CN209119611U - 一种柔性功率分配设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柔性功率分配设备，包括控制器、若干个直流继电器、拨码开关、箱体、若干个正极电源输入端子、若干个负极电源输入端子、正极电源输出端子、负极电源输出端子；所述控制器、直流继电器设置在箱体内；所述正极、负极电源输入端子，正极、负极电源输出端子、拨码开关设置在箱体表面；电源的正极分别通过所述若干个正极电源输入端子与直流继电器的输入端连接，直流继电器的输出端并联连接在正极电源输出端子上；电源的负极分别通过所述若干个负极电源输入端子与直流继电器的输入端连接，所述直流继电器的输出端并联连接在负极电源输出端子上；所述直流继电器的控制端、拨码开关的控制端均与控制器电连接。

Description

一种柔性功率分配设备

技术领域

本实用新型涉及机电设备技术领域，更具体的，涉及一种柔性功率分配设备。

背景技术

随着电动汽车充电设备的日益发展，为了更好的适应运营的需要，缓解车主的充电焦虑，单台充电设备只具备1把充电枪这种结构形式，已经不能满足市场上的要求。在一机多充，也就是一台充电设备具有多个充电接口，各个充电接口可以独立的给电动汽车充电的要求下，不管是一体式的充电机，还是分体式的充电机，都具有多个充电接口。为了不造成功率浪费，要求每个充电接口能达到最高限额的充电功率，如此一来，在充电闲时（例如，只有一个充电接口被使用时），才能较快的进行充电。这样，就涉及到一个功率分配的概念。例如，一台120KW、一机双充形式的充电机，当一枪充电的时候，输出的充电功率应该达到120KW；当双枪独立对电动车充电的时候，每台电动车的充电功率应达到60KW。这便是最简单的功率分配要求。

目前业内实现功率分配的逻辑方案有很多，越智能的方案越复杂，对控制的要求越高。目前实现分配的硬件方案，主要采用MOS管或者直流继电器。目前现有技术存在以下几个不足之处：实现功率分配的硬件方案，控制电路复杂，不具备状态反馈；没有实现模块化设计，设备生产效率低，设备的安装、管理、维护不方便。

实用新型内容

本实用新型为了解决实现功率分配的控制电路复杂，不具有状态反馈，没有实现模块化设计的问题，提供了一种柔性功率分配设备，其突破现有技术的功率分配方案的局限性，提供了一种稳定可靠、生产方便、维护简单的实现方案。

为实现上述本实用新型目的，采用的技术方案如下：一种柔性功率分配设备，包括控制器、若干个直流继电器、拨码开关、箱体、若干个正极电源输入端子、数量与正极电源输入端子一致的负极电源输入端子、正极电源输出端子、负极电源输出端子；所述控制器、若干个直流继电器设置在箱体内；所述正极电源输出端子、负极电源输出端子、正极电源输入端子、负极电源输入端子、拨码开关设置在箱体表面；电源的正极分别通过所述若干个正极电源输入端子与直流继电器的输入端连接，直流继电器的输出端并联连接在正极电源输出端子上；电源的负极分别通过所述若干个负极电源输入端子与直流继电器的输入端连接，所述直流继电器的输出端并联连接在负极电源输出端子上；所述直流继电器的控制端、拨码开关的控制端均与控制器电连接。

所述直流继电器的规格采用750VDC、额定电路为150A、机械寿命大2×10⁶次，其驱动线圈电压与控制器供电电压相同，均为12VDC，具有开关量形式的状态反馈触点。根据直流继电器的规格，每一路直流电能的最大功率可达112.5KW。

优选地，还包括散热风扇、状态指示灯、调试接口、通信接口、电源接口；所述散热风扇、状态指示灯、调试接口、通信接口、电源接口分别设置在箱体上，并分别与控制器电连接。

每台所述的柔性功率分配设备安装一个散热风扇，当任一路直流继电器闭合工作后，控制器便控制散热风扇运转工作，有效减低所述的柔性功率分配设备内部的温度。本发明的散热风扇安装在PDU的正面，有利于现场观察其运转状况。

进一步地，所述状态指示灯包括若干个模块指示灯、PDU运行指示灯、PDU故障指示灯；所述模块指示灯用于指示直流继电器的工作状态；若干个模块指示灯、PDU运行指示灯、PDU故障指示灯均与控制器电连接。

进一步地，所述模块指示灯设有8个，用于指示电源正、负极的输入电路中的直流继电器工作状态，当某一通道闭合时，该通道对应的指示灯从熄灭转为常亮，反之则熄灭。所述的状态指示灯均安装在所述的柔性功率分配设备的正面，有利现场观察。

