CN109969020A - 带监控模块的直流充电枪及其充电桩 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及充电桩技术领域，特别涉及带监控模块的直流充电枪，包括相互连接的充电接头和充电连接线缆，还包括充电枪监控模块，所述充电枪监控模块与充电桩通信连接，所述充电枪监控模块包括电子锁位置反馈电路和/或CC1检测电路和/或直流电源正负线缆温度检测电路和/或电子锁控制电路，使所述充电枪监控模块监测充电枪的使用状态，并检测充电枪与电动汽车的连接状态及充电需求，使充电枪与充电桩之间的连接线缆数量得以减少，有效降低充电枪的重量及原材料成本，提高充电枪的可操作性，提升充电枪的生产效率，降低充电枪的成本，同时，也有利于在保持现有充电枪重量或线径一致的情况下，提升直流充电枪的充电功率，推动电动汽车行业的快速发展。
Description
技术领域
本发明涉及充电桩技术领域，特别涉及带监控模块的直流充电枪及其充电桩。
背景技术
随着新能源汽车的发展，电动车的使用越来越受到人们的关注，充电桩是电动汽车正常使用不可缺少的配套设备，是电动汽车发展的关键技术，充电桩的综合成本的高低和充电功率的大小，直接影响着电动汽车的应用与发展，而充电枪又是充电桩与电动汽车的连接机制，其体积及重量限制了充电桩传输于电动汽车的充电功率，直接影响电动汽车充电时间，从而影响着人们是否选择电动汽车的购买。
如附图1所示，现有直流充电枪的内部线缆示意图，为了保证充电桩与电动汽车充电的安全性和可靠性，在直流充电枪与充电桩连接线缆中设置有：直流电源正负线缆21、保护接地线22、BMS辅助电源线23、CAN通讯线24、电子锁控制线25、电子锁位置反馈线26、CC1检测线27、直流电源正负线缆温度检测线28和线缆组合后的保护套3，数量众多的线缆设置使得直流充电枪较粗较重，且成本较高，而线缆的截面尺寸与充电功率相关，当充电功率达到一定数字后，将会超越人能移动的重量，所以，为了方便充电枪的移动，现有充电枪的充电功率受到限制，影响着电动汽车快速充电的实现。
综上所述，目前亟需要一种技术方案，解决现有直流充电枪与充电桩之间连接线缆数量较多，影响充电枪的充电功率的提升，且成本较高的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有直流充电枪与充电桩之间连接线缆数量较多，影响充电枪的充电功率的提升，且成本较高的技术问题，提供了带监控模块的直流充电枪及其充电桩，使方便提升直流充电枪充电功率，并降低直流充电枪的成本。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
带监控模块的直流充电枪，包括相互连接的充电接头和充电连接线缆，还包括充电枪监控模块，所述充电枪监控模块与充电桩通信连接，所述充电枪监控模块用于实现充电枪使用过程的监控功能。
本发明的带监控模块的直流充电枪，所述充电接头包括与电动汽车相连的充电连接口及与充电连接线缆相连的连接口；所述充电连接线缆包括若干不同功能的线缆和线缆组合后的保护套，所述充电连接线缆一端与充电接头连接，另一端与直流充电桩柜体相连；所述充电枪监控模块通过充电接头与电动汽车连接，并通过通讯的方式与充电桩连接，与现有直流充电枪相比较，所述充电枪监控模块用于替代现有直流充电枪的充电连接线缆中用于实现检测和/或控制的线缆，使所述充电枪监控模块监测充电枪的使用状态，并检测充电枪与电动汽车的连接状态及充电需求，通过通信的方式，使充电枪与充电桩之间的连接线缆数量得以减少，有效降低充电枪的重量及原材料成本，提高充电枪的可操作性，提升充电枪的生产效率，降低充电枪的成本，同时，也有利于在保持现有充电枪重量或线径一致的情况下，提升直流充电枪的充电功率，推动电动汽车行业的快速发展。
作为优选，所述充电枪监控模块包括电子锁位置反馈电路和/或CC1检测电路和/或直流电源正负线缆温度检测电路和/或电子锁控制电路。可根据实际情况，设置所述充电枪监控模块包括电子锁位置反馈电路、CC1检测电路、直流电源正负线缆温度检测电路、电子锁控制电路中的一个或多个，分别替代现有充电枪连接线缆中相应功能的线缆，使充电枪和充电桩之间的线缆数量可以根据实际情况调整为5根、6根、7根或8-14根中任意一种，实现将包括充电枪与电动汽车之间的通讯、电子锁控制、电子锁位置反馈、CC1检测、直流电源正负线缆温度检测等实现充电枪常规功能的处理电路分别集成于充电枪监控模块中，并通过充电接头与电动汽车连接，通过通信方式与充电桩连接，减少充电连接线缆中的相应功能的线缆和通信线缆，实现充电枪的重量和成本的最大程度降低。
