CN207697525U - 一种双板控制电动汽车充电桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电动汽车充电技术领域，具体涉及一种双板控制电动汽车充电桩。本实用新型所要解决的技术问题是提出一种双板控制电动汽车充电桩，解决充电系统不稳定，安全性低以及风吹雨淋导致充电枪的损坏的问题。为了解决上述技术问题，本实用新型提出这样一种双板控制电动汽车充电桩，包括ARM综合控制板、DSP充电控制板、读卡模块、电表模块、联网模块和工作状态指示灯，ARM综合控制板和DSP充电控制板各包括一块控制器。本实用新型采用双控制板的结构，提高了整桩安全性和可靠性，减少了系统响应的时延，具有兼容性和可扩展性，并且具有良好的防水功能。

Description

一种双板控制电动汽车充电桩

技术领域

本实用新型属于电动汽车充电技术领域，具体涉及一种双板控制电动汽车充电桩。

背景技术

直流充电桩系统作为充电基础设施的重要组成部分，其性能的优劣将直接影响电动汽车的发展；传统的充电桩设计由于没有参考最新的标准，存在电网安全、设备安全、人身安全、充电安全及兼容性等问题；设计和实现符合最新国标的具有更高安全性和兼容性电动汽车充电桩具有较高的应用价值和现实意义。

并且，充电桩一般放置在室外，而雨雪天气对充电桩的防水问题提出了较高的要求。同时，现有的充电连接线和充电枪直接挂在充电桩一侧的挂钩上，挂钩上方焊接有挡雨板，由于风吹雨淋，难免造成充电枪的损坏。因此，如何固定充电枪，防止风吹雨淋，避免充电枪的损坏，也是一个重要的技术问题。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种双板控制电动汽车充电桩，通过使用双控制板的结构，解决了充电系统不稳定，安全性低，以及风吹雨淋导致充电枪的损坏的问题，具有结构简单，安全可靠且防水的效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种双板控制电动汽车充电桩，包括ARM综合控制板、DSP充电控制板、读卡模块、电表模块、联网模块和工作状态指示灯，ARM综合控制板和DSP充电控制板各包括一块控制器，ARM综合控制板分别与读卡模块、电表模块、联网模块、工作状态指示灯和DSP充电控制板相连,所述该充电桩还包括急停电路、门禁电路、防雷模块、绝缘监测模块、模块电源组、辅助电源、泄放电路、电流采样电路、电压采样电路、输出接触器、输入接触器和充电枪，防雷模块、急停电路、门禁电路通过IO口向DSP充电控制板反馈信号，输入接触器、泄放电路、辅助电源、输出接触器、充电枪由DSP充电控制板IO口控制，模块电源组、充电枪通过CAN总线与DSP充电控制板连接，绝缘监测模块通过RS458接口与DSP充电控制板连接，电流采样电路、电压采样电路、充电枪检测点通过AD口与DSP充电控制板连接。

优选的，所述工作状态指示灯包括电源指示灯、运行指示灯和故障指示灯，电源指示灯、运行指示灯和故障指示灯均与DSP充电控制板相连。

优选的，所述泄放电路包括555芯片、开关、第一电容、第二电容、第一电阻和第二电阻，555芯片的第一引脚与第五引脚接地，第二引脚与所述开关串联后接地，第三引脚接所述泄放电路，第四引脚与第八引脚相连，其公共节点与所述第一电容串联后接地，第六引脚与第七引脚相连，其公共节点通过所述第二电阻接模块电源组，第二电容的一端接所述555芯片的第六引脚与第七引脚的公共节点，另一端接地；第二电阻与所述模块电源组的公共节点与所述555芯片的第四引脚和第八引脚的公共节点相连，第一电阻连接在第二电阻与模块电源组之间；所述泄放电路还包括第三电阻、MOS管和滤波电容，第三电阻的一端接所述模块电源组，另一端接所述MOS管的漏极，MOS管的栅极接所述555芯片的第三引脚，源极接地，滤波电容的一端接所述模块电源组，另一端接地。

