CN207825956U - 一种直流充电桩智能充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流充电桩智能充电装置包括显示模块、初始状态监控模块、查询模块、充电模式选择模块、充电模块、充电过程监控模块、结算模块中心控制模块、信号传递模块。若出现过压/欠压、过流/欠流、绝缘故障、通讯故障、读卡器故障、充电枪连接故障、浪涌故障等异常时，充电桩立即停止充电，并发出异信号。本实用新型所涉及的一种直流充电桩充电装置，具有直流输出过压欠压、短路，过温等多种保护功能，能够实现直流充电桩的智能化充电，保证了充电桩工作状态的安全性和稳定性，比一般的电动汽车直流充电桩，不仅缩短了提供多种充电模式，还可以充电时间，同时能够保护电动车蓄电池。

Description

一种直流充电桩智能充电装置

技术领域

本实用新型涉及电动汽车充电方法，尤其是一种直流充电桩智能充电方法。

背景技术

电动汽车作为未来发展的趋势，当前阻碍其推广的应用的一个重要原因在于充电桩的建设。还有一个重要的原因是电动汽车充电时间。现有的充电方式分为两种，一种为交流充电方式，一种为直流充电方式。直流充电方式可以输出DC400-600V大电流直接给汽车蓄电池充电，直流充电方式比交流充电方式来说，可缩短充电时间，因此，直流充电方式得到客户的欢迎。目前所采用的充电桩由于直流充电桩输出的高压大电流的充电过程，经常会出现主电路控制触点烧结的情况，在紧急情况下或充电完成后，断不开主电路的情况，会损坏电动汽车蓄电池，并且会出现危险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种直流充电桩智能充电装置，能够使得在使用直流充电方式对汽车进行充电时，可使得充电过程更安全。

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型所涉及的一种直流充电桩智能充电装置，包括：

显示模块：所述的显示模块为一触摸屏，用来显示直流充电桩的状态和各模块操作按钮；

初始状态监控模块：所述初始状态监控模块用于监控主机启动完成时各个元器件的状态，若充电桩接线无误，使得电源指示灯呈亮起状态，并在显示模块显示欢迎界面；所述的欢迎界面显示查询及充电按钮；

查询模块：所述的查询模块是用于用户在显示模块上所显示的查询界面进行查询操作；所述的查询界面提示用户在充电桩刷卡区进行刷卡操作，可查询用户卡内的账户信息和余额信息，并在显示模块上显示；

充电模式选择模块：所述的充电模式选择模块包括按金额充电、按电量充电、按时间充电和按充满电池四个子模块；在用户在欢迎界面选择充电按钮后，按金额充电、按电量充电、按时间充电、按充满电池四个充电模式模块在显示模块上显示，用户选择相应的充电模式进入相应的充电模式；所述的充电模式选择模块还在显示模块上显示有返回和退出按钮，返回按钮可返回上一界面，退出按钮可返回欢迎界面；

充电模块：所述的充电模块是在客户选择充电模式后，用于提示客户在充电桩刷卡区进行刷卡操作，然后把充电枪插入汽车充电插口；充电模块进入自检状态，若充电枪未连接成功，则会显示模块上显示充电枪未连接，提示用户对充电枪进行检查；按退出按钮可返回上一界面；

充电过程监控模块：所述的充电过程监控模块监管整个充电过程中各个元器件的连接状态，并在显示模块中显示充电过程；所述充电过程的显示包括充电进度条，以及充电模式、开始时间、电池电量、输入电压、输入电流、直流充电电压、直流充电电流，还可根据充电模式的不同显示预充电金额、预充电电量、已充电金额和已充电电量；且还显示有结束充电按钮，用户可按此按钮结束充电；

结算模块：所述的结算模块提示用户在充电完成后进行刷卡结算，并计算和扣除相应的金额；

中心控制模块：为嵌入式工业级处理器，用来控制以上各模块的运行；

信号传递模块：采用CAN总线、RS485或RS232为信号传递线路，用以传递各模块间的处理信号。

作为上述方案的进一步说明，所述的直流充电桩智能充电装置还包括故障保护模块：所述的故障保护模块是在充电桩在进行充电过程，出现过压/欠压、过流/欠流、绝缘故障、通讯故障、读卡器故障、充电枪连接故障、浪涌故障等异常时，使充电桩立即停止充电，并发出异常信号。

作为上述方案的进一步说明，所述的按电量充电子模块包括电量输入框、模式重选按钮、确定和退出按钮；用户选择模式重选按钮返回充电模式选择模块。

作为上述方案的进一步说明，所述的按时间充电子模块，包括充电时间输入框、模式重选按钮、确定和退出按钮，并根据账号余额显示该用户的可用时长；所述的充电时间输入框包括小时数输入框、分钟数输入框；用户选择模式重选按钮返回充电模式选择模块。

