CN110588412B - 电动汽车模块化充电桩系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电动汽车模块化充电桩系统，包括依次通过电源信号总线连接的基础模组、商用模组、远程模组，三个模组均包括多个子模块，定义了基础模组、商用模组、远程模组的三层架构设计，模组中的各子模块上留有信号总线接口以实现信息交互，同时各子模块上留有电源接口实现个模块间的集中供电。本发明的三大模块中的各个子模块能够快速地实现电气连接，这样一方面便于检修，另一方面也为模块的扩充、更换及升级提供了较为便利的条件，并且功能无冗余。基础模组、商用模组、远程模组依次分别设置，充电桩可通过模块组合方式实现的方式包含，基础模组独立运、基础模组联合商用模组或远程模组运行，基础模组联合两个模组共同运行。

Description

电动汽车模块化充电桩系统
技术领域
本发明属于电动汽车充电设备制造技术领域，具体涉及电动汽车模块化充电桩系统。
背景技术
汽车作为一种交通工具已有100多年的历史了，随着我国国民经济的持续发展，石油资源需求日益增加，造成能源供需及环境污染矛盾越来越严重，使用清洁能源替代传统燃料迫在眉睫，因此电动汽车应运而生。电动汽车具有零排放、节能等优点，因此，电动汽车产业无疑是未来汽车产业发展的方向。然而，充电系统是电动汽车实现电能补给的基础设施，也是电动汽车产业化和市场化的重要前提。现有的充电桩系统，功能比较单一，并且由于我国的新能源处于快速发展阶段，一方面行业之间的标准尚不完善，各个制造商制造的充电桩存在一定的差异性；另一方面，由于行业快速发展，在充电桩领域不断出现了一些新的装置及功能，这就上述两点现状对充电桩的扩展性能及通用性能提出了更高的要求。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明提供电动汽车模块化充电桩系统，解决了问题。
为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：
电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：包括依次通过电源信号总线连接的基础模组、商用模组、远程模组，所述基础模组、商用模组、远程模组均包括多个子模块和导轨，所述基础模组、商用模组、远程模组分别安装于不同的导轨，各子模块均设有独立电源接口与用于连接信号总线的信号接口。
作为本发明的一种优选方案，前述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：基础模组的子模块包括：漏电保护模块、电流检测模块、电能控制模块、漏电检测模块、CP信号模块、信号处理模块、温度检测模块、诊断模块、防雷模块、分断器模块、电压检测模块中的一个或多个任意组合，其中：
漏电保护模块：对充电桩系统起到漏电保护作用，防止人员触电；
电流检测模块：实时监测充电桩系统中的电流大小，并将电流信息提供给信号处理模块；
电能控制模块：实现充电启停控制，当供电出现异常时，切断电能；
漏电检测模块：实时监测充电桩系统中的漏电流值，并将漏电流值提供给信号处理模块；
CP信号模块：产生占空比信号，限制充电桩输出最大电流值；
信号处理模块：对充电桩系统进行数据采集及数据处理，控制各执行单元工作；
温度检测模块：监测充电桩系统各个子模块的温度；
诊断模块：当出现故障时，用于对系统进行故障诊断；
防雷模块：避免充电桩系统遭受雷击，避免充电设备意外损坏；
分断器模块：实现市电与充电桩之间的导通与断开，进行短路保护；
电压检测模块：实时监测充电桩系统中的电压大小，并将电压信息提供给信号处理模块。
作为本发明的一种优选方案，前述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：商用模组包含电表模块、计费模块、电网频率模块二、刷卡模块、HMI模块、电网频率模块一，其中：
电表模块：统计充电桩系统中的消耗电量；
计费模块：根据设定的电能单价基础出实际产生的电能费用；
电网频率模块二：对电网的频率值进行检测，并将检测值实时传输给电表模块；
刷卡模块：与用户卡进行通讯，对用户身份进行识别；
HMI模块：显示充电桩系统的工作状态及工作信息；
电网频率模块一：对电网的频率进行检测，出现异常时将异常信号发送至至信号处理模块。
作为本发明的一种优选方案，前述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：远程模组的子模块包含：4G通讯模块、以太网模块、APP通讯模块中的一个或多个任意组合，其中：
4G通讯模块：通过4G信号将充电桩系统的工作信息进行远程传送；
以太网模块：通过以太网实现计算机对充电桩系统的监控；
APP通讯模块：与终端进行通讯。
