CN210606255U - 车辆充电的教学装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车辆充电的教学装置，包括台架，所述台架的前侧和后侧分别设有主面板和背板，所述主面板和背板之间形成布线空间；还包括设置在所述背板上的AC电源座、与AC电源座连接的电源线、控制器、剩余电流保护器、防浪涌保护器、主接触器、充电线、线圈控制电路和IC读卡器，所述控制器、剩余电流保护器、防浪涌保护器、主接触器和IC读卡器设置在所述主面板上，所述线圈控制电路设置在所述布线空间内；所述主面板和背板上的所有部件之间的接线布置在所述布线空间内。本实用新型的装置可实现车辆的真实充电功能，可完成对车辆充电的实训，并方便学生对装置结构及工作原理的认知、故障现象的认知，教学质量高。

Description

车辆充电的教学装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种教学装置，尤其是涉及一种车辆充电的教学装置。

【背景技术】

目前，中国大力发展电动汽车，在电动汽车保有量快递增长的同时，匹配电动汽车的充电系统也快速建立。许多职业院校开始逐步设立新能源汽车教学专业，但目前还没有针对充电系统设计的教学实训设备。

因此，亟需提供一种车辆充电的教学装置。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，提供一种可完成对车辆充电的实训的车辆充电的教学装置。

本实用新型提供的一种车辆充电的教学装置，包括台架，所述台架的前侧和后侧分别设有主面板和背板，所述主面板和背板之间形成布线空间；还包括设置在所述背板上的AC电源座、与AC电源座连接的电源线、控制器、剩余电流保护器、防浪涌保护器、主接触器、充电线、线圈控制电路和IC读卡器，所述控制器、剩余电流保护器、防浪涌保护器、主接触器和IC读卡器设置在所述主面板上，所述线圈控制电路设置在所述布线空间内，所述AC电源座、剩余电流保护器、防浪涌保护器、主接触器和充电线顺次连接，所述充电线部分从所述主面板上伸出并位于主面板之外，所述控制器连接在所述剩余电流保护器和防浪涌保护器之间，所述线圈控制电路连接在所述控制器和主接触器之间，所述防浪涌保护器、线圈控制电路和IC读卡器分别与所述控制器连接；所述主面板和背板上的所有部件之间的接线布置在所述布线空间内。

进一步地，还包括交互触屏、充电计量器、电源指示灯、充电指示灯和故障指示灯，所述交互触屏、充电计量器、电源指示灯、充电指示灯和故障指示灯分别与所述控制器连接，所述充电计量器连接在所述剩余电流保护器和防浪涌保护器之间并设置在所述主面板上。

进一步地，所述IC读卡器、交互触屏、电源指示灯、充电指示灯和故障指示灯集成在一安装板上，所述安装板设置在主面板上，且安装板上在对应IC读卡器的位置形成有刷卡区。

进一步地，还包括设置在所述主面板上的急停开关，所述急停开关连接在所述控制器和线圈控制电路之间，并与控制器连接。

进一步地，还包括设置在所述背板上的电源开关，所述电源开关连接在所述AC电源座和剩余电流保护器之间。

进一步地，所述主面板上设有暗装空开盒，所述剩余电流保护器、防浪涌保护器设置在所述暗装空开盒内；所述暗装空开盒的盒盖上集成有磁性开关，所述磁性开关与所述控制器连接。

进一步地，所述剩余电流保护器的输入端和输出端、所述防浪涌保护器的接线端、所述主接触器的输入端和输出端、所述线圈控制电路的输入端和输出端、所述急停开关的输入端和输出端分别设有故障检测端子，所有的故障检测端子设置在所述主面板上。

进一步地，所述台架包括底框架以及设置在底框架顶部的安装框架，所述底框架底部的四个角上分别设有万向轮，所述安装框架的前侧和后侧分别设有所述主面板和背板。

进一步地，所述安装框架的左侧和右侧分别设有用于挂设所述电源线的第一挂钩以及用于挂设所述充电线的第二挂钩。

进一步地，所述主面板上设有插头收纳座，用于收纳所述充电线的插头。

本实用新型的装置可实现车辆的真实充电功能，可完成对车辆充电的实训，并通过将各个部件设置在主面板和背板上，方便学生对装置结构及工作原理的认知、故障现象的认知，从而提高了教学质量。

