CN207549974U - 一种充电桩控制系统的一体化组合结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种充电桩控制系统的一体化组合结构,其包括主控模块和直流电源模块;其中,主控模块包括箱体,以及设置于箱体中的主控板;主控模块的箱体上设置有连接至主控板的电池管理系统电源、主控板电源、以及继电器电源、模块通信控制接口、直流输入端、以及用于连接至充电枪的电源输出端和充电枪接线端;直流电源模块上设置有模块通信控制端口、电源的输入端与直流输出端;主控模块通过箱体上的模块通信控制接口和直流输入端分别与直流电源模块的模块通信控制端口和直流输出端连接。该结构通过模块化结构实现各个模块之间的通用连接,能够在降低连接线路的复杂度并减小充电桩的体积的同时,降低整机成本并提高产品质量和生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源充电技术领域,尤其涉及一种充电桩控制系统的一体化组合结构。
背景技术
随着新能源电动汽车的快速发展与推广,有效解决电动汽车的充电是目前最重要的环节之一。基于快速大功率充电的需求,直流非车载大功率充电(直流充电桩)已成为发展趋势。
目前充电桩内的各个功能模块(例如,直流电源模块、主控板、绝缘监测、BMS电源、分流器、电能表、收费模块等)都比较分散,主要依靠充电桩内的二次配线以实现各个功能。然而二次配线种类多、接线复杂,给充电桩的运行和维护都带来了极大的不便。授权公告号为CN206180617U的中国实用新型专利公开了一种充电桩,其通过第一接线模块和第二接线模块分别将连接枪线的控制和通讯电缆以及汇聚的环境信息通过第一成线电缆和第二成线电缆连接到控制模块,完成二次配线。
然而,该方案虽然能避免枪线的控制、通讯缆线以及采集环境信息的信号线都混合在一起,部分地简化充电桩的二次配线。但是其需要将各组成要素安装于充电桩柜体后再进行接线,仍然存在连接线路复杂,体积大,生产效率低,及质量难以保障等问题。此外,由于市场需求的多样化,充电桩功率大小的不同,以致在满足不同功率需求时需对充电回路、检测回路等多个部分进行器件的分别选择和适配,导致现有充电桩的适应范围较小,无法进行快速设计和生产。
实用新型内容
本实用新型的目的之一至少在于,针对如何克服上述现有技术存在的问题,提供一种一体化组合式充电桩系统的组合结构,其通过模块化结构实现各个模块之间的通用连接,能够在降低连接线路的复杂度并减小充电桩的体积的同时,降低整机成本并提高产品质量和生产效率。
为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案包括以下各方面。
一种充电桩控制系统的一体化组合结构,其包括主控模块和直流电源模块;
其中,所述主控模块包括箱体,以及设置于箱体中的主控板;所述主控模块的箱体上设置有连接至主控板的电池管理系统电源、主控板电源、以及继电器电源、模块通信控制接口、直流输入端、以及用于连接至充电枪的电源输出端和充电枪接线端;
所述直流电源模块上设置有模块通信控制端口、电源的输入端、以及直流输出端;所述主控模块通过箱体上的模块通信控制接口和直流输入端分别与直流电源模块的模块通信控制端口和直流输出端连接。
优选的,所述主控板与电源输出端之间设置有绝缘监测器件以实时获取绝缘状态。
优选的,所述直流输入端与电源输出端之间设置有与主控板连接的电流测量器件和对应的采集点,所述主控模块的箱体上设置有连接至主控板的计量接口以将采集点处的测量信号通过计量接口发送给计量设备;所述主控模块的箱体上设置有连接至主控板的计费接口,用于根据计量设备获取的总电流值计算和收取充电费用。
优选的,所述直流电源模块的数量大于一且通过电源母排并联后连接至所述主控模块箱体上的直流输入端。
优选的,所述直流输入端与电源输出端之间设置有与主控板连接的接触器以进行总输出的通断控制。
优选的,所述电源输出端与直流输入端之间设置有熔断器以对输出进行过流保护。
优选的,所述主控模块的功率范围包括:0~60kW、60kW~120kW、以及120kW~250kW中的一者或者多者的组合。
优选的,所述直流输入端与电源输出端之间设置有与主控板连接的放电电阻以在充电结束时进行放电处理。
优选的,所述主控模块的箱体上设置有连接至主控板的通信接口以接收外部控制信号并根据控制指令进行充电。
优选的,所述主控模块的箱体上设置有连接至主控板的显示接口以与显示设备连接。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本实用新型至少具有以下有益效果:
设计不同功率的充电桩时,可直接选取增加或减少直流电源模块的方式并联组装至主控模块来增大或减小功率,使得不同功率充电桩的组装更为便捷;
将各要素集成地放置于主控模块箱体内,减少了各要素间的外部接线,降低了由于布线不合理带来的系统干扰;节省了安装空间,减小了充电桩的体积,进而降低了整机成本;
主控模块与直流电源模块进行直接连接或通过接线端子连接,同时主控模块具备外部连接接口,极大的方便了充电桩的组装与生产,只需再配置部分外接模块或器件便可完成充电桩的生产与使用;
