CN212516198U - 一种电动汽车充电桩运维实训系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车充电桩运维实训系统，涉及充电桩实训装置领域。以往的充电桩培训设备设置故障是通过台式电脑+网线进行控制，对充电桩的培训一般是找一辆真实电动汽车进行充电操作，以此来讲解充电桩的工作过程，工序比较的麻烦。本系统包括终端、局域网络、充电桩、具有内部负载和通讯模块的用于模拟电动汽车的充电桩测试仪，充电桩包括以太网转换模块、充电设备控制器、电能表模块、刷卡模块、显示屏模块、充电枪模块、急停按钮模块和指示灯模块，充电桩的各模块中设有模拟故障点。有效实现充电汽车替代和充电桩的故障模拟，便于实训学员对充电桩有整体了解，保证正确使用充电桩，及时处理充电桩的常见问题。

Description

一种电动汽车充电桩运维实训系统

技术领域

本实用新型涉及充电桩实训装置领域，尤其涉及一种电动汽车充电桩运维实训系统。

背景技术

新能源汽车的崛起，配套设施充电桩行业也迅速发展，目前充电桩正逐渐布局到高速公路服务区、公共停车场、居民区等地方。虽说充电桩的数量是上来了，但是充电桩的故障率也一直居高不下，看似简单的一台充电桩，实际维修起来并不简单。同时充电桩本身是属于电气设备，如果使用不合格电气产品，会引发各种电气事故。

由于充电桩系统经常安装在户外，安装网线或者通讯线控制，网线整日经过风吹日晒，容易出现老化及断线问题，同时，来回搬动电脑桌椅也比较的繁琐，耗时又费力。现场安装的充电桩，是真实的充电桩，只能对电动汽车进行充电，无法通过软件来设置故障，不能达到模拟故障的功能。

以往的培训设备设置故障都是通过台式电脑+网线来进行控制，对充电桩的培训一般都是临时找一辆真实的电动汽车来进行真实充电操作，以此来讲解充电桩的工作过程，每次实训都需要找充电汽车，工序比较的麻烦。

有些地方会对充电桩进行简单的改造，改造后就只能进行简单的模拟，而且故障点相对的比较的少，故障涵盖率不高，最重要的一点是改造后不能对电动汽车进行充电，功能相对比较的单一。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种电动汽车充电桩运维实训系统，以保证正确使用充电桩并学会及时处理充电桩发生的常见问题为目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

一种电动汽车充电桩运维实训系统，包括终端、局域网络、充电桩、具有内部负载和通讯模块的用于模拟电动汽车的充电桩测试仪，所述的充电桩包括以太网转换模块、充电设备控制器、电能表模块、刷卡模块、显示屏模块、充电枪模块、急停按钮模块和指示灯模块，所述的以太网转换模块与局域网络连接，所述的充电设备控制器与充电桩的各模块连接，充电桩的各模块中设有模拟故障点，所述的终端通过局域网络和以太网转换模块连接到充电桩的充电设备控制器。本技术方案可通过充电桩对电动汽车进行真实的充电，有效实现充电桩的充电使用和故障模拟，便于让实训学员对充电桩有整体了解，从而保证正确使用充电桩，及时处理充电桩发生的常见问题。

作为优选技术手段：所述的充电枪头故障点包括BMS通讯线路故障点和BMS通信辅助电源故障点，所述的BMS通讯线路故障点为设于充电设备控制器CAN1端脚和充电枪头CAN1端脚之间的K1继电器；所述的BMS通信辅助电源故障点为设于充电设备控制器BMS辅助电源+端脚和充电枪头BMS辅助电源+端脚之间的K2继电器。

充电桩正常工作时，必须与电动汽车的BMS进行实时的通讯，如果通讯线路有问题，势必会造成充电桩不能正常充电，正常情况下，继电器K1默认为长闭点，充电设备控制器通过充电枪头，与电动汽车的BMS进行正常通信，当通过终端设置K1故障时，继电器K1断开，将充电桩与充电汽车的通信线路断开，以此来模拟因为充电桩与电动汽车没有通信而造成的充电桩能正常充电的故障；