优选地，所述正、负极电源输入端子各设有8个，相应的电源正、负极的输入电路中的直流继电器各设有8个；所述的柔性功率分配设备由8路直流电源输入，每路的DC+、DC-通道均有一个直流继电器负责通断，因此柔性功率分配设备共有16个直流继电器。所述的柔性功率分配设备只有一路直流电源输出，利用每个通道的直流继电器的通断配合，所述的柔性功率分配设备可以输出级差极小的充电功率，即实现柔性功率分配。

优选地，所述拨码开关采用一个4P的机械拨码开关；

进一步地，所述控制器包括主控制芯片、所述主控制芯片连接设置多路遥信输入电路、遥控输出电路、1路CAN通信电路、电压转换模块；所述多路遥信输入电路采用光耦进行内外隔离，光耦的工频耐压值为5KV/1min，用于采集直流继电器的状态反馈及拨码开关的地址信号连接；所述遥控输出电路设有PCB板载式小继电器，用于控制直流继电器的通断；1路CAN通信电路采用光耦进行隔离设置，并在总线端口处设有一个跳线帽，接入用于终端匹配的120Ω电阻。

本发明可以将多台所述的柔性功率分配设备挂在同一条CAD总线上，实现与上级控制器之间的交互；通过拨码开关，设置所述的柔性功率分配设备的通信地址，避免了总线通信冲突。拨码开关共有4位，可设置15个地址，因此一条CAD总线上最多可以挂15个所述的柔性功率分配设备。

本发明在箱体上设有若干个正、负极电源输入端子、1个正、负极电源输出端子、调试接口、通信接口，将所述的柔性功率分配设备设计成模块化，方便现场的安装、更换，也避免了高压侧向运维人员暴露，提供了安全系数。

本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型是将所述的柔性功率设备设计成一体式的设备，用于充电设备之中，实现柔性功率分配。同时采用接线端子的安装方式，为其使用提供了极大的便利。当功率分配功能失效后，运维人员无需一一排查设备内部的故障，而可以直接用一台新的本发明所述的柔性功率分配设备进行更换，简单高效，保证了运营的需要。

2. 本实用新型采用了直流继电器作为开关器件，带有状态反馈触点。控制器可以通过控制PCB板上的小继电器，实现对直流继电器的控制，不存在繁琐的控制电路；利用反馈触点，通过遥信口即可检测直流继电器开关状态。另外所述的柔性功率分配设备有多路输入，只有一路输出，因此可以通过控制器控制多路直流继电器的通断，进而可以输出级差极小的充电功率，实现柔性功率分配。

附图说明

图1是本实用新型的电气结构图。

图2是本实用新型的8路输入、1路输出电气连接图。

图3是本实用新型所述的柔性功率分配设备的前视图。

图4是本实用新型所述的柔性功率分配设备的后视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做详细描述。

实施例1

如图1、图2所示，一种柔性功率分配设备，包括控制器、若干个直流继电器、拨码开关、箱体、若干个正极电源输入端子、数量与正极电源输入端子一致的负极电源输入端子、正极电源输出端子、负极电源输出端子；所述控制器、若干个直流继电器设置在箱体内；所述正极电源输出端子、负极电源输出端子、正极电源输入端子、负极电源输出端子、拨码开关设置在箱体表面；电源的正极分别通过所述若干个正极电源输入端子与直流继电器的输入端连接，直流继电器的输出端并联连接在正极电源输出端子上；电源的负极分别通过所述若干个负极电源输入端子与直流继电器的输入端连接，所述直流继电器的输出端并联连接在负极电源输出端子上；所述直流继电器的控制端、拨码开关的控制端均与控制器电连接。

所述直流继电器的规格采用750VDC、额定电路为150A、机械寿命大2×10⁶次，其驱动线圈电压与控制器供电电压相同，均为12VDC，具有开关量形式的状态反馈触点。根据直流继电器的规格，每一路直流电能的最大功率可达112.5KW。

如图3、图4所示，本实施例还包括散热风扇、状态指示灯、调试接口、通信接口、电源接口；所述散热风扇、状态指示灯、调试接口、通信接口、电源接口分别设置在箱体上，并分别与控制器电连接。

所述的调试接口，则有利于厂家在现场不打开所述的柔性功率分配设备箱体的前提下，进行设备调测，拨码开关几调试接口设置在箱体的正表面，极大的便利现场工作。

每台所述的柔性功率分配设备安装一个散热风扇，当任一路直流继电器闭合工作后，控制器便控制散热风扇运转工作，有效减低所述的柔性功率分配设备内部的温度。本发明的散热风扇安装在PDU的正面，有利于现场观察其运转状况。

本实施例所述状态指示灯包括若干个模块指示灯、PDU运行指示灯、PDU故障指示灯；所述模块指示灯用于指示直流继电器的工作状态；若干个模块指示灯、PDU运行指示灯、PDU故障指示灯均与控制器电连接。