优选的，所述泄放电路还包括第三电容，第三电容连接在555芯片的第五引脚与第五引脚和第一引脚的公共节点之间。

优选的，所述泄放电路还包括稳压二极管，稳压二极管并联第一电容两端。

优选的，所述该充电桩还包括充电桩本体；所述充电桩本体上固定设有至少一个的充电枪支架盒；所述充电桩本体包括箱体和防水门，所述防水门安装在所述箱体上，所述箱体与所述防水门配合的内腔壁上设有凹形平台，所述防水门的内壁上对应所述凹形平台设有与之匹配的凸形台；所述箱体和所述防水门之间经所述凹形平台与所述凸形台配合安装，并经密封圈密封；所述充电枪支架盒包括充电枪支架、盒体及盒体盖板；所述盒体前端开口，并包括顶板、底板、侧板及背板；所述盒体盖板设置在所述盒体前端开口处，并与所述盒体铰接；所述盒体盖板的中部设有U型开口，所述U型开口的一侧上还设有弧形让位槽口；所述充电枪支架设置在所述盒体内；所述充电枪支架包括上固定板、下固定板及架托；所述上固定板的一端与所述架托的一端固定，其另一端固定在所述盒体的顶板上；所述下固定板的一端与所述架托的另一端固定，其另一端固定在所述盒体的底板上；所述架托的端面上从一端至另一端呈斜面设置；且所述架托内设有供容置充电枪端部的楔形沟槽。

优选的，所述该充电桩还包括显示模块与显示屏，显示模块与ARM综合控制板连接，显示屏与显示模块相连，并安装在防水门上。

优选的，所述凹形平台上设有密封槽，所述密封圈设在所述密封槽内。

优选的，所述盒体盖板的下部设有合页孔，所述盒体的底板的端部上也设有合页孔；所述盒体盖板经合页铰接在所述盒体底板上。

优选的，所述盒体盖板上还设有锁紧装置。

本实用新型有益效果是:

1、使用一种模块化的方法对直流充电桩系统进行了设计，双控制板的结构减少了单块控制板的功能，使单块控制板设计上更加简单，易于实现；将电气相关的控制功能和人机交互相关的控制功能在两块单独的控制板上实现，提高了整桩安全性能；DSP充电控制板用于充电控制相关功能的实现，使用了更强数据处理能力的DSP芯片，提高了充电控制的可靠性，减少了系统响应的时延；ARM综合控制板用于人机交互相关功能实现，使用了更强事物处理能力的ARM芯片，为充电桩系统后期増加功能、升级软件提供了可能，提高了系统的兼容性和可扩展性。

2、本发明在充电桩本体的箱体与防水门配合处设置凹形平台及凸形台，并设置密封圈，可有效的提高电动汽车充电桩的密封性和防水性能；

3、本发明通过充电枪支架盒中的充电枪支架来固定充电枪，使得充电枪固定牢靠，保证了充电枪的安全性，提高了充电枪的使用寿命。通过充电枪支架盒的盒体盖板与盒体的合页铰接以及盒体盖板上的锁具的安装，避免了充电枪因被风吹、日晒、雨淋而造成的短路、局部温度过热、烧融等安全隐患，达到了防水、防尘等目的

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本实用新型的具体实施方式的系统硬件的结构框图。

图2是本实用新型的具体实施方式的泄放电路连接原理图。

图3是本实用新型的具体实施方式的立体结构示意图。

图4是本实用新型的具体实施方式的充电枪支架盒结构示意图。

附图中的标记为：1-充电枪支架，2-盒体，3-盒体盖板，4-合页，5-充电桩本体，11-上固定板，12-下固定板，13-架托，21-顶板，22-底板，23-侧板，24-背板，31-U型开口，32-让位槽口，33-加强筋，34-锁具，35-合页孔，51-箱体，52-防水门，53-显示屏。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的实用新型构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所示，一种双板控制电动汽车充电桩系统硬件结构，该充电桩的硬件结构可分为3层，有一层为控制电路板层，分为ARM综合控制板和DSP充电控制板，上班和DSP充电控制板各个包含一个控制器，ARM综合控制板采用STM32控制器，DSP充电控制板采用TM2808控制器。ARM综合控制板为ARM综合控制板，主要用于实现人机交互和联网监控功能，DSP充电控制板为DSP充电控制板，主要用于实现充电控制和故障保护功能，上DSP充电控制板之间通过RS485接口连接。

