CN208101739U - 电动汽车集群式交流充电桩 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车集群式交流充电桩，包括：充电主机和多个充电终端，充电主机的电源端外接三相动力电源，充电主机主电路包括漏电保护装置和计量装置，控制电路包括控制主板和主机辅助电源，充电终端包括终端控制板和充电枪座，终端控制板包括充电控制导引电路和微控制器，控制主板和充电枪座均与微控制器信号连接，每个充电终端的充电控制导引电路的输入端均与计量装置的输出端电连接，充电控制导引电路的输出端与充电枪座电连接。本实用新型解决了相邻停车位加装传统充电桩时安全间距与操作空间不足的问题，在充电主机的三相电源上每一相上设置闭合装置和每一相的计量装置，可实现本地调控以使三相充电达到平衡。

Description

电动汽车集群式交流充电桩
技术领域
本实用新型涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电动汽车集群式交流充电桩。
背景技术
如今我国面临着能源供应短缺、生态环境污染严重等问题，发展电动汽车，倡导“绿色出行”，实现交通能源全面转型，符合能源持续利用战略，国家对电动汽车的推广越来越重视，电动汽车的配套设施也必须建立起来。
现阶段标准停车位与地下停车场快速扩展，根据国家对充电桩安全间距的要求，将传统充电桩设计用于标准停车位和地下停车场时，具有安全间距不足和安装方式不兼容等问题，且需要大量的空间安装，从而很难提高停车位与充电桩占比。
同时，传统充电桩设计用于标准停车位和地下停车场时，由于使用传统充电桩时配电容量较小，配电额容易超预期，无法增加可充电车位数量，而且大规模铺设交流传统充电桩，容易引起三相充电不平衡。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种电动汽车集群式交流充电桩，解决了传统充电桩设计用于标准停车位时配电容量小，无法增加可充电车位数量的问题，同时解决了相邻停车位加装传统充电桩时安全间距与操作空间不足的问题。
本实用新型电动汽车集群式交流充电桩采用以下技术方案实现：
一种电动汽车集群式交流充电桩，包括：充电主机和多个充电终端，充电主机的电源端外接三相动力电源，所述充电主机主电路包括漏电保护装置和计量装置，三相动力电源依次与漏电保护装置和计量装置电连接，充电主机的控制电路包括控制主板和对控制主板供电的主机辅助电源，所述充电终端包括终端控制板和充电枪座，所述终端控制板包括充电控制导引电路和微控制器，其中：控制主板和充电枪座均与微控制器信号连接，每个充电终端的充电控制导引电路的输入端均与计量装置的输出端电连接，充电控制导引电路的输出端与充电枪座电连接。
进一步的，充电主机主电路包括若干漏电保护装置和计量装置，每个漏电保护装置和计量装置对应连接形成一支路，每个充电终端的充电控制导引电路的输入端与每个支路中计量装置的输出端对应连接。
进一步的所述充电终端为单充终端、双充终端或多充终端中的一种。
进一步的，1个充电主机与6至12个单充终端或3至6个双充终端连接。
当停车位为靠墙停车位时，所述充电终端为双充终端，以壁挂方式设置在每两个停车位之间。
当停车位为靠墙停车位时，所述充电终端为单充终端，以壁挂方式设置在每个停车位背后。
当停车位为背靠背停车位时，所述充电终端为双充终端，设置在背靠背的两个车位中间。
进一步的，充电主机的主电路包括塑壳断路器、漏电空开、接触器/继电器、电能表，其中三相动力电源、塑壳断路器、漏电空开、电能表、接触器/继电器和充电终端的电源端依次连接。