主控模块和直流电源模块集成了充电桩的必备硬件,实现了不同充电功率的标准化,针对不同充电需求时,在主控模块的功率范围内选择多个直流电源模块并联运行即可,提高了互通性,方便了充电桩的设计选取和组装。
附图说明
图1是根据本实用新型一实施例的充电桩控制系统的一体化组合结构示意图。
图2是根据本实用新型一实施例的充电桩控制系统的一体化组合结构的连接示意图。
图3和图4是根据本实用新型一实施例的充电桩控制系统的一体化组合结构的应用示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明,以使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
图1是根据本实用新型实施例的一种充电桩控制系统的一体化组合结构的示意图。该结构包括主控模块、直流电源模块,所述主控模块包括箱体,以及设置于箱体中的主控板;主控模块的箱体上设置有与主控板连接的绝缘监测器件、电流测量器件、电池管理系统(Battery Management System,BMS)电源、主控板电源、以及继电器电源,所述主控板与连接各组成部分连接并进行控制。主控模块的箱体上还设置有用于连接至外部信号的通信接口,设有用于连接至收费模块(例如,外部计费器)进行充电计费、收费的计费接口,设有用于连接至电能表的计量接口,设有用于连接至充电桩触摸屏的显示接口,设有用于给电动汽车充电的充电枪接线端,设有用于接入直流电源的直流输入端,以及用于控制直流电源模块的模块通信控制接口,也可以包括通信及其他扩展接口。
其中,直流电源模块上设有模块通信控制端口、电源输入端与直流输出端(如图1所示);所述直流电源模块与主控模块直接连接或通过接线端子间接连接;所述直流电源模块的模块通信控制端口通过主控模块箱体上的模块通信控制接口与主控板连接,并由主控板控制直流电源模块的运行及输出。主控模块通过箱体上的模块通信控制接口和直流输入端分别与直流电源模块的模块通信控制端口和直流输出端连接。
图2是根据本实用新型实施例的一种充电桩控制系统的一体化组合结构的连接示意图。上述主控模块的各组成要素集中置于主控模块箱体中,使各要素间实现近距离连接,所述主控模块与直流电源模块进行直接连接或通过接线端子连接,减少了外部接线,降低了接线导致的系统干扰和故障率,同时节省了所需的安装空间。
在优选的实施例中,主控板与电源输出端之间设置有电流测量器件(如分流器)和对应的采集点,用于对所并联直流电源模块输出的总电流的检测,所述采集点及检测器件连接至计量接口,并经外置电能表进行电能计量,再结合连接至计费接口的外置收费模块进行计费、收费。其中,所述电流测量器件所涉及的器件包括但不限于分流器、霍尔传感器。
上述直流电源模块可以为AC/DC或DC/DC模块,根据直流充电桩功率的需求,可选择若干个直流电源模块并联的方式接入主控模块(如图3或图4所示),由主控模块内的主控板对所增设的直流电源模块进行联机控制。因此,主控模块中的主控板可控制若干个直流电源模块的运行。
相应地,所述主控模块的功率范围可设为多段,用于满足不同功率大小充电桩的选型与组装。即先选择相应功率段的主控模块,再选取多个直流电源模块匹配组合,便可实现快速选型与组装。例如,所述主控模块的功率段范围多为60kW及以下,60kW以上至120kW及以下,120kW以上至250kW及以下,以及其他功率段等。所述主控模块的功率可以快速设置为大于等于充电桩的充电功率,例如,60kW的主控模块可连接2个30kW或3个20kW或4个15kW的直流电源模块。
在优选的实施例中,所述主控模块内设置有接触器、熔断器等,用于单个或者多个直流电源模块并联使用时,实现对其总输出的通断控制,及输出过流保护。例如,在直流输入端与电源输出端之间设置与主控板连接的接触器以进行总输出的通断控制,在电源输出端与直流输入端之间设置熔断器以对输出进行过流保护。进一步的,可以在直流输入端与电源输出端之间设置与主控板连接的放电电阻以在充电结束时进行放电处理。
所述主控板作为主控模块的核心组成部分,是直流充电桩电源的控制核心,其设置在主控模块的箱体内并连接至绝缘监测器件、BMS电源、主控板电源、继电器电源、放电电阻、接触器、直流电源模块,主要用于控制接触器,及直流电源模块运行与输出。对主控模块外则,主要通过主控模块箱体上的各种接口连接至电能表、收费模块、触摸屏、其他设备的对应通信接口等,从而实现对充电电量的计量、人机界面的互连、通过收费模块实现充电的收费等。
图3和图4示出了根据本实用新型实施例的充电桩控制系统的一体化组合结构的应用示意图。上述各实施例中的充电桩控制系统的一体化组合结构的在应用中,由于将主控板、绝缘监测器件、BMS电源、主控板电源、继电器电源,以及放电电阻、接触器、熔断器、电流测量器件(如分流器)集成地设置于主控模块箱体中,预先在工厂内完成了大量的内部接线工作,因此不需要在充电桩的现场接线;主控模块与直流电源模块进行直接连接或通过接线端子连接,由主控模块控制直流电源模块,实现外置充电枪对电动汽车进行充电。在设计、生产充电桩时,只需先选取额定功率的主控模块,再根据充电桩功率大小,选取若干个直流电源模块匹配成所需功率大小的充电桩电源,通过结合外接收费模块、触摸屏、电能表,以及通断保护装置(电网电源输入接触器或断路器等)的方式便可完成充电桩的设计,再将各部分连接起来即可完成充电桩的组装与生产。此外,在主控模块功率范围之内,设计不同功率的充电桩时,可选取若干个直流电源模块并联至主控模块,再将模块通信控制端口、电源的输出端连接至主控模块,由主控模块集中控制,实现不同功率的输出。