【附图说明】

图1为本实用新型一实施例提供的一种车辆充电的教学装置的结构示意图；

图2是图1所示车辆充电的教学装置的故障检测端子的示意图；

图3是图1所示车辆充电的教学装置的电路原理框图；

图4是图1所示车辆充电的教学装置的电路原理图。

【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描述。

参考图1至图4，本实用新型提供的一种车辆充电的教学装置，具体为一种电动汽车用国标慢充教学实训设备。该车辆充电的教学装置包括用于放置在水平面例如地面上的台架10、AC(交流)电源座21、电源线22、控制器23、剩余电流保护器24、防浪涌保护器25、主接触器26、充电线29、线圈控制电路28、IC读卡器27、交互触屏30、充电计量器31、电源指示灯32、充电指示灯33、故障指示灯34、电源开关36、故障设置模块38和故障设置接口37。

台架10的前侧和后侧分别设有主面板11和背板，主面板11和背板之间形成布线空间。本实施例中，台架10包括底框架101以及设置在底框架101顶部的U形安装框架102。底框架101和安装框架102分别由铝型材拼接而成，便于制造。底框架101底部的四个角上分别设有万向轮103，如此，本实用新型的装置可实现360度旋转或移动，轻松方便，便于教学。安装框架102的前侧和后侧分别设有上述的主面板11和背板。安装框架102的左侧和右侧分别设有用于挂设电源线22的第一挂钩104以及用于挂设充电线29的第二挂钩105，方便电源线22和充电线29的收纳。

安装框架102的前侧通过支架107安装有桌板106，桌板106位于主面板11的前侧，且桌板106的顶面与主面板11的底面平齐。桌板106可用于放置教学物品、故障检测仪器等等。

AC电源座21设置在背板上，靠近背板的底部。电源线22与AC电源座21连接。控制器23、剩余电流保护器24、防浪涌保护器25、主接触器26、充电计量器31、电源开关36和故障设置接口37设置在主面板11上。IC读卡器27、交互触屏30、电源指示灯32、充电指示灯33和故障指示灯34集成在一安装板271上，安装板271设置在主面板11上，且安装板271上在对应IC读卡器27的位置形成有刷卡区272，以便电动汽车充电IC卡的刷卡。安装板271位于主面板11上的靠近其顶部的左侧。控制器23位于主面板11上的靠近其顶部的右侧。充电计量器31位于安装板271和控制器23之间。

剩余电流保护器24和防浪涌保护器25设置在一暗装空开盒41内，暗装空开盒41设置在主面板11上。暗装空开盒41位于主面板11上的靠近其底部的左侧。主接触器26靠近暗装空开盒41，基本上与充电计量器31对应。线圈控制电路28设置在布线空间内。AC电源座21、剩余电流保护器24、防浪涌保护器25、主接触器26和充电线29顺次连接。充电线29部分从主面板11上伸出并位于主面板11之外，充电线29通过防水锁紧接头292固定在主面板11上以防将充电线29拉断。充电线29的插头291可收纳在主面板11上设置的插头收纳座42内，以对充电线29的插头291起到保护作用。

控制器23、充电计量器31连接在剩余电流保护器24和防浪涌保护器25之间，线圈控制电路28连接在控制器23和主接触器26之间。防浪涌保护器25、线圈控制电路28、IC读卡器27、交互触屏30、充电计量器31、电源指示灯32、充电指示灯33和故障指示灯34分别与控制器23连接。电源开关36设置在背板上，并靠近AC电源座21。电源开关36优选为一船型开关，操作方便。故障设置模块38设置在布线空间内。故障设置接口37设置在主面板11上，靠近主面板11的底部。电源开关36和故障设置模块38顺次连接在AC电源座21和剩余电流保护器24之间，故障设置接口37与故障设置模块38连接。

