CN206685923U - 一种电动汽车充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种电动汽车充电系统，该电动汽车充电系统包括：多个充电终端群，每个充电终端群包括至少一个充电终端，且每个充电终端均包括充电枪；多个用于接收用户输入的充电操作信号及显示充电信息的人机交互终端；通过电气线缆和信号线缆连接多个充电终端群及通过通讯总线连接多个人机交互终端的充电设备，充电设备包括：充电模块；用于接收并响应充电操作信号及从充电模块获取充电信息并输出至每个人机交互终端的监控主机模块。实施本实用新型的技术方案，保障了充电过程中用户的人身安全和设备安全，降低了充电系统的建设成本，且用户使用更方便灵活、智能高效。

Description

一种电动汽车充电系统

技术领域

本实用新型涉及电动汽车充电领域，尤其涉及一种电动汽车充电系统。

背景技术

现有技术电动汽车分体式充电设备大多数采用充电机+充电终端的方式，每个充电车位配置一台充电终端，充电终端集成监控单元、人机交互单元(包括读卡器、显示屏)、计量单元、急停、辅助电源、充电枪和充电枪座等，充电终端在充电过程中具有220Vac、380Vac或高压直流电，在充电过程中，用户操作充电终端时会有被电击的风险。而且，每个充电车位都配置安装一个充电终端，每个充电终端都有人机交互单元，人机交互部分存在一定冗余，造成电动汽车充电系统建设成本的增加，同时必须在指定的充电终端才能查看充电状态和充电信息，而在其他充电终端无法查看，不够人性化。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述用户操作有触电风险、系统建设成本高且不够人性化的缺陷，提供一种电动汽车充电系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电动汽车充电系统，包括：

多个分别设置在不同停车区的充电终端群，每个充电终端群包括至少一个充电终端，且每个充电终端均包括充电枪；

多个用于接收用户输入的充电操作信号及显示充电信息的人机交互终端；

通过电气线缆和信号线缆连接多个充电终端群及通过通讯总线连接多个人机交互终端的充电设备，所述充电设备包括：

用于获取与相应充电枪连接的电动汽车充电需求，并根据所述充电需求为所述电动汽车进行充电的充电模块；

用于接收并响应所述充电操作信号及从所述充电模块获取充电信息并输出至每个人机交互终端的监控主机模块。

优选地，所述人机交互终端包括控制器及分别与控制器连接的读卡器、显示器、按键、状态指示灯、辅源。

优选地，所述读卡器包括ID卡读卡器、电子钱包、电子现金的CPU卡读卡器或M1卡读卡器。

优选地，所述显示器包括LCD显示器、OLED显示器或等离子显示器。

优选地，所述人机交互终端还包括：

与控制器相连，且用于与用户的移动终端进行通信的通信接口。

优选地，所述通信接口包括蓝牙接口、Wi-Fi接口。

优选地，所述充电终端还包括急停按钮。

优选地，所述充电模块包括：

与充电终端一一对应，且用于连接相应充电枪的充电接口；

与充电终端一一对应，且用于控制功率变换单元和BMS辅助电源的电气输出的开或关，并与相应电动汽车进行信息交互的充电控制单元；

与充电终端一一对应，且用于对相应充电接口的电能流向和流量进行计量，并将计量数据发送给相应充电控制单元或所述监控主机模块的计量单元；

用于在充电时将电网电压变换成与相应电动汽车相匹配的直流电压或交流电压的功率变换单元；

用于在充电开始前为电动汽车BMS供电的BMS辅助电源；

用于在充电开始前为所述充电控制单元供电的设备辅助电源。

优选地，所述充电模块还包括：

与充电终端一一对应，且用于进行电气保护的充电保护单元。

优选地，所述通讯总线包括RS485、RS422、CAN或ZigBee。

实施本实用新型的技术方案，通过将人机交互终端与充电设备进行电气物理分离，并将人机交互终端通过通讯总线与充电设备连接，这样，不但保障了充电过程中用户的人身安全和设备安全，而且，由于一个人机交互终端可给多个电动汽车提供充电操作服务，实现了共享式充电服务接口及电动汽车充电的群管群控，所以，降低了电动汽车充电系统的建设成本，且用户使用更方便灵活、智能高效。

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。附图中：

图1是本实用新型电动汽车充电系统实施例一的逻辑结构图。

具体实施方式

图1是本实用新型电动汽车充电系统实施例一的逻辑结构图，该实施例的电动汽车充电系统包括充电设备30、多个人机交互终端11、12、13、…、1n、多个充电终端群21、22、23、…、2m，在此需说明的是，m、n可相同，也可不同。另外，充电设备包括监控主机模块301和充电模块302。在该实施例中，一个停车区设置一个充电终端群，例如，停车区A1设置有充电终端群21，停车区A2设置有充电终端群22，停车区A3设置有充电终端群23，停车区Am设置有充电终端群2m。每个停车区包括至少一个停车位，而每个充电终端群包括与停车位一一对应的充电终端，例如，停车区A1有停车位A11、A12、A13、A14，停车区A2有停车位A21、A22、A23、A24，停车区A3有停车位A31、A32、A33、A34，停车区Am有停车位Am1、Am2、Am3、Am4，每一个停车位都设置有一充电终端，在此需说明的是，虽然在该实施例中，每个停车区都设置有四个停车位，但应理解，在实际应用中，每个停车区的停车位的数量可为任意数值。