进一步的，充电主机的主电路还包括若干闭合装置以及A相、B相、C相的电能计量装置，其中三相动力电源的每一相电源均对应的经过闭合装置和电能计量装置后再依次与漏电保护装置和计量装置连接。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的电动汽车集群式交流充电桩通过在充电主机主电路设置漏电保护装置和计量装置，三相动力电源直接依次与漏电保护装置和计量装置连接，将多个充电终端的充电控制导引电路的输入端均与计量装置的输出端连接，1个充电主机与多个充电终端连接，实现将充电主机与充电终端分离，并能对多个充电终端同时进行充电，充电主机设置漏电保护装置和计量装置起到配电箱的作用，扩充了标准停车位和地下停车场的充电容量；同时将充电主机与充电终端分离的设计解决了由于国标的规定，相邻停车位加装传统充电桩时安全间距和操作空间不兼容的问题，满足了现阶段标准停车位与地下停车场快速扩展需建立充电桩的要求。
进一步的，通过在充电主机的三相电源上每一相上设置闭合装置和每一相的计量装置，可实现本地调控以使三相充电达到平衡。
附图说明
图1为本实用新型的电动汽车集群式交流充电桩实施例1的结构示意图；
图2为本实用新型的电动汽车集群式交流充电桩实施例2的结构示意图；
图3为本实用新型的电动汽车集群式交流充电桩实施例2的电气连接图；
图4为本实用新型的电动汽车集群式交流充电桩充电终端单相电源端与充电主机主电路输出端连接时的结构示意图；
图5为本实用新型电动汽车集群式交流充电桩在停车位为背靠背停车位安装结构图；
图6为本实用新型电动汽车集群式交流充电桩在停车位为靠墙停车位时的一种安装结构图；
图7为本实用新型电动汽车集群式交流充电桩在停车位为靠墙停车位时的另一种安装结构图；
图8为本实用新型电动汽车集群式交流充电桩的充电控制方法充电终端的流程图；
图9为本实用新型电动汽车集群式交流充电桩的充电控制方法的充电主机的流程图。
其中：101、漏电保护装置；102、计量装置；103、控制主板；201、终端控制板；2011、微控制器；2012、充电控制导引电路；202、充电枪座。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例：
本实用新型提供了一种电动汽车集群式交流充电桩，为使更好理解本实用新型，现通过实施例对本实用新型进行描述：
实施例1：请参照图1所示，电动汽车集群式交流充电桩包括：充电主机和多个充电终端，充电主机的电源端外接三相动力电源，充电主机主电路包括漏电保护装置101和计量装置102，三相动力电源依次与漏电保护装置101和计量装置102电连接，充电主机的控制电路包括控制主板103和对控制主板103供电的主机辅助电源，充电终端包括终端控制板201和充电枪座202，终端控制板201包括充电控制导引电路2012和微控制器2011，其中：控制主板103和充电枪座202均与微控制器2011电连接，用于充电主机与充电终端进行相互通信；每个充电终端的充电控制导引电路2012的输入端均与计量装置102的输出端电连接，作为实施例，充电终端单相电源端可通过电缆远距离与充电主机主电路输出端的三相供电线缆对应连接，这种将充电终端与充电主机分离的设计解决了由于国标的规定，相邻停车位加装传统充电桩时安全间距和操作空间不兼容的问题，且能有效减少充电桩在停车场所占的空间；充电控制导引电路2012的输出端与充电枪座202电连接，充电终端与充电主机分离，充电控制导引电路2012包括在充电终端中，有效的减小了控制导引PWM输出上升沿受电缆分布电容影响的不确定性，确保充电的兼容性和稳定性。