作为优选，所述充电枪监控模块包括调制解调电路和/或无线通信电路。所述调制解调电路用于将通信信号通过耦合的方式注入直流电源线缆或BMS辅助电源线中，以及接收充电桩通过直流电源线缆或BMS辅助电源线送来的载波通信信号，实现所述充电枪监控模块与充电桩的载波通信，使充电枪和充电桩之间连接线缆数量可减少至5根或6根，进一步的减少充电枪与充电桩之间的通信线的数量；所述无线通信电路用于实现充电枪与充电桩之间的无线通信，减少充电枪与充电桩之间的线缆数量，使充电枪的整体重量更轻，制备成本更低。
作为优选，所述充电枪监控模块由PCB板和电子电路组合制得。由PCB板和电子电路组合而成的充电枪监控模块，结构简单，实现直流充电桩监控部分的模块化，方便批量生产，进一步减少充电桩的成本，提高生产效率。
作为优选，所述电子锁位置反馈电路和/或CC1检测电路和/或直流电源正负线缆温度检测电路和/或电子锁控制电路分别由PCB板和电子电路组合制得。可根据实际情况，将单个电路采用PCB板和电子电路组合制得，实现单个电路的模块化，再集成到单张PCB板上，实现直流充电桩监控模块的整体模块化，实现充电枪与充电桩之间导线数量可较容易的进行适应性调整，提高充电枪的制备效率，减少制备成本，有利于根据生产条件适应性的改变充电枪的充电功率，实现利益最大化。
作为优选，所述通信连接包括有线通信和/或无线通信和/或光纤通信和/或载波通信。所述有线通信包括RS485通讯、RS232通讯、以太网通讯等有线通信方式；所述无线通信包括移动通信、WLAN、UWB、蓝牙、红外、NFC等无线通信方式；所述光纤通讯是将通信信号转换为光信号进行传输，增强了通信的抗干扰能力；所述载波通信包括将通信信号载波于所述充电连接线缆中的通信方式，使减少充电连接线缆中的通信连接线的数量；可根据实际情况，在一个充电枪中，采用上述的一种或多种通信方式实现充电枪与充电桩之间的通信连接，使直流充电枪的制备与实际的生产情况和使用情况相适应，扩大其适用范围，方便直流充电枪的制备，减少制备成本，提高生产效率。
作为优选，所述充电连接线缆包括直流电源正负线缆、保护接地线和BMS辅助电源线。当所述充电枪监控模块采用了上述的所有具有不同功能的电路时，可实现将包括通讯、CC1检测、电子锁控制、电子锁位置反馈和直流电源正负线缆的温度检测等功能的电子电路集成在充电枪监控模块中，通过信号通信与充电桩相连，不仅可保证充电枪的正常工作，也实现了充电连接线缆的最简化，使充电连接线缆中的线缆数量较少，重量较轻，有利于实现直流充电枪充电功率的提升。
作为优选，所述充电连接线缆还包括电子锁位置反馈线和/或CC1检测线和/或直流电源正负线缆的温度检测线和/或电子锁控制线。可根据实际情况，使所述充电枪监控模块包括部分上述的具有不同功能的处理电路，使直流充电枪与充电桩之间的部分监控功能采用非线缆的通信方式实现，调整充电枪与充电桩之间线缆的数量，有利于根据实际生产情况和使用情况，进行直流充电枪的生产制备，进一步方便减少直流充电枪的制备成本，提高生产效率。
作为优选，所述直流电源正负线缆采用液冷冷却结构。使直流电源正负线缆散热良好，能够适应于大功率的传输，方便提升该线缆的载流量，有利于实现直流充电枪充电功率的提升。
作为优选，所述充电枪监控模块采用灌封封装处理。使充电枪监控模块整体结构稳定，具有良好的抗震性，使用可靠性较高。
充电桩，包括柜体，所述柜体上设置有至少一个如上任意一项所述的带监控模块的直流充电枪。
本发明的充电桩，通过采用上述的带监控模块的直流充电枪，使得充电枪与充电桩之间的连接线缆数量得以减少，集成化程度较高，整体体积较小，综合成本较低，推广应用较容易，同时，有利于提高充电桩的安全性和可靠性，使用效果较好。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的带监控模块的直流充电枪的有益效果是：
1、使充电枪与充电桩之间的连接线缆数量得以减少，有效降低充电枪的重量及原材料成本，提高充电枪的可操作性，提升充电枪的生产效率，降低充电枪的成本；
2、有利于在保持现有充电枪重量或线径一致的情况下，提升直流充电枪的充电功率，推动电动汽车行业的快速发展；
