CN208797655U - 一种直流充电设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种直流充电设备，包括：主控系统集成单元、控制面板集成单元和直流充电集成单元，主控系统集成单元依次与控制面板集成单元和直流充电集成单元电连接，主控系统集成单元，包括主控电路板，用于通过控制面板集成单元间接实现对直流充电集成单元的控制；控制面板集成单元，包括中间继电器、控制接触器和开关电源，用于在为主控系统集成单元供电后，接收主控系统集成单元的控制指令，实现对直流充电集成单元的中继控制；直流充电集成单元，用于在接收到控制面板集成单元发送的中继控制信号后，为目标设备充电。本实用新型实施例实现了快速有效的对直流充电设备进行维护与维修，减少了设备故障的时间，提高了设备利用率。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及充电设备技术领域，尤其涉及一种直流充电设备。
背景技术
随着电动汽车行业的迅速发展，电动汽车充电行业也得到了快速发展。电动汽车直流充电桩是电动汽车充电设备中最常见的基础设施之一。
当前市场直流充电设备内部电气、结构方案均采用传统化设计，在设备定期维护或故障维修时，对于更换或维护保养元器件拆卸十分不便，大大延长了设备故障时间或维护时间，同时对维护人员技术能力要求较高，降低设备利用率。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种直流充电设备，以实现快速有效地对设备进行维修及维护，提高了设备的利用率，降低了成本。
本实用新型实施例提供了一种直流充电设备，所述设备包括：主控系统集成单元、控制面板集成单元和直流充电集成单元，所述主控系统集成单元依次与所述控制面板集成单元和所述直流充电集成单元电连接，其中，
所述主控系统集成单元，包括主控电路板，用于通过所述控制面板集成单元间接实现对所述直流充电集成单元的控制；
所述控制面板集成单元，包括中间继电器、控制接触器和开关电源，用于在为所述主控系统集成单元供电后，接收所述主控系统集成单元的控制指令，实现对所述直流充电集成单元的中继控制；
所述直流充电集成单元，用于在接收到所述控制面板集成单元发送的中继控制信号后，为目标设备充电。
本实用新型实施例在直流充电设备中配置依次电连接的主控系统集成单元、控制面板集成单元和直流充电集成单元，主控系统集成单元通过控制面板集成单元间接实现对直流充电集成单元的控制，实现为目标设备充电，通过将直流充电设备模块化，若设备发生故障能够根据模块化的单元快速定位故障问题，解决了现有的直流充电设备在进行故障维修时，各部件设置散乱不集中且拆卸不方便而导致的维修时间过长的问题，实现了快速有效的对直流充电设备进行维护与维修，减少了设备故障的时间，提高了设备利用率，同时也节省了人工成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例一中的直流充电设备的结构示意图；
图2是本实用新型实施例二中的直流充电设备的结构示意图；
图3是本实用新型实施例三中的直流充电设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本实用新型实施例一提供的一种直流充电设备的结构示意图，如图 1所示，该直流充电设备具体包括如下结构：
主控系统集成单元110、控制面板集成单元120和直流充电集成单元130，主控系统集成单元110依次与控制面板集成单元120和直流充电集成单元130 电连接。
其中，各个单元之间的电连接方式可以不同，示例性的，主控系统集成单元110与控制面板集成单元120之间的电连接方式优选可以是快速插拔端子连接，控制面板集成单元120与直流充电集成单元130之间的电连接方式优选可以是线缆连接。
主控系统集成单元110包括主控电路板，用于通过控制面板集成单元120 间接实现对直流充电集成单元130的控制；控制面板集成单元120包括中间继电器、控制接触器和开关电源，用于在为主控系统集成单元110供电后，接收主控系统集成单元110的控制指令，实现对直流充电集成单元130的中继控制；直流充电集成单元130，用于在接收到控制面板集成单元120发送的中继控制信号后，为目标设备充电。