还有一层为与人机交互功能或联网互动功能相关的部件，包括显示模块、读卡模块、电表模块、联网模块、工作状态指示灯，工作状态指示灯包括电源指示灯、运行指示灯和故障指示灯，ARM综合控制板分别与显示模块、读卡模块、电表模块、联网模块、电源指示灯、运行指示灯、故障指示灯和DSP充电控制板相连,实现控制电源指示灯、运行指示灯和故障指示灯的工作，与显示模块通信、与读卡模块通信、与电表模块通信和与联网模块通信的功能。其中显示模块、读卡模块、电表模块、联网模块通过RS485与ARM综合控制板连接，电源指示灯、运行指示灯、故障指示灯通过IO口与ARM综合控制板连接。电表模块中电能的计量采集是ARM控制主板通过RS485接口与智能电表进行通讯来获取电能数据。

最后一层为功率转换及相关电路，包括急停电路、门禁电路、防雷模块、绝缘监测模块、模块电源组、辅助电源、泄放电路、电流采样电路、电压采样电路和充电枪，DSP控制板用于实现与绝缘监测模块通信，与模块电源组通信，通过充电枪与BMS通信，采集插枪状态，控制电子锁，采样输出电压输出电流，控制输入、输出、辅助接触器，采集急停开关和启动开关状态，控制泄放回路等功能。其中防雷模块、急停电路、门禁电路通过IO口向DSP充电控制板反馈信号，输入接触器、泄放电路、辅助电源接触器、输出接触器、充电枪电子锁由DSP充电控制板IO口控制，模块电源组、充电枪通过CAN总线与DSP充电控制板连接，绝缘监测模块通过RS485接口与DSP充电控制板连接，电流采样电路、电压采样电路、充电枪检测点通过AD口与DSP充电控制板连接。

如图2所示，该充电桩的泄放电路包括555芯片、开关S1、第一电容C1、第二电容C2和第二电阻R2，555芯片的第一引脚与第五引脚接地，第二引脚与开关S1串联后接地，第三引脚接泄放电路2，第四引脚与第八引脚相连，其公共节点与第一电容C1串联后接地，第六引脚与第七引脚相连，其公共节点通过第二电阻R2接模块电源组；第二电容C2的一端接555芯片的第六引脚与第七引脚的公共节点，另一端接地；第二电阻R2与模块电源组的公共节点与555芯片的第四引脚和第八引脚的公共节点相连。具体地，555芯片的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚分别为555芯片的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8。所述泄放电路还包括第三电阻R3、MOS管Q1和滤波电容C4，其中：第三电阻R3的一端接模块电源组，另一端接MOS管Q1的漏极；MOS管Q1的栅极接555芯片的引脚3，源极接地；滤波电容C4的一端接模块电源组，另一端接地。优选的，所述泄放电路还包括第三电容，第三电容连接在555芯片的第五引脚与第五引脚和第一引脚的公共节点之间。

所述第二电阻R2与所述模块电源组之间接有第一电阻R1。第一电阻R1用于分压，使555芯片工作于合适的电压下。

所述第一电容C1两端并联有稳压二极管D1；稳压二极管D1用于控制第一电容两C1端的电压，使555芯片的引脚4和引脚8工作在合适的电压下。

所述555芯片的引脚5与引脚5和引脚1的公共节点之间接有第三电容C3；第三电容C3是滤波电容，用于防止555芯片受杂波干扰。

当模块电源组断电时，按下开关S1可触发所述555芯片，使555芯片处于暂稳态，555芯片的引脚3输出高电平，进一步导致MOS管Q1导通，此时滤波电容C4可通过第三电阻R3和MOS管Q1放电，将积累的电荷泄放出去。

