CN210000164U - 一种直流充电桩系统 - Google Patents

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徐伟凡
娄柯
高文根
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Abstract

本实用新型揭示了一种直流充电桩系统，充电桩的电源接口经急停继电器、交流接触器、断路器、三相交流电能表连接三相交流电，由充电接口接入的电源线连接充电桩内的电源模块，所述充电桩内设有主控制器，所述充电桩外设有两个充电枪，所述电源模块设有两组，其中一组经直流接触器连接一个充电枪，另一组经另一个直流接触器连接另一个充电枪，所述主控制器输出控制信号至两个直流接触器。本实用新型是一种双枪直流充电桩，该充电桩综合利用率高，占地面积小，单枪工作时充电功率大，同时双枪工作时AB两枪也各自具备最大150KW的功率，实现了充电桩智能化控制、网络化。

Description

一种直流充电桩系统
技术领域
本实用新型涉及电动汽车充电设备，尤其涉及大功率直流双枪充电桩。
背景技术
目前制约新能源汽车发展的原因有基础配套充电设施的发展，两者相辅相成，充电桩的数量及其充电控制智能化的水平，需要合理设计规划充电设施及充电桩容量。目前市场上的充电桩为交流充电桩和直流充电桩，交流充电桩因其较慢的充电速度又称为慢充；因此，大力发展直流快充技术，建设直流充电桩更符合当今的发展趋势。
目前市场上的一桩一充的充电桩，设备整体价格高、占地面积大，利用率低。且大多是小功率充电桩，不能为大功率设备进行充电。因此,有必要进行改进。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是实现一种一机双枪大功率电动汽车直流充电桩。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种直流充电桩系统，充电桩的电源接口经急停继电器、交流接触器、断路器、三相交流电能表连接三相交流电，由充电接口接入的电源线连接充电桩内的电源模块，所述充电桩内设有主控制器，所述充电桩外设有两个充电枪，所述电源模块设有两组，其中一组经直流接触器连接一个充电枪，另一组经另一个直流接触器连接另一个充电枪，所述主控制器输出控制信号至两个直流接触器。
充电桩的电源接口处连接有浪涌保护器，所述电源模块设有10个，每五个一组且相互并联。
所述主控制器为STM32F407ZGT6芯片，所述三相交流电能表连接主控制器RS485接口，所述主控制器RS232接口连接IC读卡器，所述主控制器RS485接口连接触控屏，所述主控制器以太网接口连接网络服务器，所述主控制器CAN接口连接电源模块以及充电枪。
充电桩内设有两个12V直流电源，两个所述12V直流电源输入端连接电源接口，其中一个12V直流电源的输出端连接练个充电枪的A+和A-，另一个12V直流电源的输出端连接人机交互的显示屏。
所述充电桩内的主控制器和电源模块上固定有温度传感器，所述温度传感器经信号线连接主控制器的信号输入端，所述充电桩内的主控制器旁和电源模块旁固定有散热风扇，所述主控制器的信号输出端连接散热风扇的驱动单元。
本实用新型是一种双枪直流充电桩，该充电桩综合利用率高，占地面积小，单枪工作时充电功率大，同时双枪工作时AB两枪也各自具备最大150KW的功率，实现了充电桩智能化控制、网络化。
附图说明
下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
图1为本发明的整体结构框图；
图2为本发明的主控制器功能框图；
图3为本发明的均流程序流程图；
图4为本发明的CAN通讯网络结构图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
大功率直流双枪电动汽车充电桩，包括充电桩壳体、以stm32为核心的主控制器、两个直流充电枪、10个30KW充电模块、交直流接触器、断路保护器、浪涌保护器、智能电表、人机交互触摸屏、读卡器、辅助电源、信号指示灯、急停控制开关、散热风扇。直流接触器与主控制器连接，来实现单枪最大300KW的充电功率。主控制器通过CAN通讯与BMS和充电模块通信，实现控制充电模块的输出。主控制器同时设计了以太网接口，实现数据的上传保存及网络通信。