由于主控系统集成单元110的输出电压等级为弱电等级(例如可以是直流 24V)，而直流充电集成单元130的输入电压等级为强电等级(例如可以是交流 380V)，因此，优选可以在主控系统集成单元110与直流充电集成单元130之间设置控制面板集成单元120，该控制面板集成单元120可以设置为输入电压等级为弱电等级，输出电压等级为强电等级。
本实施例中的直流充电设备在工作时，控制面板集成单元120通过其中集成的开关电源为主控系统集成单元110供电，以使主控系统集成单元110能够正常工作；主控系统集成单元110中的主控电路板通过快速插拔端子向控制面板集成单元120发出控制信号，以告知控制面板集成单元120启动直流充电集成单元130；控制面板集成单元120中的中间继电器和控制接触器通过线缆向直流充电集成单元130发送中继控制信号，直流充电集成单元130接收到中继控制信号后，将交流电信号转换为直流电信号，为目标设备进行充电。
本实施例提供的直流充电设备，配置有依次电连接的主控系统集成单元、控制面板集成单元和直流充电集成单元，主控系统集成单元通过控制面板集成单元间接实现对直流充电集成单元的控制，实现为目标设备充电，上述通过将直流充电设备模块化，若设备发生故障能够根据模块化的单元快速定位故障问题，解决了现有的直流充电设备在进行故障维修时，各部件设置散乱不集中且拆卸不方便而导致的维修时间过长的问题，实现了快速有效的对直流充电设备进行维护与维修，减少了设备故障的时间，提高了设备利用率，同时也节省了人工成本。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上，提供了直流充电集成单元130的具体组成结构，图2是本实用新型实施例二提供的直流充电设备的结构示意图，如图2 所示，直流充电集成单元包括：交流接触器集成单元、至少一个功率模块集成单元和至少一个直流输出集成单元，所述交流接触器集成单元依次与所述至少一个功率模块集成单元、所述至少一个直流输出集成单元电连接，所述交流接触器集成单元与所述控制面板集成单元电连接，该直流充电设备具体包括如下结构：
主控系统集成单元210、控制面板集成单元220、交流接触器集成单元230、至少一个功率模块集成单元240和至少一个直流输出集成单元250，主控系统集成单元210依次与控制面板集成单元220、交流接触器集成单元230、至少一个功率模块集成单元240和至少一个直流输出集成单元250电连接，其中，功率模块集成单元240的个数优选可以是10个，直流输出集成单元250的个数优选可以是4个。
示例性的，控制面板集成单元220与交流接触器集成单元230之间的电连接方式优选可以是线缆连接，交流接触器集成单元230与至少一个功率模块集成单元240之间的电连接方式优选可以是铜排连接，至少一个功率模块集成单元240与至少一个直流输出集成单元250之间的电连接方式优选可以是快速插拔端子连接。
主控系统集成单元210包括主控电路板，用于通过控制面板集成单元220 间接实现对交流接触器集成单元230的控制；控制面板集成单元220包括中间继电器、控制接触器和开关电源，用于在为主控系统集成单元210供电后，接收主控系统集成单元210交流接触器集成单元的控制指令，实现对交流接触器集成单元230的中继控制；交流接触器集成单元230包括交流塑壳断路器和交流接触器，用于在接收到控制面板集成单元220的中继控制信号后，为功率模块集成单元240提供交流输入；功率模块集成单元240包括功率模块，用于将交流输入转换为直流输出，并将直流输出通过电连接传递至直流输出集成单元 250；直流输出集成单元250由直流接触器和输出熔断器集成，用于为目标设备充电。
本实施例中的直流充电设备的工作原理如下：
控制面板集成单元220通过其中集成的开关电源为主控系统集成单元210 供电，以使主控系统集成单元210能够正常工作；主控系统集成单元210中的主控电路板通过快速插拔端子向控制面板集成单元220发出控制信号，以告知控制面板集成单元220启动交流接触器集成单元230；控制面板集成单元220 中的中间继电器和控制接触器通过线缆向交流接触器集成单元230发送中继控制信号；交流接触器集成单元230接收到中继控制信号后，交流接触器集成单元230中集成的交流塑壳断路器和交流接触器通过铜排将交流电信号传输至功率模块集成单元240，作为功率模块集成单元240的输入信号；功率模块集成单元240将输入信号转换为直流电信号，功率模块集成单元240中的功率模块通过快速插拔端子将直流电信号传输至直流输出集成单元250，作为直流输出集成单元250的输入信号，之后，直流输出集成单元250即可为目标设备充电。
