CN208226654U - 一种90kW双枪直流充电桩体及充电桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种90kW双枪直流充电桩体，包括充电桩柜体，设在充电桩柜体内的多个隔板将充电桩柜体内从上到下分为多个安装腔，安装腔内安装有用于固定安装充电桩元器件的充电模块箱，充电模块箱包括壳体和固定在壳体内用于安装充电桩元器件的安装板，充电模块箱与隔板通过绝缘螺钉固定连接；充电桩柜体的侧边的上部设有多个排风口，侧边的下部设有多个进风口，位于电桩柜体内侧的进风口处设有防水棉，位于电桩柜体内侧的排风口处固定设有排风扇。模块化程度高，方便安装同时能够保证在不充电的情况下将操作面板隐藏起来，安全性能高，性能稳定。

Description

一种90kW双枪直流充电桩体及充电桩

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，具体为一种90kW双枪直流充电桩体及充电桩。

背景技术

充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。

新能源车主对充电桩的需求种类繁多。随着技术的进步，政策的引导，市场上的电动汽车比例不断在增加中，车主对充电设施的普及率非常重视，在外需要公共充电设备，在家需要私人充电设备。而市面上的充电设备体积一般都比较大，这对于私人安装形成了很大的障碍。车辆的充电桩内部都是整体式，不能方便充电桩的安装和维修，同时因充电接口裸露在外，容易造成不安全的因素。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种模块化程度高，方便安装同时能够保证在不充电的情况下将操作面板隐藏起来的 90kW双枪直流充电桩及充电桩。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案，一种90kW双枪直流充电桩体，包括充电桩柜体，设在充电桩柜体内的多个隔板将充电桩柜体内从上到下分为多个安装腔，所述的安装腔内安装有用于固定安装充电桩元器件的充电模块箱，所述的充电模块箱包括壳体和固定在壳体内用于安装充电桩元器件的安装板，所述的充电模块箱与隔板通过绝缘螺钉固定连接；

所述的充电桩柜体的侧边的上部设有多个排风口，侧边的下部设有多个进风口，位于电桩柜体内侧的进风口处设有防水棉，位于电桩柜体内侧的排风口处固定设有排风扇。

所述的充电桩柜体的下部套设有下保护罩，且该下保护罩与充电桩柜体的下部固定连接，所述的充电桩柜体的上部套设有上保护罩，该上保护罩内侧的顶部与固定设在充电桩柜体顶部设有的电缸固定连接。

一种90kW双枪直流充电桩，包括多个相互并联且与AC380输入端通过断路器QF电连接的整流模块，用于对汽车充电的A/B枪，用于对A/B枪辅助电源控制、A/B枪电子锁控制及检测的主控板，用于数据采集，通讯传输，为主控板下发命令的监控板；

所述的整流模块与A/B枪通过直流接触器KM1/KM2或KM3/KM4电连接，所述的主控板的输出端与直流接触器KM1/KM2或KM3/KM4电连接，所述的监控板的输出端与主控板的输入端电连接；

所述的A/B枪固定连接在充电桩柜体上，所述的整流模块、断路器QF、主控板和监控板分别设在充电桩柜体内，所述的监控板的输入端与设在充电桩柜体的感应触控屏电连接。

所述的整流模块与直流接触器KM1/KM2或KM3/KM4之间连接的电路上设有绝缘监测模块。

所述的监控板的输入端连接有一用于检测A/B枪用电量多少的电能表，该电能表电连接在整流模块与直流接触器KM1/KM2或KM3/KM4之间连接的电路。

所述的监控板双向连接有3G模块和读卡器。

本实用新型的有益效果是：在充电桩柜体内的充电箱采用模块化安装，方便整个充电桩的安装和维修，同时在充电桩柜体的上下两端分别设有上保护罩和下保护罩，通过电缸控制上保护罩下落能够与下保护罩进行对接，进而将整个充电桩保护起来，避免充电桩上的控制屏和充电接口裸露在外，造成损坏，和发生漏电，人为触电的不安全事故。该充电桩能够实现自动控制，根据所需要求的电量的多少进行输出，安全方面：充电桩配备漏电断路器，熔断器、防雷器，绝缘检测，急停按钮等安全防护模块，电路具备电池防反接，电池电压检测功能，最大程度上提高本产品的用电安全。

