CN205864004U - 一种新型模块化充电桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型模块化充电桩，包括MCC(Master Control Center,主控制中心)控制单元以及SDD(Smart Direct‑current Distribution,智能直流配电模块)控制单元；MCC控制单元分别连接有功能接口扩展盒和充电枪扩展盒，MCC控制单元包括中央控制板、内部接口板、充电枪BMS电源和内部供电电源；SDD控制单元包括SDD控制板、充电模块接线端子、充电枪功率接线端子和继电器；充电模块接线端子通过第一连接线连接第一继电器，通过第二连接线连接第二继电器，第一继电器和第二继电器分别与充电枪功率接线端子电性连接，本产品可以在为汽车的BMS提供电源的过程中完成充电前后和充电过程中的信息交互，使用效果好，线路连接清晰，有规则，改善了现有产品的线路连接杂乱的情况，有利于后期维护。

Description

一种新型模块化充电桩

[技术领域]

本实用新型涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种结构设置合理，线路连接整洁，运行维护便捷的新型模块化充电桩。

[背景技术]

近几年来，直流充电桩类产品得到了较大幅度的发展和进步，在政府的大力支持下，各项技术取得了很大的改进，直流充电桩的功能类似于加油站里的加油机，可以固定在地面上，安装于公共建筑(如公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，主要为电动车动力电池提供直流充电，直流充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头，与电动汽车连接。在充电桩提供的人机交互操作界面上，可以使用特定的充电卡刷卡，进行相应的诸如充电方式，充电时间，费用数据打印等操作。充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。

目前市面上使用的直流充电桩通常具有以下功能：

1、可以提供直流供电能力。2、具备漏电、短路、过压、欠压、过流等保护功能，确保充电桩安全可靠运行。3、具备显示、操作等必需的人机接口。4、直流充电计量。5、设置刷卡接口，支持RFID卡，IC卡等常见刷卡方式，并可配置打印机，提供票据打印功能。6、具备充电接口的连接状态判断、控制导引等完善的安全保护措施。

虽然在技术上得到了较大的发展进步，然而目前市场上流行的直流充电桩都存在引线长，接线复杂，接线端子多，安装调试与维护不方便的问题，各功能模块的布局也不合理，很大程度上影响了产品的正常快速发展壮大，对此，本领域的技术人员进行了大量的研发和实验。

[实用新型内容]

为克服现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种结构设置合理，线路连接整洁，运行维护便捷的新型模块化充电桩。

本实用新型解决技术问题的方案是提供一种新型模块化充电桩，包括MCC控制单元以及与MCC控制单元电性连接的SDD控制单元；所述MCC控制单元分别连接有用于连接各功能数据线的功能接口扩展盒以及用于连接充电枪的充电枪扩展盒；

所述MCC控制单元包括中央控制板、与中央控制板电性连接的内部接口板、至少一个充电枪BMS电源以及至少一个内部供电电源；还包括与外部功能部件进行连接、提供多个插接口的用户接线端子；

所述SDD控制单元包括SDD控制板、至少一个充电模块接线端子、至少一个充电枪功率接线端子和若干个与SDD控制板电性连接的继电器；所述充电模块接线端子通过第一连接线连接第一继电器，通过第二连接线连接第二继电器，所述第一继电器和第二继电器分别与充电枪功率接线端子电性连接。

优选地，所述充电枪BMS电源与内部供电电源的输入端都外接用户接线端子上的外部电源，内部供电电源的输出端与中央控制板相连、对中央控制板供电，充电枪BMS电源的输出端与内部接口板相连；

所述MCC控制单元还包括与内部接口板电性连接、用于连接充电枪的充电枪BMS接口。

优选地，所述第一连接线上或第一继电器与充电枪功率接线端子的连接线上设置有至少一个分流器；在所述第二连接线上或第二继电器与充电枪功率接线端子的连接线上设置有至少一个熔丝。

优选地，所述充电模块接线端子和充电枪功率接线端子的数量都为两个；充电模块接线端子包括一号充电模块接线端子和二号充电模块接线端子，充电枪功率接线端子包括一号充电枪功率接线端子和二号充电枪功率接线端子。

优选地，所述一号充电模块接线端子通过第一连接线连接第一继电器，通过第二连接线连接第二继电器；二号充电模块接线端子通过第三连接线连接第三继电器，通过第四连接线连接第四继电器；所述第一连接线与第三连接线之间以及第二连接线与第四连接线之间分别连接一个继电器,两个继电器实现两路并联连接；

