CN208459535U - 基于4g网络/ec20充电堆的绝缘监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于4G网络/EC20充电堆的绝缘监测系统，包括被测电源，还包括机械检测装置和电器支撑装置，其中，机械检测装置包括外壳、铜刷、连接绝缘件、铜芯连接件、转轴、电机，外壳是内部呈空腔的圆柱体结构，外壳的一侧设置了通孔，通孔的中心处于外壳的中轴线上，转轴呈圆柱体，转轴贯穿在通孔中；电机设置在外壳的内部，电机的驱动轴连接在转轴的底部中心处。本实用新型实现了机电一体化，同时避免了现有技术中绝缘检测短路的情况发生，本实用新型简单、安全地实现了对绝缘情况的检测，其成本低廉，其携带和安装简易方便。

Description

基于4G网络/EC20充电堆的绝缘监测系统

技术领域

本实用新型涉及充电领域，具体涉及基于4G网络/EC20充电堆的绝缘监测系统。

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。但是充电桩功率固化，因此兼容性差，无法给不同功率需求的车充电，其次，充电桩适应性差，无法适应电池技术迅速发展的需求，从而容易导致投资的充电设备无法持续使用，为了改变上述境况，出现了充电堆，充电堆不是多个充电桩的集合，充电堆的特点在于，功率共享，即将充电站内所有功率集中，每个充电终端都可以从这个功率堆中获取需要的功率；柔性充电，根据车辆BMS所发出的充电需求，按需分配电功率；平滑扩展，随着电池充电倍率的提升，充电功率需求的增大，可扩充功率堆的功率以满足充电的需求；高效节能，不论充电需求如何，都应保证充电设备可以工作在最佳的负载率区间。现有技术中的绝缘检测装置主要依赖于电路实现对直流正极和负极对地的电流检测，从而依赖于欧姆定律达到两级对地的绝缘电阻值，但是这样的话可能会导致正极和负极短路连接，存在安全风险。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，目的在于提供基于4G网络/EC20充电堆的绝缘监测系统。

本实用新型通过下述技术方案实现：

基于4G网络/EC20充电堆的绝缘监测系统，包括被测电源，还包括机械检测装置和电器支撑装置，其中，

所述机械检测装置包括外壳、铜刷、连接绝缘件、铜芯连接件、转轴、电机，所述外壳是内部呈空腔的圆柱体结构，所述外壳的一侧设置了通孔，通孔的中心处于外壳的中轴线上，所述转轴呈圆柱体，所述转轴贯穿在通孔中；所述电机设置在外壳的内部，所述电机的驱动轴连接在转轴的底部中心处；所述铜芯连接件是由一根铜芯构成的“Z”字轴，所述铜芯连接件的一端竖直连接在转轴的上表面，所述铜刷的一端附着在所述铜芯连接件的另一端；所述连接绝缘件套接在铜芯连接件与铜刷连接的接头处；所述电机的转动带动转轴转动，所述转轴带动铜芯连接件、连接绝缘件、铜刷围绕转轴的中心轴扰动，所述被测电源的正极和负极均处于铜刷扰动的路径上；所述转轴的上半部分为导体，下半部分为绝缘体；

所述电器支撑装置包括供电电源、微控制器、无线发送装置、电流检测器，所述供电电源与微控制器连接，所述微控制器与无线发送装置通信单向连接，所述电流检测器与转轴的导体部分连接，所述电流检测器与微控制器通信单向连接。

现有技术中的绝缘检测装置主要依赖于电路实现对直流正极和负极对地的电流检测，从而依赖于欧姆定律达到两级对地的绝缘电阻值，但是这样的话可能会导致正极和负极短路连接，存在安全风险。本实用新型依赖于机械检测装置和电器支撑装置两个部件对绝缘进行监测，机械检测装置通过电机驱动转轴转动，再通过铜芯连接件将铜刷和转轴连接起来，当转轴在电机的驱动下转动后，铜芯连接件也会随之转动，而铜芯连接件呈Z字轴，一端竖直连接在转轴的上表面，另一端则将铜刷竖直朝上，铜刷不处于转轴的中心轴，当转轴转动后，铜刷会以转轴的中心轴为中心线作圆周运动，而被测电源的正负电极处于铜刷的饶动路径上，当铜刷接触正极时，会产生一个正向电流，电流通过铜刷、铜芯连接件以及转轴上半部分的导体后通过导线传输至电流检测器得到正极的正电流，通过正电流及其被测电源的电压，微控制器可以计算出正极的对地电阻；当铜刷接触负极时，会产生一个反向电流，电流通过铜刷、铜芯连接件以及转轴上半部分的导体后通过导线传输至电流检测器得到负极的负电流，通过负电流及其被测电源的电压，微控制器可以计算出负极的对地电阻；从而实现对绝缘的监测。为了使被测数据传输出去，采用无线发送装置将微控制器得到的数据发送至相关接收装置，使相关工作人员对其数据进行监控，从而保证充电堆的正常工作，避免出现安全事故。

