CN203283044U - 一种电动汽车充电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车充电机，包括第一风口、第二风口、机壳、充电枪单元、控制单元、电源单元、配电单元、充电枪仓、控制仓、电源仓和配电仓；充电枪单元、控制单元、电源单元和配电单元彼此之间相连接，充电枪仓、控制仓、电源仓和配电仓均设置于机壳内，且充电枪单元设置于充电枪仓内，控制单元设置于控制仓内，电源单元设置于电源仓内，配电单元设置于配电仓内；配电仓设置于机壳底部，第一风口设置于配电仓底部；电源仓设置于配电仓顶部上，且电源仓与配电仓之间空气通畅；第二风口设置于电源仓内顶部上；控制仓设置于电源仓顶部上，充电枪仓设置于控制仓内，所述电源单元输出功率为10kw～20kw。

Description

一种电动汽车充电机

技术领域

本实用新型涉及充电机领域，特别涉及一种运用于电动汽车的充电机。

背景技术

电动汽车的充电模式包括两种，分别是交流充电和直流充电。目前，交流充电方式主要是对具有车载充电机的小型电动汽车进行充电。根据车载充电机功率的不同，充电时间较长，充电电流相对较小，一般为6到10小时。直流充电方式属于快速充电，利用专门配置的充电机对电动汽车电池进行大电流充电。根据电池容量的不同，充电电流大小不同，充电时间一般为1到3小时。直流充电充电时间短，可满足电动汽车的紧急充电需求。

目前直流一体式充电机正处于研发阶段，服务需求不同，充电机的整机尺寸和结构也不同，充电机规格的多样化设计不能满足电动汽车快速充电设备的标准化进程，阻碍了电动汽车产业化的智能化发展。因此，需要设计一种计量计费和充电装置一体的标准化充电机来提高充电机的使用范围，降低充电机的研制成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题，提出一种电动汽车充电机，以解决商业设施、企事业单位、工业园区、停车场等固定停车位的车辆直流快速充电问题，促进电动汽车快速充电设备的标准化、通用化、智能化发展进程。

为实现上述目的，本实用新型提出一种电动汽车充电机，该充电机包括第一风口、第二风口和机壳，该充电机还包括充电枪单元、控制单元、电源单元、配电单元、充电枪仓、控制仓、电源仓和配电仓；

所述充电枪单元、所述控制单元、所述电源单元和所述配电单元彼此之间相连接，所述充电枪仓、控制仓、电源仓和配电仓均设置于所述机壳内，且所述充电枪单元设置于所述充电枪仓内，所述控制单元设置于所述控制仓内，所述电源单元设置于所述电源仓内，所述配电单元设置于所述配电仓内；

所述配电仓设置于所述机壳底部，

所述第一风口设置于所述配电仓底部；

所述电源仓设置于所述配电仓顶部上，且所述电源仓与所述配电仓之间空气通畅；

所述第二风口设置于所述电源仓内顶部上；

所述控制仓设置于所述电源仓顶部上，所述充电枪仓设置于所述控制仓内。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述电源单元包括整流模块、控制电路和PFC模块；

所述整流模块、所述控制电路和所述PFC模块彼此之间相连接。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述控制单元包括中央控制管理系统、人机交互系统、充电子系统、执行机构子系统、环境检测子系统、收费子系统、通讯网络系统；

所述中央控制管理系统均与所述人机交互系统、充电子系统、执行机构子系统、环境检测子系统、收费子系统、通讯网络系统相连接。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述充电枪单元为充电枪及线缆。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述电源仓主要由顶部的风道罩、底部的支撑框和周围的侧板组成。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述第一风口为进风口，所述第二风口为出风口。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述电源单元输出功率为10kw～20kw。

上述技术方案具有如下有益效果：本实用新型的电动汽车充电机采用通用化、标准化设计，安全方便地完成电池的快速充电，便于维修，节省了设计成本，缩短了开发周期，主要解决了现有校园、停车场等固定停车位的车辆直流快速充电问题，实现了“无人值守、自助完成”的总体系统方案，具有人机交互、数据存储、充电引导等功能，同时具有完善的保护和防护措施，能够保证人员操作和设备的安全。另外，本实用新型的设计在大幅度提高箱体散热能力的同时，也减少了各腔体之间的相互干扰，特别是提高了控制模块中的控制电路的抗强电路干扰的能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提出的一种电动汽车充电机结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种电动汽车充电机中电源单元的结构框图；

图3为本实用新型提出的一种电动汽车充电机中控制单元的系统功能结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为实现充电机的标准化、系列化、通用化，满足电动汽车直流快速充电的需要，降低电动汽车的充电成本，缩短充电机的研发周期，最大限度地满足“电池需要”与“标准化充电机”的通用性和实施的可操作性，本实用新型提供了一种适用于电动汽车充电的标准化充电机，以解决商业设施、企事业单位、工业园区、停车场等固定停车位的车辆直流快速充电问题，促进电动汽车快速充电设备的标准化、通用化、智能化发展进程。