本实施例提供的直流充电设备，在上述各实施例的基础上，将直流充电集成单元进一步优化为交流接触器集成单元、至少一个功率模块集成单元和至少一个直流输出集成单元，上述通过对直流充电设备更加细致地模块化，若设备发生故障能够根据模块化的单元快速定位故障问题，解决了现有的直流充电设备在进行故障维修时，各部件设置散乱不集中且拆卸不方便而导致的维修时间过长的问题，进一步实现了快速有效的对直流充电设备进行维护与维修，减少了设备故障的时间，提高了设备利用率，同时也节省了人工成本。
在上述各实施例的基础上，进一步的，直流输出集成单元250包括：一个直流正输出集成单元和一个直流负输出集成单元，其中：直流正输出集成单元包括单极直流接触器和输出熔断器，用于在为目标设备充电的过程中，实现直流正输出；直流负输出集成单元包括单极直流接触器和输出熔断器，用于在为目标设备充电的过程中，实现直流负输出。直流正输出集成单元和直流负输出集成单元实质是电源的正负两级。
本实施例中，直流正输出集成单元和直流负输出集成单元还可以分别与主控系统集成单元210电连接，其中，直流正输出集成单元与主控系统集成单元 210之间的电连接方式优选可以为快速插拔端子连接，直流负输出集成单元与主控系统集成单元210之间的电连接方式优选可以为快速插拔端子连接。基于此，直流正输出集成单元可以向主控系统集成单元210反馈单极直流接触器的状态、输出熔断器的故障状态，还可以给主控系统集成单元210提供直流正的电压采集接口；直流负输出集成单元可以向主控系统集成单元210反馈单极直流接触器的状态、输出熔断器的故障状态，还可以给主控系统集成单元210提供直流负的电压采集接口。
直流充电设备在为目标设备充电的过程中，往往还需要检测目标设备的充电量。基于此，优选可以在直流负输出集成单元设置分流器，用于检测直流输出集成单元250的输出电流信号，可以在主控系统集成单元210中设置直流电能表，直流电能表基于直流输出集成单元250提供的直流正的电压采集接口和直流负的电压采集接口，检测直流输出集成单元250的输出电压和电流信号，利用设置于直流负输出集成单元中的分流器和设置于主控系统集成单元210中的直流电能表，即可检测目标设备的充电量。
在上述各实施例的基础上，进一步的，直流充电设备还包括绝缘监测集成单元，绝缘监测集成单元分别与直流输出集成单元250和主控系统集成单元210 电连接，其中，绝缘监测集成单元与直流输出集成单元250之间的电连接方式优选可以为快速插拔端子连接，绝缘检测集成单元与主控系统集成单元210之间的电连接方式优选可以为快速插拔端子连接。
其中，绝缘监测集成单元包括绝缘监测集成模块和放电电阻，用于检测直流输出集成单元250的绝缘性能是否满足预设要求，还用于检测直流输出集成单元250的电能泄放功能是否正常，同时将检测结果反馈至主控系统集成单元 210。主控系统集成单元210根据检测结果做出相应的响应。其中，直流输出集成单元250的绝缘性能是否满足预设要求包括：直流输出集成单元250是否对地绝缘，和/或直流输出集成单元250的直流正负极之间是否绝缘。
在上述各实施例的基础上，进一步的，直流输出集成单元250和主控系统集成单元210电连接，其中，直流输出集成单元250与主控系统集成单元210 之间的电连接方式优选可以为快速插拔端子连接。
本实施例中，如果绝缘监测集成单元检测到直流输出集成单元250的绝缘性能满足预设要求，则主控系统集成单元210控制直流输出集成单元250为目标设备充电；如果绝缘监测集成单元检测到直流输出集成单元250的绝缘性能不满足预设要求，则所述主控系统集成单元210控制直流输出集成单元250停止为目标设备充电，以保证充电过程的安全性。
在上述各实施例的基础上，进一步的，功率模块集成单元240还包括地址板和切换接触器，所述功率模块集成单元240和所述主控系统集成单元210电连接，其中，功率模块集成单元240与主控系统集成单元210之间的电连接方式优选可以为快速插拔端子连接。