高效：本产品配备恒功率充电模块，体积小，功率大，安全高效。提高了用电效率及充电速度，充电模块通过和BMS通讯，智能控制出输电压和电流，时刻保护蓄电池。产品配备两个充电枪，提高了本产品的使用率。

智能：本产品配备高性能STM32处理器，对充电桩进行系统级的管理。安全监测，触摸屏，刷卡模块，绝缘检测模块，充电模块通讯，网络通讯后台通讯等都是由STM32处理器进行协调智能管理。

性能稳定：本产品在阶段进行了大量的试验论证，力求提高整机性能，在通讯稳定性上，器件选型进行了反复试验，保证了整机稳定性。本产品采用主动散热模式，当温度达到设置散热温度点后，散热风扇便会启动，散热风道采用密闭式，保证了流通空气通过主发热区，提高充电模块性能。

附图说明

图1是本实用新型充电桩柜体的结构示意图；

图2是本实用新型中充电桩柜体外部结构示意图；

图3是本实用新型中充电桩结构示意图；

图4是本实用新型中充电桩的电连接结构示意图；

图5是本实用新型中监控板电路原理框图；

图6是本实用新型中触摸屏与监控板连接示意图；

图7是本实用新型中整流模块PSU与监控板及其他组件的连接示意图；

图8是本实用新型中绝缘监测模块连接示意图；

图9是本实用新型中电能表与监控板之间的连接示意图；

图10是本实用新型中3G模块与监控板的连接示意图；

图11是本实用新型中熔断器连接示意图；

图12是本实用新型中读卡器与监控板连接结构示意图；

图13是本实用新型中断路器连接结构示意图。

图中：1.充电桩柜体；2.隔板；3.安装腔；4.充电模块箱；5.绝缘螺钉； 6.下保护罩；7.上保护罩；8.电缸；9.排风口；10.进风口；11.防水棉； 12.排风扇；13.感应触控屏。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1

如图1、图2和图3所示一种90kW双枪直流充电桩体，包括充电桩柜体 1，设在充电桩柜体1内的多个隔板2将充电桩柜体1内从上到下分为多个安装腔3，所述的安装腔3内安装有用于固定安装充电桩元器件的充电模块箱4，所述的充电模块箱4包括壳体401和固定在壳体401内用于安装充电桩元器件的安装板402，所述的充电模块箱4与隔板2通过绝缘螺钉5固定连接；

所述的充电桩柜体1的侧边的上部设有多个排风口9，侧边的下部设有多个进风口10，位于电桩柜体1内侧的进风口10处设有防水棉11，位于电桩柜体1内侧的排风口9处固定设有排风扇12。

所述的充电桩柜体1采用多个隔板2对其进行等分，能够保证等分的安装腔3能够独立安装充电模块箱4，整个充电桩都是由多个充电模块箱4组成，采用模块化布局。使得桩体功能区布局合理，简洁大方，充电桩的性能及安全性可靠，同时充电桩安装方便，也为后期维护提供了很大的便利性，而在连接的过程中，为了防止之间产生电磁干扰或者短路的情况，整个隔板2和充电桩柜体1内都采用了绝缘和隔磁处理，该隔板2是通过插入在充电桩柜体1内的插槽中，在充电桩柜体内设有多个上下等距离的插槽，可以根据充电模块箱的大小来对隔板之间的距离进行调节，

具体的散热采用如图1所示的采用左、前进风(进风口10)，右出风(出风口9)的散热设计，有效提高了散热的效率，并将风道设计在充电桩内部，桩体外部仅留进、出风口，这样不影响柜体外部美观效果，散热设计是充电桩上的另外一个主要问题，避免了防尘棉淋到雨水的可能，同时又不会影响散热效果。内部完美的散热风道，确保气流通过发热区域并带走热量，保证了充电桩的工作性能；

进一步的，如图2所述的充电桩柜体1的下部套设有下保护罩6，且该下保护罩6与充电桩柜体1的下部固定连接，所述的充电桩柜体1的上部套设有上保护罩7，该上保护罩7内侧的顶部与固定设在充电桩柜体1顶部设有的电缸8固定连接；

所述的下保护罩6不能够进行上下移动，在固定的方式时可以与充电桩柜体1通过螺钉进行固定连接或者与充电桩柜体1为一体，所述的上保护罩7能够在充电桩柜体1上进行上下移动，在上移的过程中能够将充电桩柜体1的中部裸露出来，进而能够对充电桩柜体上设有的触控面板进行控制，避免其它的人进行误操作，造成充电桩发生损坏的情况，上保护罩7 的上下移动完全是通过电缸8的伸缩来进行控制。