作为本发明的一种优选方案，前述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：所述充电桩系统的工作信息包括电流值、电压值、充电费用、费用统计。
作为本发明的一种优选方案，前述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：还包括用于安装基础模组、商用模组、远程模组的充电桩壳体。
作为本发明的一种优选方案，前述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：所述基础模组的子模块还包括AC-DC模块，所述AC-DC模块用于将市电转换为±12V直流电，供给低压新品供电和信号输出。
作为本发明的一种优选方案，前述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：所述基础模组的子模块还包括焊接诊断模块：当电能控制模块出现异常时，进行检测，防止电能控制模块的输出端意外带电。
作为本发明的一种优选方案，前述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：所述基础模组、商用模组、远程模组的运行方式包括：
a. 基础模组独立运行；
b. 基础模组与商用模组、远程模组同时运行；
c. 基础模组与商用模组同时运行；
d. 基础模组与远程模组同时运行；。
本发明所达到的有益效果：
本发明的三大模块中的各个子模块分别可拆卸连接于各模组的导轨，导轨采用行业中通用规格的导轨，各个子模块能够快速地实现与导轨的安装与分离，这样一方面便于检修，另一方面也为模块的扩充、更换及升级提供了较为便利的条件，并且功能无冗余。
基础模组、商用模组、远程模组依次分别设置。将三大模块分开，并且各个导轨均预留一定空余位置，便于各个模组的扩展。
附图说明
图1是本发明的整体框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示：本实施例公开了电动汽车模块化充电桩系统：包括依次通过电源信号总线连接的基础模组、商用模组、远程模组，基础模组、商用模组、远程模组均包括多个子模块和导轨，基础模组、商用模组、远程模组分别安装于不同的导轨，各子模块均设有独立电源接口与用于连接信号总线的信号接口。
本实施例的基础模组的子模块包括：漏电保护模块、电流检测模块、电能控制模块、漏电检测模块、CP信号模块、信号处理模块、温度检测模块、诊断模块、防雷模块、分断器模块、电压检测模块中的一个或多个任意组合，其中：
漏电保护模块：对充电桩系统起到漏电保护作用，防止人员触电；
电流检测模块：实时监测充电桩系统中的电流大小，并将电流信息提供给信号处理模块；
电能控制模块：实现充电启停控制，当供电出现异常时，切断电能；
漏电检测模块：实时监测充电桩系统中的漏电流值，并将漏电流值提供给信号处理模块；
CP信号模块：产生占空比信号，限制充电桩输出最大电流值；
信号处理模块：对充电桩系统进行数据采集及数据处理，控制各执行单元工作；
温度检测模块：监测充电桩系统各个子模块的温度；
诊断模块：当出现故障时，用于对系统进行故障诊断；
防雷模块：避免充电桩系统遭受雷击，避免充电设备意外损坏；
分断器模块：实现市电与充电桩之间的导通与断开，进行短路保护；
电压检测模块：实时监测充电桩系统中的电压大小，并将电压信息提供给信号处理模块。
商用模组包含电表模块、计费模块、电网频率模块二、刷卡模块、HMI模块、电网频率模块一，其中：
电表模块：统计充电桩系统中的消耗电量；
计费模块：根据设定的电能单价基础出实际产生的电能费用；
电网频率模块二：对电网的频率值进行检测，并将检测值实时传输给电表模块；
刷卡模块：与用户卡进行通讯，对用户身份进行识别；
HMI模块：显示充电桩系统的工作状态及工作信息；
电网频率模块一：对电网的频率进行检测，出现异常时将异常信号发送至至信号处理模块。
远程模组的子模块包含：4G通讯模块、以太网模块、APP通讯模块中的一个或多个任意组合，其中：
4G通讯模块：通过4G信号将充电桩系统的工作信息进行远程传送；以太网模块：通过以太网实现计算机对充电桩系统的监控。
APP通讯模块：与终端进行通讯，终端包括手机、平板或计算机等设备，例如用户可以通过手机APP对系统进行控制，例如查看该充电桩是否处于闲置状态，是否能够正常工作。
本实施例还包括用于安装基础模组、商用模组、远程模组的充电桩壳体。
本实施例基础模组的子模块还包括AC-DC模块，AC-DC模块用于将市电转换为±12V直流电，供给低压新品供电和信号输出。
基础模组的子模块还包括焊接诊断模块：当电能控制模块出现异常时，进行检测，防止电能控制模块的输出端意外带电。
本实施例的基础模组、商用模组、远程模组的运行方式包括：
a. 基础模组独立运行；