实施例2：如图2和图3所示，充电主机主电路包括若干漏电保护装置和计量装置，每个漏电保护装置101和计量装置102对应连接形成一支路，每个充电终端的充电控制导引电路2012的输入端与每个支路中计量装置102的输出端对应连接。作为优选实施例，充电主机的主电路的每一支路具体的包括、塑壳断路器、防雷器、主机辅助电源、空开、漏电空开、接触器或继电器、电能表组成，控制主板103还可包括触摸显示屏、读卡器组成，读卡器、触摸显示屏等模块组成可根据实际需要裁减。其中三相动力电源与每一支路的塑壳断路器、漏电空开、电能表、接触器/继电器和每个充电终端的充电控制导引电路2012电源端依次连接。充电主机的控制主板103与充电终端的微控制器2011之间可通过有线或无线连接，无线连接时，通过Zigbee技术或LORA技术连接；有线连接时，可通过CAN或RS485有线连接。电动汽车集群式交流充电桩的充电主机包含充电主机的基本功能和配电功能，扩充了电动汽车集群式交流充电桩的充电容量，解决了标准停车位和地下停车场使用传统充电桩时配电容量较小，配电额容易超预期，无法增加可充电车位数量的问题。
如图4所示，充电终端单相电源端通过电缆远距离与充电主机主电路输出端的三相供电线缆对应连接，充电主机的主电路还可包括若干闭合装置以及A相、B相、C相的电能计量装置，其中，三相动力电源的每一相电源均对应的经过闭合装置和电能计量装置后再依次与充电主机的漏电保护装置101和计量装置102连接，这样。可通过在每一相上进行充电统计，进一步在充电主机上增加例如LED灯提示、APP信息提示、充电主机提示等的引导，当某一相电量输出过大时，引导用户在其他相电源的充电终端进行充电，实现对三相输出均衡分配充电，尽可能的确保区域电网稳定与电能质量。
电动汽车集群式交流充电桩的充电主机包含充电主机的基本功能和配电功能，扩充了标准停车位和地下停车场的充电容量。同时将充电主机与充电终端相分离的设计解决了相邻停车位加装充电桩时安全间距和操作空间不兼容的问题，满足了现阶段标准停车位与地下停车场快速扩展需建立充电桩的要求，相对于传统充电桩还节省了成本；还能通过对三相输出均衡分配充电，解决传统充电桩无法很好实现的三相平衡，尽可能的确保区域电网稳定与电能质量。
充电终端为单充终端、双充终端或多充终端中的一种。1个充电主机可与6至12个单充终端或3至6个双充终端连接，当然这里也可通过单充终端、双充终端、多充终端之间进行动态组合。为更好的体现节省充电桩在停车场所占空间，这里提供一种充电终端在停车场的分布方式，如图5所示，当停车位为背靠背停车位时在背靠背的两个车位中间设置1个充电终端；
当停车位为靠墙停车位时，如图6所示，在每两个停车位之间以壁挂方式设置1个双充终端，或者如图7所示，每个停车位背后以壁挂方式设置1个单充终端。这里采取壁挂安装方式，可节省布线和成本，同时解决了标准车库的车位安全间距、布线、防撞、防水浸等问题。
本实用新型的电动汽车集群式交流充电桩充电控制方法包括以下步骤：
将包含充电枪座与待充电车辆实时连接情况信息的报文发送给充电主机，当接收到充电主机发出的充电启动指令时，对待充电车辆进行充电；当接收到充电主机发出的停止充电指令时，停止对待充电车辆进行充电。主机通讯线程，产生并检测产生的CP信号，定时向充电主机发送自身状态报文，当接收到充电主机的充电启停指令后，执行充电或停止充电操作。具体的，请参考图8所示，充电终端首先通过读取硬件拨码开关配置，获取自身的ID以及充电主机的ID，并与充电主机建立通讯连接，并负责产生以及检测CP信号，根据CP信号的幅值检测待充电车辆连接状态并且输出符合标准要求的占空比的PWM波。建立通讯连接后定时发送自身状态报文作为心跳报文与充电主机交互，同时检测与充电主机通讯是否保持正常，一旦通讯断开则停止充电并点亮告警指示灯，同时等待充电主机控制指令报文，如充电启停指令等；
本实用新型的一种电动汽车集群式交流充电桩的充电控制方法，包括以下步骤：
接收充电终端发送的包含充电终端与带充电车辆实时连接情况的报文；
根据接收的报文判断充电终端与待充电车辆是否连接良好，若判断充电终端与待充电车辆连接良好，且当用户通过充电主机的操作界面发出充电启动指令后，则向充电终端发出以充电终端对待充电车辆进行充电的充电启动指令；
若判断充电终端与待充电车辆不是连接良好或用户通过充电主机的操作界面发出停止充电指令后，则向充电终端发出以充电终端对待充电车辆停止充电的停止充电指令。