主控系统集成单元210为直流输出集成单元240提供功率模块集成单元240 的地址分配和功率切换。
示例性的，直流充电设备中包括10个功率模块集成单元240和4个直流输出集成单元250，其中，功率模块集成单元240的最大输出功率为3KW。如果只存在一个目标设备进行充电，且所需的功率为2KW，则主控系统集成单元210 控制功率模块集成单元240中的地址板，为目标设备正在占用的直流输出集成单元250随机分配一个功率模块集成单元240，此时，功率模块集成单元240 中的切换接触器将功率模块集成单元的输出功率切换为2KW。如果目标设备所需的功率为6KW，则主控系统集成单元210控制功率模块集成单元240中的地址板，为目标设备正在占用的直流输出集成单元250随机分配两个功率模块集成单元240，此时，每个功率模块集成单元240的输出功率为3KW。如果存在两个及以上的目标设备进行充电，对于每个目标设备而言，都遵循上述地址分配和功率切换规则。
在上述各实施例的基础上，进一步的，直流充电设备还包括风机集成单元，风机集成单元与控制面板集成单元220电连接，控制面板集成单元220为风机集成单元供电。其中，风机集成单元与控制面板集成单元220之间的电连接方式优选可以为快速插拔端子连接。风机集成单元包括轴流散热风机，用于为直流充电设备散热。
在上述各实施例的基础上，进一步的，直流充电设备还包括电压电流检测集成单元，电压电流检测集成单元分别与主控系统集成单元210和交流接触器集成单元230电连接。其中，电压电流检测集成单元与主控系统集成单元210 之间的电连接方式优选可以为快速插拔端子连接，电压电流检测集成单元与交流接触器集成单元230之间的电连接方式优选可以为快速插拔端子连接。
电压电流检测集成单元包括电流传感器、电压电流采样电路板，用于检测交流接触器集成单元230的输入侧的电流信号和电压信号，以及检测交流接触器集成单元230的输入侧的电流信号的处理能力和电压信号的处理能力，并将检测结果反馈至主控系统集成单元210，主控系统集成单元210根据检测结果做出相应的响应。
在上述各实施例的基础上，进一步的，直流充电设备还包括防雷系统集成单元，防雷系统集成单元与交流接触器集成单元230电连接。其中，防雷系统集成单元与交流接触器集成单元230之间的电连接方式优选可以为铜排连接。防雷系统集成单元包括浪涌保护器，用于在交流接触器集成单元230遭受到雷击或电击时，对直流充电设备进行浪涌保护。
进一步的，防雷系统集成单元还可以与主控系统集成单元210电连接，其中，防雷系统集成单元与主控系统集成单元210之间的电连接方式优选可以为快速插拔端子连接，防雷系统集成单元中的浪涌保护器通过快速插拔端子将浪涌保护器故障状态发送给主控系统集成单元210。
实施例三
本实用新型实施例提供了一种直流充电设备的优选实例。
如图3所示，直流充电设备包括主控系统集成单元301、控制面板集成单元302、交流接触器集成单元303、10个功率模块集成单元304、A枪直流正输出集成单元305、A枪直流负输出集成单元306、B枪直流正输出集成单元307、 B枪直流负输出集成单元308、绝缘监测集成单元309、风机集成单元310、电压电流检测集成单元311、防雷系统集成单元312。
其中，主控系统集成单元301通过快速插拔端子与控制面板集成单元302 电连接；控制面板集成单元302通过线缆与交流接触器集成单元303电连接；交流接触器集成单元303通过铜排与各个功率模块集成单元304电连接；各个功率模块集成单元304通过快速插拔端子，分别与A枪直流正输出集成单元305、 A枪直流负输出集成单元306、B枪直流正输出集成单元307、B枪直流负输出集成单元308电连接；各个功率模块集成单元304通过快速插拔端子，分别与主控系统集成单元301电连接；A枪直流正输出集成单元305、A枪直流负输出集成单元306、B枪直流正输出集成单元307、B枪直流负输出集成单元308分别通过快速插拔端子与绝缘监测集成单元309电连接；A枪直流正输出集成单元305、A枪直流负输出集成单元306、B枪直流正输出集成单元307、B枪直流负输出集成单元308分别通过快速插拔端子与主控系统集成单元301电连接；绝缘监测集成单元309通过快速插拔端子与主控系统集成单元301电连接；风机集成单元310通过快速插拔端子与控制面板集成单元302电连接；电压电流检测集成单元311通过快速插拔端子，分别与主控系统集成单元301和交流接触器集成单元303电连接；防雷系统集成单元312通过快速插拔端子，分别与主控系统集成单元301和交流接触器集成单元303电连接。