主面板11和背板上的所有部件之间的接线布置在布线空间内。

电源线22用于与外部电源连接，以通过AC电源座21实现电源的输入以对本装置供电。本实施例中，电源线22的外接电源例如为交流220V。电源线22在不实用时可挂设到第一挂钩104以实现收纳电源线22。

电源开关36用于实现开关电源。故障设置模块38用于实现故障设置例如记忆、读取、清除本装置的故障等等，还用于控制AC电源座21和剩余电流保护器24之间的线路通断。主接触器26上设有主接触器盖39，对主接触器26起到保护作用。主接触器盖39上集成有第一磁性开关40，第一磁性开关40与故障设置模块38连接。故障设置模块38通过第一磁性开关40判断主接触器盖39是否闭合，从而实现控制AC电源座21和剩余电流保护器24之间的线路通断。例如，当主接触器盖39打开时，第一磁性开关40发送打开信号到故障设置模块80，故障设置模块80判断主接触器盖39打开，从而控制AC电源座21和剩余电流保护器24之间的线路断开，当主接触器盖39关闭时，第一磁性开关40发送关闭信号到故障设置模块38，故障设置模块38判断主接触器盖39关闭，从而控制AC电源座21和剩余电流保护器24之间的线路接通。故障设置接口37用于与手持故障设置器45连接以实现故障设置。在实际进行故障设置时，可将手持故障设置器45放置在桌板106上，方便操作。

剩余电流保护器24起到防护装置的漏电、过载及短路的作用。防浪涌保护器25起到防止感应雷、操作过电压的作用。充电计量器31用于计量给车辆充电所用的电量情况，充电计量器31优选为一电能表。线圈控制电路28用于控制控制器23和主接触器26之间的线路通断。主接触器26用于控制输入到充电线29的电源的通断。充电线29用于与车辆的充电接口连接以实现给车辆充电。充电线29在不使用时，可挂设到第二挂钩105上以实现收纳充电线29，充电线29的插头291可收纳在插头收纳座42内，以对插头291起到保护作用。IC读卡器27用于实现用户的刷卡认证身份。交互触屏30用于实现人工交互，例如进行输入密码、选择充电方式等等操作。电源指示灯32、充电指示灯33和故障指示灯34分别用于指示电源状态、充电状态和故障状态，以便观察。

当AC电源座21和剩余电流保护器24之间的线路接通时，控制器23和充电计量器31通过剩余电流保护器24供电，控制器23和充电计量器31处于待机状态，并同时自动检查外部设备通讯状况和交流供电输入情况，充电计量器还显示电能、电流等数据，IC读卡器27、交互触屏30、电源指示灯32、充电指示灯33和故障指示灯34通过控制器23的AC/DC(交流/直流)电源供电。若外部设备通讯状况和交流供电输入故障，则控制器23控制故障指示灯34亮例如黄色闪烁，此时可检查暗装空开盒41的盒盖411是否打开或检查急停开关是否打开，若正常，则控制器23控制电源指示灯亮例如红色常亮，此时可将充电线29与待充电车辆的充电接口连接以待充电，然后用户在安装板271上的刷卡区272进行刷卡例如为电动汽车充电IC卡，IC读卡器27读取电动汽车充电IC卡的信息例如账户信息等并通过控制器23控制交互触屏30显示以供用户输入账户、密码等进行登录认证，并在交互触屏30上选择充电方式后，控制器23根据交互触屏30发送的信号控制线圈控制电路28接通，主接触器26的线圈上电，从而主接触器26的线圈触点如图4中的K1触点、K2触点吸合，如此即可通过充电线29向待充电车辆进行充电了，同时控制器23控制充电指示灯33亮例如绿色常亮。车辆在充电过程中，交互触屏30上会显示充电信息，例如显示充电线29的插头291标识、充电动画等等，充电计量器31计量充电所使用的电量。当车辆的电池充满时，控制器23控制线圈控制电路28断开，主接触器26的线圈断电，从而主接触器26的线圈触点如图4中的K1触点、K2触点断开，同时控制器23控制充电指示灯33灭，从而实现停止充电，充电即结束，此时用户需再次在刷卡区272进行刷卡以实现结算，如此，充电即完成。