如图1所示，为本实用新型提出一种电动汽车充电机结构示意图。该充电机包括第一风口、第二风口和机壳1，该充电机还包括充电枪单元2、控制单元3、电源单元4、配电单元5、充电枪仓6、控制仓7、电源仓8和配电仓9；

所述充电枪单元2、所述控制单元3、所述电源单元4和所述配电单元5彼此之间相连接，所述充电枪仓6、控制仓7、电源仓8和配电仓9均设置于所述机壳1内，且所述充电枪单元2设置于所述充电枪仓6内，所述控制单元3设置于所述控制仓7内，所述电源单元4设置于所述电源仓8内，所述配电单元5设置于所述配电仓9内；

所述配电仓9设置于所述机壳1底部，

所述第一风口设置于所述配电仓9底部；

所述电源仓8设置于所述配电仓9顶部上，且所述电源仓8与所述配电仓9之间空气通畅；

所述第二风口设置于所述电源仓8内顶部上；在整个风道内形成下进风上出风的对流气道，以将电源单元内的全部热量排到仓外。

所述控制仓7设置于所述电源仓8顶部上，所述充电枪仓6设置于所述控制仓7内。

配电仓9内设置有配电单元5，主要为充电机提供强电配电供应，可满足强电设备安装的空间和配线要求。

如图2所示，为本实用新型提出的一种电动汽车充电机中电源单元的结构框图。所述电源单元4包括整流模块41、控制电路42和PFC模块43；

所述整流模块41、所述控制电路42和所述PFC模块43彼此之间相连接。

在控制电路42的统一协调下，各模块能够相互配合、协同工作，从而保证电压、电流的稳定输出。

电源单元4具有恒流限压、恒压限流的充电模式，与电池通过CAN总线与控制仓7进行通信、数据交互和接受系统控制命令的工作特性，同时电源模块具有自身的安全保护策略，以保证直流一体充电机能够安全稳定的工作。

（1）控制电路42

控制电路通过电源单元内部的通信网络与各模块相互通信，采集各模块的电压、电流、温度等参数，依据控制策略控制各模块协同工作，并将采集到的数据信息上传至充电子系统，同时也可以接受充电子系统的动作指令。

（2）整流模块41

整流模块41是把交流电能转换为直流电能的模块。通过AC/DC模块和DC/DC模块的相互配合，可以达到恒流限压和恒压限流两种工作模式，从而使充电电源模块具有稳定的输出。

（3）PFC模块43

PFC模块43是电源单元内部提高电源单元功率因数和减小谐波畸变率的关键性模块，不仅减小了对电网的严重污染，而且也可以延长设备的使用寿命，缩短设备的老化时间。

所述控制单元3包括中央控制管理系统、人机交互系统、充电子系统、执行机构子系统、环境检测子系统、收费子系统、通讯网络系统；

所述中央控制管理系统均与所述人机交互系统、充电子系统、执行机构子系统、环境检测子系统、收费子系统、通讯网络系统相连接。

控制单元3可完成刷卡消费、充电服务、远程通信和远程监控、本地和远程升级以及自检等功能。整个控制单元的系统功能结构采用分层结构，如图3所示，为本实用新型提出的一种电动汽车充电机中控制单元的系统功能结构图。上层系统协调、控制、管理下层系统，具体可以划分为7大部分：中央控制管理系统、人机交互系统、充电子系统、执行机构子系统、环境检测子系统、收费子系统、通讯网络系统。

（1）中央控制管理系统

中央控制管理系统通过直流一体机数据通信网络与各子系统数据进行交互与通信，采集各子系统的状态，控制各子系统协同工作，存储各系统的状态、交易数据和故障信息，并通过外部网络接口将数据上传至后台监控管理中心。

中央控制管理系统相互通信的6个子系统，每个系统均能独立完成特定功能，但是在中央控制统一协调控制下，6个系统形成一个有机的整体，完成直流一体式充电机的全部功能。

（2）人机交互系统

人机交互系统通过触摸显示屏和键盘与用户进行信息交流、提示用户操作方法、操作流程和注意事项，协助用户完成整个充电操作流程以及信息查询。

（3）充电子系统

充电子系统主要由充电控制器和充电模块组成。集中式充电控制器通过内部总线控制充电模块的工作模式和工作状态，并通过充电模块采集电池信息，实现充电过程实时监控，将采集的数据存储和发送至中央控制器，并接收中央控制器下发的充电控制等指令。

