CN110091744A - 一种一体式一机四枪充电机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式一机四枪充电机系统，包括克左右开门的充电机柜，所述充电机柜上配置有四把充电枪，分别为A枪、B枪、C枪和D枪，A枪能通过250A电流，B枪、C枪和D枪能通过125A的电流，充电时分为快充模式和均充模式，设定为快充模式时A枪能以250A电流的最大功率给一辆车充电，其他充电枪都无法使用，设定为均充模式的时候A枪、B枪、C枪和D枪都以125A的电流充电，所述充电机柜右侧门、左侧门上部设置有用于安装充电模块的插框,该充电机系统不仅可以有效提高营运效率，而且灵活布置的硬件平台架构,提高了硬件主板的通用性,且操作控制简单，方便使用。

Description

一种一体式一机四枪充电机系统

技术领域

本发明涉及汽车充电技术领域，具体为一种一体式一机四枪充电机系统。

背景技术

目前的国内外的充电桩都是一机一枪或一机双枪，随着各国政府对新能源汽车支持的力度逐渐加大有越来越多的新能源汽车投放市场，提高电动汽车的车桩比都是各国政府需要面对的课题，用较小的社会资源建设出更多的充电桩来提高车桩比才能让更多的新能源车主较好的使用新能源汽车。一机多枪充电桩是其中较好的解决方案。考虑到充电场站中充电桩对实际车位的覆盖，多台一机四枪充电机形成一个大环充系统是性价比较高的一种解决方案。

中国专利CN106253420A提到一种一机四枪充电桩，其充电桩机柜前面上端均匀对称设有两个操作显示屏，每个操作显示下方均设有一个充电刷卡处，机柜左右两侧下端各连接两根充电线缆，充电线缆前端设有充电枪，充电桩机柜左右两侧上端设有两个充电枪放置口，充电枪放置在充电枪放置口内。这种方案多配置了一套显示屏和读卡器，而且大功率直流充电枪的枪线比较粗，在部分充电枪闲置的状态下，挂到机柜侧面上部的充电枪线会严重遮挡充电桩的左右进出风。

为了进一步响应社会节能减排的号召，以更经济的投入来建设具备一机四枪充电功能的充电桩，既能对安装在遮雨遮阳棚下的充电桩的前、后、左、右四个车位做很好的覆盖，单一显示界面和刷卡区域也能让车主很方便的对充电桩机进行操作，同时当有闲置充电枪没有被使用时，充电桩内部能自动调拨充电模块的功率，使在线充电枪以最大功率给电动汽车充电，从而提高充电桩的使用效率。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种一体式一机四枪充电机系统，能有效的解决背景技术提出的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种一体式一机四枪充电机系统，包括克左右开门的充电机柜，所述充电机柜上配置有四把充电枪，分别为A枪、B枪、C枪和D枪，A枪能通过250A电流，B枪、C枪和D枪能通过125A的电流，充电时分为快充模式和均充模式，设定为快充模式时A枪能以250A电流的最大功率给一辆车充电，其他充电枪都无法使用，设定为均充模式的时候A枪、B枪、C枪和D枪都以125A的电流充电，所述充电机柜右侧门、左侧门上部设置有用于安装充电模块的插框。

进一步地，所述插框靠近充电机柜侧边左边安装有两组直流分线端子，从充电模块后直流输出端子引出的输出线先到分线端子，之后汇流成若干股直流母线滞留拉到输出直流母排上，且插框下面设置一块可拆卸器件安装板，并将充电机柜内部分为两个安装空间，左侧为之直流配电空间，靠右侧的为交流配电空间，且交流配电空间自下而上依次布置有L1、L2、L3三相中每一相的电流互感器，大塑壳断路器，防雷器、微型断路器、接线端子，且大塑壳断路器右侧布置有L1、L2、L3和N排的进线接线排，直流配电空间内自下而上依次设置有充电枪信号接线排、充电接口板、直流电表和线槽。

进一步地，所述交流配电空间内的器件安装板上部布置有4个相互独立的辅助电源，用于给每把充电桩对应的车载BMS供电，且A枪对应的直流电表A为300A量程的直流表，B枪、C枪、D枪对应的直流电表B、直流电表C、直流电表D均为量程200A的直流表。