暗装空开盒41的盒盖411上集成有磁性开关，磁性开关与控制器23连接。当暗装空开盒41的盒盖411打开时，磁性开关发送打开信号到控制器23，控制器23控制线圈控制电路28断开，使主接触器26的线圈断电，从而主接触器26的线圈触点如图4中的K1触点、K2触点断开，从而主接触器26断开输入到充电线29的电源以停止充电，控制器23同时控制故障指示灯34亮例如黄色闪烁、交互触屏30上显示故障。

本实用新型的装置还包括急停开关35，急停开关35连接在控制器23和线圈控制电路28之间，并与控制器23连接。急停开关35可实现手动切断输入到充电线29的电源以实现停止装置的充电工作。当急停开关35打开时，控制器23控制故障指示灯34亮例如黄色闪烁、交互触屏30上显示故障。

为方便学生能够直观、快速地了解本装置的充电原理，主面板11上绘制有剩余电流保护器24、防浪涌保护器25、主接触器26、控制器23、急停开关35、线圈控制电路28之间的线路原理图以及本装置的充电线29与车辆的充电接口之间连接的线路图(图1中未示出)。

本实施例中，控制器23主要包括MCU(微控制单元)以及与MCU连接的AC/DC电源模块。AC/DC电源模块连接在剩余电流保护器24和防浪涌保护器25之间以对MCU实现供电。防浪涌保护器25、急停开关35、线圈控制电路28、磁性开关分别与MCU连接。MCU具有浪涌保护检测功能、急停开关检测功能、线圈控制电路功能、暗装空开盒41的盒盖411开闭检测功能，可分别对防浪涌保护器25、急停开关35、线圈控制电路28、磁性开关发送的信号作出相应的控制操作。

通过上述的结构，本实用新型的装置可实现车辆的真实充电功能，可完成对车辆充电的实训，并通过将各个部件设置在主面板11和背板上，方便学生对装置结构及工作原理的认知、故障现象的认知，从而提高了教学质量。

本实用新型的装置还可实现故障检测及排除功能，可完成对车辆故障检测及排除的实训，能够锻炼学生故障检测及排除的能力，能够为学生完成故障检测及排除提供一个便利的模拟练习平台。

剩余电流保护器24的输入端和输出端、防浪涌保护器25的接线端、主接触器26的输入端和输出端、线圈控制电路28的输入端和输出端、急停开关35的输入端和输出端分别设有故障检测端子，所有的故障检测端子设置在主面板11上，并主要位于主面板11的中部位置，且所有的故障检测端子分布在主面板11上的线路原理图的对应的节点上，方便教学、检测。通过对相应的故障检测端子进行如电压、电阻、绝缘电阻或波形测量，从而可获得相应的测量数据，根据获得的测量数据从而可判断出相关部件是否出现故障，并可分析出是何种故障类型，从而可制定故障排故方案，如此即可完成故障检测及排除。对相应的故障检测端子进行如电压、电阻、绝缘电阻或波形测量，可采用如电压表、万用表、示波器或绝缘检测仪进行测量记录。在进行故障检测时，要先关闭本装置的电源，再进行测量电压、电阻、绝缘电阻或波形。

如图2和图4所示，具体的，剩余电流保护器24的输入端设有QS1故障检测端子241a、QS1N故障检测端子241b，输出端设有QS2故障检测端子242a和QS2N故障检测端子242b。QS1故障检测端子241a和QS2故障检测端子242a例如用红色表示，QS1N故障检测端子241b和QS2N故障检测端子242b例如用黑色表示，易于教学，方便学生能够直观的认知。例如测量电压时，可用例如电压表先测量QS1故障检测端子241a、QS1N故障检测端子241b，根据电压参数范围如AC/0-250V及标准值AC220V，若小于0.1V，则表明剩余电流保护器24未上电，若小于110V，则表明剩余电流保护器24出现故障，再测量QS2故障检测端子242a、QS2N故障检测端子242b，若小于0.1V，则表明剩余电流保护器24未上电，若小于110V，则表明剩余电流保护器24出现故障，如此可实现对剩余电流保护器24的故障检测及排除，若出现故障，则可进行故障维修操作。