直流充电设备的具体工作流程如下：
控制面板集成单元302为主控系统集成单元301供电，上电后的主控系统集成单元301通过控制面板集成单元302中继控制交流接触器集成单元303工作；交流接触器集成单元303将交流电信号传输至各个功率模块集成单元304 (假定各个功率模块集成单元都处于工作状态)，功率模块集成单元304将交流电转换至直流电，并将直流电传输至A枪直流正输出集成单元305、A枪直流负输出集成单元306、B枪直流正输出集成单元307、B枪直流负输出集成单元 308(假定各个正、负输出集成单元都处于工作状态)；如果绝缘检测集成单元309检测到任何一对直流正、负输出集成单元的绝缘性能均满足预设要求，则可以继续为目标设备进行充电，如果绝缘检测集成单元309检测到任何直流正输出集成单元和/或直流负输出集成单元的绝缘性能不满足预设要求，则绝缘检测集成单元309将检测结果反馈至主控系统集成单元301，主控系统集成单元 301控制相应的直流正、负输出集成单元停止为目标设备进行充电；在此过程中，任何一对处于工作状态的直流正、负输出集成单元会持续向主控系统集成单元301反馈单极直流接触器的状态、输出熔断器的故障状态；
在充电的过程中，控制面板集成单元302与主控系统控制单元301进行通信交互，功率模块集成单元304与主控系统控制单元301进行通信交互。交流接触器集成单元303向主控系统集成单元301反馈其内部器件的状态。控制面板集成单元302持续控制风机集成单元310工作，为直流充电设备散热。在此过程中，交流接触器集成单元303为电压电流检测集成单元311提供三相接口，电压电流检测集成单元311持续检测交流接触器集成单元303的输入侧的电流信号和电压信号，以及输入侧的电流信号和电压信号的处理能力，并将检测结果反馈至主控系统集成单元301。交流接触器集成单元303为防雷系统集成单元312提供三相接口，一旦交流接触器集成单元303遭受雷击或电击，防雷系统集成单元312对交流接触器集成单元303进行浪涌保护，一旦防雷系统集成单元312发生故障，防雷系统集成单元312将故障反馈至主控系统集成单元301。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种直流充电设备，其特征在于，包括：主控系统集成单元、控制面板集成单元和直流充电集成单元，所述主控系统集成单元依次与所述控制面板集成单元和所述直流充电集成单元电连接，其中，
所述主控系统集成单元，包括主控电路板，用于通过所述控制面板集成单元间接实现对所述直流充电集成单元的控制；
所述控制面板集成单元，包括中间继电器、控制接触器和开关电源，用于在为所述主控系统集成单元供电后，接收所述主控系统集成单元的控制指令，实现对所述直流充电集成单元的中继控制；
所述直流充电集成单元，用于在接收到所述控制面板集成单元发送的中继控制信号后，为目标设备充电。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述直流充电集成单元包括：交流接触器集成单元、至少一个功率模块集成单元和至少一个直流输出集成单元，所述交流接触器集成单元依次与所述至少一个功率模块集成单元、所述至少一个直流输出集成单元电连接，所述交流接触器集成单元与所述控制面板集成单元电连接，其中，
所述交流接触器集成单元，包括交流塑壳断路器和交流接触器，用于在接收到所述控制面板集成单元的中继控制信号后，为所述功率模块集成单元提供交流输入；
所述功率模块集成单元，包括功率模块，用于将所述交流输入转换为直流输出，并将所述直流输出通过电连接传递至所述直流输出集成单元；
所述直流输出集成单元，由直流接触器和输出熔断器集成，用于为目标设备充电。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述直流输出集成单元包括：一个直流正输出集成单元和一个直流负输出集成单元，其中：
所述直流正输出集成单元，包括单极直流接触器和输出熔断器，用于在为目标设备充电的过程中，实现直流正输出；
