CN204290435U - 一种一桩两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一桩两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩，包括直流充电桩桩体，直流充电桩桩体内放置有控制系统，控制系统与主电路系统通信，所述控制系统包括一体化充电机总控单元，一体化充电机总控单元分别与显示单元、读卡器、GPRS传输单元、直流电度表、控制保护单元及电池管理系统通信；本实用新型充电桩有两个充电口，能够同时对两辆车辆进行充电。

Description

一种一桩两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩

技术领域

本实用新型涉及直流充电桩，具体涉及一种一桩两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩。

背景技术

随着电动汽车电池技术的成熟和电动汽车大规模的推广使用，电动汽车将逐渐成为中国汽车工业和能源发展的重点，电动汽车重点需要解决的是充电问题。

目前直流充电桩的研究现状：

中国专利CN 102957161 A提出了一种桩体内加装储能电池的方案，此种方案只能针对乘用车进行充电，高频率的使用，易造成储能电池过早损坏；

中国专利CN 103904737A提出了一种一桩两充的充电方案，此种方案其中一充电枪工作情况下，另一枪无法使用。

目前市场上直流充电桩存在以下问题：

1.在充电过程中不能实现电能的智能分配；

2.双充充电过程中只能实现电能的切换，不能同时输出电能；

3.一桩一充，设备综合价格高、综合占地面积大，综合利用效率比较低。

实用新型内容

为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了一种一桩两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩，该充电桩解决目前电动汽车在电池充电上存在的：占地面积大、充电桩体积大、充电效率低下、利用率低等的问题，该充电桩为具有智能分配双充直流充电桩。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

一种一桩两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩，包括直流充电桩桩体，直流充电桩桩体内放置有控制系统，控制系统与主电路系统通信，所述控制系统包括一体化充电机总控单元，一体化充电机总控单元分别与显示单元、读卡器、GPRS传输单元、直流电度表、控制保护单元及电池管理系统通信；

所述主电路系统的电源模块以互锁的方式控制接触器的输出，实现智能负荷分配，接触器分别输出到两路直流母排，然后输出到电动汽车连接端子上，实现为两车同时充电。

所述直流充电桩桩体包括灯箱、前门、后门、主桩体、底座、左挂板及右挂板，所述灯箱与主桩体连接且置于主桩体顶端；所述左挂板及右挂板与主桩体连接，分布在主桩体两侧； 前门、后门为通体开门且与主桩体枢转连接；所述底座与主桩体底部连接固定。

所述前门上设置有触摸板及应急按钮，所述触摸板上设置有触摸屏及电源、运行、故障指示灯。

所述左、右挂板为四边缘钣金折弯结构，中间开口安装排风扇。所述排风扇置于挂板的上端，采用下进风上出风的散热方式。

所述主桩体为钣金折弯焊接而成，所述主桩体上顶面镂空，镂空口四边缘向上折弯，折弯部与灯箱连接固定；

主桩体包括容纳充电装置的腔体，所述前、后门与所述主桩体枢转连接且能够封闭所述腔体的开口，所述腔体的开口处、主桩体与前、后、左右挂门相互配合形成排水槽；当前、后门相对于主桩体枢转从而封闭腔体的开口时，腔体的开口与前、后门上的发泡挤压从而在前、后门与主桩体间形成防水密封。

所述充电口开门最大开启角度120°。

所述底座上设置有防尘网及防鼠网，所述底座的两侧面积后面均开蜂窝孔，底部通风，所述底座顶端安装防鼠网，所述防鼠网上端安装防尘网。

所述控制保护单元用于开关量的输入、输出及模拟量的采集，开关量的输入用于实现双枪的充电导引确认、防雷报警、交流进线输入开关报警、应急按钮报警、及各个接触器的动作报警，开关量的输出用于控制各个接触器及继电器的动作，实现泄放回路的控制、辅助电源的输出控制及智能负荷分配的控制，模拟量的采集用于实现直流绝缘监察及电池防反接功能。

工作原理：本实用新型有两路充电接口的连接端子，有两个12V电源通过控制开关KA1及KA2分别为两车的电池管理系统BMS供电。通过控制保护单元判定充电枪端子CC1的连接状态并将信息传给总控单元，总控单元采集电池管理系统BMS的信息及控制保护单元等的信息进行综合处理进行无级智能负荷分配。电源模块的每路输出端都分两路输出并分别接有接触器，以互锁的方式控制其输出。如接触器KM1、KM2通过控制保护单元进行互锁控制，有总控单元根据输入的信息来分析判断需要闭合哪一个接触器为哪一路的汽车供电，无级智能负荷分配完毕后分单独的两路输出，两路输出间互不影响，QC1、QC2分别为两路的输出控制接触器。

