CN213753998U - 一种充电桩的供电电路、充电装置及充电桩 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种充电桩的供电电路、充电装置及充电桩，其中供电电路包括：通断模块、控制模块以及第一辅助电源；通断模块的控制端与控制模块连接；通断模块的输入端与电力网连接；通断模块的输出端与目标被控设备连接。本实用新型公开的供电电路，能够实现在充电桩待机的情况下，控制模块控制通断模块断开，进而实现目标被控设备，如充电模块、第二辅助电源、直流电能表和风机中的至少一个就不再被供电，节省了在充电桩待机状态下为目标被控设备供电的能耗，提高了电网的供电能力。

Description

一种充电桩的供电电路、充电装置及充电桩
技术领域
本实用新型涉及充电桩领域，更具体的说，涉及一种充电桩的供电电路、充电装置及充电桩。
背景技术
充电桩的功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。
充电桩为电动汽车停止充电后处于待机状态，在待机状态时，还需要为充电桩中的被控设备，如辅助电源、直流电能表等设备供电，此时被控设备消耗电能，导致充电桩在待机状态下也会消耗较多的能量，提高了电网的无功占比，加大了电网的无功电流，导致电网的供电能力下降。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种充电桩的供电电路、充电装置及充电桩，以解决充电桩在待机状态下也会消耗较多的能量，导致电网的供电能力下降的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：
一种充电桩的供电电路，包括：
控制模块、第一辅助电源以及通断模块；所述第一辅助电源的第一输入端与电力网的三相交流电的第一相连接；所述第一辅助电源的第二输入端与所述电力网的零线连接；所述第一辅助电源用于为所述供电电路供电；
所述通断模块的控制端与所述控制模块连接；所述通断模块的输入端至少与所述电力网的三相交流电的第一相连接；所述通断模块的输出端与目标被控设备连接；所述目标被控设备至少包括充电模块、第二辅助电源、直流电能表和风机中的至少一个。
可选地，所述目标被控设备包括第二辅助电源和直流电流表；
所述通断模块包括第一继电器；
所述第一继电器的输入端与所述电力网的三相交流电中的第一相连接，所述第一继电器的输出端分别与所述第二辅助电源的第一输入端、所述直流电能表的第一输入端连接；所述第二辅助电源的第二输入端、所述直流电能表的第二输入端分别与所述电力网的零线连接。
可选地，所述供电电路还包括空气开关；
所述空气开关的两个输入端分别与所述电力网的三相交流电中的第一相、以及所述电力网的零线连接；所述空气开关的第一输出端与所述第一继电器的输入端连接；所述空气开关的第二输出端与所述第一辅助电源的第二输入端、所述第二辅助电源的第二输入端、所述直流电能表的第二输入端连接。
可选地，所述第一继电器为交流继电器；所述空气开关为带漏电保护的空气开关。
可选地，所述目标被控设备包括充电模块，所述通断模块包括接触器；
所述接触器的三个输入端分别与所述电力网的三相交流电的三相连接；所述接触器的三个输出端与所述充电模块连接。
可选地，所述供电电路还包括断路器；
所述断路器的三个输入端与所述电力网的三相交流电的三相连接；所述断路器的三个输出端与所述接触器的三个输入端连接。
可选地，所述接触器为交流接触器。
可选地，所述目标被控设备包括风机；所述通断模块包括第二继电器；
所述第二继电器的输入端与所述空气开关的第一输出端连接，所述第二继电器的输出端与所述风机连接。
可选地，所述第二继电器为交流继电器。
可选地，所述控制模块包括非车载充电机控制器。
一种充电装置，包括上述的充电桩的供电电路。
一种充电桩，包括上述的充电装置以及充电枪头；所述控制模块、所述充电模块、所述第二辅助电源分别与所述充电枪头连接。