在该实施例中，每个充电终端均包括充电枪及充电枪座，该充电枪用于供相应停车位上的电动汽车连接充电模块302，以进行充电。该充电枪座用于放置充电枪。可选地，该充电枪可为直流充电枪或交流充电枪，相应地，充电枪座为直流充电枪座或交流充电枪座。在一个优选实施例中，每个充电终端还可包括急停按钮，该急停按钮是一个按钮式开关。当需要充电时，将充电枪取下连接在电动汽车上，充完电后将充电枪归位插在充电枪座上。当充电出现异常情况时，用户可按下对应的急停按钮，此时，立即停止给电动汽车充电，保证充电安全。

在该实施例中，人机交互终端11、12、13、…、1n分别用于接收用户输入的充电操作信号及显示充电信息，充电操作信号包括身份认证信号、充电参数设置信号、充电启动信号、充电停止信号、刷卡结算信号等，充电信息包括充电设备运行状态信息、充电状态信息、充电过程运行信息、电动汽车SOC信息、动力电池信息等。人机交互终端11、12、13、…、1n为给电动汽车充电的用户提供充电消费刷卡、按键、显示等用户操作接口，其通过通讯总线连接充电监控主机301，可将充电操作信号发送至充电监控主机301及从充电监控主机301接收充电信息，通讯总线例如包括RS485、RS422、CAN或ZigBee。人机交互终端11、12、13、…、1n可显示一个或多个停车位的充电信息，用户通过充电枪唯一的编号来识别充电枪与车辆的充电对应关系，从而选取对应编号的充电枪给其电动汽车充电。

在该实施例中，监控主机模块301用于接收并响应充电操作信号及从充电模块302获取充电信息并输出至每个人机交互终端。具体地，该监控主机模块301安装在充电设备30的内部，且通过通讯总线监管人机交互终端11、12、13、…、1n，可接收并处理来自相应人机交互终端的充电启动、充电停止、身份认证等充电操作信号，同时可从充电模块301获取充电模块运行状态信息、充电状态信息、充电过程运行信息、电动汽车SOC信息、动力电池信息，并将该信息发送给相应的人机交互终端。另外，监控主机模块还用于进行刷卡消费结算，例如，对于需要在线式刷卡消费结算的情况，监控主机模块301获取读卡器的刷卡信息后，通过Internet网络与卡服务器进行通信和信息交互，并将卡服务器的反馈信息反馈给读卡器，并显示反馈信息。

在该实施例中，充电模块302用于获取与相应充电枪连接的电动汽车充电需求，并根据充电需求为电动汽车进行充电。该充电模块302安装在充电设备30的内部，通过电气线缆和信号线缆连接多个充电终端群，用于将电网的电能转换成电动汽车充电需要的交流或直流电能，当电动汽车与充电枪连接成功后，充电模块302便可给电动汽车充电提供电能量，具体地：对于直流充电接口的电动汽车，充电模块302给电动汽车BMS提供12Vdc或24Vdc辅助电源，然后充电模块302与电动汽车建立通信连接，获取电动汽车的充电需求，并根据充电需求为电动汽车充电。另外，充电模块302可通过监控主机模块获取用户的充电操作信号，对充电用户进行身份认证，当认证成功后，对充电启动、充电停止、结算等操作进行响应，并将充电操作状态进行反馈。同时，充电模块302还将充电模块运行状态信息、充电状态信息、充电过程运行信息、电动汽车SOC信息、动力电池信息等传送至监控主机模块301。

在上述实施例的基础上，进一步地，人机交互终端包括控制器及分别与控制器连接的读卡器、显示器、按键、状态指示灯、辅源。其中，读卡器用于读取用户的刷卡信息，该读卡器例如包括ID卡读卡器、电子钱包、电子现金的CPU卡读卡器或M1卡读卡器。显示器用于显示充电信息、充电操作响应信号等，该显示器例如包括LCD显示器、OLED显示器或等离子显示器。按键用于供用户输入充电启动、停止信号等。状态指示灯用于对充电状态进行指示，该状态指示灯例如为LED灯，当充电异常时LED灯闪烁。辅源用于为读卡器、显示器、按键、状态指示灯供电，该辅源例如为220Vac、380Vac、24Vdc等电源模块。

优选地，人机交互终端还可进一步包括与控制器相连的通信接口，该通信接口用于与用户的移动终端进行通信，这样，可在移动终端上实现充电操作信号的输入及充电信息的显示，使用户坐在车内就可控制充电及查看充电信息，而无需走到人机交互终端处。该通信接口例如包括蓝牙接口、Wi-Fi接口。