所述第一继电器和第二继电器分别与一号充电枪功率接线端子电性连接；

所述第三继电器和第四继电器分别与二号充电枪功率接线端子电性连接。

优选地，所述一种新型模块化充电桩中的SDD控制单元还包括用于泄放各自母线电压的两个独立的泄放电路；所述泄放电路包括控制开关与串联的泄放电阻，泄放电阻的另一端各自与第二连接线或第四连接线连接，控制开关的另一端各自与第一连接线或第三连接线连接，泄放电路中的控制开关受SDD控制板控制信号控制。

优选地，所述内部接口板上设置有用于对充电枪BMS电源进行控制的板载继电器、用于检测充电枪BMS电源输出电流的分流器；

所述MCC控制单元还包括为充电枪BMS电源、内部供电电源进行输入控制与保护的空气开关；空气开关的输入端连接外部输入电源，输出端分别连接充电枪BMS电源与内部供电电源。

优选地，所述功能接口扩展盒外部设置有屏蔽壳，功能接口扩展盒与MCC控制单元之间采用屏蔽电缆连接。

优选地，所述内部供电电源包括分别为中央控制板的数字部分供电以及为继电器和隔离电路供电的数字电源。

优选地，所述MCC控制单元和SDD控制单元中都设置有用于显示内部状态的面板指示灯。

与现有技术相比，本实用新型一种新型模块化充电桩通过同时设置MCC控制单元、SDD控制单元、用于连接各功能数据线的功能接口扩展盒以及用于连接充电枪的充电枪扩展盒，且MCC控制单元分别电性连接功能接口扩展盒和各充电枪扩展盒，内部接口板能够对充电枪BMS电源的输出电压电流进行检测，判断工作过程中的电压和电流异常，进而达到保护车辆的BMS系统的作用，SDD控制板通过实时检测充电电压和电流，可以自动识别内部切换继电器是否故障，同时检测继电器的反馈触点，保证继电器故障的可靠诊断，本产品可以在为汽车的BMS提供电源的过程中完成充电前后和充电过程中的信息交互，使用效果好，线路连接清晰，有规则，改善了现有产品的线路连接杂乱的情况，有利于后期维护。

[附图说明]

图1是本实用新型一种新型模块化充电桩的平面状态结构示意图。

图2是本实用新型一种新型模块化充电桩中MCC控制单元的立体状态结构示意图。

图3是本实用新型一种新型模块化充电桩中MCC控制单元的平面状态结构示意图。

图4是本实用新型一种新型模块化充电桩中SDD控制单元的立体状态结构示意图。

图5是本实用新型一种新型模块化充电桩中SDD控制单元的平面状态结构示意图。

[具体实施方式]

为使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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于解释本实用新型，并不用于限定此实用新型。

请参阅图1至图5，本实用新型一种新型模块化充电桩1包括MCC控制单元11以及与MCC控制单元11电性连接的SDD控制单元13；所述MCC控制单元11分别连接有用于连接各功能数据线的功能接口扩展盒以及用于连接充电枪的充电枪扩展盒；

所述MCC控制单元11包括中央控制板117、与中央控制板117电性连接的内部接口板116、至少一个充电枪BMS电源111以及至少一个内部供电电源113；还包括与外部功能部件进行连接、提供多个插接口的用户接线端子119；

所述SDD控制单元13包括SDD控制板134、至少一个充电模块接线端子133、至少一个充电枪功率接线端子131和若干个与SDD控制板134电性连接的继电器130；所述充电模块接线端子133通过第一连接线连接第一继电器，通过第二连接线连接第二继电器，所述第一继电器和第二继电器分别与充电枪功率接线端子131电性连接。

通过同时设置MCC控制单元11、SDD控制单元13、用于连接各功能数据线的功能接口扩展盒以及用于连接充电枪的充电枪扩展盒，且MCC控制单元11分别电性连接功能接口扩展盒和各充电枪扩展盒，内部接口板116能够对充电枪BMS电源111的输出电压电流进行检测，判断工作过程中的电压和电流异常，进而达到保护车辆的BMS系统的作用，SDD控制板134通过实时检测充电电压和电流，可以自动识别内部切换继电器130是否故障，同时检测继电器130的反馈触点，保证继电器130故障的可靠诊断，本产品可以在为汽车的BMS提供电源的过程中完成充电前后和充电过程中的信息交互，使用效果好，线路连接清晰，有规则，改善了现有产品的线路连接杂乱的情况，有利于后期维护。

优选地，所述充电枪BMS电源111与内部供电电源113的输入端都外接用户接线端子119上的外部电源，内部供电电源113的输出端与中央控制板117相连、对中央控制板117供电，充电枪BMS电源111的输出端与内部接口板116相连；

所述MCC控制单元11还包括与内部接口板116电性连接、用于连接充电枪的充电枪BMS接口。

优选地，所述第一连接线上或第一继电器1301与充电枪功率接线端子131的连接线上设置有至少一个分流器136；在所述第二连接线上或第二继电器1302与充电枪功率接线端子131的连接线上设置有至少一个熔丝137，SDD控制板134通过检测输出电压，可以判断熔丝137是否熔断。