作为上述方案的进一步说明，所述的按金额充电子模块，包括充电金额输入框、模式重选按钮、确定和退出按钮，且在显示模块上显示可用金额及折算电量；用户选择模式重选按钮返回充电模式选择模块。

作为上述方案的进一步说明，所述按充满电池子模块，包括模式重选按钮、确定和退出按钮，确定按钮可一次性扣除用户卡内设定金额，并在电池充满后刷卡再重新结算。

作为上述方案的进一步说明，所述的直流充电桩智能充电装置还包括系统管理模块；所述的系统管理模块包括车辆充电、修改密码、历史查询、退出和管理按钮，并在显示模块上显示。

作为上述方案的进一步说明，所述的系统管理模块还包括参数设置模块；所述的参数设置模块可用于设置电量单价、每小时电量、余额上限、联系电话、查询与充值、充电记录、密码还原、新卡认证、退出按钮。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所涉及的一种直流充电桩充电装置，具有直流输出过压欠压、短路，过温等多种保护功能，能够实现直流充电桩的智能化充电，保证了充电桩工作状态的安全性和稳定性，与一般的电动汽车直流充电桩充电装置相比，不仅缩短了提供多种充电模式，还可以充电时间，同时能够保护电动车蓄电池。

附图说明

图1是智能充电装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步说明。

实施例

本实施例所涉及的一种直流充电桩智能充电装置，包括：

显示模块：显示模块为一触摸屏，用来显示直流充电桩的状态和操作按钮；采用7英寸高亮度TFT液晶显示屏（分辨率800×480），四线电阻式触摸屏（分辨率4096×4096）。同时还预装了MCGS嵌入式组态软件（运行版），具备强大的图像显示和数据处理功能。

初始状态监控模块：初始状态监控模块监控主机启动完成时各个元器件的状态，若充电桩接线无误，使得电源指示灯呈亮起状态，并在显示模块显示欢迎界面；所述的欢迎界面显示查询及充电按钮。

查询模块：所查询模块是在用户欢迎界面上的查询按钮后，在显示模块上显示查询界面；查询界面提示用户在充电桩刷卡区进行刷卡操作，可查询用户卡内的账户信息和余额信息，并在显示模块上显示。充电桩刷卡装置采用非接触式刷卡装置。并且对卡片实现硬件加密认证处理，保证卡片账户数据安全。实现对用户的识别，充电电量消费的扣费功能。

充电模式选择模块：充电模式选择模块包括按金额充电、按电量充电、按时间充电和按充满电池四个子模块；在用户在欢迎界面选择充电按钮后，按金额充电、按电量充电、按时间充电、按充满电池四个充电模式模块在显示模块上显示，用户选择相应的充电模式进入相应的充电模式；充电模式选择模块还在显示模块上显示有返回和退出按钮，返回按钮可返回上一界面，退出按钮可返回欢迎界面。

按时间充电子模块，包括充电时间输入框、模式重选按钮、确定和退出按钮，并根据账号余额显示该用户的可用时长；充电时间输入框包括小时数输入框、分钟数输入框；用户选择模式重选按钮返回充电模式选择模块。在电量输入框中可输入所需要的电量，中心控制模块判断账户余额信息，若余额足够，用户按确定按钮，则进行充电界面；若余额不足，则显示错误提示信息和账户余额，提示用户重新输入；用户选择模式重选按钮返回充电模式选择界面。

按金额充电子模块，包括充电金额输入框、模式重选按钮、确定和退出按钮，且在显示模块上显示可用金额及折算电量；用户选择模式重选按钮返回充电模式选择模块。输入完充电金额后，按确定按钮对输入的充电金额与可用金额相比较，若小于可用金额，则提示错误信息和可用金额，并提示用户重新输入。

按时间充电子模块，包括充电时间输入框、模式重选按钮、确定和退出按钮，并根据账号余额显示该用户的可用时长；所述的充电时间输入框包括小时数输入框、分钟数输入框；输入完充电时间，此时对所输入的时间和可用时长进行比较，若小于可用时长，并按确定按钮，则进入充电界面；若大于可用时长，显示错误信息和可用时长，并提示用户重新输入。用户选择模式重选按钮返回充电模式选择模块。

按充满电池子模块，包括模式重选按钮、确定和退出按钮，确定按钮可一次性扣除用户卡内设定金额，并在电池充满后刷卡再重新结算。若用户卡内余额小于设定金额，提示用户不能充电。本实施例中的设定金额为50元。