应急按钮SA控制断路器JK的励磁继电器可断开整个进线回路，FS防雷器，D0夜间指示灯，泄放回路的继电器KA3、KA4，绝缘监测IMD分别由控制保护单元控制、采集并进行信息处理。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的充电桩将外机和内机整合为一体，减少了占地面积。

2、充电桩能够实现电能的智能分配，适合对不同功率的电动车进行充电。

3、充电桩有两个充电口，能够同时对两辆车辆进行充电。

4、风道布局合理，能够最大限度的将热量交换出去。

附图说明

图1本实用新型的机械结构示意图；

图2本实用新型的电气控制通讯图；

图3本实用新型的无级智能负荷分配电气图；

图4本实用新型的控制保护单元电气分布示意图；

图5本实用新型的整体控制电气分布示意图；

图中，1、灯箱，2、后门，3、排风扇，4、充电口开门，5、右挂板，6、主桩体，7、底座，8、防尘网，9、防鼠网，10、应急按钮，11、前门，12、排水槽，13、左挂板。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

智能分配双充直流充电桩，它包括机械部分和电气部分。

机械部分： 

如图1所示，直流充电桩桩体分为灯箱1、前门11、后门2、主桩体6、底座7、左挂板13、右挂板5等组成。灯箱1与主桩体6连接，置于主桩体6顶端；左挂板13、右挂板5与主桩体6连接，分布在主桩体6两侧前、后门2为通体开门与主桩体6枢转连接；底座7与主桩体6底部连接固定。

灯箱1材料为pc材料，具有透光性好、强度高、重量轻、阻燃效果好、隔热好等特点；

前门11上有触摸板、应急按钮10等，触摸板上有触摸屏、电源、运行、故障指示灯；

左挂板13、右挂板5为四边缘钣金折弯结构，中间开口安装排风扇3。排风扇3置于挂板的上端，采用下进风上出风的散热方式。

主桩体6包括排风扇3、充电口开门4等。所述主桩体6采用排水槽13和发泡进行防水，主桩体6为钣金折弯焊接而成。主桩体6上顶面镂空，镂空口四边缘向上折弯，折弯目的是防水处理，折弯部与灯箱1连接固定；主桩体6包括容纳充电装置的腔体，前、后门与主桩体6枢转连接且能够封闭腔体的开口，腔体的开口处与所述主桩体6与前、后、左右挂门相互配合形成所述排水槽12；当前、后门相对于主桩体6枢转从而封闭腔体的开口时，发泡受 到前、后门的挤压从而在前、后门与主桩体6间形成防水密封。

充电口开门4最大开启角度120°。

底座7包括防尘网8、防鼠网9等。底座7三侧面开蜂窝孔，底部通风，底座7顶端安装防鼠网9，防鼠网9上端安装防尘网8。

电气部分： 

如图2所示，控制系统主要包括一体化充电机总控单元、显示单元、读卡器、GPRS传输单元、直流电度表和控制保护单元组成。

一体化充电机总控单元负责与控制保护单元、电源模块、读卡器、显示单元、直流电度表、GPRS传输单元、BMS电池管理系统间进行通讯及信息处理。

显示单元采用触屏模式主要实现人机互动界面，读卡器用于读取用户卡片的信息，GPRS用于与后台的无线通讯。

控制保护单元实现开关量的输入、输出及模拟量的采集工作。输入可实现双枪的充电导引确认、防雷报警、交流进线输入开关报警、应急按钮报警、及各个接触器的动作报警。输出可控制各个接触器及继电器的动作，可实现泄放回路的控制、辅助电源的输出控制及智能负荷分配的控制。模拟量的采集可实现直流绝缘监察、电池防反接等功能。

无级智能负荷分配的实现：通过控制接触器的断开及闭合来实现，单个接触器损坏对设备功能影响较小，逻辑结构简单。采用同模块输出接触器互锁的方式进行控制，既起到了保护作用又保证了简单的控制逻辑。如图3所示。