优选地，所述充电模块接线端子133和充电枪功率接线端子131的数量都为两个；充电模块接线端子133包括一号充电模块接线端子和二号充电模块接线端子，充电枪功率接线端子131包括一号充电枪功率接线端子和二号充电枪功率接线端子。

优选地，所述一号充电模块接线端子通过第一连接线连接第一继电器1301，通过第二连接线连接第二继电器1302；二号充电模块接线端子通过第三连接线连接第三继电器1303，通过第四连接线连接第四继电器1304；所述第一连接线与第三连接线之间以及第二连接线与第四连接线之间分别连接一个继电器,两个继电器实现两路并联连接，一般情况下第二连接线与第四连接线之间并联连接的继电器是断开的，这样一号充电模块接线端子和二号充电模块接线端子分别给一号充电枪功率接线端子和二号充电枪功率接线端子单独供电。当需要大电流快速充电时，可以将第二连接线与第四连接线之间并联连接的继电器合上，这样两个充电模块接线端子133并联给一个充电枪功率接线端子131供电，提供双倍的电流输出，提高充电速率。

所述第一继电器1301和第二继电器1302分别与一号充电枪功率接线端子电性连接；

所述第三继电器1303和第四继电器1304分别与二号充电枪功率接线端子电性连接。

SDD控制板134通过实时检测充电电压和电流，可以自动识别内部切换继电器130是否故障；同时检测继电器130的反馈触点，保证继电器130故障的可靠诊断。双重检测的实现方式：所述一种充电桩用SDD控制单元13内部电路有单独对充电枪输出端的电压进行检测，如果第一继电器1301和第二继电器1302或者第三继电器1303和第四继电器1304合上后，输出检测不到电压，则判断继电器130可能存在故障；另SDD控制板134也对继电器130的输出干接点进行了检测，综合这两点可对继电器130故障进行准确判断，避免误报。

优选地，所述一种新型模块化充电桩1中的SDD控制单元还包括用于泄放各自母线电压的两个独立的泄放电路；所述泄放电路包括控制开关与串联的泄放电阻，泄放电阻的另一端各自与第二连接线或第四连接线连接，控制开关的另一端各自与第一连接线或第三连接线连接，泄放电路中的控制开关受SDD控制板控制信号控制。

优选地，所述泄放电阻为Crowbar电阻，控制开关为绝缘栅双极型晶体管或IGBT或继电器。第二连接线与第四连接线通过两个控制开关和一个Crowbar电阻连接到公共地，通过控制开关来控制母线电压的泄放，当控制开关采用绝缘栅双极型晶体管时，绝缘栅双极型晶体管的驱动采用浮地的电源进行驱动，由SDD控制板134产生隔离的控制信号控制，控制两个绝缘栅双极型晶体管对母线电压进行泄放，实现了只用一个Crowbar电阻实现两路泄放，节省了成本，与此同时，采用CrowBar电阻，利用其具有较大瞬时功率的特点，可以大大减小电阻体积。

优选地，所述内部接口板116上设置有用于对充电枪BMS电源111进行控制的板载继电器、用于检测充电枪BMS电源111输出电流的分流器；

所述MCC控制单元11还包括为充电枪BMS电源111、内部供电电源113进行输入控制与保护的空气开关115；空气开关115的输入端连接外部输入电源，输出端分别连接充电枪BMS电源111与内部供电电源113。

优选地，所述功能接口扩展盒外部设置有屏蔽壳，功能接口扩展盒与MCC控制单元11之间采用屏蔽电缆连接。功能接口扩展盒独立引出，就近接线，增加了屏蔽壳，成为一个独立的单元。

优选地，所述内部供电电源113包括分别为中央控制板117的数字部分供电以及为继电器和隔离电路供电的数字电源。

优选地，所述MCC控制单元11和SDD控制单元13中都设置有用于显示内部状态的面板指示灯。面板指示灯中的每一个状态指示灯的意义可以由用户自定义。

MCC控制单元11与SDD控制单元13之间进行心跳相互检测及通讯的具体流程如下：

心跳检测：MCC控制单元11与SDD控制单元13都维护一个定时累加器。MCC控制单元11定时发送清除信号给SDD控制单元13用于清除SDD控制单元13的定时累加器，如果一定的时间SDD控制单元13未收到，则SDD控制单元13的累加器溢出，则SDD控制单元13报告与MCC控制单元11心跳检测故障；同样MCC控制单元11的处理也一样。