（4）执行机构子系统

执行机构子系统控制充电连接器仓门的开启与关闭，检测充电连接器是否放入充电仓中，并通过执行机构控制器将充电连接器和充电仓门的状态上报至中央控制器，并接收中央控制器下发的动作指令。

（5）环境检测子系统

环境检测子系统主要负责监测充电机中的环境变量，包括温度、湿度等。环境检测控制器负责采集以上环境数据，并将实测值反馈至中央控制器。

（6）收费子系统

收费子系统通过集成读卡器实现刷卡收费，在中央控制器的协助下完成安全可靠的收费。

（7）通信网络系统

柜体内通信网络由各子系统主干通信网和各子系统内部总线构成。主干通信网采用工业以太网，通过集线器等将各子系统连接。各子系统网可选择CAN或RS485等工业总线。

外部通讯接口支持TCP/IP通讯协议，支持专线或者拨号通讯方式，可以与远程监控中心计算机通讯。工作人员可凭借用户名及密码远程登入，可以查看充电机工作状态、历史交易数据、故障信息、环境温度和湿度等数据。并可以拷贝数据、设定各系统运行参数等操作。

直流一体式充电机与远程监控中心计算机可以组成庞大的充电基础网络系统。构建充电系统数据库，可以存储设备运行数据及充电交易数据，便于对充电设备和车辆、统一调度和统一协调，并为未来系统升级改造和场站建设提供必要的数据参考。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述充电枪单元2为充电枪。本实用新型的充电机智能化程度高，无人值守，由用户自行操作使用，因此充电枪设置在充电枪仓内，该充电枪仓具有防盗功能，且其工作状态能够与控制系统互相通讯。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述电源仓8主要由顶部的风道罩、底部的支撑框和周围的侧板组成。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述第一风口为进风口，所述第二风口为出风口。

直流充电一体机能提供额定容量为10kW～20kW的功率输出，实现了通用化、标准化设计。当用户需求不同时，充电机内控制单元不需改变，只需更换电源单元的功率配置，以及配电单元输入、输出线路中的电气元器件，按需选配充电枪单元的充电枪和线缆即可。

1.电气元器件

2.充电枪及线缆

本实用新型提出的充电机可提供10kW～20kW容量的功率输出，也可根据用户需求不同，对不同容量的电池进行智能快速充电。能够满足电动汽车安全使用和标准维护，能充分发挥充电机的效能，对促进电动汽车和充电机的产业化具有重要的意义和作用。

此方案设计本着模块化、标准化设计思想，将充电系统、控制系统、供电系统等标准化。按照不同的需要和功率要求，将模块进行组合构建充电机。各个模块按照运输便利、安装简单、维护方便、自动化程度高、安全可靠性高等标准进行设计，最大限度地降低后期维护及人力成本，满足实际用户的需求。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动汽车充电机，该充电机包括第一风口、第二风口和机壳，其特征在于，该充电机还包括充电枪单元、控制单元、电源单元、配电单元、充电枪仓、控制仓、电源仓和配电仓；

所述充电枪单元、所述控制单元、所述电源单元和所述配电单元彼此之间相连接，所述充电枪仓、控制仓、电源仓和配电仓均设置于所述机壳内，且所述充电枪单元设置于所述充电枪仓内，所述控制单元设置于所述控制仓内，所述电源单元设置于所述电源仓内，所述配电单元设置于所述配电仓内；

所述配电仓设置于所述机壳底部，

所述第一风口设置于所述配电仓底部；

所述电源仓设置于所述配电仓顶部上，且所述电源仓与所述配电仓之间空气通畅；

所述第二风口设置于所述电源仓内顶部上；

所述控制仓设置于所述电源仓顶部上，所述充电枪仓设置于所述控制仓内。

2.如权利要求1所述的电动汽车充电机，其特征在于，所述电源单元包括整流模块、控制电路和PFC模块；

所述整流模块、所述控制电路和所述PFC模块彼此之间相连接。

3.如权利要求1所述的电动汽车充电机，其特征在于，所述控制单元包括中央控制管理系统、人机交互系统、充电子系统、执行机构子系统、环境检测子系统、收费子系统、通讯网络系统；

所述中央控制管理系统均与所述人机交互系统、充电子系统、执行机构子系统、环境检测子系统、收费子系统、通讯网络系统相连接。

4.如权利要求1所述的电动汽车充电机，其特征在于，所述充电枪单元为充电枪及线缆。

5.如权利要求1所述的电动汽车充电机，其特征在于，所述电源仓主要由顶部的风道罩、底部的支撑框和周围的侧板组成。

6.如权利要求1所述的电动汽车充电机，其特征在于，所述第一风口为进风口，所述第二风口为出风口。

7.如权利要求1所述的电动汽车充电机，其特征在于，所述电源单元输出功率为10kw～20kw。

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