当模块电源组正常供电时，555芯片处于复位状态，引脚3输出低电平，使得MOS管Q1不导通，此时泄放电路2不工作，不影响整机电路的正常运行。

如图3和图4所示，该充电桩的外部结构，包括充电桩本体5；所述充电桩本体5上固定设有至少一个的充电枪支架盒；所述充电桩本体5包括箱体51和防水门52，所述防水门52安装在所述箱体51上，所述箱体51与所述防水门52配合的内腔壁上设有凹形平台(图中未示出)，所述防水门52的内壁上对应所述凹形平台设有与之匹配的凸形台(图中未示出)；所述箱体51和所述防水门52之间经所述凹形平台与所述凸形台配合安装，并经密封圈(图中未示出)密封；所述凹形平台上设有密封槽，所述密封圈设在所述密封槽内。

所述充电枪支架盒包括充电枪支架1、盒体2及盒体盖板3；所述盒体2前端开口，所述盒体2并包括顶板21、底板22、侧板23及背板24；所述盒体盖板3设置在所述盒体2前端开口处，并与所述盒体1铰接；所述盒体盖板3的中部设有U型开口31，所述U型开口31的一侧上还设有弧形让位槽口32；所述充电枪支架设置在所述盒体内；所述充电枪支架1包括上固定板11、下固定板12及架托13；所述上固定板11的一端与所述架托13的一端固定，其另一端固定在所述盒体2的顶板21上；所述下固定板12的一端与所述架托13的另一端固定，其另一端固定在所述盒体2的底板22上；所述架托13的端面上从一端至另一端呈斜面设置；且所述架托13内设有供容置充电枪端部的楔形沟槽(图中未示出)，显示屏53安装在防水门52上。

所述盒体盖板3的下部设有合页孔35，所述盒体2的底板22的端部上也设有合页孔(图中未示出)；所述盒体盖板3经合页4铰接在所述盒体2的底板22上。

所述盒体盖板3的内侧壁上设有加强筋33。

所述盒体盖板3上还设有锁紧装置；所述锁紧装置为锁具34。

本充电桩在充电桩本体的箱体与防水门配合处设置凹形平台及凸形台，并设置密封圈，可有效的提高电动汽车充电桩的密封性和防水性能。通过充电枪支架盒中的充电枪支架来固定充电枪，使得充电枪固定牢靠，保证了充电枪的安全性，提高了充电枪的使用寿命。通过充电枪支架盒的盒体盖板与盒体的合页铰接以及盒体盖板上的锁具的安装，避免了充电枪因被风吹、日晒、雨淋而造成的短路、局部温度过热、烧融等安全隐患，达到了防水、防尘等目的。

上面对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种双板控制电动汽车充电桩，其特征在于，包括ARM综合控制板、DSP充电控制板、读卡模块、电表模块、联网模块和工作状态指示灯，ARM综合控制板和DSP充电控制板各包括一块控制器，ARM综合控制板分别与读卡模块、电表模块、联网模块、工作状态指示灯和DSP充电控制板相连,所述该充电桩还包括急停电路、门禁电路、防雷模块、绝缘监测模块、模块电源组、辅助电源、泄放电路、电流采样电路、电压采样电路、输出接触器、输入接触器和充电枪，防雷模块、急停电路、门禁电路通过IO口向DSP充电控制板反馈信号，输入接触器、泄放电路、辅助电源、输出接触器、充电枪由DSP充电控制板IO口控制，模块电源组、充电枪通过CAN总线与DSP充电控制板连接，绝缘监测模块通过RS485接口与DSP充电控制板连接，电流采样电路、电压采样电路、充电枪检测点通过AD口与DSP充电控制板连接。

