CN111634206A - 一种电动汽车交流充电智能组合电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车交流充电智能组合电器，包括功率回路开断模块、智能监控模块、车辆导引交互模块和通信模块；功率回路开断模块、通信模块分别与智能监控模块和车辆导引交互模块连接；功率回路开断模块包括实现设备正常工作供电、安全保护及后备保护的功率回路开关；智能监控模块包括实现功率回路开断操作、工作状态监测、保护控制、状态显示，数据传输、解读与信息处理的中枢处理器；车辆导引交互模块，采集车辆主回路连接状态判断、读取车辆对充电设备的功率判断信号，与智能监控模块进行数据交换，控制功率回路的工作状态。本发明填补交流充电设备没有专用组合电器元件的空白，简单方便，有利于普及。

Description

一种电动汽车交流充电智能组合电器

技术领域

本发明涉及一种电动汽车交流充电智能组合电器。

背景技术

随着新能源电动汽车的蓬勃发展，与之配套的电动汽车充电设备终将成为走进千家万户的必须品。目前，市面上常见的有直流充电设备和交流充电设备两种。交流充电设备又称交流充电桩。交流充电桩应用场景简单，适合走进千家万户，会成为一种家智能电产品。但目前各类产品设计各异，没有统一的解决方案，生产工艺繁琐，使用不方便，不满足成为智能家电产品前提条件。

发明内容

本发明提出一种电动汽车交流充电智能组合电器，解决了现有技术中各类产品设计各异，没有统一的解决方案，生产工艺繁琐，使用不方便，不满足成为智能家电产品前提条件的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种电动汽车交流充电智能组合电器，包括功率回路开断模块、智能监控模块、车辆导引交互模块和通信模块；所述功率回路开断模块分别与所述智能监控模块和车辆导引交互模块连接，所述通信模块分别与车辆导引交互模块和智能监控模块连接；

所述功率回路开断模块，包括实现设备正常工作供电、安全保护及后备保护的功率回路开关；

所述智能监控模块，包括实现功率回路开断操作、工作状态监测、保护控制、状态显示，与所述功率回路开断模块、车辆导引交互模块和通信模块进行数据传输、解读与信息处理的中枢处理器；

所述车辆导引交互模块，采集车辆主回路连接状态判断、读取车辆对充电设备的功率判断信号，并与智能监控模块进行数据交换，控制功率回路的工作状态；

所述通信模块，用于数据交换与指令信息传输。

作为本发明的一个优选实施例，所述通信模块包括4G、5G、NB-IOT通信电路和CAN/RS485通信电路，所述通信模块通过CAN/RS485通信电路分别与智能监控模块和车辆导引交互模块连接。

作为本发明的一个优选实施例，还包括移动控制APP，所述移动控制APP与所述通信模块进行数据交换与指令信息传输。

作为本发明的一个优选实施例，还包括监控平台，所述监控平台与所述通信模块进行数据交换与指令信息传输。

作为本发明的一个优选实施例，还包括壳体，所述功率回路开断模块、智能监控模块、车辆导引交互模块和通信模块封装在所述壳体中，所述壳体的底部设有交流充电枪插口、通信模块的插口和车辆信息交互接口。

作为本发明的一个优选实施例，所述壳体为全密封式防尘壳体，采用导轨安装方式。

作为本发明的一个优选实施例，所述车辆导引交互模块包括车辆导引控制器、显示驱动器、无线通信器和CAN通信电路，所述车辆导引控制器分别与显示驱动器、无线通信器和CAN/RS485通信电路连接，所述车辆导引交互模块通过CAN/RS485通信电路分别与智能监控模块和通信模块连接。

作为本发明的一个优选实施例，还包括工作电流传感器、剩余电流传感器、温度传感器、电压检测元件，所述工作电流传感器、剩余电流传感器、温度传感器、电压检测元件均与所述智能监控模块连接。

本发明的有益效果在于：填补交流充电设备没有专用组合电器元件的空白；在户内使用，只需接上充电枪，交流充电组合电器可即可工作，简单方便，有利于普及。

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他的附图。

图1为本发明一种电动汽车交流充电智能组合电器一个实施例的原理框图；

图2为本发明一种电动汽车交流充电智能组合电器一个实施例的结构示意图；

图3为功率回路开断模块的结构示意图。

图中，1-功率回路开断模块、2-智能监控模块、3-车辆导引交互模块、4-通信模块。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图3所示，本发明提出了一种电动汽车交流充电智能组合电器，该智能组合电器(元件)由按由4个功能组件组成，每个功能组件构成了该元件的不同功能区域；包括功率回路开断模块1、智能监控模块2、车辆导引交互模块3和通信模块4；所述功率回路开断模块1分别与所述智能监控模块2和车辆导引交互模块3连接，所述通信模块4分别与车辆导引交互模块3和智能监控模块2连接；