防浪涌保护器25的接线端设有BL1故障检测端子251、BL2故障检测端子252和PE2故障检测端子253。PE2故障检测端子253为用于检测防浪涌保护器25的接地端子。BL1故障检测端子251例如用红色表示，BL2故障检测端子252例如用黑色表示，PE2故障检测端子253例如用蓝色表示。例如测量电压时，可用例如电压表测量BL1故障检测端子251、BL2故障检测端子252，根据电压参数范围如AC/0-250V及标准值AC220V，若小于0.1V，则表明防浪涌保护器25未上电，若小于110V，则表明防浪涌保护器25出现故障，如此可实现对防浪涌保护器25的故障检测及排除，若出现故障，则可进行故障维修操作。

主接触器26的输入端设有KM1故障检测端子261a、KM3故障检测端子261b，输出端设有KM2故障检测端子262a、KM4故障检测端子262b。KM1故障检测端子261a和KM2故障检测端子262a例如用红色表示，KM3故障检测端子261b和KM4故障检测端子262b例如用黑色表示。其进行电压测量的方式与剩余电流保护器24类似，这里不再赘述。如此可实现对防浪涌保护器25的故障检测及排除，若出现故障，则可进行故障维修操作。

线圈控制电路28的输入端和输出端分别设有X7-3故障检测端子281、X7-1故障检测端子282，X7-3故障检测端子281和X7-1故障检测端子282例如都用黑色表示。主接触器26的线圈的输入端和输出端分别设有A1故障检测端子263a、A2故障检测端子263b。A1故障检测端子263a例如用红色表示，A2故障检测端子263b例如用黑色表示。例如进行线圈控制线路(线圈控制电路28到主接触器26的线圈的线路)的电压测量时，可用例如电压表先测量A1故障检测端子263a、X7-3故障检测端子281，根据电压参数范围如AC/0-250V及标准值AC220V，若小于0.1V，则表明线圈控制线路未上电，若小于110V，则表明线圈控制线路出现故障，再测量A2故障检测端子263b、X7-1故障检测端子282，若小于0.1V，则表明线圈控制线路未上电，若小于110V，则表明线圈控制线路出现故障。例如进行线圈控制线路的电阻测量时，可用例如绝缘检测仪测量X7-1故障检测端子282、A2故障检测端子263b，根据电阻参数范围如0-无穷大及标准值如小于0.6欧姆，若为无穷大，则表明线圈控制线路断线。如此可实现对线圈控制线路的故障检测及排除，若出现故障，则可进行相应的故障维修操作。

急停开关35的输入端和输出端分别设有SA1故障检测端子351、SA2故障检测端子352，SA1故障检测端子351和SA2故障检测端子352例如用黑色表示。例如进行电压测量时，可用例如电压表测量SA1故障检测端子351、SA2故障检测端子352，根据电压参数范围如AC/0-250V及标准值AC220V，若小于0.1V，则表明急停开关35未上电，若小于110V，则表明急停开关35出现故障。如此可实现对急停开关35的故障检测及排除，若出现故障，则可进行故障维修操作。例如进行线圈控制线路(急停开关35到线圈控制电路28的线路)的电阻测量时，可用例如绝缘检测仪测量SA2故障检测端子352、X7-3故障检测端子281，根据电阻参数范围如0-无穷大及标准值如小于0.6欧姆，若为无穷大，则表明线圈控制线路断线。如此可实现对线圈控制线路的故障检测及排除，若出现故障，则可进行相应的故障维修操作。

进行如电压、电阻、绝缘电阻或波形测量时，可选择相应的故障检测端子进行测量即可。主面板11上还设有其他的故障检测端子如图4中的PE1故障检测端子、X5-1故障检测端子、X5-2故障检测端子等等，PE1故障检测端子、X5-1故障检测端子、X5-2故障检测端子等等主要是用于实现车辆接口的信号的电压、电阻或波形的测量，以判断本装置的充电线29是否与车辆的充电接口连接。