通信过程：MCC控制单元11通过内部协议控制SDD控制单元13，配合MCC控制单元11完成对汽车电池充电。

与现有技术相比，本实用新型一种新型模块化充电桩1通过同时设置MCC控制单元11、SDD控制单元13、用于连接各功能数据线的功能接口扩展盒以及用于连接充电枪的充电枪扩展盒，且MCC控制单元11分别电性连接功能接口扩展盒和各充电枪扩展盒，内部接口板116能够对充电枪BMS电源111的输出电压电流进行检测，判断工作过程中的电压和电流异常，进而达到保护车辆的BMS系统的作用，SDD控制板134通过实时检测充电电压和电流，可以自动识别内部切换继电器130是否故障，同时检测继电器130的反馈触点，保证继电器130故障的可靠诊断，本产品可以在为汽车的BMS提供电源的过程中完成充电前后和充电过程中的信息交互，使用效果好，线路连接清晰，有规则，改善了现有产品的线路连接杂乱的情况，有利于后期维护。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型模块化充电桩，其特征在于：包括MCC控制单元以及与MCC控制单元电性连接的SDD控制单元；所述MCC控制单元分别连接有用于连接各功能数据线的功能接口扩展盒以及用于连接充电枪的充电枪扩展盒；

所述MCC控制单元包括中央控制板、与中央控制板电性连接的内部接口板、至少一个充电枪BMS电源以及至少一个内部供电电源；还包括与外部功能部件进行连接、提供多个插接口的用户接线端子；

所述SDD控制单元包括SDD控制板、至少一个充电模块接线端子、至少一个充电枪功率接线端子和若干个与SDD控制板电性连接的继电器；所述充电模块接线端子通过第一连接线连接第一继电器，通过第二连接线连接第二继电器，所述第一继电器和第二继电器分别与充电枪功率接线端子电性连接。

2.如权利要求1所述的一种新型模块化充电桩，其特征在于：所述充电枪BMS电源与内部供电电源的输入端都外接用户接线端子上的外部电源，内部供电电源的输出端与中央控制板相连、对中央控制板供电，充电枪BMS电源的输出端与内部接口板相连；

所述MCC控制单元还包括与内部接口板电性连接、用于连接充电枪的充电枪BMS接口。

3.如权利要求1所述的一种新型模块化充电桩，其特征在于：在所述第一连接线上或第一继电器与充电枪功率接线端子的连接线上设置有至少一个分流器；在所述第二连接线上或第二继电器与充电枪功率接线端子的连接线上设置有至少一个熔丝。

4.如权利要求1所述的一种新型模块化充电桩，其特征在于：所述充电模块接线端子和充电枪功率接线端子的数量都为两个；充电模块接线端子包括一号充电模块接线端子和二号充电模块接线端子，充电枪功率接线端子包括一号充电枪功率接线端子和二号充电枪功率接线端子。

5.如权利要求4所述的一种新型模块化充电桩，其特征在于：所述一号充电模块接线端子通过第一连接线连接第一继电器，通过第二连接线连接第二继电器；二号充电模块接线端子通过第三连接线连接第三继电器，通过第四连接线连接第四继电器；所述第一连接线与第三连接线之间以及第二连接线与第四连接线之间分别连接一个继电器,两个继电器实现两路并联连接；

所述第一继电器和第二继电器分别与一号充电枪功率接线端子电性连接；

所述第三继电器和第四继电器分别与二号充电枪功率接线端子电性连接。

6.如权利要求5所述的一种新型模块化充电桩，其特征在于：所述SDD控制单元还包括用于泄放各自母线电压的两个独立的泄放电路；所述泄放电路包括控制开关与串联的泄放电阻，泄放电阻的另一端各自与第二连接线或第四连接线连接，控制开关的另一端各自与第一连接线或第三连接线连接，泄放电路中的控制开关受SDD控制板控制信号控制。

7.如权利要求2所述的一种新型模块化充电桩，其特征在于：所述内部接口板上设置有用于对充电枪BMS电源进行控制的板载继电器、用于检测充电枪BMS电源输出电流的分流器；

所述MCC控制单元还包括为充电枪BMS电源、内部供电电源进行输入控制与保护的空气开关；空气开关的输入端连接外部输入电源，输出端分别连接充电枪BMS电源与内部供电电源。

8.如权利要求1所述的一种新型模块化充电桩，其特征在于：所述功能接口扩展盒外部设置有屏蔽壳，功能接口扩展盒与MCC控制单元之间采用屏蔽电缆连接。

9.如权利要求7所述的一种新型模块化充电桩，其特征在于：所述内部供电电源包括分别为中央控制板的数字部分供电以及为继电器和隔离电路供电的数字电源。

10.如权利要求1所述的一种新型模块化充电桩，其特征在于：所述MCC控制单元和SDD控制单元中都设置有用于显示内部状态的面板指示灯。