步地，所述中控单元包括一MCU控制部分、及一MUC计量部分，所述数据计量单元连接所述MCU计量部分，所述零压零流开关连接所述MCU控制部分。
进一步地，所述通讯单元为PLC单元。
进一步地，所述充电装置还包括一保护滤波单元，所述保护滤波单元连接所述通讯单元；所述保护滤波单元设置于火线和零线上。
进一步地，所述保护滤波单元包括载波信号耦合电路和阻波电路；
所述中控单元具有一物理ID。
本发明的有益效果为：能够实现将充电装置集成到路灯柱上，并对路灯及充电装置进行用电数据监测，同时保证零压零流开关，实现充电装置的用电安全。
附图说明
图1为本发明提供的路灯结构示意图；
图2本发明的系统示意图；
图3为本发明的充电装置系统示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
如图1、2所示，为本发明提供一种集成在路灯上的充电桩系统的示意图，所述充电桩系统包括：
至少一个路灯终端200，所述路灯终端200集成有充电装置100；
至少一个集中器300，所述路灯终端200的充电装置100通过电力载波通讯的方式连接所述集中器300；
一个云服务器400，所述云服务器400连接所述集中器300。
如图2所述示出了所述充电装置100，所述充电装置100包括一中控单元1、继电器单元2、一零压零流开关3、一数据计量单元4及一通讯单元8、所述零压零流开关3、所述继电器单元2、所述数据计量单元4、所述通讯单元8均连接在所述中控单元1上；在零线及火线上连接有交流充电枪或充电座10。
所述继电器单元2用于连接或断开电力线。
具体为所述中控单元1为一控制板，在所述控制板上设置有控制芯片，所述控制芯片包括一MCU控制部分、及一MUC计量部分，所述数据计量单元连接所述MCU计量部分，所述零压零流开关3连接所述MCU控制部分，所述通讯单元8同样连接所述MCU控制部分。
所述中控单元1均具有一个唯一物理ID，所述物理ID与真实三维数值绑定，可以是X、Y、Z三维数值，也可以是经度、纬度、海拔值；在所述充电桩具有一唯一物理ID后，可实现通过GIS系统进行管理，因此在本发明中控制中心可实现应用GIS系统进行管理。
在一实施例中，所述中控单元可以1采用了集成微控制器和电能计量单元的单片机，降低了成本并简化了系统外围设计。
所述零压零流开关3包括一可控硅开关和一机械触点开关，所述机械触点开关设置于火线上，所述可控硅开关与所述机械触点开关并联，所述控制模块1分别连接所述可控硅开关的控制极和所述机械触点开关的控制极；
开关导通时，先在电压过零点打开可控硅开关，再打开机械触点开关，开关断开时，先断开机械触点开关，再在电压过零点断开可控硅开关，消除开关时的负载浪涌冲击，消除机械触点动作时候的电弧，消除可控硅导通时状态电压带来的电能损耗和发热问题。
所述数据计量电路3包括一第一采样单元5、一第二采样单元7、及一第三采样单元4，其中所述第一采样单元5具体为通过铜锰电阻采集回路电流；所述第三采样单元4具体为通过分压电阻采集火线和零线间电压；实现电能计量(有功、无功和功率因数)和电压、电流的采集，所述第二采样单元7具体为通过电流互感器采集火线和零线的电流矢量和，实现负载漏电检测。
所述充电装置100还包括一保护滤波单元9，所述保护滤波单元9连接所述通讯单元8；所述保护滤波单元9设置于火线和零线上，所述MCU计量部分所采集的数据传递到通讯单元8上，所述保护滤波单元包括载波信号耦合电路和阻波电路。
所述保护滤波单元9阻止电力线上的雷击、浪涌等干扰进入充电桩内部，能够为通讯单元8的高频电力线载波信号提供耦合通道并将高压信号和低压信号隔离，发送时，将高频载波信号从通讯单元8传输到电力线上，接收时，将高频载波信号从电力线上传送到通讯单元8上；
在一个实施例中，所述通讯单元8为PLC单元。
本发明所提供的集成在路灯上的充电桩系统，能够采集的数据包括：负载的电压、负载的电流、功率、温度、开关状态、故障信息、及PLC固有的工作信息(包括ID、中继级数等)。
通过本发明可实现以下功能具体为：
远程开关控制功能：所述保护滤波单元包括载波信号耦合电路和阻波电路，所述电力线载波信号通过保护滤波单元的载波信号耦合单元后，进入PLC单元，所述PLC单元从接收到的载波信号中解调出数据信号，控制零压零流开关动作，实现负载用电的控制；
负载漏电保护功能：通过检测负载火线和零线的电流矢量和，实现对负载的漏电流检测和保护；
电能计量功能：实时采集负载火线和零线电流，对负载的电压、电流、有功功率、无功功率进行测量。
Claims (10)
1.一种集成在路灯上的充电桩系统，其特征在于，所述充电桩系统包括：
至少一个路灯终端，所述路灯终端集成有充电装置；
至少一个集中器，所述路灯终端的充电装置通过电力载波通讯的方式连接所述集中器；
一个云服务器，所述云服务器连接所述集中器。
2.根据权利要求1所述的一种集成在路灯上的充电桩系统，其特征在于，所述充电装置包括：中控单元、通讯单元、继电器单元、数据计量单元；
所述继电器单元设在电力线上，所述数据计量单元采集电力线上的用电数据，所述通讯单元连接所述电力线；
所述通讯单元、继电器单元、数据计量单元顺次设置，并同时连接所述中控单元；
所述电力线在所述数据计量单元相反于数据计量单元的一侧连接交流充电枪或充电座。
3.根据权利要求2所述的一种集成在路灯上的充电桩系统，其特征在于，所述数据计量单元包括一第一采样单元、一第二采样单元、及一第三采样单元，其中所述第一采样单元具体为通过铜锰电阻采集回路电流；所述第二采样单元具体为通过电流互感器采集火线和零线的电流矢量和；所述第三采样单元具体为通过分压电阻采集火线和零线间电压。
4.根据权利要求2所述的一种集成在路灯上的充电桩系统，其特征在于，所述充电装置还包括一零压零流开关。
5.根据权利要求3所述的一种集成在路灯上的充电桩系统，其特征在于，所述零压零流开关包括一可控硅开关和一机械触点开关，所述机械触点开关设置于火线上，所述可控硅开关与所述机械触点开关并联，所述控制模块分别连接所述可控硅开关的控制极和所述机械触点开关的控制极。
6.根据权利要求4所述的一种集成在路灯上的充电桩系统，其特征在于，开关导通时，先在电压过零点打开可控硅开关，再打开机械触点开关，开关断开时，先断开机械触点开关，再在电压过零点断开可控硅开关。
7.根据权利要求2所述的一种集成在路灯上的充电桩系统，其特征在于，所述中控单元包括一MCU控制部分、及一MUC计量部分，所述数据计量单元连接所述MCU计量部分，所述零压零流开关连接所述MCU控制部分。
8.根据权利要求2所述的一种集成在路灯上的充电桩系统，其特征在于，所述通讯单元为PLC单元。
9.根据权利要求2所述的一种集成在路灯上的充电桩系统，其特征在于，所述充电装置还包括一保护滤波单元，所述保护滤波单元连接所述通讯单元；所述保护滤波单元设置于火线和零线上。
10.根据权利要求2所述的一种集成在路灯上的充电桩系统，其特征在于，所述保护滤波单元包括载波信号耦合电路和阻波电路；
所述中控单元具有一物理ID。
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