主面板11上还设置有两组电流测量线接头，以供电流测量线插入。两组电流测量线接头分别为剩余电流保护器24输入端的火线电流接头组以及充电线29输出端的火线电流接头组，可实现对剩余电流保护器24输入端的火线电流的测量及充电线29输出端的火线电流的测量。例如进行电流测量时，先将剩余电流保护器24的输入端火线电流接头组及充电线29输出端的火线电流接头组分别接上电流测量线43、44，例如采用钳形表进行电流测量，根据参数范围如AC/0-32A和标准值0-16A(安培)，若为0，则表明无供电，若小于1A，则表明主接触器26断开，无充电。如此可实现剩余电流保护器24到充电线29的线路的电流的故障检测及排除，若出现故障，则可进行相应的故障维修操作。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆充电的教学装置，包括台架，其特征在于：所述台架的前侧和后侧分别设有主面板和背板，所述主面板和背板之间形成布线空间；还包括设置在所述背板上的AC电源座、与AC电源座连接的电源线、控制器、剩余电流保护器、防浪涌保护器、主接触器、充电线、线圈控制电路和IC读卡器；所述控制器、剩余电流保护器、防浪涌保护器、主接触器和IC读卡器设置在所述主面板上，所述线圈控制电路设置在所述布线空间内，所述AC电源座、剩余电流保护器、防浪涌保护器、主接触器和充电线顺次连接，所述充电线部分从所述主面板上伸出并位于主面板之外，所述控制器连接在所述剩余电流保护器和防浪涌保护器之间，所述线圈控制电路连接在所述控制器和主接触器之间，所述防浪涌保护器、线圈控制电路和IC读卡器分别与所述控制器连接；所述主面板和背板上的所有部件之间的接线布置在所述布线空间内。

2.根据权利要求1所述的车辆充电的教学装置，其特征在于：还包括交互触屏、充电计量器、电源指示灯、充电指示灯和故障指示灯，所述交互触屏、充电计量器、电源指示灯、充电指示灯和故障指示灯分别与所述控制器连接，所述充电计量器连接在所述剩余电流保护器和防浪涌保护器之间并设置在所述主面板上。

3.根据权利要求2所述的车辆充电的教学装置，其特征在于：所述IC读卡器、交互触屏、电源指示灯、充电指示灯和故障指示灯集成在一安装板上，所述安装板设置在主面板上，且安装板上在对应IC读卡器的位置形成有刷卡区。

4.根据权利要求1所述的车辆充电的教学装置，其特征在于：还包括设置在所述主面板上的急停开关，所述急停开关连接在所述控制器和线圈控制电路之间，并与控制器连接。

5.根据权利要求1所述的车辆充电的教学装置，其特征在于：还包括设置在所述背板上的电源开关，所述电源开关连接在所述AC电源座和剩余电流保护器之间。

6.根据权利要求1所述的车辆充电的教学装置，其特征在于：所述主面板上设有暗装空开盒，所述剩余电流保护器、防浪涌保护器设置在所述暗装空开盒内；所述暗装空开盒的盒盖上集成有磁性开关，所述磁性开关与所述控制器连接。

7.根据权利要求4所述的车辆充电的教学装置，其特征在于：所述剩余电流保护器的输入端和输出端、所述防浪涌保护器的接线端、所述主接触器的输入端和输出端、所述线圈控制电路的输入端和输出端、所述急停开关的输入端和输出端分别设有故障检测端子，所有的故障检测端子设置在所述主面板上。

8.根据权利要求1所述的车辆充电的教学装置，其特征在于：所述台架包括底框架以及设置在底框架顶部的安装框架，所述底框架底部的四个角上分别设有万向轮，所述安装框架的前侧和后侧分别设有所述主面板和背板。

9.根据权利要求8所述的车辆充电的教学装置，其特征在于：所述安装框架的左侧和右侧分别设有用于挂设所述电源线的第一挂钩以及用于挂设所述充电线的第二挂钩。

10.根据权利要求1所述的车辆充电的教学装置，其特征在于：所述主面板上设有插头收纳座，用于收纳所述充电线的插头。

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