在上述实施例的基础上，进一步地，充电模块包括分别与充电终端一一对应的充电接口、充电控制单元、计量单元、充电保护单元，另外，还包括功率变换单元、BMS辅助电源和设备辅助电源，下面分别说明每个单元的逻辑结构。

在该实施例中，充电接口用于连接相应充电终端的充电枪。充电接口包括直流/交流充电电气接口和通信接口，可同时支持给多辆直流或交流电动汽车提供电能，一个充电接口给一辆电动汽车充电。直流接口的电压范围为200-1000Vdc，交流接口的电压为220Vac或/和380Vac。通信接口包括CAN接口、PLC接口。

在该实施例中，每个充电控制单元管理一个充电接口，每个充电接口最终连接一个充电枪，充电控制单元用于控制功率变换单元和BMS辅助电源的电气输出的开或关，并与相应电动汽车进行信息交互，该充电控制单元包括具有CPU、MCU的单板或模块。

在该实施例中，计量单元用于对相应充电接口的电能流向和流量进行计量，并将计量数据发送给相应充电控制单元或监控主机模块。计量单元包含但不限于直流电表、交流电表、具有计量芯片的模块。

在该实施例中，功率变换单元用于在充电时将电网电压变换成与相应电动汽车相匹配的直流电压或交流电压，即用于将交流电能变换成直流电能或另一种交流电能，给电动汽车充电提供需要的电能量。

在该实施例中，充电设备中包含两类辅助电源：一类为一个或多个电动汽车BMS提供的直流电能的BMS辅助电源，另一类是充电设备工作所需的交流或直流的设备辅助电源。其中，BMS辅助电源用于在充电开始前为电动汽车BMS供电；设备辅助电源用于在充电开始前为充电控制单元供电。另外，BMS辅助电源例如为24Vdc或/和12Vdc的直流辅助电源，设备辅助电源为交流或直流的辅助电源。

在该实施例中，充电保护单元用于进行电气保护。具体地，充电保护单元可对充电模块内部电气输入、充电接口进行过压、过流、短路、过温等电气保护，出现异常后进行切断电源、切断电气回路、停机等动作，以保证充电安全。

实施本实用新型的电动汽车充电系统，人机交互终端与充电设备电气物理分离，电动汽车充电系统采用总线式通信技术，将具有用户充电刷卡、充电参数设置等操作功能的人机交互终端作为充电系统的一个客户端连接在通讯总线上，并与监控主机模块进行信息交互。这样，一方面，可杜绝在充电操作过程中发生触电的不安全事故发生，解决了电动汽车充电安全问题。另一方面，人机交互终端分布在用户停车区附近，可为附近任何一个电动汽车或者总线上其他人机交互终端附近电动汽车提供充电操作服务。在实际应用中，人机交互终端根据服务车辆数量比例配置，可一个充电站配置一台，也可就近在多个车位公用一台，因此减少了电动汽车充电系统的建设成本，增强了用户体验。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车充电系统，其特征在于，包括：

多个分别设置在不同停车区的充电终端群，每个充电终端群包括至少一个充电终端，且每个充电终端均包括充电枪；

多个用于接收用户输入的充电操作信号及显示充电信息的人机交互终端；

通过电气线缆和信号线缆连接多个充电终端群及通过通讯总线连接多个人机交互终端的充电设备，所述充电设备包括：

用于获取与相应充电枪连接的电动汽车充电需求，并根据所述充电需求为所述电动汽车进行充电的充电模块；

用于接收并响应所述充电操作信号及从所述充电模块获取充电信息并输出至每个人机交互终端的监控主机模块。

2.根据权利要求1所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述人机交互终端包括控制器及分别与控制器连接的读卡器、显示器、按键、状态指示灯、辅源。

3.根据权利要求2所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述读卡器包括ID卡读卡器、电子钱包、电子现金的CPU卡读卡器或M1卡读卡器。

4.根据权利要求2所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述显示器包括LCD显示器、OLED显示器或等离子显示器。

5.根据权利要求2所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述人机交互终端还包括：

与控制器相连，且用于与用户的移动终端进行通信的通信接口。

6.根据权利要求5所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述通信接口包括蓝牙接口、Wi-Fi接口。

7.根据权利要求1所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述充电终端还包括急停按钮。

8.根据权利要求1所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述充电模块包括：

与充电终端一一对应，且用于连接相应充电枪的充电接口；

与充电终端一一对应，且用于控制功率变换单元和BMS辅助电源的电气输出的开或关，并与相应电动汽车进行信息交互的充电控制单元；

与充电终端一一对应，且用于对相应充电接口的电能流向和流量进行计量，并将计量数据发送给相应充电控制单元或所述监控主机模块的计量单元；

用于在充电时将电网电压变换成与相应电动汽车相匹配的直流电压或交流电压的功率变换单元；

用于在充电开始前为电动汽车BMS供电的BMS辅助电源；

用于在充电开始前为所述充电控制单元供电的设备辅助电源。

9.根据权利要求8所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述充电模块还包括：

与充电终端一一对应，且用于进行电气保护的充电保护单元。

10.根据权利要求1所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述通讯总线包括RS485、RS422、CAN或ZigBee。