充电桩正常工作时，必须与电动汽车的BMS进行提供通信辅助电源，如果BMS没有辅助电源，势必会造成充电桩不能正常充电，正常情况下，继电器K2默认为长闭点，充电设备控制器通过充电枪头，为电动汽车的BMS提供辅助电源，当通过终端设置K2故障时，继电器K2断开，将充电桩与充电汽车的辅助电源回路断开，以此来模拟因为充电桩与电动汽车没有通信而造成的充电桩能正常充电的故障。

作为优选技术手段：所述的直流充电桩指示灯故障点包括直流故障指示灯故障点和直流充电指示灯故障点，其中，直流故障指示灯故障点为充电设备控制器与直流故障指示灯之间设置的K3继电器，直流充电指示灯故障点为充电设备控制器与直流充电指示灯之间的K4继电器。

正常情况下继电器K3和K4都为长闭点，如果有故障时，直流故障指示灯会亮，正在充电时，直流充电指示灯会亮，如果通过终端设置故障，对应的继电器就会断开对应的回路，那么如果发生故障或者充电时，对应的指示灯就会不亮，可有效实现直流充电桩指示灯故障模拟。

作为优选技术手段：所述的电能表回路故障点包括设置于充电设备控制器的485-A端脚与电能表的485-A端脚之间的K5继电器和设置于充电设备控制器的485-B端脚与电能表的485-B端脚之间的K6继电器。正常充电过程中，充电设备控制器需要对电能表进行数据的读取，正常情况下，继电器K5、K6为常闭状态，充电设备控制器与电能表通过RS485进行通信，充电设备控制器将读取的电能表数据经过处理，显示在液晶屏上，通过软件设置K5和K6故障时，继电器断开相对应的通信回路，达到计量错误的故障模拟，有效实现电能表回路故障模拟。

作为优选技术手段：所述的交流充电桩指示灯故障点包括交流故障指示灯故障点和交流充电指示灯故障点，充电设备控制器的一个12V端脚连接到交流故障指示灯，交流故障指示灯与该端脚之间线路连接K7继电器后接GND地，该K7继电器为交流故障指示灯故障点；充电设备控制器的一个12V端脚通过K8继电器连接到交流充电指示灯，K8继电器与交流充电指示灯之间的线路上再连接K9继电器后接GND地，K8继电器和K9继电器作为可设置的交流充电指示灯故障点。正常情况下继电器K7、K9为长开点，K8为常闭点，软件控制K7，K9时，继电器长开点变成长闭点，将指示灯回路直接与12V GND相连，指示灯长亮，当软件设置K8故障时，断开交流充电指示灯的回路，当充电桩处于充电状态时，指示灯不亮，有效实现交流充电桩指示灯故障模拟。

作为优选技术手段：所述的读卡器故障点包括设置于充电设备控制器RXD1端脚与读卡器TXD端脚之间的K10继电器和设置于充电设备控制器VCC端脚与读卡器VCC端脚之间的K11继电器。正常情况下,充电设备控制器读取读卡器的各种信息，读取完成后，根据充电设置要求，进行充电操作，K10，K11默认为长闭点，充电设备控制器能够通过数据线对读卡器进行读取，通过软件设置K10时，K10由原来的长闭点变为长开点，断开充电设备控制器与读卡器的通信回路，实现充电设备控制器不能读取读卡器的故障模拟，当设置K11故障时，K11由原来的长闭点变为长开点，断开了读卡器的供电回路，实现充电桩与读卡器不能通信的故障模拟。

作为优选技术手段：所述的局域网络为由无线路由器组网形成的无线局域网络，所述的以太网转换模块设有无线模组以与无线局域网络连接。采用无线网络，可保证实训现场的整洁性，减少控制通信线老化的问题。