可选地，所述充电模块的两个输出端分别通过预设接触器与所述充电枪头连接、所述第二辅助电源的两个输出端分别通过预设继电器与所述充电枪头连接。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型提供了一种充电桩的供电电路、充电装置及充电桩，包括：通断模块、控制模块以及第一辅助电源；通断模块的控制端与控制模块连接；通断模块的输入端与电力网连接；通断模块的输出端与目标被控设备连接。本实用新型公开的供电电路，能够实现在充电桩待机的情况下，控制模块控制通断模块断开，进而实现目标被控设备，如充电模块、第二辅助电源、直流电能表和风机中的至少一个就不再被供电，节省了在充电桩待机状态下为目标被控设备供电的能耗，提高了电网的供电能力。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种充电桩的供电电路的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的另一种充电桩的供电电路的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的再一种充电桩的供电电路的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的又一种充电桩的供电电路的结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的第五种充电桩的供电电路的结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的第六种充电桩的供电电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
充电桩为电动汽车停止充电后处于待机状态，在待机状态时，还需要为充电桩中的被控设备，如辅助电源、直流电能表等设备供电，此时被控设备消耗电能，导致充电桩在待机状态下也会消耗较多的能量，提高了电网的无功占比，加大了电网的无功电流，导致电网的供电能力下降。
为了解决在充电桩待机状态下仍消耗较多的能量的问题，本实用新型的发明人经过研究发现，若是能够在充电桩待机状态下时的被控设备的电源，则此时被控设备不通电，不消耗电能，则能够节省被控设备在待机时消耗的电能，进而减少充电桩在待机状态下消耗的能量。
具体的，在上述内容的基础上，本实用新型提供了一种充电桩的供电电路，参照图1，可以包括：
控制模块11、第一辅助电源13以及通断模块12；所述第一辅助电源13 的第一输入端与电力网的三相交流电的第一相L1连接；所述第一辅助电源13 的第二输入端与所述电力网的零线N连接；所述第一辅助电源13用于为所述供电电路供电。
本实施例中的控制模块11可以是非车载充电机控制器。此外，本实施例中除了可以采用第一辅助电源13的第一输入端与电力网的三相交流电的第一相L1连接的方式之外，还可以采用第一辅助电源13的第一输入端与电力网的三相交流电的第二相L2或第三相L3连接的方式连接的方式。
另外，本实用新型在现有技术的基础上，将现有技术中使用一个辅助电源的方式更改成两个辅助电源的方式，其中一个辅助电源为第一辅助电源13，第一辅助电源13用于为充电桩的供电电路供电，第二个辅助电源为第二辅助电源，第二辅助电源的用途用于为车端电池管理系统BMS辅助电源供电。通过两个辅助电源的方式，在充电桩待机时，就可以断开第二辅助电源的连接，使得第二辅助电源不消耗电能。
本实施例中的所述通断模块12的控制端与所述控制模块11连接；所述通断模块12的输入端至少与所述电力网的三相交流电的第一相L1连接；所述通断模块12的输出端与目标被控设备14连接；所述目标被控设备14至少包括充电模块、第二辅助电源、直流电能表和风机中的至少一个。
在实际应用中，通断模块12可以是各种开关，如继电器、接触器等，用于实现目标被控设备14与电力网的通断，在通断模块12的类型不同时，通断模块12与电力网的连接方式不同，在通断模块12为继电器时，继电器的输入端与电力网的三相交流电的第一相L1连接，在通断模块12为接触器时，接触器的三个输入端分别与所述电力网的三相交流电的三相连接。不管通断模块12与电力网采用何种连接方式，只要是通断模块12断开，就能够断开电力网与目标被控设备14的连接，进而使得目标被控设备14不再需要电能。
本实施例中，在充电桩待机时，一般需要断开充电模块、第二辅助电源、直流电能表和风机中的至少一个，若是为了实现能量的最大节约，可以同时断开充电模块、第二辅助电源、直流电能表和风机。
本实施例中，根据上述描述，一种充电桩的供电电路包括：通断模块12、控制模块11以及第一辅助电源13；通断模块12的控制端与控制模块11连接；通断模块12的输入端与电力网连接；通断模块12的输出端与目标被控设备 14连接。本实用新型公开的供电电路，能够实现在充电桩待机的情况下，控制模块11控制通断模块12断开，进而实现目标被控设备14，如充电模块、第二辅助电源、直流电能表和风机中的至少一个就不再被供电，节省了在充电桩待机状态下为目标被控设备14供电的能耗，提高了电网的供电能力。