进一步地，所述插框右侧靠近机柜处布置有一组交流分线端子，交流配电L1、L2、L3依次接进交流分线端子后，分成若干股细线依次输入到充电模块的交流输入端。

进一步地，所述器件安装板自下而上依次布置有直流正极接触器接线铜牌组件、直流负极接触器接线铜牌组件、接口板、充电枪控制信号接线排、监控板、线槽。

进一步地，当控制功率投切的KME1、KMF1、KMG1正极接触器和KME2、KMF2、KMG2负极接触器都闭合的时候，所有充电模块的输出电流都导向A枪，A枪以最大功率充电；均充模式下，当控制功率投切的KME1、KMF1、KMG1正极接触器和KME2、KMF2、KMG2负极接触器都断开的时候，A、B、C、D四把充电都以同样的功率给四辆车充电。

进一步地，所述充电机柜正面设置有一个操作显示屏，操作显示屏的上方设置有设置成四段的指示灯条，每一个指示灯条分别以红、绿、黄配合发光来显示对应的四把充电枪的状态，且操作显示屏的右侧设置有刷卡区，刷卡区内部安装非接触式读卡器，且计费管理单元还通过SPI通信口对指示灯条进行控制。

进一步地，所述充电机柜左右两侧均设置有可外开的防水柜门，防水柜门上半部设置有用于防水通风的百叶窗，防水柜门上还设置有位于百叶窗底部的空枪座，且防水柜门最底端还设置有两个防水接头，左右两侧的防水柜门以充电机柜中心为对称轴对称设置。

进一步地，所述充电机柜内部还设置有计费管理单元用来时限充电计费，且计费管理单元采用以太网或者自带的4G模块进行网络通信，并下行到4块充电接口板以CAN总线通信，4块接口板和一块监控板之间以另一条CAN总线通信。

进一步地，所述监控板和接口板采用同一个接口主板，接口主板装上绝缘检测板后组和成了接口板,接口主板装上交流采样板后组合成了监控板。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

(1)本发明充电模式设定可以由当日运营这台充电桩的时段内第一个使用这个充电桩的车主来设置，也可以通过运营后台远程来设置，还可以通过运营后台按白天高峰期早八点至晚八点自动设置成快充模式，晚八点至次日早八点自动设置成均充模式，提高营运效率；

(2)本发明的充电桩采用灵活布置的硬件平台架构,提高了硬件主板的通用性,仅仅把功能区别的小板用排针连接器的方式和主板组合就形成了全新功能的硬件口径只板，通过计费管理单元上的SPI通信口就可以严格控制多块级联的任意一块灯板上的任意一个灯珠的亮的颜色和通断状态,从而实现对多充电枪的每一把充电枪类似跑马灯的状态显示；

(3)本发明的多充枪系统通过对级联灯板的使用,只需要占用TCU一路SPI口的几根信号线就可以控制多块灯板,省去了多条信号线统一并联接到TCU的指定SPI口的麻烦。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的系统拓扑结构示意图；

图2为本发明的充电机柜正面结构示意图；

图3为本发明的充电机柜整体结构示意图；

图4为本发明的充电机柜内部结构示意图；

图5为本发明配置四枪时一次原理图；

图6、图8、图11为本发明在配置四枪时二次原理图；

图7为本发明的图6中A的放大结构示意图；

图9为本发明的图8中C的放大结构示意图；

图10为本发明的图8中B的放大结构示意图。

图示说明：

1-充电机柜；2-操作显示屏；3-指示灯条；4-刷卡区；5-防水柜门；6-百叶窗；7-空枪座；8-防水接头。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图11所示，本发明提供了一种一体式一机四枪充电机系统，包括克左右开门的充电机柜1，所述充电机柜1上配置有四把充电枪，分别为A枪、B枪、C枪和D枪，A枪能通过250A电流，B枪、C枪和D枪能通过125A的电流，充电时分为快充模式和均充模式，设定为快充模式时A枪能以250A电流的最大功率给一辆车充电，其他充电枪都无法使用，设定为均充模式的时候A枪、B枪、C枪和D枪都以125A的电流充电，所述充电机柜1右侧门、左侧门上部设置有用于安装充电模块的插框。

通过对整个充电机系统设置不同的充电模式，可以有效提高充电机的充电利用效率，缓解多人充电时的压力，充电模式设定可以由当日运营这台充电桩的时段内第一个使用这个充电桩的车主来设置，也可以通过运营后台远程来设置，还可以通过运营后台按白天高峰期早八点至晚八点自动设置成快充模式，晚八点至次日早八点自动设置成均充模式，提高营运效率。