作为优选技术手段：所述的无线局域网络包括多个无线路由器，其中一个作为主路由器，工作模式选择为路由器模式，其余的作为从路由器，工作模式设为万能中继模式。利用无线路由器的中继桥接功能，可实现一个终端控制多个充电桩。

作为优选技术手段：所述的终端包括笔记本电脑、平板电脑或智能手机。可方便在实训现场移动，便于根据实训的实际情况进行现场的模拟故障点设置。

有益效果：有效实现充电桩的充电使用和故障模拟，便于让实训学员对充电桩有整体了解，从而保证正确使用充电桩，及时处理充电桩发生的常见问题；采用无线技术结合真实充电桩，可以通过可移动终端对充电桩的模拟实训状态与真实使用状态做无缝的转换，即可满足实训需求又能满足平时的电动汽车充电要求；采用充电桩测试仪代替电动汽车，无需再临时找电动汽车即可满足充电实训，同时通过充电桩测试仪可以让学员了解电动汽车的充电过程；利用无线路由器的桥接功能，一个平板电脑可以控制多台设备，节省了成本，简化了教师的操作，无线网络可保证实训现场的整洁性，减少控制通信线老化的问题。

附图说明

图1是本实用新型系统结构示意图。

图2是本实用新型充电桩模块连接图。

图3是本实用新型充电桩与充电桩测试仪BMS通信原理图。

图4是本实用新型充电桩与充电桩测试仪充电的BMS提供辅助电源原理图。

图5是本实用新型直流充电桩指示灯原理图。

图6是本实用新型充电设备控制器与电能表通信原理图。

图7是本实用新型交流充电桩指示灯原理图。

图8是本实用新型读卡器通信原理图。

图中：1-终端；2-无线路由器；3-充电桩；4-充电桩测试仪；301-充电设备控制器；302-充电枪模块；303-电能表；304-刷卡模块；305-以太网转换模块；306-指示灯模块；307-急停按钮模块；308-显示屏模块；30201-充电枪头；30401-读卡器。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图1、2所示，一种电动汽车充电桩3运维实训系统，包括终端1、局域网络、充电桩3、具有内部负载和通讯模块的用于模拟电动汽车的充电桩测试仪4，充电桩3包括以太网转换模块305、充电设备控制器301、电能表303模块、刷卡模块304、显示屏模块308、充电枪模块302、急停按钮模块307和指示灯模块306，以太网转换模块305与局域网络连接，充电设备控制器301与充电桩3的各模块连接，充电桩3的各模块中设有模拟故障点，其中，充电枪模块302中设有充电枪头30201故障点，指示灯模块306中设有直流充电桩3指示灯故障点和交流充电桩3指示灯故障点，电能表303模块中设有电能表303回路故障点，刷卡模块304中设有读卡器30401故障点，终端1通过局域网络和以太网转换模块305连接到充电桩3的充电设备控制器301。

如图3、4所示，为了实现充电枪头30201故障模拟，充电枪头30201故障点包括BMS通讯线路故障点和BMS通信辅助电源故障点，BMS通讯线路故障点为设于充电设备控制器301CAN1端脚和充电枪头30201CAN1端脚之间的K1继电器；BMS通信辅助电源故障点为设于充电设备控制器301BMS辅助电源+端脚和充电枪头30201BMS辅助电源+端脚之间的K2继电器。充电桩3正常工作时，必须与电动汽车的BMS进行实时的通讯，如果通讯线路有问题，势必会造成充电桩3不能正常充电，正常情况下，继电器K1默认为长闭点，充电设备控制器301通过充电枪头30201，与电动汽车的BMS进行正常通信，当通过终端1设置K1故障时，继电器K1断开，将充电桩3与充电汽车的通信线路断开，以此来模拟因为充电桩3与电动汽车没有通信而造成的充电桩3能正常充电的故障；充电桩3正常工作时，必须与电动汽车的BMS进行提供通信辅助电源，如果BMS没有辅助电源，势必会造成充电桩3不能正常充电，正常情况下，继电器K2默认为长闭点，充电设备控制器301通过充电枪头30201，为电动汽车的BMS提供辅助电源，当通过终端1设置K2故障时，继电器K2断开，将充电桩3与充电汽车的辅助电源回路断开，以此来模拟因为充电桩3与电动汽车没有通信而造成的充电桩3能正常充电的故障。