如图3和图4所示,多个直流电源模块通过电源母排并联后接入主控模块的直流输入端,并通过电源输出端接入至充电枪接线端。主控板与电源输出端之间设置有绝缘监测器件,以及时获取绝缘状态。
充电桩的外置充电枪分别通过其内部线缆连接至主控模块上的充电枪接线端和电源输出端。其中,充电枪通过主控模块上的电源输出端获取直流电源,并同时通过主控模块上的充电枪接线端获取BMS电源状态和通信信号、连接确认信号、电锁控制信号、电锁及温度反馈信号等以实现与主控模块的主控板之间的信号交互。进而,充电枪可以通过其充电电缆与负载(例如,电动汽车)进行上述各种信号的交互。
进一步的,通信接口可以用于接收和传递数据信息(包括组件内部信息及组件外部控制信息),进而用于开展电源组件内部控制及执行外部控制指令。其中,所述内部信息包括但不限于直流电源模块信息、充电状态信息、用电信息。所述外部控制信息包括但不限于电动车车辆信息、触摸屏控制信息、组件外部控制信息。
进一步的,所述通信接口还可通过与之连接的通信模块连接至外部扩展模块(包括但不限于无线收费模块等)。
通常,上述各实施例中的充电桩控制系统的一体化组合结构可以独立具备最充电桩所需要的各项功能及其控制,可独立完成充电过程。然而,上述各实施例中的充电桩控制系统的一体化组合结构也可作为一个具备充电桩硬件的执行机构,例如,通过通信接口接收外部控制信号(例如,来自充电桩集中控制平台),执行该信号所要求的相应动作指令,完成充电过程,从而可以实现多个充电桩的统一控制。
以上所述,仅为本实用新型具体实施方式的详细说明,而非对本实用新型的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的原则和范围的情况下,做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种充电桩控制系统的一体化组合结构,其特征在于,包括主控模块和直流电源模块;
其中,所述主控模块包括箱体,以及设置于箱体中的主控板;所述主控模块的箱体上设置有连接至主控板的电池管理系统电源、主控板电源、以及继电器电源、模块通信控制接口、直流输入端、以及用于连接至充电枪的电源输出端和充电枪接线端;
所述直流电源模块上设置有模块通信控制端口、电源的输入端、以及直流输出端;所述主控模块通过箱体上的模块通信控制接口和直流输入端分别与直流电源模块的模块通信控制端口和直流输出端连接。
2.根据权利要求1所述的组合结构,其特征在于,所述主控板与电源输出端之间设置有绝缘监测器件以实时获取绝缘状态。
3.根据权利要求1所述的组合结构,其特征在于,所述直流输入端与电源输出端之间设置有与主控板连接的电流测量器件和对应的采集点,所述主控模块的箱体上设置有连接至主控板的计量接口以将采集点处的测量信号通过计量接口发送给计量设备;所述主控模块的箱体上设置有连接至主控板的计费接口,用于根据计量设备获取的总电流值计算和收取充电费用。
4.根据权利要求1所述的组合结构,其特征在于,所述直流电源模块的数量大于一且通过电源母排并联后连接至所述主控模块箱体上的直流输入端。
5.根据权利要求1所述的组合结构,其特征在于,所述直流输入端与电源输出端之间设置有与主控板连接的接触器以进行总输出的通断控制。
6.根据权利要求1所述的组合结构,其特征在于,所述电源输出端与直流输入端之间设置有熔断器以对输出进行过流保护。
7.根据权利要求1所述的组合结构,其特征在于,所述主控模块的功率范围包括:0~60kW、60kW~120kW、以及120kW~250kW中的一者或者多者的组合。
8.根据权利要求1所述的组合结构,其特征在于,所述直流输入端与电源输出端之间设置有与主控板连接的放电电阻以在充电结束时进行放电处理。
9.根据权利要求1所述的组合结构,其特征在于,所述主控模块的箱体上设置有连接至主控板的通信接口以接收外部控制信号并根据控制指令进行充电。
10.根据权利要求1所述的组合结构,其特征在于,所述主控模块的箱体上设置有连接至主控板的显示接口以与显示设备连接。
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Address after: 618000, No.19 Tumenjiang Road, Deyang City, Sichuan Province Patentee after: Sichuan Yingjie New Energy Co.,Ltd. Address before: Buildings 1 and 2, No. 295 Cuihu Road, Deyang City, Sichuan Province, 618000 Patentee before: SICHUAN WEIYU ELECTRIC Co.,Ltd. |
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