CN209381831U - 一种充电桩的集成式监控单元及其控制器及其充电桩 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及充电桩技术领域，特别涉及一种充电桩的集成式监控单元及其控制器及其充电桩，所述监控单元包括若干由PCB板和电子电路组合制得的功能模块，所述功能模块包括至少一路充电枪的主控模块和控制电源模块，以及绝缘检测模块和/或电压变送模块和/或BMS电源模块，各功能模块通过PCB板电气连接，形成集成式的监控单元，使得各功能模块之间连接线较短，降低了传输线的损耗，提升了监控单元的功率密度，提高了该结构的监控单元的可靠性和安全性，使监控单元工作效果较好，降低了监控单元的综合成本，方便监控单元的制备，使采用其的控制器和充电桩相应的体积较小，成本较低，工作效果较好，推广应用较方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及充电桩技术领域，特别涉及一种充电桩的集成式监控单元及其控制器及其充电桩。
背景技术
随着新能源汽车的发展，电动车的使用越来越受到人们的关注，充电桩是电动汽车正常使用不可缺少的配套设备，是电动汽车发展的关键技术，充电桩的综合成本的高低，直接影响着电动汽车的应用与发展。
如附图1所示，现有的设置有两个充电枪的充电桩内部结构示意图，在充电桩内排列设置有若干具有独立外壳和接线端子的控制模块，这些控制模块通过导线电气连接组成若干功能模块单元，若干功能模块单元通过导线连接组成实现对两条充电回路控制、监测、检测、计量等监控功能的监控单元，在充电桩制备时，组成监控单元的控制模块从不同的厂家采购，由人工单独进行配线后再安装到充电桩的柜体内，在与充电桩内直流主回路单元集成，形成控制器，如此，监控单元需要占用充电桩内较大的空间，导致控制器整体体积较大，充电桩的整体体积较大，且各功能模块需要导线连接，导致充电桩的硬件成本和人工成本较高，制备工艺复杂，生产效率较低，受人为因素影响较大，使用可靠性较差。
综上所述，目前亟需要一种技术方案，解决现有充电桩内监控单元需要占用充电桩内较大的空间，导致采用该监控单元的控制器及采用控制器的充电桩的整体体积较大，制备时的硬件成本和人工成本较高，受人为因素影响较大，使用可靠性较差的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有充电桩内监控单元需要占用充电桩内较大的空间，导致采用该监控单元的控制器及采用控制器的充电桩的整体体积较大，制备时的硬件成本和人工成本较高，受人为因素影响较大，使用可靠性较差的技术问题，提供了一种充电桩的集成式监控单元及其控制器及其充电桩。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种充电桩的集成式监控单元，包括若干由PCB板和电子电路组合制得的功能模块，所述功能模块包括至少一路充电枪的主控模块和控制电源模块，以及绝缘检测模块和/或电压变送模块和/或BMS电源模块，各功能模块通过PCB板电气连接，形成集成式的监控单元。
本实用新型的一种充电桩的集成式监控单元，其中所述主控模块用于将其他所有功能模块连接起来，协调相关功能模块开展属于自己的工作，并进行与例如充电桩的显示操作单元、收费处理单元以及充电桩以外的其它监控设备等的通信，所述绝缘检测模块用于测量充电过程的绝缘情况，所述电压变送模块用于将用电模块的电池电压转换为控制所需的标准信号，所述控制电源模块为各功能模块提供工作电源，所述BMS电源模块为汽车电池管理系统提供工作电源，通过采用由PCB板和电子电路组成的功能模块集成用于监控充电枪工作的监控单元，使得各功能模块之间连接线较短，降低了传输线的损耗，提升了监控单元的功率密度，提高了该结构的监控单元的可靠性和安全性，使监控单元工作效果较好，另外，还减少了监控单元制备过程中人工配线和接线的工作，使得监控单元可流水线生产，制备工艺简单，制备成本降低，生产效率提高，降低了监控单元的综合成本，方便监控单元的制备，可根据实际情况，将其中的若干功能模块采用PCB板和电子电路组成的结构，使得监控单元可根据实际采用的功能模块的结构调整体积，使监控单元的适用范围更广。
作为优选，所述电子电路包括中央处理单元，所述中央处理单元包括中央处理器、随机存储器、只读存储器、多种I/O口、中断系统、定时器/计数器、A/D转换器及外围辅助电路。