主电路系统主要包括交流进线输入开关(带有励磁保护)、防雷器、电源模块、辅助电源、熔断器、接触器、连接端子、一路交流进线母排及两路直流母排组成。主电路系统有一路进线母排接入电源模块，电源模块通过接触器实现智能负荷分配分别输出到两路直流母排，然后两个相同的独立系统输出到连接端子上，实现为两车同时充电。

两个12V120W辅助电源分别为两车的BMS供电，总控单元可控制其通断。

电气原理

如图4-5所示，有两路充电接口的连接端子，有两个12V电源通过控制KA1及KA2分别为两车的电池管理系统BMS供电。系统通过控制保护单元判定充电枪端子CC1的连接状态并将信息传给总控单元，总控单元采集电池管理系统BMS的信息及控制保护单元等的信息进行综合处理进行无级智能负荷分配。电源模块的每路输出端都分两路输出并分别接有接触器，以互锁的方式控制其输出。如KM1、KM2通过控制保护单元进行互锁控制，有总控单元根据输入的信息来分析判断需要闭合哪一个接触器为哪一路的汽车供电，无级智能负荷分配完毕 后分单独的两路输出，两路输出间互不影响，QC1、QC2分别为两路的输出控制接触器。

应急按钮SA控制断路器JK的励磁继电器可断开整个进线回路，FS防雷器，D0夜间指示灯，泄放回路的继电器KA3、KA4，绝缘监测IMD分别由控制保护单元控制、采集并进行信息处理。

QC1，QC2后端的采集电压信号用来实现系统的防反接。

另外还有GPRS传输单元、读卡器、显示单元(触摸显示器)、指示灯等外围部件以实现相应的功能。

应急按钮，可直接断开输入交流电，不断开监控的电源，可采集到急停开入信号。

泄放回路可在相接的模块断电后1S内将模块电压降到60V以下，更好的起到对现场人员的保护作用。本实用新型采用两个直流电度表分别对两个母排进行直流电的计量，通过485的通讯方式将电量信息反馈给总控单元。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种一桩两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩，其特征是，包括直流充电桩桩体，直流充电桩桩体内放置有控制系统，控制系统与主电路系统通信，所述控制系统包括一体化充电机总控单元，一体化充电机总控单元分别与显示单元、读卡器、GPRS传输单元、直流电度表、控制保护单元及电池管理系统通信；

所述主电路系统的电源模块以互锁的方式控制接触器的输出，实现智能负荷分配，接触器分别输出到两路直流母排，然后输出到电动汽车连接端子上，实现为两车同时充电。

2.如权利要求1所述的一种一桩两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩，其特征是，所述直流充电桩桩体包括灯箱、前门、后门、主桩体、底座、左挂板及右挂板，所述灯箱与主桩体连接且置于主桩体顶端；所述左挂板及右挂板与主桩体连接，分布在主桩体两侧；前门、后门为通体开门且与主桩体枢转连接；所述底座与主桩体底部连接固定。

3.如权利要求2所述的一种一桩两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩，其特征是，所述前门上设置有触摸板及应急按钮，所述触摸板上设置有触摸屏及电源、运行、故障指示灯。

4.如权利要求2所述的一种一桩两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩，其特征是，所述左、右挂板为四边缘钣金折弯结构，中间开口安装排风扇，所述排风扇置于挂板的上端，采用下进风上出风的散热方式。

5.如权利要求2所述的一种一桩两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩，其特征是，所述主桩体包括风扇及充电口开门，所述主桩体为钣金折弯焊接而成，所述主桩体上顶面镂空，镂空口四边缘向上折弯，折弯部与灯箱连接固定。

6.如权利要求5所述的一种一桩两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩，其特征是，主桩体包括容纳充电装置的腔体，所述前、后门与所述主桩体枢转连接且能够封闭所述腔体的开口，所述腔体的开口处、主桩体与前、后、左右挂门相互配合形成排水槽；当前、后门相对于主桩体枢转从而封闭腔体的开口时，腔体的开口与前、后门上的发泡挤压从而在前、后门与主桩体间形成防水密封。

7.如权利要求5所述的一种一桩两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩，其特征是，所述充电口开门最大开启角度120°。

8.如权利要求2所述的一种一桩两充且电能智能负荷分配的电动汽车直流充电桩，其特征是，所述底座上设置有防尘网及防鼠网，所述底座的两侧面积后面均开蜂窝孔，底部通风，所述底座顶端安装防鼠网，所述防鼠网上端安装防尘网。