所述插框靠近充电机柜1侧边左边安装有两组直流分线端子，从充电模块后直流输出端子引出的输出线先到分线端子，之后汇流成若干股直流母线滞留拉到输出直流母排上，且插框下面设置一块可拆卸器件安装板，并将充电机柜1内部分为两个安装空间，左侧为之直流配电空间，靠右侧的为交流配电空间，且交流配电空间自下而上依次布置有L1、L2、L3三相中每一相的电流互感器，大塑壳断路器，防雷器、微型断路器、接线端子，且大塑壳断路器右侧布置有L1、L2、L3和N排的进线接线排，直流配电空间内自下而上依次设置有充电枪信号接线排、充电接口板、直流电表和线槽。

所述交流配电空间内的器件安装板上部布置有4个相互独立的辅助电源，用于给每把充电桩对应的车载BMS供电，且A枪对应的直流电表A为300A量程的直流表，B枪、C枪、D枪对应的直流电表B、直流电表C、直流电表D均为量程200A的直流表。

所述插框右侧靠近机柜处布置有一组交流分线端子，交流配电L1、L2、L3依次接进交流分线端子后，分成若干股细线依次输入到充电模块的交流输入端。

交流配电L1、L2、L3依次接进交流分线端子后，分成几股细线依次输入到充电模块的交流输入端，这样充电模块的交流输入布线就和充电桩整体的交流输入布线进行了有效分组，在布线的时候可以有序依次布线，减少多股细线到处乱拉乱扯的走线不规范现象。

所述器件安装板自下而上依次布置有直流正极接触器接线铜牌组件、直流负极接触器接线铜牌组件、接口板、充电枪控制信号接线排、监控板、线槽。

当控制功率投切的KME1、KMF1、KMG1正极接触器和KME2、KMF2、KMG2负极接触器都闭合的时候，所有充电模块的输出电流都导向A枪，A枪以最大功率充电；均充模式下，当控制功率投切的KME1、KMF1、KMG1正极接触器和KME2、KMF2、KMG2负极接触器都断开的时候，A、B、C、D四把充电都以同样的功率给四辆车充电。

所述充电机柜1正面设置有一个操作显示屏2，操作显示屏2的上方设置有设置成四段的指示灯条3，每一个指示灯条3分别以红、绿、黄配合发光来显示对应的四把充电枪的状态，且每个指示灯条3分别以红、绿、黄配合同步闪烁、跑马闪烁、长亮等多种状态分别显示，两把充电枪对应的状态，且操作显示屏2的右侧设置有刷卡区4，刷卡区4内部安装非接触式读卡器，且刷卡区域表面为雅格力板材质。

所述充电机柜1左右两侧均设置有可外开的防水柜门5，防水柜门5上半部设置有用于防水通风的百叶窗6，防水柜门5上还设置有位于百叶窗6底部的空枪座7，且防水柜门5最底端还设置有两个防水接头8，左右两侧的防水柜门5以充电机柜1中心为对称轴对称设置。

所述充电机柜1内部还设置有计费管理单元(TCU)用来时限充电计费，操作显示屏、非接触式读卡器和指示灯条板都连接在计费管理单元上，且计费管理单元上行到充电管理后台，采用以太网或者自带的4G模块进行网络通信，并下行到4块充电接口板以CAN总线通信，4块接口板和一块监控板之间以另一条CAN总线通信，且计费管理单元还通过SPI通信口对指示灯条3进行控制。

监控板上以485的方式接入了4块直流电表和一块交流电表。接口板有3路独立的CAN,上行以一路CAN和TCU通信,下行以一路CAN和车载BMS通信,下行另一路以CAN和监控板通信。

所述监控板和接口板采用同一个接口主板，接口主板装上绝缘检测板后组和成了接口板,接口主板装上交流采样板后组合成了监控板，，灵活布置的硬件平台架构,提高了硬件主板的通用性,仅仅把功能区别的小板用排针连接器的方式和主板组合就形成了全新功能的硬件口径只板。