b. 基础模组与商用模组、远程模组同时运行；
c. 基础模组与商用模组同时运行；
d. 基础模组与远程模组同时运行。
本发明的三大模块中的各个子模块通过信号总线连接实现模块间的信息交互，各子模块能够快速地实现电气连接，这样一方面便于检修，另一方面也为模块的扩充、更换及升级提供了较为便利的条件，并且功能无冗余。
本发明可兼容智能监控运营平台，通过远程模组可访问各个充电桩唯一的设备编码，远程检测充电桩的数据。
本发明基础模组的各个子模块及商用模组的各个子模块可根据实际情况进行配置，满足不同情况的使用需求。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：包括依次通过电源信号总线连接的基础模组、商用模组、远程模组，所述基础模组、商用模组、远程模组均包括多个子模块和导轨，所述基础模组、商用模组、远程模组分别安装于不同的导轨，各子模块均设有独立电源接口与用于连接信号总线的信号接口；
各子模块通过信号总线连接，用于实现模块间的信息交互；
各子模块分别可拆卸连接于各模组的导轨，用于实现各子模块与导轨的安装与分离，还用于各模组的功能扩充、更换及升级；
所述基础模组、商用模组、远程模组的运行方式包括：
a. 基础模组独立运行；
b. 基础模组与商用模组、远程模组同时运行；
c. 基础模组与商用模组同时运行；
d. 基础模组与远程模组同时运行。
2.根据权利要求1所述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：基础模组的子模块包括：漏电保护模块、电流检测模块、电能控制模块、漏电检测模块、CP信号模块、信号处理模块、温度检测模块、诊断模块、防雷模块、分断器模块、电压检测模块中的一个或多个任意组合，其中：
漏电保护模块：对充电桩系统起到漏电保护作用，防止人员触电；
电流检测模块：实时监测充电桩系统中的电流大小，并将电流信息提供给信号处理模块；
电能控制模块：实现充电启停控制，当供电出现异常时，切断电能；
漏电检测模块：实时监测充电桩系统中的漏电流值，并将漏电流值提供给信号处理模块；
CP信号模块：产生占空比信号，限制充电桩输出最大电流值；
信号处理模块：对充电桩系统进行数据采集及数据处理，控制各执行单元工作；
温度检测模块：监测充电桩系统各个子模块的温度；
诊断模块：当出现故障时，用于对系统进行故障诊断；
防雷模块：避免充电桩系统遭受雷击，避免充电设备意外损坏；
分断器模块：实现市电与充电桩之间的导通与断开，进行短路保护；
电压检测模块：实时监测充电桩系统中的电压大小，并将电压信息提供给信号处理模块。
3.根据权利要求1所述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：商用模组包含电表模块、计费模块、电网频率模块二、刷卡模块、HMI模块、电网频率模块一，其中：
电表模块：统计充电桩系统中的消耗电量；
计费模块：根据设定的电能单价基础出实际产生的电能费用；
电网频率模块二：对电网的频率值进行检测，并将检测值实时传输给电表模块；
刷卡模块：与用户卡进行通讯，对用户身份进行识别；
HMI模块：显示充电桩系统的工作状态及工作信息；
电网频率模块一：对电网的频率进行检测，出现异常时将异常信号发送至信号处理模块。
4.根据权利要求1所述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：远程模组的子模块包含：4G通讯模块、以太网模块、APP通讯模块中的一个或多个任意组合，其中：
4G通讯模块：通过4G信号将充电桩系统的工作信息进行远程传送；
以太网模块：通过以太网实现计算机对充电桩系统的监控；
APP通讯模块：与终端进行通讯。
5.根据权利要求3所述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：所述充电桩系统的工作信息包括电流值、电压值、充电费用、费用统计。
6.根据权利要求1所述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：还包括用于安装基础模组、商用模组、远程模组的充电桩壳体。
7.根据权利要求2所述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：所述基础模组的子模块还包括AC-DC模块，所述AC-DC模块用于将市电转换为±12V直流电，供给低压新品供电和信号输出。
8.根据权利要求2或7所述的电动汽车模块化充电桩系统，其特征在于：所述基础模组的子模块还包括焊接诊断模块：当电能控制模块出现异常时，进行检测，防止电能控制模块的输出端意外带电。
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