3、可根据实际情况，设置所述充电枪监控模块包括电子锁位置反馈电路、CC1检测电路、直流电源正负线缆温度检测电路、电子锁控制电路中的一个或多个，分别替代现有充电枪连接线缆中相应功能的线缆，使充电枪和充电桩之间的线缆数量可以根据实际情况调整为5根、6根、7根或8-14根中任意一种，实现将包括充电枪与电动汽车之间的通讯、电子锁控制、电子锁位置反馈、CC1检测、直流电源正负线缆温度检测等实现充电枪常规功能的处理电路分别集成于充电枪监控模块中，并通过充电接头与电动汽车连接，通过通信方式与充电桩连接，减少充电连接线缆中的相应功能的线缆和通信线缆，实现充电枪的重量和成本的最大程度降低。
本发明的充电桩的有益效果是：
1、使得充电枪与充电桩之间的连接线缆数量得以减少，集成化程度较高，整体体积较小，综合成本较低，推广应用较容易；
2、有利于提高充电桩的安全性和可靠性，使用效果较好。
附图说明
图1是现有直流充电枪的内部结构示意图；
图2是图1另一视角的结构示意图；
图3是实施例1的带监控模块的直流充电枪的内部结构示意图；
图4是实施例2的带监控模块的直流充电枪的内部结构示意图；
图5是实施例2中所述充电枪监控模块的结构框图；
图6是实施例3中所述充电枪监控模块的结构框图；
图7是实施例5的充电桩的结构示意图。
附图标记
1-充电接头，2-充电连接线缆，21-直流电源正负线缆，22-保护接地线，23-BMS辅助电源线，24-通信线，25-电子锁位置反馈线，26-CC1检测线，27-直流电源正负线缆的温度检测线，28-电子锁控制线，3-保护套，4-充电枪监控模块，41-电子锁位置反馈电路，42-CC1检测电路，43-直流电源正负线缆温度检测电路，44-电子锁控制电路，45-调制解调电路，46-无线通信电路，5-柜体，6-充电枪。
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，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1-6所示，带监控模块的直流充电枪，包括相互连接的充电接头1和充电连接线缆2，还包括充电枪监控模块4，所述充电枪监控模块4包括电子锁位置反馈电路41、CC1检测电路42和直流电源正负线缆温度检测电路43和电子锁控制电路44，还包括CAN通信接口，各电路与充电桩通信连接，所述CAN通信接口与电动汽车匹配。
本实施例的带监控模块的直流充电枪，通过各电路与充电桩的通信连接，实现充电枪自身的电子锁位置反馈、连接状态检测、直流电源正负线缆、的温度检测功能和电子锁控制线的集成，使所述充电枪监控模块4监测充电枪的使用状态，并检测充电枪与电动汽车的连接状态及充电需求，相应减少了充电枪与充电桩之间的连接线缆中的电子锁位置反馈线25、CC1检测线26和直流电源正负线缆的温度检测线27和电子锁控制线28，有效降低充电枪的重量及原材料成本，提高充电枪的可操作性，提升充电枪的生产效率，同时，也有利于在保持现有充电枪重量或线径一致的情况下，提升直流充电枪的充电功率，推动电动汽车行业的快速发展。
优选的，所述充电枪监控模块4由PCB板和电子电路组合制得。可根据实际情况，将多个电子电路集成设置在单个PCB板上，或，将多个电子电路集成在多个PCB板上，实现单个检测电路的分别模块化，或，将多个模块化的检测电路集成在单个PCB板上，实现充电枪监控模块单个检测电路的模块化以及充电枪监控模块4的整体模块化，减少所述充电枪监控模块4的整体体积，最大程度的提高充电枪的集成化程度，并有利于实现充电枪的模块化制备，实现生产线流水作业，提高充电枪的制备效率。
优选的，所述充电连接线缆2包括通信线24、直流电源正负线缆21、保护接地线22、BMS辅助电源线23。本实施例优选采用通信线24实现各电路与充电桩之间的信号传输，并采用CAN通信实现充电枪与电动汽车的匹配，对于现有具有CAN通信功能的充电桩来说，升级改造的工作量较小，有利于实现现有充电桩的大面积升级改造，提升直流充电枪的充电功率，加速电动汽车行业的发展。
实施例2
如图1-6所示，本实施例的带监控模块的直流充电枪，结构与实施例1相同，区别在于：所述充电枪监控模块4包括调制解调电路45。