进一步地，绝缘监测系统还包括固定部件，所述固定部件有两组，一组固定部件包括支撑件、联动件、活动轴，所述联动件为采用绝缘体制成的“Z”字轴，所述支撑件为圆弧面的吸盘，所述支撑件突出的一面连接在联动件的一端；所述活动轴设置在联动件连接支撑件端的另一端的拐点处，所述活动轴设置在外壳表面；两组固定部件中的活动轴设置在外壳的同一条直径的两端；两组固定部件中的支撑件相对设置。

本实用新型为了满足便携式和常安装式，设置固定部件，当需要移动式检测电源的绝缘情况时，两只手指或者两只手对联动件挤压，联动杆就能随着活动轴转动，从而使本实用新型轻易的从被测电源表面卸下或者安装上，如果常安装式，直接使用上述方法将本实用新型安装在被测电源上就可以不用监管了，支撑件采用的是吸盘，可以保证本实用新型的稳固性。

进一步地，无线发送装置采用4G通信模块EC20。

进一步地，铜刷由多根铜丝构成，铜刷的一端置空，另一端绑定在铜刷束缚件中；铜刷束缚件连接在铜芯连接件连接转轴端的另一端，且处于连接绝缘件中。使用铜刷束缚件，便于对铜刷的更换和管理。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本实用新型依赖于机械检测装置和电器支撑装置两个部件对绝缘进行监测，实现了机电一体化，同时避免了现有技术中绝缘检测短路的情况发生，本实用新型简单、安全地实现了对绝缘情况的检测，其成本低廉，其携带和安装简易方便。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型侧面剖视结构示意图；

图2为本实用新型俯视结构示意图；

图3为本实用新型铜刷剖视结构示意图；

图4为现有技术中绝缘检测原理结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

11-铜刷，12-连接绝缘件，13-铜芯连接件，14-转轴，15-电机，16-铜刷束缚件，21-供电电源，22-微控制器，23-无线发送装置，24-电流检测器，31-支撑件，32-联动件，33-活动轴， 4-被测电源，5-外壳。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1至图3所示，基于4G网络/EC20充电堆的绝缘监测系统，包括被测电源4，还包括机械检测装置和电器支撑装置，其中，

所述机械检测装置包括外壳5、铜刷11、连接绝缘件12、铜芯连接件13、转轴14、电机15，所述外壳5是内部呈空腔的圆柱体结构，所述外壳5的一侧设置了通孔，通孔的中心处于外壳5的中轴线上，所述转轴14呈圆柱体，所述转轴14贯穿在通孔中；所述电机15设置在外壳5的内部，所述电机15的驱动轴连接在转轴14的底部中心处；所述铜芯连接件13 是由一根铜芯构成的“Z”字轴，所述铜芯连接件13的一端竖直连接在转轴14的上表面，所述铜刷11的一端附着在所述铜芯连接件13的另一端；所述连接绝缘件12套接在铜芯连接件与铜刷11连接的接头处；所述电机15的转动带动转轴14转动，所述转轴14带动铜芯连接件13、连接绝缘件12、铜刷11围绕转轴14的中心轴扰动，所述被测电源4的正极和负极均处于铜刷11扰动的路径上；所述转轴14的上半部分为导体，下半部分为绝缘体；

所述电器支撑装置包括供电电源21、微控制器22、无线发送装置23、电流检测器24，所述供电电源21与微控制器22连接，所述微控制器22与无线发送装置23通信单向连接，所述电流检测器24与转轴14的导体部分连接，所述电流检测器24与微控制器22通信单向连接。本实施例中，微控制器22采用STM15F2K60S2单片机，电流检测器24采用电流表或者采用霍尔电流传感器，当采用霍尔电流传感器时，电流检测器24不需要与转轴14接触。

现有技术中的绝缘检测装置其检测原理图如图4所示，MOSFET开关周期即为监测周期，每一个监测周期分为三个模式，Q1闭合Q2断开，Q2闭合Q1断开，Q1闭合Q2断开，三种模式分别对i1和i2进行采样，即可计算出两极对地绝缘电阻值。现有技术中主要依赖于电路实现对直流正极和负极对地的电流检测，从而依赖于欧姆定律达到两级对地的绝缘电阻值，但是这样的话可能会导致正极和负极短路连接，存在安全风险。本实施例依赖于机械检测装置和电器支撑装置两个部件对绝缘进行监测，机械检测装置通过电机15驱动转轴14转动，再通过铜芯连接件13将铜刷11和转轴14连接起来，当转轴14在电机15的驱动下转动后，铜芯连接件13也会随之转动，而铜芯连接件13呈Z字轴，一端竖直连接在转轴14的上表面，另一端则将铜刷11竖直朝上，铜刷11不处于转轴14的中心轴，当转轴14转动后，铜刷11 会以转轴14的中心轴为中心线作圆周运动，而被测电源4的正负电极处于铜刷11的饶动路径上，当铜刷11接触正极时，会产生一个正向电流，电流通过铜刷11、铜芯连接件以及转轴14上半部分的导体后通过导线传输至电流检测器24得到正极的正电流，通过正电流及其被测电源4的电压，微控制器22可以计算出正极的对地电阻；当铜刷11接触负极时，会产生一个反向电流，电流通过铜刷11、铜芯连接件以及转轴14上半部分的导体后通过导线传输至电流检测器24得到负极的负电流，通过负电流及其被测电源4的电压，微控制器22可以计算出负极的对地电阻；从而实现对绝缘的监测。为了使被测数据传输出去，采用无线发送装置23将微控制器22得到的数据发送至相关接收装置，使相关工作人员对其数据进行监控，从而保证充电堆的正常工作，避免出现安全事故。

