CN208190294U - 一种充电桩的教学装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种充电桩的教学装置，其中利用充电桩负载代替传统技术中的新能源汽车，可以模拟新能源汽车在充电过程中的所有状态，可以完全替代新能源汽车作为充电桩的用电设备；以一个市面上的充电桩负载，一般售价为1万元人民币，仅仅为新能源车的价格的5％；而且充电桩负载高度为1.1米，长为0.53米、宽为0.4米，则占地面积为0.21平方米，仅仅为新能源车的价格为2.5％；而且充电桩负载内置有用于将电能转换成热能的功率电阻发热模块，实现可以在一边充电时，一边消耗电能，并不进行能量存储，不需要定期放电，使用方便；使用50寸以上的监控显示器替代现有监控显示器，可以将显示内容供多人同时查看，特别适用于多人教学。

Description

一种充电桩的教学装置

技术领域

本实用新型涉及充电桩测试领域，尤指一种充电桩的教学装置。

背景技术

充电桩是新能源汽车的充电装置，是新能源汽车应用的基础设施，也是新能源汽车职业教育的重点内容。

当前充电桩的典型应用装置，包括如图1所示的部件：新能源汽车，作为用电设备；充电桩，作为为新能源汽车做电源输入的载体；监控主机，用于采集充电桩的工作状态信息；监控显示器，为PC电脑用的显示器，典型为20寸，用于显示充电桩工作状态信息；充电桩和新能源汽车通过充电电缆连接，充电桩和监控主机通过网线连接，监控主机和监控显示器通过视频电缆连接。

在职业院校、社会运维机构的充电桩的应用教学和培训中，如果直接使用当前充电桩的典型应用装置作为教学装置，会存在如下问题：

1)由于新能源汽车的价格昂贵、体积大，因此整个装置成本很高，且占用场地面积很大。以国内一个主流的电动汽车为例，占地面积为长x宽＝4.68米x 1.765米＝8.26平方米，价格为20万元人民币。

2)由于新能源汽车由真实电池构成，充入一定电量后需要为汽车放电，否则无法再充入电，在教学中使用不便。

3)由于监控显示器尺寸一般为20寸，无法供多人同时查看，不利于开展多人教学，使用不便。

因此，直接使用当前的充电桩典型装置作为教学装置，存在成本高、占地多、使用不便的问题。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种充电桩的教学装置，通过采用成本更低占地面积更少且内置功率电阻发热组件充电桩负载代替新能源汽车，使用方便，同时采用50寸以上的监控显示器，适用于多人教学。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种充电桩的教学装置，包括监控主机、监控显示器，还包括多个充电桩以及与充电桩数量相同的充电桩负载，其中所述充电桩负载内置有用于将电能转换成热能的功率电阻发热组件，且所述充电桩负载的长度为0.53 米，宽度为0.4米、高度为1.1米，所述监控显示器的尺寸为50寸以上；其中充电桩负载的输入端与充电桩的输出端连接，所述充电桩的输出端与监控主机的输入端通信连接；监控主机的输出端通过视频传输电缆与监控显示器通信连接。

进一步，所述充电桩负载包括充电插座、高压开关单元、高压开关控制继电器、电压电流采样单元、控制单元、电源模块、液晶触摸屏、散热风扇，其中充电桩与充电插座的输入端连接，所述充电插座的输出端与高压开关单元的一端连接，所述高压开关单元的另一端与电压电流采样单元输入端连接，电压电流采样单元的输出端与功率电阻发热组件连接，其中所述控制单元分别与充电插座、电压电流采样单元、电源模块、液晶触摸屏进行双向通信连接；所述控制单元还与高压开关控制继电器以及散热风扇电性连接，所述高压开关控制继电器与高压开关单元连接；所述电源模块还分别与液晶触摸屏、散热风扇电性连接。

进一步，所述功率电阻发热组件由多个功率电阻相互串联组成。

进一步，还包括以太网交换器，其中多个充电桩的输出端通过 RJ45总线与以太网交换器数据连接，以太网交换器通过RJ45总线与监控主机的输入端数据连接。

进一步，所述充电桩负载为直流充电桩负载或交流充电桩负载。

进一步，所述充电桩为直流充电桩或交流充电桩。

进一步，监控主机以及监控显示器上分别设有相互对应的视频传输接口，所述视频传输电缆与两个视频传输接口连通，并实现监控主机与监控显示器通信连接；其中所述视频传输接口为VGA接口或DVI 接口或HDMI接口，所述视频传输电缆为VGA接线或DVI接线或HDMI 接线。

本实用新型的有益效果在于：

1)成本低：其中利用充电桩负载代替传统技术中的新能源汽车，可以模拟新能源汽车在充电过程中的所有状态，可以完全替代新能源汽车作为充电桩的用电设备；以一个市面上的充电桩负载，一般售价为1万元人民币，仅仅为新能源车的价格的5％。