上述内容介绍了需要为不同的目标被控设备14断电，在目标被控设备14 不同时，可能使用的通断模块12不同。具体的，第二辅助电源(即图2中的辅助电源2)和直流电能表使用同一通断模块12，充电模块和风机均单独使用一通断模块12。具体的，参照图2-图6，对目标被控设备14与通断模块12 的具体实现过程进行介绍。
1、所述目标被控设备14包括第二辅助电源和直流电流表；所述通断模块12包括第一继电器K0。
参照图2，所述第一继电器K0的输入端与所述电力网的三相交流电中的第一相连接，所述第一继电器K0的输出端分别与所述第二辅助电源的第一输入端、所述直流电能表的第一输入端连接；所述第二辅助电源的第二输入端、所述直流电能表的第二输入端分别与所述电力网的零线N连接。第二辅助电源的两端分别通过继电器K3、继电器K4输出A+、A-信号至充电枪头，以为车端BMS辅助电源供电。其中，继电器K3和继电器K4由非车载充电机控制器通过辅助电源输出控制线实现通电控制，在不需要为车载BMS辅助电源供电时，断开继电器K3和继电器K4。
非车载充电机控制器能够通过控制线，如图2中的继电器K0控制的控制线对第一继电器K0实现通断控制，在实际应用中，所述第一继电器K0可以为交流继电器；在充电桩待机的情况下，通过该控制线输出断开指令，以使交流继电器断开，交流继电器断开后，第二辅助电源和直流电能表就不再被供电，从而节省电能。
在实际应用中，参照图3，为了对第一继电器K0所在线路的漏电保护和过流保护，本实用新型能够在第一继电器K0所在线路设置一空气开关QF2，该空气开关QF2可以是带漏电保护的空气开关。空气开关QF2与其他设备的连接关系为：
所述空气开关QF2的两个输入端分别与所述电力网的三相交流电中的第一相、以及所述电力网的零线N连接；所述空气开关QF2的第一输出端与所述第一继电器K0的输入端连接；所述空气开关QF2的第二输出端与所述第一辅助电源13(即图2、图3中的辅助电源1)的第二输入端、所述第二辅助电源的第二输入端、所述直流电能表的第二输入端连接。
当空气开关QF2存在过流或漏电现象时，空气开关QF2能够自动断开，从而避免了第一辅助电源13、第二辅助电源以及直流电能表的保护，实现了空气开关QF2所在线路的安全性。
2、所述目标被控设备14包括充电模块，所述通断模块12包括接触器 KM1。
在实际应用中，本实施例中的充电模块即为图4中的AC转DC充电模块单元，用于实现交流电与直流电的转换。
AC转DC充电模块单元的一个输出端通过熔断器FU、接触器K1输出 DC+信号，AC转DC充电模块单元的另一个输出端通过分流器RSX、接触器 K2输出DC-信号，DC+信号、DC-信号用于为车载电池供电，其中，DC+信号、DC-信号输出的电源信号为高压信号，一般电压在600-700V左右，A+、 A-信号为低压信号，一般为12-24V左右的低压。另外，接触器K1和接触器 K2由非车载充电机控制器通过直流接触器K1\K2控制线实现通电控制，在不需要为车载电池时，断开接触器K1和接触器K2。
在标被控设备为AC转DC充电模块单元时，通断模块12包括接触器 KM1，所述接触器KM1的三个输入端分别与所述电力网的三相交流电的三相连接；所述接触器KM1的三个输出端与所述充电模块连接。
本实施例中的接触器KM1为交流接触器，交流接触器由非车载充电机控制器通过交流接触器控制线控制，在充电器待机状态下，非车载充电机控制器通过交流接触器控制线输出断开指令，交流接触器响应该断开指令并执行断开操作，交流接触器断开后，电力网和AC转DC充电模块单元断开连接，从而AC转DC充电模块单元不在需要供电，节省了电能。
在上述实施例的基础上，参照图5，为了实现交流接触器所在线路的过流和短路保护，可以在交流接触器之前设置有断路器QF1，所述断路器QF1的三个输入端与所述电力网的三相交流电的三相连接；所述断路器QF1的三个输出端与所述接触器KM1的三个输入端连接。
在断路器QF1所在支路出现过流或短路时，断路器QF1断开，保护AC 转DC充电模块单元不受损坏，提高了断路器QF1所在支路上的设备的安全性。
3、所述目标被控设备14包括风机；所述通断模块12包括第二继电器。
参照图6，在目标被控设备14包括风机的情况下，所述通断模块12包括第二继电器，第二继电器也可以是交流继电器。第二继电器和电力网的连接方式、与第一继电器K0和电力网的连接方式相同，具体的，所述第二继电器的输入端与所述空气开关QF2的第一输出端连接，所述第二继电器的输出端与所述风机连接。
需要说明的是，图6中风机控制板中设置有第二继电器，第二继电器与电力网的连接关系如上所述，通过第二继电器控制风机的通断，本实施例中的风机可以为热风机。