进一步地，绝缘监测系统还包括固定部件，所述固定部件有两组，一组固定部件包括支撑件31、联动件32、活动轴33，所述联动件32为采用绝缘体制成的“Z”字轴，所述支撑件31为圆弧面的吸盘，所述支撑件31突出的一面连接在联动件32的一端；所述活动轴33 设置在联动件32连接支撑件31端的另一端的拐点处，所述活动轴33设置在外壳5表面；两组固定部件中的活动轴33设置在外壳5的同一条直径的两端；两组固定部件中的支撑件31 相对设置。

本实施例为了满足便携式和常安装式，设置固定部件，当需要移动式检测电源的绝缘情况时，两只手指或者两只手对联动件32挤压，联动杆就能随着活动轴33转动，从而使本实施例轻易的从被测电源4表面卸下或者安装上，如果常安装式，直接使用上述方法将本实施例安装在被测电源4上就可以不用监管了，支撑件31采用的是吸盘，可以保证本实施例的稳固性。

进一步地，无线发送装置23采用4G通信模块EC20。

进一步地，铜刷11由多根铜丝构成，铜刷11的一端置空，另一端绑定在铜刷束缚件16 中；铜刷束缚件16连接在铜芯连接件13连接转轴14端的另一端，且处于连接绝缘件12中。使用铜刷束缚件16，便于对铜刷11的更换和管理。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于4G网络/EC20充电堆的绝缘监测系统，包括被测电源(4)，其特征在于，还包括机械检测装置和电器支撑装置，其中，

所述机械检测装置包括外壳(5)、铜刷(11)、连接绝缘件(12)、铜芯连接件(13)、转轴(14)、电机(15)，所述外壳(5)是内部呈空腔的圆柱体结构，所述外壳(5)的一侧设置了通孔，通孔的中心处于外壳(5)的中轴线上，所述转轴(14)呈圆柱体，所述转轴(14)贯穿在通孔中；所述电机(15)设置在外壳(5)的内部，所述电机(15)的驱动轴连接在转轴(14)的底部中心处；所述铜芯连接件(13)是由一根铜芯构成的“Z”字轴，所述铜芯连接件(13)的一端竖直连接在转轴(14)的上表面，所述铜刷(11)的一端附着在所述铜芯连接件(13)的另一端；所述连接绝缘件(12)套接在铜芯连接件(13)与铜刷(11)连接的接头处；所述电机(15)的转动带动转轴(14)转动，所述转轴(14)带动铜芯连接件(13)、连接绝缘件(12)、铜刷(11)围绕转轴(14)的中心轴扰动，所述被测电源(4)的正极和负极均处于铜刷(11)扰动的路径上；所述转轴(14)的上半部分为导体，下半部分为绝缘体；

所述电器支撑装置包括供电电源(21)、微控制器(22)、无线发送装置(23)、电流检测器(24)，所述供电电源(21)与微控制器(22)连接，所述微控制器(22)与无线发送装置(23)通信单向连接，所述电流检测器(24)与转轴(14)的导体部分连接，所述电流检测器(24)与微控制器(22)通信单向连接。

2.根据权利要求1所述的基于4G网络/EC20充电堆的绝缘监测系统，其特征在于，所述绝缘监测系统还包括固定部件，所述固定部件有两组，一组固定部件包括支撑件(31)、联动件(32)、活动轴(33)，所述联动件(32)为采用绝缘体制成的“Z”字轴，所述支撑件(31)为圆弧面的吸盘，所述支撑件(31)突出的一面连接在联动件(32)的一端；所述活动轴(33)设置在联动件(32)连接支撑件(31)端的另一端的拐点处，所述活动轴(33)设置在外壳(5)表面；两组固定部件中的活动轴(33)设置在外壳(5)的同一条直径的两端；两组固定部件中的支撑件(31)相对设置。

3.根据权利要求1所述的基于4G网络/EC20充电堆的绝缘监测系统，其特征在于，所述无线发送装置(23)采用4G通信模块EC20。

4.根据权利要求1所述的基于4G网络/EC20充电堆的绝缘监测系统，其特征在于，所述铜刷(11)由多根铜丝构成，铜刷(11)的一端置空，另一端绑定在铜刷束缚件(16)中；铜刷束缚件(16)连接在铜芯连接件(13)连接转轴(14)端的另一端，且处于连接绝缘件(12)中。