如图5所示，为了实现直流充电桩3指示灯故障模拟，直流充电桩3指示灯故障点包括直流故障指示灯故障点和直流充电指示灯故障点，其中，直流故障指示灯故障点为充电设备控制器301与直流故障指示灯之间设置的K3继电器，直流充电指示灯故障点为充电设备控制器301与直流充电指示灯之间的K4继电器。正常情况下继电器K3和K4都为长闭点，如果有故障时，直流故障指示灯会亮，正在充电时，直流充电指示灯会亮，如果通过终端1设置故障，对应的继电器就会断开对应的回路，那么如果发生故障或者充电时，对应的指示灯就会不亮，可有效实现直流充电桩3指示灯故障模拟。

如图6所示，为了实现电能表303回路故障模拟，电能表303回路故障点包括设置于充电设备控制器301的485-A端脚与电能表303的485-A端脚之间的K5继电器和设置于充电设备控制器301的485-B端脚与电能表303的485-B端脚之间的K6继电器。正常充电过程中，充电设备控制器301需要对电能表303进行数据的读取，正常情况下，继电器K5、K6为常闭状态，充电设备控制器301与电能表303通过RS485进行通信，充电设备控制器301将读取的电能表303数据经过处理，显示在液晶屏上，通过软件设置K5和K6故障时，继电器断开相对应的通信回路，达到计量错误的故障模拟，有效实现电能表303回路故障模拟。

如图7所示，为了实现交流充电桩3指示灯故障模拟，交流充电桩3指示灯故障点包括交流故障指示灯故障点和交流充电指示灯故障点，充电设备控制器301的一个12V端脚连接到交流故障指示灯，交流故障指示灯与该端脚之间线路连接K7继电器后接GND地，该K7继电器为交流故障指示灯故障点；充电设备控制器301的一个12V端脚通过K8继电器连接到交流充电指示灯，K8继电器与交流充电指示灯之间的线路上再连接K9继电器后接GND地，K8继电器和K9继电器作为可设置的交流充电指示灯故障点。正常情况下继电器K7、K9为长开点，K8为常闭点，软件控制K7，K9时，继电器长开点变成长闭点，将指示灯回路直接与12V GND相连，指示灯长亮，当软件设置K8故障时，断开交流充电指示灯的回路，当充电桩3处于充电状态时，指示灯不亮，有效实现交流充电桩3指示灯故障模拟。

如图8所示，为了实现读卡器30401故障模拟，读卡器30401故障点包括设置于充电设备控制器301RXD1端脚与读卡器30401TXD端脚之间的K10继电器和设置于充电设备控制器301VCC端脚与读卡器30401VCC端脚之间的K11继电器。正常情况下,充电设备控制器301读取读卡器30401的各种信息，读取完成后，根据充电设置要求，进行充电操作，K10，K11默认为长闭点，充电设备控制器301能够通过数据线对读卡器30401进行读取，通过软件设置K10时，K10由原来的长闭点变为长开点，断开充电设备控制器301与读卡器30401的通信回路，实现充电设备控制器301不能读取读卡器30401的故障模拟，当设置K11故障时，K11由原来的长闭点变为长开点，断开了读卡器30401的供电回路，实现充电桩3与读卡器30401不能通信的故障模拟。

为了保证实训现场的整洁性，局域网络为由无线路由器2组网形成的无线局域网络，以太网转换模块305设有无线模组以与无线局域网络连接。采用无线网络，可保证实训现场的整洁性，减少控制通信线老化的问题。

为了降低成本，无线局域网络包括多个无线路由器2，其中一个作为主路由器，工作模式选择为路由器模式，其余的作为从路由器，工作模式设为万能中继模式。利用无线路由器2的中继桥接功能，可实现一个终端1控制多个充电桩3，可提升操作方便性，降低成本。