2.根据权利要求1所述的双板控制电动汽车充电桩，其特征在于，所述工作状态指示灯包括电源指示灯、运行指示灯和故障指示灯，电源指示灯、运行指示灯和故障指示灯均与DSP充电控制板相连。

3.根据权利要求1所述的双板控制电动汽车充电桩，其特征在于，所述泄放电路包括555芯片、开关、第一电容、第二电容、第一电阻和第二电阻，555芯片的第一引脚与第五引脚接地，第二引脚与所述开关串联后接地，第三引脚接所述泄放电路，第四引脚与第八引脚相连，其公共节点与所述第一电容串联后接地，第六引脚与第七引脚相连，其公共节点通过所述第二电阻接模块电源组，第二电容的一端接所述555芯片的第六引脚与第七引脚的公共节点，另一端接地；第二电阻与所述模块电源组的公共节点与所述555芯片的第四引脚和第八引脚的公共节点相连，第一电阻连接在第二电阻与模块电源组之间；所述泄放电路还包括第三电阻、MOS管和滤波电容，第三电阻的一端接所述模块电源组，另一端接所述MOS管的漏极，MOS管的栅极接所述555芯片的第三引脚，源极接地，滤波电容的一端接所述模块电源组，另一端接地。

4.根据权利要求3所述的双板控制电动汽车充电桩，其特征在于，所述泄放电路还包括第三电容，第三电容连接在555芯片的第五引脚与第五引脚和第一引脚的公共节点之间。

5.根据权利要求3所述的双板控制电动汽车充电桩，其特征在于，所述泄放电路还包括稳压二极管，稳压二极管并联第一电容两端。

6.根据权利要求1所述的双板控制电动汽车充电桩，其特征在于，所述该充电桩还包括充电桩本体(5)；所述充电桩本体(5)上固定设有至少一个的充电枪支架盒；所述充电桩本体(5)包括箱体(51)和防水门(52)，所述防水门(52)安装在所述箱体(51)上，所述箱体(51)与所述防水门(52)配合的内腔壁上设有凹形平台，所述防水门(52)的内壁上对应所述凹形平台设有与之匹配的凸形台；所述箱体(51)和所述防水门(52)之间经所述凹形平台与所述凸形台配合安装，并经密封圈密封；所述充电枪支架盒包括充电枪支架(1)、盒体(2)及盒体盖板(3)；所述盒体(2)前端开口，并包括顶板(21)、底板(22)、侧板(23)及背板(24)；所述盒体盖板(3)设置在所述盒体(2)前端开口处，并与所述盒体(2)铰接；所述盒体盖板(3)的中部设有U型开口(31)，所述U型开口(31)的一侧上还设有弧形让位槽口(32)；所述充电枪支架(1)设置在所述盒体(2)内；所述充电枪支架(1)包括上固定板(11)、下固定板(12)及架托(13)；所述上固定板(11)的一端与所述架托(13)的一端固定，其另一端固定在所述盒体(2)的顶板(21)上；所述下固定板(12)的一端与所述架托(13)的另一端固定，其另一端固定在所述盒体(2)的底板(22)上；所述架托(13)的端面上从一端至另一端呈斜面设置；且所述架托(13)内设有供容置充电枪端部的楔形沟槽。

7.根据权利要求6所述的双板控制电动汽车充电桩，其特征在于，所述该充电桩还包括显示模块与显示屏(53)，显示模块与ARM综合控制板连接，显示屏(53)与显示模块相连，并安装在防水门(52)上。

8.根据权利要求6所述的双板控制电动汽车充电桩，其特征在于，所述盒体盖板(3)的下部设有合页(4)孔，所述盒体(2)的底板(22)的端部上也设有合页(4)孔；所述盒体盖板(3)经合页(4)铰接在所述盒体(2)底板(22)上。

9.根据权利要求6所述的双板控制电动汽车充电桩，其特征在于，所述盒体盖板(3)上还设有锁紧装置。