CN110406415A - 一种分体式充电桩的充电系统 - Google Patents

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李顺章
张平均
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Abstract

本发明涉及充电桩技术领域，公开了一种分体式充电桩的充电系统，包括切换柜以及多个分体的充电桩，所述切换柜包括充电电路以及切换控制电路；所述切换控制电路包括切换控制器以及多个切换接触器，各所述充电桩分别通过CAN总线与所述切换控制器电连接，所述充电电路包括多个充电输出接口，多个所述充电输出接口与多个所述充电桩数量相等且一一对应电连接，每两个所述充电输出接口之间通过一所述切换接触器的触点连接，各所述切换接触器分别与所述切换控制器电连接。本发明具有可满足不同充电标准的充电需求，且系统建设成本低、体积小的技术效果。

Description

一种分体式充电桩的充电系统
技术领域
本发明涉及充电桩技术领域，具体涉及一种分体式充电桩的充电系统。
背景技术
目前，电动汽车发展迅速。不同的电动汽车对于充电功率以及充电标准的要求不同。因此针对不同的充电需求，需要设置不同的充电桩，这无疑会增加充电站的建设成本以及占地面积，不利于电动汽车的推广和发展。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种分体式充电桩的充电系统，解决现有技术中满足不同充电需求的充电站建设成本高、占地面积大的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种分体式充电桩的充电系统，包括切换柜以及多个分体的充电桩，所述切换柜包括充电电路以及切换控制电路；
所述切换控制电路包括切换控制器以及多个切换接触器，各所述充电桩分别通过CAN总线与所述切换控制器电连接，所述充电电路包括多个充电输出接口，多个所述充电输出接口与多个所述充电桩数量相等且一一对应电连接，每两个所述充电输出接口之间通过一所述切换接触器的触点连接，各所述切换接触器分别与所述切换控制器电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明设置切换柜，切换柜的切换控制器通过CAN总线与多个不同充电标准的充电桩电连接，从而实现与多个充电桩的单独通讯，同时切换控制器的充电输出接口还与充电桩电连接，各充电输出接口两两通过切换接触器的触点电连接，通过切换控制器控制切换接触器的通断，从而可以控制充电输出接口与充电桩之间的通断，从而切换不同的充电桩连接至切换柜，实现充电桩的选择性充电，根据充电需求选择相应的充电桩即可满足相应的充电需求。由于设置了切换控制电路，只需设置一个充电电路即可实现多个充电桩的自由选择，从而满足不同充电标准的充电需求，且系统成本低，占地面积小。
附图说明
图1是本发明提供的分体式充电桩的充电系统一实施方式的电路原理图；
图2是本发明提供的切换接触器一实施方式的电路图；
图3是本发明提供的充电桩一实施方式的电路原理图；
图4是本发明提供的分流器、绝缘检测电路以及充电枪一实施方式的电路图；
图5是本发明提供的计费电路一实施方式的电路图；
图6是本发明提供的桩体控制电路一实施方式的电路图；
图7是本发明提供的供电电路一实施方式的电路图。
附图标记：
10、充电桩，1、充电枪，2、计费电路，21、单片机，22、电流表，23、人机界面，24、无线通讯电路，3、桩体控制电路，31、主控制器，32、PLC控制器，33、绝缘检测电路，34、分流器，4、供电电路，5、充电电路，51、充电输出接口，61、切换控制器，62、切换接触器，7、交流接触器。
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说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明的实施例1提供了分体式充电桩的充电系统，包括切换柜以及多个分体的充电桩10，所述切换柜包括充电电路5以及切换控制电路；