本实施例的带监控模块的直流充电枪，所述调制解调电路45用于将通信信号注入直流电源正负线缆21或BMS辅助电源线23中，以及接收充电桩通过直流电源正负线缆21或BMS辅助电源线23送来的载波通信信号，使在实施例1的基础上，通过调制解调电路45实现通信线24的减少，实现所述充电枪监控模块4与充电桩的载波通信，使充电枪和充电桩之间的线缆可减少至5根，确保充电枪的整体重量较轻，有利于实现充电枪的充电功率的提升。
实施例3
如图1-6所示，本实施例的带监控模块的直流充电枪，结构与实施例1相同，区别在于：所述充电枪监控模块4包括无线通信电路46。
本实施例的带监控模块的直流充电枪，所述无线通信电路46用于实现充电枪与充电桩之间的无线通信，使在实施例1的基础上，通过无线通信电路46实现通信线24的减少，进一步的减少电子电路的数量，进一步使充电枪的整体重量更轻，制备成本更高。
实施例4
如1-6所示，本实施例的带监控模块的直流充电枪，结构与实施例1相同，区别在于：所述直流电源正负线缆21采用液冷冷却结构。
本实施例的带监控模块的直流充电枪，通过将直流电源正负线缆21采用液冷冷却结构，使直流电源正负线缆21散热良好，能够适应于大功率的传输，方便提升该线缆的载流量，有利于实现直流充电枪充电功率的提升。
优选的，所述充电枪监控模块4采用灌封封装处理。可根据实际情况，将整体模块化的充电枪监控模块4进行整体灌封封装，或，将分别模块化后组成的充电枪监控模块4进行分别灌封封装处理，实现各电路的分别灌封封装，使充电枪监控模块4整体结构稳定，具有良好的抗震性，使用可靠性较高。
实施例5
如图1-7所示，充电桩，包括柜体5，所述柜体5上设置有两个如上任意一个实施例所述的带监控模块的直流充电枪6。
本实施例的充电桩，通过采用上述的带监控模块的直流充电枪，使得充电枪6与充电桩之间的连接线缆数量得以减少，集成化程度较高，整体体积较小，综合成本较低，推广应用较容易，同时，有利于提高充电桩的安全性和可靠性，使用效果较好，同样的原理，可根据实际情况，在充电桩中采用由PCB板和电子电路组合而成的充电桩控制模块实现充电桩中各工作状态的监控，优选采用包括至少一路充电枪6的主控模块和控制电源模块，以及绝缘检测模块和/或电压变送模块和/或BMS电源模块，组合形成集成式的充电桩控制模块，实现充电桩内部控制功能的模块化，减小充电桩的整体体积，并使模块化处理的充电桩控制模块与模块化处理的充电枪控制模块4通过无线通信和/或载波通信连接，使带有充电枪的充电桩的整体体积较小，模块化生产提高生产效率，使用可靠性较高。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (10)
1.带监控模块的直流充电枪，其特征在于，包括相互连接的充电接头和充电连接线缆，还包括充电枪监控模块，所述充电枪监控模块与充电桩通信连接，所述充电枪监控模块包括电子锁位置反馈电路和/或CC1检测电路和/或直流电源正负线缆温度检测电路和/或电子锁控制电路。
2.如权利要求1所述的带监控模块的直流充电枪，其特征在于，所述充电枪监控模块包括调制解调电路和/或无线通信电路。
3.如权利要求1所述的带监控模块的直流充电枪，其特征在于，所述充电枪监控模块由PCB板和电子电路组合制得。
4.如权利要求1所述的带监控模块的直流充电枪，其特征在于，所述电子锁位置反馈电路和/或CC1检测电路和/或直流电源正负线缆温度检测电路和/或电子锁控制电路分别由PCB板和电子电路组合制得。
5.如权利要求1所述的带监控模块的直流充电枪，其特征在于，所述通信连接包括有线通信和/或无线通信和/或光纤通信和/或载波通信。
6.如权利要求1-5任意一项所述的带监控模块的直流充电枪，其特征在于，所述充电连接线缆包括直流电源正负线缆、保护接地线和BMS辅助电源线。
7.如权利要求6所述的带监控模块的直流充电枪，其特征在于，所述充电连接线缆还包括电子锁位置反馈线和/或CC1检测线和/或直流电源正负线缆的温度检测线和/或电子锁控制线。
8.如权利要求6所述的带监控模块的直流充电枪，其特征在于，所述直流电源正负线缆采用液冷冷却结构。
9.如权利要求1所述的带监控模块的直流充电枪，其特征在于，所述充电枪监控模块采用灌封封装处理。
10.充电桩，包括柜体，其特征在于：所述柜体上设置有至少一个如权利要求1-9任意一项所述的带监控模块的直流充电枪。
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2019
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