当充电终端对待充电车辆进行充电操作时，根据充电桩的遥信和遥测信号进行故障判断，当判断为故障时，产生告警信息并向充电终端发出以充电终端对待充电车辆停止充电的停止充电指令。
当充电终端对待充电车辆进行充电操作时，检测充电终端的CP信号状态，当充电终端的CP信号状态非6V时，则向充电终端发送停止充电指令。具体的，请参考图9所示，包括：自检线程，根据获取的遥信和遥测信号进行故障判断，并在判断为故障时产生告警信息；
判断充电终端连接情况；若判断充电终端与待充电车辆连接良好，则显示充电终端的状态信息；
当用户发出启动充电操作指令后，判断用户是否有权限操作，以及判断充电的执行条件是否满足；当判断用户有权限操作且启动充电的执行条件满足时，提示客户完成启动充电的操作流程；
判断充电终端是否故障或充电中；若充电终端无故障且未处于充电状态中，向充电终端发送充电指令以使充电终端执行充电操作；
充电管理线程，当充电终端执行充电操作时，检测充电终端连接状态以及CP信号状态，当充电终端离线或CP信号状态非6V时，则向充电终端发送停止充电指令；
当用户发出停止充电操作指令后，判断用户是否有权限操作，以及判断充电的执行条件是否满足；当判断用户有权限操作且停止充电的执行条件满足时，提示客户完成停止充电的操作流程。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动汽车集群式交流充电桩，其特征在于，包括：充电主机和多个充电终端，充电主机的电源端外接三相动力电源，所述充电主机主电路包括漏电保护装置和计量装置，三相动力电源依次与漏电保护装置和计量装置电连接，充电主机的控制电路包括控制主板和对控制主板供电的主机辅助电源，所述充电终端包括终端控制板和充电枪座，所述终端控制板包括充电控制导引电路和微控制器，其中：控制主板和充电枪座均与微控制器信号连接，每个充电终端的充电控制导引电路的输入端均与计量装置的输出端电连接，充电控制导引电路的输出端与充电枪座电连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车集群式交流充电桩，其特征在于，充电主机主电路包括若干漏电保护装置和计量装置，每个漏电保护装置和计量装置对应连接形成一支路，每个充电终端的充电控制导引电路的输入端与每个支路中计量装置的输出端对应连接。
3.根据权利要求1所述的电动汽车集群式交流充电桩，其特征在于，所述充电终端为单充终端、双充终端或多充终端中的一种。
4.根据权利要求3所述的电动汽车集群式交流充电桩，其特征在于，1个充电主机与6至12个单充终端或3至6个双充终端连接。
5.根据权利要求1所述的电动汽车集群式交流充电桩，其特征在于，当停车位为靠墙停车位时，所述充电终端为双充终端，以壁挂方式设置在每两个停车位之间。
6.根据权利要求1所述的电动汽车集群式交流充电桩，其特征在于，当停车位为靠墙停车位时，所述充电终端为单充终端，以壁挂方式设置在每个停车位背后。
7.根据权利要求1所述的电动汽车集群式交流充电桩，其特征在于，当停车位为背靠背停车位时，所述充电终端为双充终端，设置在背靠背的两个车位中间。
8.根据权利要求1所述的电动汽车集群式交流充电桩，其特征在于，充电主机的主电路包括塑壳断路器、漏电空开、接触器/继电器、电能表，其中三相动力电源、塑壳断路器、漏电空开、电能表、接触器/继电器和充电终端的电源端依次连接。
9.根据权利要求1所述的电动汽车集群式交流充电桩，其特征在于，充电主机的主电路还包括若干闭合装置以及A相、B相、C相的电能计量装置，其中三相动力电源的每一相电源均对应的经过闭合装置和电能计量装置后再依次与漏电保护装置和计量装置连接。
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