所述切换控制电路包括切换控制器61以及多个切换接触器62，各所述充电桩10分别通过CAN总线与所述切换控制器61电连接，所述充电电路5包括多个充电输出接口51，多个所述充电输出接口51与多个所述充电桩10数量相等且一一对应电连接，每两个所述充电输出接口51之间通过一所述切换接触器62的触点连接，各所述切换接触器62分别与所述切换控制器61电连接。
本发明中充电电路5包括多个充电输出接口51，各充电输出接口51的输出功率优选设置成不同，充电电路5的各充电输出接口51通过切换接触器62并联，用户通过充电桩10提出充电需求，切换控制器61根据用户的充电需求控制并联回路的切换接触器62的通断，从而将不同数量不同功率的充电输出接口51连接至用户所在充电桩10，使得输出至充电桩10的充电功率满足用户需求，从而可以形成不同充电桩10不同输出功率的效果，满足客户对充电的不同需求，实现各充电桩10的充电切换选择和充电功率控制。各充电桩10还通过CAN总线与切换控制器61电连接，从而实现各充电桩10与切换控制器61之间的单独通讯。
具体的，如图2所示，本实施例中充电输出接口51有五个，分别为充电输出接口OUT1、充电输出接口OUT2、充电输出接口OUT3、充电输出接口OUT4、充电输出接口OUT5，同样的充电桩10有五个，分别为充电桩ZH1、充电桩ZH2、充电桩ZH3、充电桩ZH4、充电桩ZH5。充电输出接口OUT1通过保险丝FU1与充电桩ZH1电连接，充电输出接口OUT2通过保险丝FU2与充电桩ZH2电连接，充电输出接口OUT3通过保险丝FU3与充电桩ZH3电连接，充电输出接口OUT4通过保险丝FU4与充电桩ZH4电连接，充电输出接口OUT5通过保险丝FU5与充电桩ZH5电连接。切换接触器62有十个。充电输出接口OUT1通过切换接触器KM11的触点与充电输出接口OUT2电连接，充电输出接口OUT1通过切换接触器KM22的触点与充电输出接口OUT3电连接，充电输出接口OUT1通过切换接触器KM33的触点与充电输出接口OUT4电连接，充电输出接口OUT1通过切换接触器KM44的触点与充电输出接口OUT5电连接，充电输出接口OUT2通过切换接触器KM55的触点与充电输出接口OUT3电连接，充电输出接口OUT2通过切换接触器KM66的触点与充电输出接口OUT4电连接，充电输出接口OUT2通过切换接触器KM77的触点与充电输出接口OUT5电连接，充电输出接口OUT3通过切换接触器KM88的触点与充电输出接口OUT4电连接，充电输出接口OUT3通过切换接触器KM99的触点与充电输出接口OUT5电连接，充电输出接口OUT4通过切换接触器KM10的触点与充电输出接口OUT5电连接。具体的，充电输出接口51的正极和负极分别通过对应切换接触器62的一个触点与其他充电输出接口51的正极和负极电连接，并连接至相应充电桩10进行输出。切换控制器61对于切换接触器62的控制采用I/O口实现即可，还可预留多个I/O以备用。
本发明采用切换柜进行统一控制，对各充电桩10实现分布充电，可以满足不同充电需求，可以实现多桩同时充电。本充电系统简洁，具有成本便宜、体积小的优点，大大降低充电站的物料成本，降低了建站费用。
优选的，如图3所示，所述充电电路5通过交流接触器7与外部电源电连接。
外部交流电经交流接触器7后，输入到充电电路5，充电电路5将外部电源的交流电转换为直流电，从而为充电桩10提供充电功能。
优选的，如图3所示，所述充电桩10包括充电枪1、计费电路2、桩体控制电路3以及供电电路4；
所述充电电路5的充电输出接口51通过直流接触器与对应的所述充电枪1电连接，所述计费电路2与所述充电枪1电连接，所述充电枪1、计费电路2分别与所述桩体控制电路3电连接，所述供电电路4的输入端与所述交流接触器7电连接，所述供电电路4的输出端分别与所述计费电路2以及所述桩体控制电路3电连接。
具体的，如图4所示，充电输出接口51输出直流电DC+/DC-，通过直流接触器K1将充电电流输入至对应的充电枪1，通过充电枪1为电动汽车充电；计费电路2实现充电计费；桩体控制电路3实现充电枪的充电控制、BMS通讯；供电电路4为计费电路2和桩体控制电路4供电。