实施例2

一种90kW双枪直流充电桩，包括多个相互并联且与AC380输入端通过断路器QF电连接的整流模块，用于对汽车充电的A/B枪，用于对A/B枪辅助电源控制、A/B枪电子锁控制及检测的主控板，用于数据采集，通讯传输，为主控板下发命令的监控板；

所述的整流模块与A/B枪通过直流接触器KM1/KM2或KM3/KM4电连接，所述的主控板的输出端与直流接触器KM1/KM2或KM3/KM4电连接，所述的监控板的输出端与主控板的输入端电连接；

所述的A/B枪固定连接在充电桩柜体1上，所述的整流模块、断路器QF、主控板和监控板分别设在充电桩柜体1内，所述的监控板的输入端与设在充电桩柜体1的感应触控屏电连接。

所述的整流模块与直流接触器KM1/KM2或KM3/KM4之间连接的电路上设有绝缘监测模块。

所述的监控板的输入端连接有一用于检测A/B枪用电量多少的电能表，该电能表电连接在整流模块与直流接触器KM1/KM2或KM3/KM4之间连接的电路。

所述的监控板双向连接有3G模块和读卡器。

如图4所示本申请的双枪直流充电机由一路三相五线制(3W+N+PE)交流380V电源供电，交流输入经塑壳断路器QF后，输入给整流模块PSU。整流模块PSU将输入的交流电转化为直流电。充电枪连接电动汽车后，通过操作屏幕及刷卡，系统先进行自检，自检完成后主控板控制直流接触器 KM1/KM2或者KM3/KM4吸合，整流模块PSU在程序控制下便会启动并输出直流电供电动汽车使用。主控板实时检测是A枪使用还是B枪使用，实现双枪轮充的功能。通过多费率电能表可实现记录电量使用情况，方便充电桩的运营监控。系统实时监控充电桩状态，包括充电枪连接状态、充电电压、充电电流、绝缘阻抗等，一旦出现异常，充电桩便会停止工作，起到安全防护作用。绝缘检测模块负责检测充电回路DC+、DC-、地之间的绝缘状况；电表记录用电信息；分流器起到将电流信号转换为电压信号；直流接触器 KM1/KM2或KM3/KM4是充电主回路通断开关。3G模块负载充电桩无线通讯；散热风扇为充电模块PSU进行主动散热。桩体内配备交流级防雷器FV，与塑壳断路器QF并联,提供额定20KA(最大泄放电流40KA)交流防雷功能。

如图5所示智能充电桩核心部分由两块PCB板构成。分别是主控板和监控板。充电桩与车的连接确认，刷卡，触屏操作，结算计费都是由这两块 PCB板完成。监控板上集成了STM32芯片，是整个充电桩的指挥部，数据采集，通讯传输，控制命令下发皆由监控板完成。监控板功能模块包含：主芯片及外围辅助电路、电源、网络通讯接口、USB接口、串口通讯、485通讯、CAN通讯、IO等等；主控板是充电桩的执行单元，监控板发出指令后，由主控板实现其具体的动作。主控板包含功能模块有：A/B枪辅助电源控制、 A/B枪电子锁控制及检测、A/B路直流接触器控制及检测、熔断器状态检测、电池电压检测、电池防反接检测、充电枪连接确认检测、散热风扇控制、 BMS通讯接口、485通讯接口、辅助电源等等。

如图6所示触摸屏(感应触控屏)ET-T800480-07013CT3P是充电桩的人机交互界面，显示屏配合刷卡模块即可完成充电整个流程。通过触控屏幕，用户可完成充电流程操作，用户还可以通过屏幕查看充电桩的工作状态、充电参数、充电消费、故障信息等情况。充电费率也可以通过触摸屏进行修改，方便运营管理。触摸屏和监控板是通过串口通讯。显示屏通过串口和监控板进行通讯。

如图7所示的整流模块PSU为充电桩的核心部件，型号为A701J。它的作用是将交流电能转换为直流电能。PSU是程控电源模块，他可以和外部进行CAN通讯。通过CAN通讯线发送指令，可控制PSU的启动、停止、电压电流参数。其内部由开关电源构成，可以高效的进行交直流电能转化。整机效率可达到95％以上。