第二继电器由非车载充电机控制器通过风机板控制输出线控制，在充电器待机状态下，非车载充电机控制器通过风机板控制输出线输出断开指令，第二继电器响应该断开指令并执行断开操作，第二继电器断开后，电力网和风机断开连接，从而风机不在需要供电，节省了电能。
综上所述，非车载充电机控制器能够在充电桩待机状态下，通过控制线输出断开指令，以使第一继电器K0、接触器KM1以及第二继电器断开，从而使得第二辅助电源、直流电流表、充电模块和风机不需要供电，节省电能。其中，被控设备断开的个数可以依据实际情况而定，若想最大程度的节省电能，则将第二辅助电源、直流电流表、充电模块和风机与电力网的连接均断开，若对节省电能的程度要求不高，可以断开第二辅助电源、直流电流表、充电模块和风机中的至少一个与电力网的连接。
非车载充电机控制器除了可以实现控制使第一继电器K0、接触器KM1 以及第二继电器断开的功能之外，还可以通过CAN通讯的方式实现与AC转 DC充电模块单元的通信，以及时了解AC转DC充电模块单元的当前状态。
非车载充电机控制器还可以与充电枪头通信，实现电子锁状态遥信、温度采样、直流充电桩枪头内的电压输出信号CC1通信、电子锁控制、与车端 BMS进行CAN通讯等功能。
本实用新型的技术方案同样适用于单相的LN的电网，在充电桩待机状态下，由非车载充电机控制器先通过CAN通讯输出关机信号给到AC转DC充电模块单元，控制AC转DC充电模块单元关机，再输出控制信号给到KM1 控制线包，控制其为断开状态，可完全断开AC转DC充电模块单元电源。 QF2为带漏电保护的空开，充电桩上电状态下，空开为合闸状态；交流继电器K0后端接辅助电源2(即第二辅助电源)和直流电能表，在充电桩待机状态下，非车载充电机控制器控制断开交流继电器K0,从而断开了辅助电源2和直流电能表的交流供电；辅助电源1(即第一辅助电源)的输出，为非车载充电机控制器供电，其输入接在QF2的后端K0的前端；辅助电源2是给电动汽车提供的低压辅助电源。
非车载充电桩在待机状态时，非车载充电机控制器控制接触器KM1断开、控制交流继电器K0断开，使得AC转DC充电模块单元、辅助电源2和直流电能表无待机功耗。在充电桩为待机状态时，只有辅助电源1一直连接在充电桩交流进线输入侧，辅助电源1前端无切断开关，充电桩的整机待机功耗只是辅助电源1的功耗；充电桩为待机状态时K0和KM1为断开状态，完全切断了充电模块、直流电能表、车端辅助电源、风机的输入供电，使得充电桩为待机状态时，充电模块、直流电能表、车端辅助电源的待机功耗为零，控制逻辑简单明了，大大降低了整桩待机功耗。
当枪头插入车辆充电口，非车载充电机检测到充电桩为插枪状态时，非车载充电机控制器控制接触器KM1和继电器K0闭合，给充电模块、辅助电源2和直流电能表供电。此种控制逻辑，可保证非车载充电桩在待机状态时，整桩的待机功耗非常低。
图6的电路的主要的逻辑为：第一次上电前，手动闭合QF1和QF2,然后给充电桩上电，充电桩进入待机状态：充电桩在待机时，KM1、K0受控为断开状态，风机控制板内的第二继电器受非车载充电机控制器控制断开，风机 F1为失电状态；充电桩在充电状态时，KM1、K0受控为闭合状态，风机控制板内第二继电器受非车载充电机控制器控制闭合，风机F1工作。
辅助电源1和辅助电源2为交流转直流电源，辅助电源1给非车载充电机控制器供电，辅助电源2给车端BMS辅助电源供电。
本实施例中，充电桩在待机状态时，AC转DC充电模块单元前端的交流接触器KM1断开，AC转DC充电模块单元的待机功耗为零，极大的降低了整桩的待机功耗。非车载充电机控制器的供电和车端低压辅助电源供电使用两个独立的辅助电源模块，充电桩在待机状态时，可以切断车端辅助电源的输入电源，使得低压辅助电源的待机功耗为零。充电桩在待机状态时，切断了直流电能表的交流供电电源，使得电能表的待机功耗为零。充电桩在待机状态时，非车载充电机控制器控制风机控制板控制内继电器断开，风机失电，进一步降低充电桩待机功耗。
在上述充电桩的供电电路的基础上，本发明的另一实施例提供了一种充电装置，包括上述的充电桩的供电电路。
此外，在上述充电桩的供电电路及充电装置的基础上，本发明的另一实施例提供了一种充电桩，包括上述的充电装置以及充电枪头；所述控制模块、所述充电模块、所述第二辅助电源分别与所述充电枪头连接。
参照图6，所述充电模块的两个输出端分别通过预设接触器与所述充电枪头连接、所述第二辅助电源的两个输出端分别通过预设继电器与所述充电枪头连接。
更具体的，所述充电模块为上述的AC转DC充电模块单元，AC转DC 充电模块单元的一个输出端通过熔断器FU、接触器K1输出DC+信号，AC 转DC充电模块单元的另一个输出端通过分流器RSX、接触器K2输出DC- 信号，DC+信号、DC-信号用于为车载电池供电。其中，接触器K1、接触器 K2与充电枪头连接。接触器K1、接触器K2可以是直流接触器。