充电模块：充电模块是在客户选择充电模式后，提示客户在充电桩刷卡区进行刷卡操作，然后把充电枪插入汽车充电插口；充电模块进入自检状态，若充电枪未连接成功，则会显示模块上显示充电枪未连接，提示用户对充电枪进行检查；按退出按钮可返回上一界面。

充电过程监控模块：充电过程监控模块监管整个充电过程中各个元器件的连接状态，并在显示模块中显示充电过程；所述充电过程的显示包括充电进度条，以及充电模式、开始时间、电池电量、输入电压、输入电流、直流充电电压、直流充电电流，还可根据充电模式的不同显示预充电金额、预充电电量、已充电金额和已充电电量；且还显示有结束充电按钮，用户可按此按钮结束充电。

结算模块：所述的结算模块提示用户在充电完成后进行刷卡结算，并计算和扣除相应的金额。在按充满电池模块模块时，先预收取一个设定金额，再在充满电池后，刷卡进行结算，若预收取的设定金额不足时，再扣除差额；若预收取的设定金额大于充电金额时，退还差额至用户卡内。本实施例采用0.5S 级多功能电度表，精确计量充电汽车所充电量。

中心控制模块：为嵌入式工业级处理器，用来控制以上各模块的运行。本实施例所选用的为ARM控制芯片，但不限于ARM控制芯片。

信号传递模块：采用CAN总线、RS485或RS232为信号传递线路，用以传递各模块间的处理信号。

本实施例中所涉及的充电装置还包括交直流转换模块，用心把外围电网的交流电转换成直流电输出。

该直流充电桩智能充电装置还包括电源指示灯、充电指示灯和故障指示灯，还包括急停按钮。电源指示灯是指充电桩处理于可充电状态，各个元器件的连接良好。充电指示灯在电动汽车在充电时会亮起，显示处理充电状态。故障指示灯是在充电电路或元器件出现故障时亮起，用户就立即停止充电。

本实施例所涉及的直流充电桩智能充电装置还包括故障保护模块，故障保护模块是在充电桩在进行充电过程，出现过压/欠压、过流/欠流、绝缘故障、通讯故障、读卡器故障、充电枪连接故障、浪涌故障等异常时，使充电桩立即停止充电，并发出异常信号，中心控制模块控制故障指示灯亮起。

直流输出过压/过流：请检查输出的电压电流是否在参数设置的范围内，如果不是，请检查输出电压、电流是否过高，或参数设置是否合理。

绝缘故障：请检查直流母线的绝缘是否正常。

监控板通讯故障：检查监控板通讯线是否正确。

读卡器故障：检查读卡器通讯线是否正确，或者读卡器已坏。

充电枪连接故障：充电枪连接断开，请检查充电枪是连接好。

急停按钮被按下：检查急停按钮是否被按下，如果是，请按照以上步骤逐一排除后将急停按钮拔出，故障即可消除。

关机未成功：监控板与电源模块通信故障，确保电流最小的情况下按急停按钮后，检查监控板与电源模块CAN通信总线是否松动。

防雷模块故障：在使用过程中应经常检查防雷器上指示窗口，如果窗口变成红色，则表示防雷器已经损坏，应立即更换。

如果发生起火、触电等异常状况或机器发生漏电，应立即按下急停开关。若在充电状态下按下急停开关时，充电立刻停止，输出侧直流接触器断开，故障灯亮起。如果桩体发生故障，无法停止充电、内部线路短路等异常状况，请立即按下急停开关。非充电状态按下急停开关时，故障灯亮，液晶显示屏跳转到故障界面。当危急状况解除时，请旋转急停开关，否则无法继续进行充电。

本实施例所涉及的直流充电桩智能充电装置还包括系统管理模块；所述的系统管理模块包括车辆充电、修改密码、历史查询、退出和管理按钮，并在显示模块上显示。

在系统管理模块中，管理员持管理卡，进行刷卡操作后，可进入系统管理界面，管理界面显示有车辆充电、修改密码、历史查询、退出和管理按钮，并显示有管理卡的管理账户信息；所述的管理账户信息包括账户卡号、卡内金额以及折算电量；管理员点击管理按钮进入参数设置界面。

系统管理模块中还包括参数设置模块，参数设置模块可用于设置电量单价、每小时电量、余额上限、联系电话；所述的参数设置界面还设置有查询与充值、充电记录、密码还原、新卡认证、退出按钮。