本实施例所述模块指示灯设有8个，用于指示电源负极的输入电路中的直流继电器工作状态，当某一通道闭合时，该通道对应的指示灯从熄灭转为常亮，反之则熄灭。所述PDU运行指示灯，当所述柔性功率分配设备上电后，控制器控制其常亮；所述PDU故障指示灯，当控制器检测到如CAD通信故障、直流继电器驱动故障等问题时，PDU故障指示灯有熄灭转为常亮。所述的状态指示灯均安装在所述的柔性功率分配设备的正面，有利现场观察。

本实施例所述正、负极电源输入端子各设有8个，相应的电源正、负极的输入电路中的直流继电器各设有8个；所述的柔性功率分配设备由8路直流电源输入，每路的DC+、DC-通道均有一个直流继电器负责通断，因此柔性功率分配设备共有16个直流继电器。所述的柔性功率分配设备只有一路直流电源输出，利用每个通道的直流继电器的通断配合，所述的柔性功率分配设备可以输出级差极小的充电功率，即实现柔性功率分配。

本实施例所述控制器包括主控制芯片、所述主控制芯片连接设置多路遥信输入电路、遥控输出电路、1路CAN通信电路、电压转换模块；所述的主控制芯片采用意法半导体有限公司的Stm32f103ret6作为主芯片，板上全部采用工业级芯片，工作温度范围达-40°C~85°C；所述多路遥信输入电路采用光耦进行内外隔离，光耦的工频耐压值为5KV/1min，所述多路遥信输入电路与直流继电器的状态触电、拨码开关电连接，用于采集直流继电器的状态反馈及拨码开关的地址信号连接；所述遥控输出电路设有PCB板载式小继电器，用于控制直流继电器的通断，所述小继电器有效的隔离了潜在冲击对主控制芯片的干扰；1路CAN通信电路采用光耦进行隔离设置，并在总线端口处设有一个跳线帽，可以依据所述的柔性功率分配设备在总线拓扑图中的位置，接入用于终端匹配的120Ω电阻。

本实施例所述拨码开关采用一个4P的机械拨码开关；本实施例可以将多台所述的柔性功率分配设备挂在同一条CAD总线上，实现与上级控制器之间的交互；通过拨码开关，设置所述的柔性功率分配设备的通信地址，避免了总线通信冲突。拨码开关共有4位，可设置15个地址，因此一条CAD总线上最多可以挂15个所述的柔性功率分配设备。

本发明在箱体上设有若干个正、负极电源输入端子、1个正、负极电源输出端子、调试接口、通信接口，将所述的柔性功率分配设备设计成模块化，方便现场的安装、更换，也避免了高压测向运维人员暴露，提供了安全系数。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种柔性功率分配设备，其特征在于：包括控制器、若干个直流继电器、拨码开关、箱体、若干个正极电源输入端子、数量与正极电源输入端子一致的负极电源输入端子、正极电源输出端子、负极电源输出端子；所述控制器、若干个直流继电器设置在箱体内；所述正极电源输出端子、负极电源输出端子、正极电源输入端子、负极电源输入端子、拨码开关设置在箱体表面；电源的正极分别通过所述若干个正极电源输入端子与直流继电器的输入端连接，直流继电器的输出端并联连接在正极电源输出端子上；电源的负极分别通过所述若干个负极电源输入端子与直流继电器的输入端连接，所述直流继电器的输出端并联连接在负极电源输出端子上；所述直流继电器的控制端、拨码开关的控制端均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的柔性功率分配设备，其特征在于：还包括散热风扇、状态指示灯、调试接口、通信接口、电源接口；所述散热风扇、状态指示灯、调试接口、通信接口、电源接口分别设置在箱体上，并分别与控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的柔性功率分配设备，其特征在于：所述状态指示灯包括若干个模块指示灯、PDU运行指示灯、PDU故障指示灯；所述模块指示灯用于指示直流继电器的工作状态；所述若干个模块指示灯、PDU运行指示灯、PDU故障指示灯均与控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的柔性功率分配设备，其特征在于：所述模块指示灯设有8个，用于指示电源负极的输入电路中的直流继电器工作状态。

5.根据权利要求1所述的柔性功率分配设备，其特征在于：所述正极电源输入端子、负极电源输入端子各设有8个，相应的电源正、负极的输入电路中的直流继电器各设有8个。

6.根据权利要求1所述的柔性功率分配设备，其特征在于：所述拨码开关采用一个4P的机械拨码开关。

7.根据权利要求1~6任一项所述的柔性功率分配设备，其特征在于：所述控制器包括主控制芯片、所述主控制芯片连接设置多路遥信输入电路、遥控输出电路、1路CAN通信电路、电压转换模块；所述多路遥信输入电路采用光耦进行内外隔离，光耦的工频耐压值为5KV/1min，用于采集直流继电器的状态反馈及拨码开关的地址信号连接；所述遥控输出电路设有PCB板载式小继电器，用于控制直流继电器的通断；1路CAN通信电路采用光耦进行隔离设置，并在总线端口处设有一个跳线帽，接入用于终端匹配的120Ω电阻。