所述功率回路开断模块1(又称交流主回路开断区)，包括实现设备正常工作供电及后备保护的功率回路开关；该区域对应设置有工作电流传感器、剩余电流传感器、温度传感器、电压检测元件，所述工作电流传感器、剩余电流传感器、温度传感器、电压检测元件均与所述智能监控模块2连接。

所述智能监控模块2，包括实现功率回路开断操作、工作状态监测、保护控制、状态显示，与所述功率回路开断模块1、车辆导引交互模块3和通信模块4进行数据传输、解读与信息处理的中枢处理器；

所述车辆导引交互模块3，采集车辆主回路连接状态判断、读取车辆对充电设备的功率判断信号，并与智能监控模块2进行数据交换，控制功率回路的工作状态；所述车辆导引交互模块3包括车辆导引控制器、显示驱动器、无线通信器和CAN通信电路，所述车辆导引控制器分别与显示驱动器、无线通信器和CAN/RS485通信电路连接，所述车辆导引交互模块3通过CAN/RS485通信电路分别与智能监控模块2和通信模块4连接。

所述通信模块4，用于数据交换与指令信息传输。

所述通信模块4包括4G、5G、NB-IOT通信电路和CAN/RS485通信电路，所述通信模块4通过CAN/RS485通信电路分别与智能监控模块2和车辆导引交互模块3连接。

本发明还包括移动控制APP，所述移动控制APP与所述通信模块4进行数据交换与指令信息传输。在另一实施例中，还包括监控平台，所述监控平台与所述通信模块4进行数据交换与指令信息传输。

本发明包括壳体，所述功率回路开断模块1、智能监控模块2、车辆导引交互模块3和通信模块4封装在所述壳体中，所述壳体的底部设有交流充电枪插口、通信模块4的插口和车辆信息交互接口。所述壳体为全密封式防尘壳体，采用导轨安装方式。

1.智能监控区

本发明的智能监控模块集传感技术、微电子技术、数据就地分析、边缘计算处理、智能研判、驱动执行为一体，并将信号采用有线CAN通信模式发送给全网通无线通信区，实现数据远传。

1)实现电流测量、电压测量、电量测量、线路串联电弧故障测量(打火)、主回路温度测量、漏电电流测量。并可根据用户需求，具备多变量设置与控制功能，可满足用户期望的解决方案；

实现方案：在主回路装设工作电流传感器、温度传感器、工作电压采样回路等前端传感元件。通过基数电参数测量，采用特殊算法，实现边缘计算和保护控制。

2)内部采用微电机驱动技术、电磁脱扣控制，根据预先建立控制逻辑与数模可实现功率回路的开断控制与可设定的保护控制。无线远程操作，智能控制模式下，最快保护分段时间控制在20ms以内(电磁机械动作时间≤15ms+电子线路响应时间≤3ms)，确保用电安全；

3)具备自动与手动转换功能，通过机械联锁、电气联锁能确保在检修状态下进行安全操作；

4)通过软件可就地或远程设定如下参数：

过欠压告警阀值

过欠压动作阈值与动作时间设置(默认时为主回路本体阈值)；

过电流告警阀值设定；

过电流动作阈值与动作时间设置(默认时为主回路本体阈值)；

电量计量异常告警阈值与动作时间设置；

主回路温度告警阈值设定、主回路温度动作阈值与动作时间设置；

打火告警阈值设定、打火动作阈值与动作时间设置；

漏电流告警阈值设定、漏电流动作阀值与动作时间设置；

在系统失电时，通过超级电容储能回路，监控电路能保持大于1s的断电延时功能，可安全保存运行数据。

5)串联电弧故障检测(线路打火)