进一步的，可以无限制级联的指示灯条,指示灯条带有输入\输出各一个端子,通过计费管理单元上的SPI通信口就可以严格控制多块级联的任意一块指示灯条上的任意一个灯珠的亮的颜色和通断状态,从而实现对多充电枪的每一把充电枪类似跑马灯的状态显示，多充枪系统通过对级联灯板的使用,只需要占用计费管理单元TCU一路SPI口的几根信号线就可以控制多块灯板,省去了多条信号线统一并联接到TCU的指定SPI口的麻烦。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种一体式一机四枪充电机系统，其特征在于：包括克左右开门的充电机柜(1)，所述充电机柜(1)上配置有四把充电枪，分别为A枪、B枪、C枪和D枪，A枪能通过250A电流，B枪、C枪和D枪能通过125A的电流，充电时分为快充模式和均充模式，设定为快充模式时A枪能以250A电流的最大功率给一辆车充电，其他充电枪都无法使用，设定为均充模式的时候A枪、B枪、C枪和D枪都以125A的电流充电，所述充电机柜(1)右侧门、左侧门上部设置有用于安装充电模块的插框。

2.根据权利要求1所述的一种一体式一机四枪充电机系统，其特征在于：所述插框靠近充电机柜(1)侧边左边安装有两组直流分线端子，从充电模块后直流输出端子引出的输出线先到分线端子，之后汇流成若干股直流母线滞留拉到输出直流母排上，且插框下面设置一块可拆卸器件安装板，并将充电机柜(1)内部分为两个安装空间，左侧为之直流配电空间，靠右侧的为交流配电空间，且交流配电空间自下而上依次布置有L1、L2、L3三相中每一相的电流互感器，大塑壳断路器，防雷器、微型断路器、接线端子，且大塑壳断路器右侧布置有L1、L2、L3和N排的进线接线排，直流配电空间内自下而上依次设置有充电枪信号接线排、充电接口板、直流电表和线槽。

3.根据权利要求2所述的一种一体式一机四枪充电机系统，其特征在于：所述交流配电空间内的器件安装板上部布置有4个相互独立的辅助电源，用于给每把充电桩对应的车载BMS供电，且A枪对应的直流电表A为300A量程的直流表，B枪、C枪、D枪对应的直流电表B、直流电表C、直流电表D均为量程200A的直流表。

4.根据权利要求2所述的一种一体式一机四枪充电机系统，其特征在于：所述插框右侧靠近机柜处布置有一组交流分线端子，交流配电L1、L2、L3依次接进交流分线端子后，分成若干股细线依次输入到充电模块的交流输入端。

5.根据权利要求2所述的一种一体式一机四枪充电机系统，其特征在于：所述器件安装板自下而上依次布置有直流正极接触器接线铜牌组件、直流负极接触器接线铜牌组件、接口板、充电枪控制信号接线排、监控板、线槽。

6.根据权利要求1所述的一种一体式一机四枪充电机系统，其特征在于：当控制功率投切的KME1、KMF1、KMG1正极接触器和KME2、KMF2、KMG2负极接触器都闭合的时候，所有充电模块的输出电流都导向A枪，A枪以最大功率充电；均充模式下，当控制功率投切的KME1、KMF1、KMG1正极接触器和KME2、KMF2、KMG2负极接触器都断开的时候，A、B、C、D四把充电都以同样的功率给四辆车充电。

7.根据权利要求1所述的一种一体式一机四枪充电机系统，其特征在于：所述充电机柜(1)正面设置有一个操作显示屏(2)，操作显示屏(2)的上方设置有设置成四段的指示灯条(3)，每一个指示灯条(3)分别以红、绿、黄配合发光来显示对应的四把充电枪的状态，且操作显示屏(2)的右侧设置有刷卡区(4)，刷卡区(4)内部安装非接触式读卡器。

8.根据权利要求1所述的一种一体式一机四枪充电机系统，其特征在于：所述充电机柜(1)左右两侧均设置有可外开的防水柜门(5)，防水柜门(5)上半部设置有用于防水通风的百叶窗(6)，防水柜门(5)上还设置有位于百叶窗(6)底部的空枪座(7)，且防水柜门(5)最底端还设置有两个防水接头(8)，左右两侧的防水柜门(5)以充电机柜(1)中心为对称轴对称设置。

9.根据权利要求7所述的一种一体式一机四枪充电机系统，其特征在于：所述充电机柜(1)内部还设置有计费管理单元用来时限充电计费，且计费管理单元采用以太网或者自带的4G模块进行网络通信，并下行到4块充电接口板以CAN总线通信，4块接口板和一块监控板之间以另一条CAN总线通信，且计费管理单元还通过SPI通信口对指示灯条(3)进行控制。

10.根据权利要求9所述的一种一体式一机四枪充电机系统，其特征在于：所述监控板和接口板采用同一个接口主板，接口主板装上绝缘检测板后组和成了接口板,接口主板装上交流采样板后组合成了监控板。