本实例中，终端1为平板电脑，采用一个平板电脑、6个无线路由器2组成的无线网络，采用6个充电桩3作为实训设备。

也可以采用智能手机或笔记本电脑代替平板电脑作为终端1进行设置操作。可方便在实训现场移动，便于根据实训的实际情况进行现场的模拟故障点设置。

以上图1-8所示的一种电动汽车充电桩3运维实训系统是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型突出的实质性特点和显著进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种电动汽车充电桩运维实训系统，其特征在于：包括终端（1）、局域网络、充电桩（3）、具有内部负载和通讯模块的用于模拟电动汽车的充电桩测试仪（4），所述的充电桩（3）包括以太网转换模块（305）、充电设备控制器（301）、电能表（303）模块、刷卡模块（304）、显示屏模块（308）、充电枪模块（302）、急停按钮模块（307）和指示灯模块（306），所述的以太网转换模块（305）与局域网络连接，所述的充电设备控制器（301）与充电桩（3）的各模块连接，充电桩（3）的各模块中设有模拟故障点，所述的终端（1）通过局域网络和以太网转换模块（305）连接到充电桩（3）的充电设备控制器（301）。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电桩运维实训系统，其特征在于：所述充电枪模块（302）的充电枪头（30201）故障点包括BMS通讯线路故障点和BMS通信辅助电源故障点，所述的BMS通讯线路故障点为设于充电设备控制器（301）CAN1端脚和充电枪头（30201）CAN1端脚之间的K1继电器；所述的BMS通信辅助电源故障点为设于充电设备控制器（301）BMS辅助电源+端脚和充电枪头（30201）BMS辅助电源+端脚之间的K2继电器。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电桩运维实训系统，其特征在于：所述的充电桩（3）指示灯故障点包括直流故障指示灯故障点和直流充电指示灯故障点，其中，直流故障指示灯故障点为充电设备控制器（301）与直流故障指示灯之间设置的K3继电器，直流充电指示灯故障点为充电设备控制器（301）与直流充电指示灯之间的K4继电器。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电桩运维实训系统，其特征在于：所述的电能表（303）回路故障点包括设置于充电设备控制器（301）的485-A端脚与电能表（303）的485-A端脚之间的K5继电器和设置于充电设备控制器（301）的485-B端脚与电能表（303）的485-B端脚之间的K6继电器。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电桩运维实训系统，其特征在于：所述的充电桩（3）指示灯故障点包括交流故障指示灯故障点和交流充电指示灯故障点，充电设备控制器（301）的一个12V端脚连接到交流故障指示灯，交流故障指示灯与该端脚之间线路连接K7继电器后接GND地，该K7继电器为交流故障指示灯故障点；充电设备控制器（301）的一个12V端脚通过K8继电器连接到交流充电指示灯，K8继电器与交流充电指示灯之间的线路上再连接K9继电器后接GND地，K8继电器和K9继电器作为可设置的交流充电指示灯故障点。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电桩运维实训系统，其特征在于：所述刷卡模块（304）的读卡器（30401）故障点包括设置于充电设备控制器（301）RXD1端脚与读卡器（30401）TXD端脚之间的K10继电器和设置于充电设备控制器（301）VCC端脚与读卡器（30401）VCC端脚之间的K11继电器。

7.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电桩运维实训系统，其特征在于：所述的局域网络为由无线路由器（2）组网形成的无线局域网络，所述的以太网转换模块（305）设有无线模组以与无线局域网络连接。

8.根据权利要求7所述的一种电动汽车充电桩运维实训系统，其特征在于：所述的无线局域网络包括多个无线路由器（2），其中一个作为主路由器，工作模式选择为路由器模式，其余的作为从路由器，工作模式设为万能中继模式。

9.根据权利要求3所述的一种电动汽车充电桩运维实训系统，其特征在于：所述的终端（1）包括笔记本电脑、平板电脑或智能手机。

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