如图1所示，采用10个电源模块并联，设计单充、双充两种充电控制方式。双充：A、B两枪同时进行充电，各枪最大有5个电源模块进行充电。单充：只有一枪进行工作的情况下，通过控制直流接触器，最大可有10个30KW电源模块进行单枪充电，最大功率为300KW。用户将充电枪接入电动汽车上的充电接口，通过充电桩上的RFID刷卡区域，读取用户信息，并通过人机交互触摸屏，选择充电模式进行充电。充电时，三相交流电输入作为电源模块的输入，接入浪涌保护器、三相交流电能表、交流接触器，电源模块通过整流、DCDC输出直流电，对车辆进行充电。输入端设计急停按钮，在紧急情况时可做急停保护控制，切断三相交流电的输入。主控制器与电源模块之间通过CAN总线通讯进行输出控制指令的交互，各电源模块之间也是通过CAN总线相连接，构成一个大的CAN现场总线网络。整个充电过程的数据可通过以外网向终端进行传输，由终端监控充电桩的运行状况及实时数据。桩内两个12V直流电源，其中一个连接到充电枪的A+和A-，为电动汽车提供低压辅助电源；另一个为人机交互的显示屏供电。桩内具有温度传感器，主控制器根据采样温度的高低，通过PWM波控制，实现散热风扇转速的调节。
本充电桩的采用主从设置法的均流方案。在10个电源模块并联构成的一个CAN通讯网络中，各模块具有唯一的地址，设定一个模块为主模块。均流程序控制框图如图3所示。开始时，通过与车上BMS通讯获取其SOC荷电状态信息，确定输出的功率，从而确定模块工作数量。AD采样定时对各工作模块输出电压电流采样，各个从模块的值都按同一值调制，与主模块电流基本一致，从而实现均流控制。
如图2所示，系统的主控制芯片选用STM32F407ZGT6，其具有丰富的外设接口：2路CAN、4路USART、2路UART、1路以太网接口。图4为CAN通讯网络结构图，2路CAN通讯实现充电桩与车上BMS和充电模块的通讯，根据BMS状况通过控制充电模块进行充电操作。读卡器使用RS232，实现读写卡功能。智能电表、触摸屏通过RS485分别实现电量的计量和人机交互的功能。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种直流充电桩系统，充电桩的电源接口经急停继电器、交流接触器、断路器、三相交流电能表连接三相交流电，由充电接口接入的电源线连接充电桩内的电源模块，所述充电桩内设有主控制器，其特征在于：所述充电桩外设有两个充电枪，所述电源模块设有两组，其中一组经直流接触器连接一个充电枪，另一组经另一个直流接触器连接另一个充电枪，所述主控制器输出控制信号至两个直流接触器。
2.根据权利要求1所述的直流充电桩系统，其特征在于：充电桩的电源接口处连接有浪涌保护器，所述电源模块设有10个，每五个一组且相互并联。
3.根据权利要求1或2所述的直流充电桩系统，其特征在于：所述主控制器为STM32F407ZGT6芯片，所述三相交流电能表连接主控制器RS485接口，所述主控制器RS232接口连接IC读卡器，所述主控制器RS485接口连接触控屏，所述主控制器以太网接口连接网络服务器，所述主控制器CAN接口连接电源模块以及充电枪。
4.根据权利要求3所述的直流充电桩系统，其特征在于：充电桩内设有两个12V直流电源，两个所述12V直流电源输入端连接电源接口，其中一个12V直流电源的输出端连接练个充电枪的A+和A-，另一个12V直流电源的输出端连接人机交互的显示屏。
5.根据权利要求4所述的直流充电桩系统，其特征在于：所述充电桩内的主控制器和电源模块上固定有温度传感器，所述温度传感器经信号线连接主控制器的信号输入端，所述充电桩内的主控制器旁和电源模块旁固定有散热风扇，所述主控制器的信号输出端连接散热风扇的驱动单元。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112248872A (zh) * 2020-11-23 2021-01-22 量势新能源科技(广州)有限公司 一种直流充电桩功率分配系统及方法
CN113690996A (zh) * 2021-07-30 2021-11-23 成都信息工程大学 一种一体式直流充电桩

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