优选的，如图4、图5所示，所述计费电路2包括单片机21以及电流22表，所述单片机21通过所述电流表22与所述充电输出接口51电连接，所述单片机21通过CAN总线与所述桩体控制电路3电连接，所述单片机21与所述供电电路4电连接。
计费电路2主要用于实现充电桩1的计费功能。具体的，单片机21通过RS485接口与电流表22电连接，通过电流表22对充电实现计量，作为计费的依据。本实施例中，单片机21还通过RS232接口与刷卡终端电连接，接收刷卡指令，根据计费信息进行刷卡收费。单片机21还通过CAN总线与桩体控制电路3进行通讯，接收充电信息及状态。供电电路4为单片机21提供12V直流电。
优选的，如图5所示，所述计费电路2还包括人机界面23、无线通讯电路24、指示灯以及急停按钮ST1；
所述单片机21通过DVI通讯线与所述人机界面23电连接，所述无线通讯电路24、指示灯以及急停按钮ST1分别与所述单片机21电连接。
具体的，单片机21的LVDS接口通过DVI通讯线与人机界面23电连接，人机界面23用于显示充电桩10当前的充电状态，并供操作者输入充电指令、停机指令等，本实施例中人机界面23为HMI人机界面。无线通讯电路24采用射频收发电路实现，通过无线通讯电路24可实现充电桩10与服务器的通讯，接收服务器下发的控制指令，并将电量、充电记录等信息上传至服务器。指示灯用于指示充电桩10的充电状态，本实施例中设有三个指示灯，分别为指示灯H1、指示灯H2以及指示灯H3。本实施例中还设有散热风扇，散热风扇的电机M1与单片机21电连接。急停按钮ST1用于紧急情况下的急停。指示灯以及急停按钮ST1通过单片机21的I/O口连接控制即可。
优选的，如图6所示，所述桩体控制电路3包括主控制器31和PLC控制器32；
所述主控制器31通过CAN总线与所述计费电路2电连接，所述主控制器31通过CAN总线与所述PLC控制器32电连接，所述PLC控制器32与所述充电枪1电连接，所述主控制器31与所述充电枪1电连接，所述主控制器31以及PLC控制器32分别与所述供电电路4电连接。
主控制器31主要负责电动汽车的充电控制，主控制器31通过PLC控制器32与充电枪1电连接，且直接与充电枪1电连接，实现BMS报文交互及召测、CC连接、BMS辅助电源控制等。具体的，图6中，主控制器31的J1接口与供电电路4电连接，主控制器31的J7接口通过CAN总线与PLC控制器32电连接，PLC控制器32与充电枪1电连接，主控制器31的J12接口与充电枪1电连接，主控制器31的J7接口还与单片机21电连接，
优选的，如图4、图6所示，所述桩体控制电路3还包括输出接触器，所述主控制器31通过所述输出接触器与所述充电枪1电连接，所述输出接触器的触点与所述主控制器31电连接。
主控制器31负责输出接触器的控制，通过输出接触器控制充电枪1的充电状态，输出接触器的触点将充电枪1的充电状态反馈至主控制器31。具体的，图6中，输出接触器有两个，分别为输出接触器1K1和输出接触器1K2，输出接触器1K1与主控制器31的J21接口电连接，输出接触器1K1的两端分别与充电枪1上的1DC1+线端、1DC1-线端电连接，从而检测充电枪的充电状态，输出接触器1K2与输出接触器1K1并联，输出接触器1K1的触点以及输出接触器1K2的触点分别与主控制器31的J12接口电连接。
优选的，如图4、图6所示，所述桩体控制电路3还包括绝缘检测电路33以及分流器34；
所述充电输出接口51与所述主控制器31电连接，所述充电输出接口51通过所述分流器34与所述主控制器31电连接，所述充电输出接口51通过所述绝缘检测电路33与所述主控制器31电连接，所述直流接触器K1/K2与所述充电枪1电连接的一端与所述主控制器31电连接。
主控制器31还用于绝缘检测、充电电压及电流采集。具体的，图6中，主控制器31的J16端口用于检测充电电路5的输出电流，主控制器31的J13端口和J15端口均用于检测充电枪1的充电电压，主控制器31的J14端口用于检测充电电路5的输出电压，主控制器31的J6接口通过CAN总线与绝缘检测电路33电连接，并检测充电电路5的绝缘情况，本实施例中采用检测充电电路5的输出电压的方式实现绝缘检测。