作为优选，所述中央处理单元包括集成器件，所述集成器件包括MCU和/或DSP和/或ARM和/或FPGA和/或SOC芯片。
作为优选，各功能模块设置在一张或多张 PCB 板上，当PCB板数量为多张时，所述的若干PCB板为分层和/或拼接和/或排列的设置。可根据实际情况，调整监控单元的各功能模块的安装位置和集成方式，改变监控单元的整体体积，进一步的扩大监控单元的适用范围。
作为优选，各功能模块的电子电路集成在一张PCB板上，通过该PCB板的内部走线连接。通过将各功能模块的电子电路集成在一张PCB板上，形成集成化程度更高的监控单元。
作为优选，单张PCB板上设置有至少一个监控单元的功能模块。可根据实际情况，将多个监控单元的功能模块进行集成，形成可同时控制多路充电枪的监控单元，进一步的增加监控单元的集成化程度，减少监控单元的整体体积。
作为优选，所述监控单元具有连接外部电能计量模块的接口单元和/或内部设置有电能计量模块。所述电能计量模块用于检测输出电压、输出电流及输出电度，将输出电压及输出电流的模拟信号转换为数字信号的输出电压、输出电流及输出电度，为收费处理提供数据支持，将电能计量模块设置在监控单元内部，使形成集成化程度更高的监控单元，在监控单元上设置与外部电能计量模块连接的接口，方便通过外部电能计量模块检测输出电压、输出电流及输出电度，进一步方便监控单元的使用。
作为优选，所述监控单元上还设置有与充电枪控制回路和/或直流充电模块和/或显示操作单元相连的接线端子。在监控单元上设置接线端子，方便将监控单元与其他器件连接，方便实现智能化监控系统，端子的便利性进一步减少充电桩的装配难度。
作为优选，还包括安装固定单元，所述安装固定单元包括元件板和/或支架和/或防护壳体，若干所述功能模块设置在所述安装固定单元上。可根据实际情况，采用板状结构的元件板和/或具有支撑作用的支架和/或具有防护作用的壳体，单独或组合的作为安装固定单元使用，较容易的实现各功能模块的集成，方便监控单元的装配安装。
作为优选，所述安装固定单元上设置有若干个接地连接口。设置接地连接口，保证监控单元的安全正常工作。
控制器，包括至少一个如上任意一项所述的监控单元，还包括至少一个直流主回路单元，所述集成式监控单元和直流主回路单元电气连接。
本实用新型的控制器，由于采用了上述的监控单元，使得控制器集成化程度较高，整体体积较小，工作效果较好，更适宜在流水生产线的生产台上装配，方便该控制器的在充电桩领域的推广应用。
作为优选，所述监控单元和直流主回路单元通过安装固定单元连接，形成层叠排布结构。通过安装固定单元将监控单元和直流主回路单元集成为层叠排布结构，使得监控单元和直流主回路单元之间距离较近，连接较方便，进一步的提高了控制器的集成化程度，方便控制器的使用。
作为优选，所述监控单元和直流主回路单元通过安装连接单元连接，形成翻盖结构。所述安装连接单元将监控单元和直流主回路单元集成为翻盖结构，一方面方便监控单元和直流主回路单元的集成，另一方面也有利于监控单元和直流主回路单元的单独维护检修更换。
充电桩，包括柜体，所述柜体内设置有至少一个如上所述的控制器。
本实用新型的充电桩，由于采用了上述的控制器，集成化程度较高，整体体积较小，综合成本较低，推广应用较容易，同时，制备工艺简单，适合流水线生产，生产成本降低，另外，安全性和可靠性较高，使用效果较好。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的一种用PCB板连接各功能模块的监控单元的有益效果是：
1、通过采用由PCB板和电子电路组成的功能模块集成用于监控充电枪工作的监控单元，使得各功能模块之间连接线较短，降低了传输线的损耗，提升了监控单元的功率密度，提高了该结构的监控单元的可靠性和安全性，使监控单元工作效果较好；
2、减少了监控单元制备过程中人工配线和接线的工作，使得监控单元可流水线生产，制备工艺简单，制备成本降低，生产效率提高，降低了监控单元的综合成本，方便监控单元的制备；
3、可根据实际情况，将其中的若干功能模块采用PCB板和电子电路组成的结构，使得监控单元可根据实际采用的功能模块的结构调整体积，使监控单元的适用范围更广；
本实用新型的控制器的有益效果是：