2)占地少：而且充电桩负载高度为1.1米，长为0.53米、宽为 0.4米，则占地面积为0.21平方米，仅仅为新能源车的价格为2.5％。

3)使用方便：而且充电桩负载内置有用于将电能转换成热能的功率电阻发热模块，实现可以在一边充电时，一边消耗电能，并不进行能量存储；不会像传统技术中采用新能源车，当充入一定电量后需要为汽车放电，否则无法再充入电，在教学中使用不便的，而采用内置有用于将电能转换成热能的功率电阻发热模块的充电桩负载，不需要定期放电，使用方便。

4)使用50寸以上的监控显示器替代现有监控显示器，可以将显示内容供多人同时查看，特别适用于多人教学。

附图说明

图1是现技术充电装置结构框图。

图2是本实用新型结构框图。

图3是具体实施例子结构框图。

图4是充电桩负载结构框图。

附图标号说明：1.充电桩负载；11.直流充电桩负载；12.交流充电桩负载2.充电桩；21.直流充电桩；22.交流充电桩；3.监控主机；4.监控显示器；5.以太网交换器；111.控制单元；112.充电插座；13.高压开关单元；14.电压电流采样单元；15.功率电阻发热组件；16.高压开关控制继电器；17.液晶触摸屏；18.电源模块；19. 散热风扇。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型予以详细说明。

请参阅图2-3所示，本实用新型关于一种充电桩的教学装置，下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步说明，以一个可供6组学员同时使用的充电桩教学装置为例，一种充电桩的教学装置，包括监控主机3、监控显示器4，6个充电桩以及6个充电桩负载1，其中 6个充电桩负载1内置有用于将电能转换成热能的功率电阻发热组件 15，且每个充电桩负载1的长度为0.53米，宽度为0.4米、高度为 1.1米，所述监控显示器4的尺寸为50寸以上；其中3个充电桩负载1为直流充电桩负载11，另外3个充电桩负载为交流充电桩负载 12；3个充电桩为直流充电桩21，另外3个充电桩为交流充电桩22；

其中3个直流充电桩负载11的输入端分别通过专用的充电电缆与3个直流充电桩21的输出端连接，其中为3个交流充电桩负载12 的输入端分别通过专用的充电电缆与3个交流充电桩22的输出端连接；所述6个充电桩的输出端与监控主机3的输入端通信连接；监控主机3的输出端通过视频电缆线与监控显示器4通信连接。

如果按照原有方式，使用新能源汽车作为用电设备，占地至少 8.26x6＝49.56平方米，价格成本至少为20x6＝120万元。

请参阅图3所示，在本具体实施例中，利用6个充电桩负载1 代替传统技术中的新能源汽车，可以模拟新能源汽车在充电过程中的所有状态，可以完全替代新能源汽车作为充电桩的用电设备；以一个市面上的每个充电桩负载1，一般售价为1万元人民币，则6个充电桩负载成本为6万元，仅仅为新能源车的价格的5％，而且每一个充电桩负载1高度为1.1米，长为0.53米、宽为0.4米，则占地总面积为0.21*6＝1.26平方米，仅仅为新能源车占地面积的2.5％。

而且充电桩负载1内置有用于将电能转换成热能的功率电阻发热模块，实现可以在一边充电时，一边消耗电能，并不进行能量存储；不会像传统技术中采用新能源车，当充入一定电量后需要为汽车放电，否则无法再充入电，在教学中使用不便的，而采用内置有用于将电能转换成热能的功率电阻发热模块的充电桩负载1，不需要定期放电，使用方便。同时使用50寸以上的监控显示器4替代现有20寸监控显示器4，可以将显示内容供多人同时查看，特别适用于多人教学。可见本实用新型，将大大降低充电桩教学的成本和占地要求。

进一步，监控主机3以及监控显示器4上分别设有相互对应的视频传输接口，其中所述视频传输接口为VGA接口或DVI接口或HDMI 接口。在本具体实施例子中，监控主机3以及监控显示器4上设置的为HDMI接口，通过对应的HDMI传输线，实现两者之间的视频数据传输，由于HDMI接口传输的是数字信号，可以传输大分辨率的视频信号，HDMI接口连接监控主机3和监控显示器4时不用发生转换，所以信号没有损失，故可输出高分辨率的视频信号。

请参阅图4所示，进一步，所述充电桩负载包括充电插座112、高压开关单元13、高压开关控制继电器16、电压电流采样单元14、控制单元111、电源模块18、液晶触摸屏17、散热风扇19，其中充电桩与充电插座112的输入端连接，所述充电插座112的输出端与高压开关单元13的一端连接，所述高压开关单元13的另一端与电压电流采样单元14输入端连接，电压电流采样单元14的输出端与功率电阻发热组件15连接，其中所述控制单元111分别与充电插座112、电压电流采样单元14、电源模块18、液晶触摸屏17进行双向通信连接；所述控制单元111还与高压开关控制继电器16以及散热风扇19 电性连接，所述高压开关控制继电器16与高压开关单元13连接；所述电源模块18还分别与液晶触摸屏17、散热风扇19电性连接。