如图8所示绝缘检测模块TH-IM-DC主要功能是检测PSU输出端DC+/DC- 之间，DC+/DC-与地之间的绝缘阻抗状态。系统采用平衡电桥与非平衡电桥相结合的测试原理，避免平衡电桥在正负母线同时接地无法检测的问题，模块具有负压检测功能，可为充电桩提供负压信号防止反接。用户可以通过RS485接口循环扫描监测模块实现数据获取，也可通过指令复位、停止模块工作。本产品内部接地电阻为1000k，上电或复位3秒后模块开始工作。

如图9所示电能表ESS501-E1起到的作用是记录用户用电量信息，方便运营管理，同时也为系统提供充电电压，电流，功率等信息。ESS501-E1为多费率直流电表。其工作过程需要配备分流器。分流器的作用是将电流信号转化为电压信号。电表和监控板之间通过485通讯交换数据。

如图10所示3G模块R9660W是充电桩与外界进行无线通讯的桥梁，通过3G模块，客户可以远程对充电桩进行监控，随时了解充电状态、充电电量、故障信息等。3G模块通过串口和监控板进行通讯。

如图11所示FU1/FU2是直流熔断器。熔断器YRPV起到过流防护功能，当充电电流超过设计电流规格后熔断器熔断，切断供电回路，保护车端安全。熔断器串联在直流输出正极。

如图12所示读卡器MT628用来识别IC卡，IC卡为随桩配送的储值卡，通过读卡器可以进行充电启动及结束操作，进行充电结算。读卡器模块通过串口与监控板进行通讯。

如图13所示断路器QF为塑壳断路器，型号为TGM1L。塑壳断路器是充电桩的总电源输入开关，可起到漏电保护的作用，防止人身财产的损失。

以上实施例仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种90kW双枪直流充电桩体，其特征在于，包括充电桩柜体(1)，设在充电桩柜体(1)内的多个隔板(2)将充电桩柜体(1)内从上到下分为多个安装腔(3)，所述的安装腔(3)内安装有用于固定安装充电桩元器件的充电模块箱(4)，所述的充电模块箱(4)包括壳体(401)和固定在壳体(401)内用于安装充电桩元器件的安装板(402)，所述的充电模块箱(4)与隔板(2)通过绝缘螺钉(5)固定连接；

所述的充电桩柜体(1)的侧边的上部设有多个排风口(9)，侧边的下部设有多个进风口(10)，位于电桩柜体(1)内侧的进风口(10)处设有防水棉(11)，位于电桩柜体(1)内侧的排风口(9)处固定设有排风扇(12)。

2.根据权利要求书1所述的一种90kW双枪直流充电桩体，其特征在于，所述的充电桩柜体(1)的下部套设有下保护罩(6)，且该下保护罩(6)与充电桩柜体(1)的下部固定连接，所述的充电桩柜体(1)的上部套设有上保护罩(7)，该上保护罩(7)内侧的顶部与固定设在充电桩柜体(1)顶部设有的电缸(8)固定连接。

3.一种90kW双枪直流充电桩，其特征在于，包括多个相互并联且与AC380输入端通过断路器QF电连接的整流模块，用于对汽车充电的A/B枪，用于对A/B枪辅助电源控制、A/B枪电子锁控制及检测的主控板，用于数据采集，通讯传输，为主控板下发命令的监控板；

所述的整流模块与A/B枪通过直流接触器KM1/KM2或KM3/KM4电连接，所述的主控板的输出端与直流接触器KM1/KM2或KM3/KM4电连接，所述的监控板的输出端与主控板的输入端电连接；

所述的A/B枪固定连接在充电桩柜体(1)上，所述的整流模块、断路器QF、主控板和监控板分别设在充电桩柜体(1)内，所述的监控板的输入端与设在充电桩柜体(1)的感应触控屏(13)电连接。

4.根据权利要求3所述的一种90kW双枪直流充电桩，其特征在于，所述的整流模块与直流接触器KM1/KM2或KM3/KM4之间连接的电路上设有绝缘监测模块。

5.根据权利要求3所述的一种90kW双枪直流充电桩，其特征在于，所述的监控板的输入端连接有一用于检测A/B枪用电量多少的电能表，该电能表电连接在整流模块与直流接触器KM1/KM2或KM3/KM4之间连接的电路。

6.根据权利要求3所述的一种90kW双枪直流充电桩，其特征在于，所述的监控板双向连接有3G模块和读卡器。