优选的，如图7所示，所述供电电路4包括开关电源，所述开关电源通过所述交流接触器7与外部电源电连接，所述计费电路2以及所述桩体控制电路3分别与所述开关电源电连接。
开关电源用于将外部交流电转换为直流电，并为充电桩10的各部分电路供电。具体的，如图7，本实施例中开关电源有两个，分别为开关电源V1和开关电源V2，开关电源V1提供12V直流电，开关电源V2提供24V直流电。开关电源V1和开关电源V2分别通过1N1线端以及1L1端与交流接触器7电连接，并通过交流接触器7与外部电源电连接。开关电源V2通过接插件X10分别提供五组24V电源，分别为24V7/COM7、24V1-1/COM1-1、24V1/COM1、24V5-1/COM5-1以及24V4-1/COM4-1。开关电源V1以及开关电源V2与交流接触器之间电连接有断路器F1，图7中未示出交流接触器以及外部电源。
具体的，图4、图5、图6、图7中同名端表示相互电连接。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种分体式充电桩的充电系统，其特征在于，包括切换柜以及多个分体的充电桩，所述切换柜包括充电电路以及切换控制电路；
所述切换控制电路包括切换控制器以及多个切换接触器，各所述充电桩分别通过CAN总线与所述切换控制器电连接，所述充电电路包括多个充电输出接口，多个所述充电输出接口与多个所述充电桩数量相等且一一对应电连接，每两个所述充电输出接口之间通过一所述切换接触器的触点连接，各所述切换接触器分别与所述切换控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的分体式充电桩的充电系统，其特征在于，所述充电电路通过交流接触器与外部电源电连接。
3.根据权利要求2所述的分体式充电桩的充电系统，其特征在于，所述充电桩包括充电枪、计费电路、桩体控制电路以及供电电路；
所述充电电路的充电输出接口通过直流接触器与对应的所述充电枪电连接，所述计费电路与所述充电枪电连接，所述充电枪、计费电路分别与所述桩体控制电路电连接，所述供电电路的输入端与所述交流接触器电连接，所述供电电路的输出端分别与所述计费电路以及所述桩体控制电路电连接。
4.根据权利要求3所述的分体式充电桩的充电系统，其特征在于，所述计费电路包括单片机以及电流表，所述单片机通过所述电流表与所述充电输出接口电连接，所述单片机通过CAN总线与所述桩体控制电路电连接，所述单片机与所述供电电路电连接。
5.根据权利要求4所述的分体式充电桩的充电系统，其特征在于，所述计费电路还包括人机界面、无线通讯电路、指示灯以及急停按钮ST1；
所述单片机通过DVI通讯线与所述人机界面电连接，所述无线通讯电路、指示灯以及急停按钮ST1分别与所述单片机电连接。
6.根据权利要求3所述的分体式充电桩的充电系统，其特征在于，所述桩体控制电路包括主控制器和PLC控制器；
所述主控制器通过CAN总线与所述计费电路电连接，所述主控制器通过CAN总线与所述PLC控制器电连接，所述PLC控制器与所述充电枪电连接，所述主控制器与所述充电枪电连接，所述主控制器以及PLC控制器分别与所述供电电路电连接。
7.根据权利要求6所述的分体式充电桩的充电系统，其特征在于，所述桩体控制电路还包括输出接触器，所述主控制器通过所述输出接触器与所述充电枪电连接，所述输出接触器的触点与所述主控制器电连接。
8.根据权利要求6所述的分体式充电桩的充电系统，其特征在于，所述桩体控制电路还包括绝缘检测电路以及分流器；
所述充电输出接口与所述主控制器电连接，所述充电输出接口通过所述分流器与所述主控制器电连接，所述充电输出接口通过所述绝缘检测电路与所述主控制器电连接，所述直流接触器与所述充电枪电连接的一端与所述主控制器电连接。
9.根据权利要求3所述的分体式充电桩的充电系统，其特征在于，所述供电电路包括开关电源，所述开关电源通过所述交流接触器与外部电源电连接，所述计费电路以及所述桩体控制电路分别与所述开关电源电连接。
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