所述直流负输出集成单元，包括单极直流接触器和输出熔断器，用于在为目标设备充电的过程中，实现直流负输出。
4.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述直流充电设备还包括：绝缘监测集成单元，所述绝缘监测集成单元分别与所述直流输出集成单元和所述主控系统集成单元电连接；
所述绝缘监测集成单元，包括绝缘监测集成模块和放电电阻，用于检测所述直流输出集成单元的绝缘性能是否满足预设要求，并将检测结果反馈至所述主控系统集成单元。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述直流输出集成单元和所述主控系统集成单元电连接；
若所述绝缘监测集成单元检测到所述直流输出集成单元的绝缘性能满足预设要求，则所述主控系统集成单元控制所述直流输出集成单元为目标设备充电；
若所述绝缘监测集成单元检测到所述直流输出集成单元的绝缘性能不满足预设要求，则所述主控系统集成单元控制所述直流输出集成单元停止为目标设备充电。
6.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述功率模块集成单元还包括地址板和切换接触器，所述功率模块集成单元和所述主控系统集成单元电连接；
所述主控系统集成单元为所述直流输出集成单元提供所述功率模块集成单元的地址分配和功率切换。
7.根据权利要求1-3任一项所述的设备，其特征在于，所述直流充电设备还包括：风机集成单元，所述风机集成单元与所述控制面板集成单元电连接；
所述风机集成单元包括轴流散热风机，用于为所述直流充电设备散热。
8.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述直流充电设备还包括：电压电流检测集成单元，所述电压电流检测集成单元分别与所述主控系统集成单元和所述交流接触器集成单元电连接；
所述电压电流检测集成单元，包括电流传感器、电压电流采样电路板，用于检测所述交流接触器集成单元的输入侧的电流信号和电压信号，并将所述电流信号和所述电压信号反馈至所述主控系统集成单元。
9.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述直流充电设备还包括：防雷系统集成单元，所述防雷系统集成单元与所述交流接触器集成单元电连接；
所述防雷系统集成单元包括浪涌保护器，用于对所述交流接触器集成单元进行浪涌保护。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，
所述防雷系统集成单元还与所述主控系统集成单元电连接，用于将所述防雷系统集成单元的故障状态反馈至所述主控系统集成单元。
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|---|---|---|---|
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| CN201820810578.7U CN208797655U (zh) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | 一种直流充电设备 |
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| CN208797655U true CN208797655U (zh) | 2019-04-26 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108482174A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-09-04 | 特瓦特能源科技有限公司 | 一种直流充电设备 |
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2018
- 2018-05-29 CN CN201820810578.7U patent/CN208797655U/zh active Active
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