由于采用了上述的监控单元，使得控制器集成化程度较高，整体体积较小，工作效果较好，更适宜在流水生产线的生产台上装配，方便该控制器的在充电桩领域的推广应用；
本实用新型的充电桩的有益效果是：
1、由于采用了上述的监控单元，使得充电桩整体体积较小，综合成本较低，推广应用较容易；
2、制备工艺简单，适合流水线生产，生产成本降低；
3、安全性和可靠性较高，使用效果较好。
附图说明
图1是现有的设置有两个充电枪的充电桩内部结构示意图；
图2是本实用新型的一种用PCB板连接各功能模块的监控单元的组成结构示意图；
图3是实施例2的监控单元的结构示意图；
图4是实施例2的监控单元的另一实施效果的结构示意图；
图5是实施例3的监控单元的结构示意图；
图6是实施例5的控制器的结构示意图；
图7是图6另一视角的结构示意图；
图8是实施例6的控制器的结构示意图；
图9是图8另一视角的结构示意图；
图10是实施例6的控制器开启状态的结构示意图；
图11是实施例7的充电桩的结构示意图。
附图标记
1-PCB板，2-电子电路，3-功能模块，31-主控模块，32-绝缘检测模块，33-电压变送模块，34-控制电源模块，35-BMS电源模块，36-电能计量模块，37-接口单元，4-接线端子，5-安装固定单元，51-支架，52-元件板，53-防护壳体，54-接地连接口，55-转动铰链，56-锁紧件，6-监控单元，7-直流主回路单元，8-控制器，9-柜体，91-充电枪。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图2-5所示，一种充电桩的集成式监控单元，包括若干由PCB板1和电子电路2组合制得的功能模块3，所述功能模块3包括至少一路充电枪91的主控模块31、绝缘检测模块32、电压变送模块33、控制电源模块34和BMS电源模块35，各功能模块3通过PCB板1电气连接，并安装于安装固定单元5上，所述安装固定单元5上设置有若干个接地连接口54，形成集成式的监控单元6。
本实施例的一种充电桩的集成式监控单元，可根据充电枪91的数量设置监控单元6的数量，使监控单元6与充电枪91的充电回路一一对应，根据充电枪91的数量设置监控单元6的数量，使形成集成多个监控单元6的集成式监控单元6，实现对多个充电枪91的使用状态的监控，使得可根据实际情况调整监控单元6的体积，方便监控单元6的使用，本实施例中，所述的主控模块31可以选用或参考现有型号的WZK-II中的电子电路2，控制电源模块34选用或参考LRS-200-24中的电子电路2，绝缘监测模块32选用或参考UIMD01+USLD1S1中的电子电路2，电压变送模块33选用或参考LF-DV11中的电子电路2，BMS电源模块34选用或参考LRS-200-12中的电子电路2，将各现有型号的主控模块31、控制电源模块34、绝缘监测模块32、电压变送模块33和BMS电源模块35中的电子电路2进行集成化排布，进一步，可在满足监控单元6功能性能的需求情况下，采用更为简洁、性价比及可靠性更高的电子电路替2代前述各功能模块3的电子电路2，以达到更好的设置效果，使各功能模块3中的电子电路2集成到一个或多个PCB板1上，各功能模块3之间通过PCB板1内部走线或板载连接器电气连接，形成集成化的监控单元6，不仅达到原有各功能模块3的工作效果，而且大大减小了监控单元6的整体体积，并方便根据各监控单元6的适用环境，调整各电子电路2上电气元件的型号，使形成适用于不同功率频段的充电桩使用的监控单元6。
优选的，所述监控单元具有连接外部电能计量模块的接口单元。本实施例通过在监控单元6内设置电能计量模块36，使监控单元6集成更多的功能模块3，功能更全面，集成化程度更高，适用范围更广。
优选的，所述监控单元6具有连接外部电能计量模块的接口单元37。所述接口单元37包括输出电压接口和/或输出电流接口和/或通信接口，在监控单元6上设置与外部电能计量模块连接的接口单元37，方便通过外部电能计量模块检测充电桩的输出电压、输出电流及输出电度，进一步方便对充电桩的控制，可根据实际情况，在监控单元6内设置电能计量模块36的同时在监控单元6上设置用于连接外部电能计量模块的接口单元37，进一步的增加监控单元6的功能，形成功能更全面的集成化的监控单元6。