电量单价的设置可用来计算余额所能折算的电量。每小时电量的设置可控制单位时间充电的速度，来折算余额所折算的充电时间。余额上限的设置的意义在于当卡内余额低于设置值时，会提示用户及时充值。查询与充值按钮可查询用户信息和余额信息，管理员可对用户对所持充电卡进行充值。每个用户所使用的充电卡均有一个原始密码，若用户忘记自己所修改的密码，此按钮可使得充电卡的密码还原至原始密码。新卡认证可使得新申请的充电卡在管理系统中得到记录，才能使得该充电卡充电。退出按钮可退出返回上一界面。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种直流充电桩智能充电装置，其特征在于，包括：

显示模块：所述的显示模块为一触摸屏，用来显示直流充电桩的状态和各模块操作按钮；

初始状态监控模块：所述初始状态监控模块用于监控主机启动完成时各个元器件的状态，若充电桩接线无误，使得电源指示灯呈亮起状态，并在显示模块显示欢迎界面；所述的欢迎界面显示查询及充电按钮；

查询模块：所述的查询模块是用于用户在显示模块上所显示的查询界面进行查询操作；所述的查询界面提示用户在充电桩刷卡区进行刷卡操作，可查询用户卡内的账户信息和余额信息，并在显示模块上显示；

充电模式选择模块：所述的充电模式选择模块包括按金额充电、按电量充电、按时间充电和按充满电池四个子模块；在用户在欢迎界面选择充电按钮后，按金额充电、按电量充电、按时间充电、按充满电池四个充电模式模块在显示模块上显示，用户选择相应的充电模式进入相应的充电模式；所述的充电模式选择模块还在显示模块上显示有返回和退出按钮，返回按钮可返回上一界面，退出按钮可返回欢迎界面；

充电模块：所述的充电模块是在客户选择充电模式后，用于提示客户在充电桩刷卡区进行刷卡操作，然后把充电枪插入汽车充电插口；充电模块进入自检状态，若充电枪未连接成功，则会显示模块上显示充电枪未连接，提示用户对充电枪进行检查；按退出按钮可返回上一界面；

充电过程监控模块：所述的充电过程监控模块监管整个充电过程中各个元器件的连接状态，并在显示模块中显示充电过程；所述充电过程的显示包括充电进度条，以及充电模式、开始时间、电池电量、输入电压、输入电流、直流充电电压、直流充电电流，还可根据充电模式的不同显示预充电金额、预充电电量、已充电金额和已充电电量；且还显示有结束充电按钮，用户可按此按钮结束充电；

结算模块：所述的结算模块提示用户在充电完成后进行刷卡结算，并计算和扣除相应的金额；

中心控制模块：为嵌入式工业级处理器，用来控制以上各模块的运行；

信号传递模块：采用CAN总线、RS485或RS232为信号传递线路，用以传递各模块间的处理信号。

2.如权利要求1所述的直流充电桩智能充电装置，其特征在于，还包括故障保护模块：所述的故障保护模块是在充电桩在进行充电过程，出现过压/欠压、过流/欠流、绝缘故障、通讯故障、读卡器故障、充电枪连接故障、浪涌故障异常时，使充电桩立即停止充电，并发出异常信号。

3.如权利要求1所述的直流充电桩智能充电装置，其特征在于，所述的按电量充电模块包括电量输入框、模式重选按钮、确定和退出按钮；用户选择模式重选按钮返回充电模式选择模块。

4.如权利要求1所述的直流充电桩智能充电装置，其特征在于，所述的按时间充电模块，包括充电时间输入框、模式重选按钮、确定和退出按钮，并根据账号余额显示该用户的可用时长；所述的充电时间输入框包括小时数输入框、分钟数输入框；用户选择模式重选按钮返回充电模式选择模块。

5.如权利要求1所述的直流充电桩智能充电装置，其特征在于，所述的按金额充电模块，包括充电金额输入框、模式重选按钮、确定和退出按钮，且在显示模块上显示可用金额及折算电量；用户选择模式重选按钮返回充电模式选择模块。

6.如权利要求1所述的直流充电桩智能充电装置，其特征在于，所述按充满电池模块，包括模式重选按钮、确定和退出按钮，确定按钮可一次性扣除用户卡内设定金额，并在电池充满后刷卡再重新结算。

7.如权利要求1所述的直流充电桩智能充电装置，其特征在于，还包括系统管理模块；所述的系统管理模块包括车辆充电、修改密码、历史查询、退出和管理按钮，并在显示模块上显示。

8.如权利要求7所述的直流充电桩智能充电装置，其特征在于，所述的系统管理模块还包括参数设置模块；所述的参数设置模块可用于设置电量单价、每小时电量、余额上限、联系电话、查询与充值、充电记录、密码还原、新卡认证、退出按钮。