第二辅助电源的两端分别通过继电器K3、继电器K4输出A+、A-信号至充电枪头，以为车端BMS辅助电源供电。
所述控制模块与所述充电枪头通信连接，实现电子锁状态遥信、温度采样、直流充电桩枪头内的电压输出信号CC1通信、电子锁控制、与车端BMS 进行CAN通讯等功能。
本实施例中，能够实现在充电桩待机的情况下，控制模块控制通断模块断开，进而实现目标被控设备，如充电模块、第二辅助电源、直流电能表和风机中的至少一个就不再被供电，节省了在充电桩待机状态下为目标被控设备供电的能耗，提高了电网的供电能力。
需要说明的是，上述实施例提供的充电装置、充电桩中的各个器件的具体功能以及连接关系，请参照上述实施例中的相应说明，在此不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种充电桩的供电电路，其特征在于，包括：
控制模块、第一辅助电源以及通断模块；所述第一辅助电源的第一输入端与电力网的三相交流电的第一相连接；所述第一辅助电源的第二输入端与所述电力网的零线连接；所述第一辅助电源用于为所述供电电路供电；
所述通断模块的控制端与所述控制模块连接；所述通断模块的输入端至少与所述电力网的三相交流电的第一相连接；所述通断模块的输出端与目标被控设备连接；所述目标被控设备至少包括充电模块、第二辅助电源、直流电能表和风机中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述目标被控设备包括第二辅助电源和直流电流表；
所述通断模块包括第一继电器；
所述第一继电器的输入端与所述电力网的三相交流电中的第一相连接，所述第一继电器的输出端分别与所述第二辅助电源的第一输入端、所述直流电能表的第一输入端连接；所述第二辅助电源的第二输入端、所述直流电能表的第二输入端分别与所述电力网的零线连接。
3.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括空气开关；
所述空气开关的两个输入端分别与所述电力网的三相交流电中的第一相、以及所述电力网的零线连接；所述空气开关的第一输出端与所述第一继电器的输入端连接；所述空气开关的第二输出端与所述第一辅助电源的第二输入端、所述第二辅助电源的第二输入端、所述直流电能表的第二输入端连接。
4.根据权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述第一继电器为交流继电器；所述空气开关为带漏电保护的空气开关。
5.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述目标被控设备包括充电模块，所述通断模块包括接触器；
所述接触器的三个输入端分别与所述电力网的三相交流电的三相连接；所述接触器的三个输出端与所述充电模块连接。
6.根据权利要求5所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括断路器；
所述断路器的三个输入端与所述电力网的三相交流电的三相连接；所述断路器的三个输出端与所述接触器的三个输入端连接。
7.根据权利要求5所述的供电电路，其特征在于，所述接触器为交流接触器。
8.根据权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述目标被控设备包括风机；所述通断模块包括第二继电器；
所述第二继电器的输入端与所述空气开关的第一输出端连接，所述第二继电器的输出端与所述风机连接。
9.根据权利要求8所述的供电电路，其特征在于，所述第二继电器为交流继电器。
10.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述控制模块包括非车载充电机控制器。
11.一种充电装置，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的充电桩的供电电路。
12.一种充电桩，其特征在于，包括如权利要求11所述的充电装置以及充电枪头；所述控制模块、所述充电模块、所述第二辅助电源分别与所述充电枪头连接。
13.根据权利要求12所述的充电桩，其特征在于，所述充电模块的两个输出端分别通过预设接触器与所述充电枪头连接、所述第二辅助电源的两个输出端分别通过预设继电器与所述充电枪头连接。
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