优选的，所述监控单元6上还设置有与充电枪控制回路和/或直流充电模块和/或显示操作单元相连的接线端子4。本实施例优选在安装固定单元5的上下边缘上集中设置若干接线端子4，方便整体安装到充电桩内的监控单元6与充电桩内的其他部件连接，减少监控单元6的装配难度。
优选的，所述安装固定单元5包括元件板52和/或支架51和/或防护壳体53，若干所述功能模块3设置在所述安装固定单元5上。本实施例优选采用板状结构的元件板52作为安装固定单元5使用，将各功能模块3安装于安装固定单元5上，较容易的实现各功能模块3的集成，方便监控单元6的装配安装，也可根据实际情况，采用元件板52和防护壳体53组合的形式，形成可以将监控单元6的功能模块3限制在一个防护壳体53内的集成式监控单元6，并预留接地连接口54进行接地连接，方便监控单元6的使用。
实施例2
如图2-5所示，一种充电桩的集成式监控单元，结构与实施例1相同，区别在于：单个监控单元6的各功能模块3均由PCB板1和电子电路组合2制得，各功能模块3以平行排列的方式设置在一张PCB 板1上，通过PCB板1的内部走线和/或各功能模块的PCB板1上的板载连接器电气连接。
本实施例的一种充电桩的集成式监控单元，将多个功能模块3设置在一张PCB板1上，使通过一张PCB板1实现多个功能模块3之间的电气连接，也可根据实际情况，将多个功能模块3之间通过板载连接器连接，将若干功能模块3集成在一个PCB板1上，提高监控单元6的集成化程度。
优选的，各功能模块3分层设置，各功能模块3的PCB板1之间通过内部走线和/或板载连接器连接。可根据实际情况，将各功能模块3的电子电路2中的部分电气元件设置在一个PCB板1上，再将其和其他电气元件设置在一个PCB板1上，改变监控单元6的集成式形式，使监控单元6的安装方式多样化，安装及装配更方便。
实施例3
如图2-5所示，一种充电桩的集成式监控单元，结构与实施例1相同，区别在于：单个监控单元6的各功能模块3的电子电路2集成在一张PCB板1上，通过该PCB板1的内部走线连接。
本实施例的一种用PCB板连接各功能模块的监控单元，通过将各功能模块3的电子电路2设置在一张PCB板1上，通过PCB板1内部走线或板载连接器实现各电子电路2之间的电气连接，形成集成多种功能的功能模块3，使形成集成化程度更高的监控单元6，方便监控单元6的整体流水线生产，装配更方便。
实施例4
如图2-5所示，一种充电桩的集成式监控单元，结构与实施例1相同，区别在于：单张PCB板1上设置有多个监控单元6的功能模块3。
本实施例的一种充电桩的集成式监控单元，可根据实际情况，将多个监控单元6的所有功能模块3的电子电路2均集成在一个PCB板1上，或者将多个监控单元6的功能模块3分别安装在PCB板1上，通过PCB板1内部走线和/或板载连接器连接，实现多个监控单元6的功能模块3的电气连接，不仅有利于提高监控单元6部分的整体集成化程度，而且还可调整监控单元6的各功能模块3的安装位置和集成方式，使改变监控单元6的形状结构，方便监控单元6在不同型号充电桩内的整体安装，使用安装较方便，适用性较强。
实施例5
如图2-7所示，控制器8，包括至少一个如上任意一项所述的监控单元6，还包括至少一个直流主回路单元7，所述集成式监控单元6和直流主回路单元7电气连接，所述监控单元6和直流主回路单元7通过安装固定单元5连接，形成层叠排布结构。
本实施例的控制器，优选采用支架51和板状结构的元件板52组合作为安装固定单元5使用，将直流主回路单元7安装在支架51上，将支架51安装在元件板52上，实现安装监控单元6和直流主回路单元7的层叠排布结构，可根据实际情况，改变支架51在元件板52的安装位置，较容易的调整监控单元6和直流主回路单元7的安装位置，安装调整方便。
实施例6
如图2-6，8-10所示，本实施例的控制器与实施例5结构相同，区别在于：所述监控单元6和直流主回路单元7通过安装固定单元5连接，形成翻盖结构，所述安装固定单元5包括至少一个转动铰链55，所述转动铰链55设置在监控单元6和直流主回路单元7之间，当所述转动铰链55转动时，所述监控单元6和直流主回路单元7相对转动。