2.功率回路开断区

1)内置工作电流传感器、剩余电流传感器、温度传感器、电压检测元件，为智能监控制区采集所需数据。

2)具后备保护功能，过流保护、短路保护等，采用D型脱扣保护，反时限最大短路电流10kA。

3)机械传动

分合闸操作采用专用齿轮传动机构(见图，图已单给贵方)，具备手动操作、远动操作、检修位置闭锁功能。在三个位置装有永久磁铁作为电路霍尔传感器的驱动信号，用于功率回路逻辑控制和位置检测。

4)保护分断

采用高响应电磁脱扣机构，并受控于主监控的逻辑控制。

3.全网通无线通信区

该元件广泛融入智慧化、泛物联网理念，植入多种通信模式，见组合电器原理拓扑，桥接该组合电器内部数据处理与上端运营平台，进行数据交换、解读与指令转发。可实现灵活组网，并实现远程监测与操作功能，完全支持手机APP功能。

内部采用CAN/RS485进行数据传输，外部通过全网通5G/4G，用于与上级监控平台的数据交换。终端支持可选的全网通/以太网/WIFI/CAN/RS485/NB-IoT/LORAWAN等多种通讯方式，用户可根据需求选择科学、合理的配置方式。

4.车辆信息(车辆导引)交互区

完全符合最新国标要求的车辆导引设计，完成与车辆的信息交互，控制装置对电动汽车正常充电。在组合电器内部采用CAN/RS485进行数据传输，对车联采用CAN进行通信、数据交换。

5.其它

1)采用全密封式防尘设计工艺，有效地降低异物侵入机体。最大限度地满足运行需求；

2)模块化设计，便于组装、维护；

3)根据需求，可很方便的扩充读卡器、显示器等外围设备，满足各种功能的交流充电桩简易、优化的生产；

4)该组合电器接线简单，只需将交流进线接入输入口，交流充电枪主回路接入输出口，车辆导引线插入握手信号接口，即可完成安装。

5)该装置安装方式为35mm导轨，方便简洁，便于维护。

以下对本发明的控制逻辑进行举例说明：

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动汽车交流充电智能组合电器，其特征在于：包括功率回路开断模块、智能监控模块、车辆导引交互模块和通信模块；所述功率回路开断模块分别与所述智能监控模块和车辆导引交互模块连接，所述通信模块分别与车辆导引交互模块和智能监控模块连接；

所述功率回路开断模块，包括实现设备正常工作供电及后备保护的功率回路开关；

所述智能监控模块，包括实现功率回路开断操作、工作状态监测、保护控制、状态显示，与所述功率回路开断模块、车辆导引交互模块和通信模块进行数据传输、解读与信息处理的中枢处理器；

所述车辆导引交互模块，采集车辆主回路连接状态判断、读取车辆对充电设备的功率判断信号，并与智能监控模块进行数据交换，控制功率回路的工作状态；

所述通信模块，用于数据交换与指令信息传输。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车交流充电智能组合电器，其特征在于：所述通信模块包括4G、5G、NB-IOT通信电路和CAN/RS485通信电路，所述通信模块通过CAN/RS485通信电路分别与智能监控模块和车辆导引交互模块连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种电动汽车交流充电智能组合电器，其特征在于：还包括移动控制APP，所述移动控制APP与所述通信模块进行数据交换与指令信息传输。

4.根据权利要求3所述的一种电动汽车交流充电智能组合电器，其特征在于：还包括监控平台，所述监控平台与所述通信模块进行数据交换与指令信息传输。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车交流充电智能组合电器，其特征在于：还包括壳体，所述功率回路开断模块、智能监控模块、车辆导引交互模块和通信模块封装在所述壳体中，所述壳体的底部设有交流充电枪插口、通信模块的插口和车辆信息交互接口。

6.根据权利要求5所述的一种电动汽车交流充电智能组合电器，其特征在于：所述壳体为全密封式防尘壳体，采用导轨安装方式。

7.根据权利要求1所述的一种电动汽车交流充电智能组合电器，其特征在于：所述车辆导引交互模块包括车辆导引控制器、显示驱动器、无线通信器和CAN通信电路，所述车辆导引控制器分别与显示驱动器、无线通信器和CAN/RS485通信电路连接，所述车辆导引交互模块通过CAN/RS485通信电路分别与智能监控模块和通信模块连接。

8.根据权利要求1所述的一种电动汽车交流充电智能组合电器，其特征在于：还包括工作电流传感器、剩余电流传感器、温度传感器、电压检测元件，所述工作电流传感器、剩余电流传感器、温度传感器、电压检测元件均与所述智能监控模块连接。

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