以下具体说明充电桩负载中各个模块单元的作用:

1)充电插座112：用于接入充电桩的充电枪；

2)高压开关单元13：用于闭合和断开充电桩和充电桩负载之间的高压连接；

3)高压开关控制继电器16：用于控制高压开关的闭合和断开；

4)功率电阻发热组件15：多个功率电阻并联的组合，功率电阻发热组件15是充电桩负载的用电器，它将电能转换成热能。

5)电压电流采样单元14：该模块实时采样高压部分的电压和电流，送给控制单元111进行处理。

6)控制单元111：是充电桩负载的集中控制单元111，它控制高压开关的开启和闭合，实时进行电压电流的采样，控制散热风扇19的开启、关闭和转速，与液晶触摸屏17进行信息显示和操作的交互；与充电桩进行控制信息的交互。

7)电源模块18：将220V交流输入转换成12V或者24V低压直流电源，给控制单元111、液晶触摸器等进行供电。

8)液晶触摸屏17：显示充电桩的实时信息，接收来自用户的触屏操作信息。

9)散热风扇19：将功率电阻组产生的热能吸出，散发到空气中。

进一步，以下具体说明充电桩负载的工作流程如下：

S1.充电枪插入后，充电桩负载的控制单元111与充电桩进行控制信息的交互，双方握手成功后，控制单元111就绪。

S2.根据用户操作液晶触摸屏17，控制单元111打开高压开关控制继电器16进而打开高压开关，进行充电。

S3.根据用户操作液晶触摸屏17，控制单元111关闭高压开关控制继电器16进而关闭高压开关，关闭充电。

以上过程中，控制单元111动态采样电压、电流，控制液晶屏的显示，以及控制散热风扇19。

请参阅图3所示，进一步，还包括以太网交换器5，其中多个充电桩的输出端通过RJ45总线与以太网交换器5数据连接，以太网交换器5通过RJ45总线与监控主机3的输入端数据连接。以太网交换机是基于以太网传输数据的交换机，以太网采用共享总线型传输媒体方式的局域网。以太网交换机的结构是每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无冲突地传输数据；通过通过RJ45总线与以太网交换器5数据连接，以太网交换器 5通过RJ45总线与监控主机3的输入端数据连接，可实现将多个充电桩检测到充电桩负载1的数据可同时传输到监控主机3进行处理，减少了数据传输中的延迟。

以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种充电桩的教学装置，包括监控主机、监控显示器，其特征在于：还包括多个充电桩以及与充电桩数量相同的充电桩负载，其中所述充电桩负载内置有用于将电能转换成热能的功率电阻发热组件，且所述充电桩负载的长度为0.53米，宽度为0.4米、高度为1.1米，所述监控显示器的尺寸为50寸以上；其中充电桩负载的输入端与充电桩的输出端连接，所述充电桩的输出端与监控主机的输入端通信连接；监控主机的输出端通过视频传输电缆与监控显示器通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种充电桩的教学装置，其特征在于：所述充电桩负载包括充电插座、高压开关单元、高压开关控制继电器、电压电流采样单元、控制单元、电源模块、液晶触摸屏、散热风扇，其中充电桩与充电插座的输入端连接，所述充电插座的输出端与高压开关单元的一端连接，所述高压开关单元的另一端与电压电流采样单元输入端连接，电压电流采样单元的输出端与功率电阻发热组件连接，其中所述控制单元分别与充电插座、电压电流采样单元、电源模块、液晶触摸屏进行双向通信连接；所述控制单元还与高压开关控制继电器以及散热风扇电性连接，所述高压开关控制继电器与高压开关单元连接；所述电源模块还分别与液晶触摸屏、散热风扇电性连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种充电桩的教学装置，其特征在于：所述功率电阻发热组件由多个功率电阻相互串联组成。

4.根据权利要求1所述的一种充电桩的教学装置，其特征在于：还包括以太网交换器，其中充电桩的输出端通过RJ45总线与以太网交换器通信连接，以太网交换器通过RJ45总线与监控主机的输入端通信连接。

5.根据权利要求1所述的一种充电桩的教学装置，其特征在于：所述充电桩负载为直流充电桩负载或交流充电桩负载。

6.根据权利要求1所述的一种充电桩的教学装置，其特征在于：所述充电桩为直流充电桩或交流充电桩。

7.根据权利要求1所述的一种充电桩的教学装置，其特征在于：监控主机以及监控显示器上分别设有相互对应的视频传输接口，所述视频传输电缆与两个视频传输接口连通，并实现监控主机与监控显示器通信连接；其中所述视频传输接口为VGA接口或DVI接口或HDMI接口，所述视频传输电缆为VGA接线或DVI接线或HDM I接线。