本实施例的控制器，其中的监控单元6和直流主回路单元7分别包括各自的功能模块3，并通过各自的元件板52和/或支架51分别集成连接后设置于各自的防护壳体53内，通过电缆布线实现监控单元6和直流主回路单元7的电气连接，同时，在监控单元6和直流主回路单元7之间设置了两个转动铰链55，使得当转动铰链55转动时，监控单元6和直流主回路单元7相对转动，使形成由监控单元6、直流主回路单元7和转动铰链55组成的翻盖结构的控制器8，该翻盖结构转动开启时，可较方便的观察到监控单元6和直流主回路单元7的内部结构，方便分别对监控单元6和直流主回路单元7的单独维护检修、更换，该翻盖结构转动关闭时，可较方便的通过防护壳体53将监控单元6和直流主回路单元7限制在防护壳体53内，提高控制器8的整体防护效果，提高控制器8的集成效果，保证控制器8的正常使用。
优选的，还包括若干锁紧件56，所述锁紧件56与转动铰链55可拆卸的连接，限制所述监控单元6和直流主回路单元7的相对转动。通过设置锁紧件56与转动铰链55连接，使得当监控单元6和直流主回路单元7转动到控制器8关闭后，通过锁紧件56将监控单元6和直流主回路单元7锁紧固定在一起，维持集成结构，使控制器8在使用过程中结构稳定，保证控制器8的正常使用，所述锁紧件56可以是螺钉和/或螺栓和/或其他具有连接锁紧功能的结构。
实施例7
如图2-11所示，充电桩，包括柜体9，所述柜体9内设置有至少一个如上所述的控制器8。
本实施例的充电桩，由于采用了上述的控制器8，集成化程度较高，整体体积较小，综合成本较低，推广应用较容易，同时，制备工艺简单，适合流水线生产，生产成本降低，另外，安全性和可靠性较高，使用效果较好。
以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但本实用新型不局限于上述具体实施方式，因此任何对本实用新型进行修改或等同替换，而一切不脱离实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。
Claims (10)
1.一种充电桩的集成式监控单元，其特征在于，包括若干由PCB板(1)和电子电路(2)组合制得的功能模块(3)，所述功能模块(3)包括至少一路充电枪的主控模块(31)和控制电源模块(34)，以及绝缘检测模块(32)和/或电压变送模块(33)和/或BMS电源模块(35)，各功能模块(3)通过PCB板(1)电气连接，形成集成式的监控单元(6)。
2.如权利要求1所述的集成式监控单元，其特征在于：各功能模块(3)设置在一张或多张PCB板(1)上，当PCB板(1)数量为多张时，所述的若干PCB板(1)为分层和/或拼接和/或排列的设置。
3.如权利要求1所述的集成式监控单元，其特征在于：各功能模块(3)的电子电路(2)集成在一张PCB板(1)上，通过该PCB板(1)的内部走线连接。
4.如权利要求1所述的集成式监控单元，其特征在于：单张PCB板(1)上设置有至少一个监控单元(6)的功能模块(3)。
5.如权利要求1-4任意一项所述的集成式监控单元，其特征在于：所述监控单元(6)具有连接外部电能计量模块的接口单元(37)和/或内部设置有电能计量模块(36)。
6.如权利要求5所述的集成式监控单元，其特征在于：所述监控单元(6)上还设置有与充电枪控制回路和/或直流充电模块和/或显示操作单元相连的接线端子(4)。
7.如权利要求6所述的集成式监控单元，其特征在于：还包括安装固定单元(5)，所述安装固定单元(5)包括元件板(52)和/或支架(51)和/或防护壳体(53)，若干所述功能模块(3)设置在所述安装固定单元(5)上。
8.如权利要求7所述的集成式监控单元，其特征在于：所述安装固定单元(5)上设置有若干个接地连接口(54)。
9.控制器，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-8任意一项所述的集成式监控单元(6)，还包括至少一个直流主回路单元(7)，所述集成式监控单元(6)和直流主回路单元(7)电气连接。
10.充电桩，包括柜体(9)，其特征在于，所述柜体(9)内设置有至少一个如权利要求9所述的控制器(8)。
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| CN201920072016.1U CN209381831U (zh) | 2019-01-16 | 2019-01-16 | 一种充电桩的集成式监控单元及其控制器及其充电桩 |
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