CN214450355U - 7kW小功率直流充电机 - Google Patents

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张心
邱增辉
田志龙
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Abstract

本实用新型提供了7kW小功率直流充电机，属于充电设备技术领域。该小功率直流充电机，包括外壳，所述外壳的内部依次设置有充电模块、控制板、断路器、分流器和直流接触器，在充电过程中出现发热量过大和漏电时自动切断电源，通过计量芯片采集充电模块输出电压和电流大小，在充电模块出现故障后导致输出电流和电压过大自动切断电源，解决了目前小功率直流充电机没有绝缘检测的功能，在出现故障的情况下中会出现电击的情况，在充电过程中存在的充电模块出现故障后导致输出电流和电压过大，从而导致对车辆造成损害，在充电过程中出现发热量过大时，不能自动及时切断电源，导致小功率直流充电机内部的元器件过热导致损坏甚至出现自燃的问题。

Description

7kW小功率直流充电机
技术领域
本实用新型涉及充电设备技术领域，具体而言，涉及7kW小功率直流充电机。
背景技术
随着小功率直流充电讨论的不断深入，标准编制工作的启动，以及不同形态的小功率直流充电产品的大量涌现，电动汽车小功率直流充电技术的优势已被行业充分认识，作为一种新型充电技术，小功率直流充电有助于简化电动汽车充电系统设计、解决小功率充电通信协议要求、降低电动机和充电设施整体社会成本，小功率直流充电技术将为电动汽车和充电设施行业提供智能、便捷、简化的充电技术选项，新能源电动汽车的快速发展,作为新能源电动汽车关键组件之一的充电机已经从早期的小功率1.2kW/1.3kW已逐步被大功率充电机所替代；并且电动汽车自身的蓄电池容量小，经常处于亏电的状态下，电动汽车电池的寿命将受到很大的影响；因此很多电动汽车的车主很希望有一台自己的充电机，目前的小功率直流充电机中的充电模块没有绝缘检测的功能，在出现故障的情况下在使用过程中会出现电击的情况，在充电过程中充电模块出现故障后导致输出电流和电压过大，从而导致对车辆造成损害，同时在充电过程中出现发热量过大时，不能自动及时切断电源，导致小功率直流充电机内部的元器件过热导致损坏甚至出现自燃的问题，基于此，需要研究和设计了一台7kW充电机,使其能稳定,可靠,快速和安全的为电动汽车充电。
实用新型内容
为了弥补以上不足，本实用新型提供了7kW小功率直流充电机，通过在小功率直流充电机中的外壳和充电枪内部分别设置腔体温度检测传感和枪座温度检测传感器，以及在充电模块中增加绝缘检测电路，在充电过程中实时检测外壳和充电枪内部的温度，以及实时检测充电模块的绝缘性，在充电过程中出现发热量过大和漏电时自动切断电源，同时通过计量芯片采集充电模块输出电压和电流大小，在充电模块出现故障后导致输出电流和电压过大自动切断电源，解决了目前小功率直流充电机没有绝缘检测的功能，在出现故障的情况下在使用过程中会出现电击的情况，在充电过程中存在的充电模块出现故障后导致输出电流和电压过大，从而导致对车辆造成损害，在充电过程中出现发热量过大时，不能自动及时切断电源，导致小功率直流充电机内部的元器件过热导致损坏甚至出现自燃的问题。
本实用新型是这样实现的：
7kW小功率直流充电机，包括外壳，所述外壳的内部依次设置有充电模块、控制板、断路器、分流器和直流接触器，所述充电模块设置于所述外壳的内部一侧，所述分流器、所述直流接触器和所述断路器自上而下依次设置于所述外壳的内部另一侧，所述控制板设置于所述充电模块的上方，所述外壳的表面设置有指示灯，所述外壳的底部设置有充电线，所述充电线的另一端连接有充电枪，所述充电枪的远离所述充电线的一端插接有挂线座，所述充电枪的内部依次设置有电子锁和枪座温度检测传感器；
所述控制板上依次设置有控制芯片、计量芯片、蓝牙模块、4G通信模块和腔体温度检测传感；
所述控制芯片的信号输入端分别与所述计量芯片、所述蓝牙模块、所述4G 通信模块、所述枪座温度检测传感器和所述腔体温度检测传感的信号输出端通信连接，所述控制芯片的信号输出端分别与所述蓝牙模块、所述4G通信模块、所述指示灯、所述充电模块、所述直流接触器和所述电子锁的信号输入端通信连接；
所述计量芯片的信号输入端与直流接触器的信号输出端通信连接；
所述充电模块包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管 Q5、三极管Q6、三极管Q7、三极管Q8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容CE1、电容CE2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻RD1、电阻RD2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电感L1、电感L2、变压器T1，所述三极管Q1、电容C4、三极管Q2、电感L1的一端和变压器T1的1引脚与所述断路器的电源输出端正极连接，所述断路器的电源输入端正极与外部电源的正极连接，电阻RD2的一端与所述断路器的电源输出端负极连接，所述断路器的电源输入端负极与外部电源的负极连接，电阻RD1的两端与电阻RD2的两端连接，电阻RD2的另一端分别与三极管Q5的一端、电容C4的另一端、三极管Q6的一端、二极管D3的一端连接，三极管Q5 的另一端与三极管Q1的另一端连接，电容C3的两端与三极管Q1的两端连接，电容C8的两端与三极管Q5的两端连接，三极管Q2的另一端与三极管Q6的另一端、电感L1的另一端连接，电容C2的两端与三极管Q2的两端连接，电容C9 的两端与三极管Q6的两端连接，二极管D3的另一端与电阻R2的一端连接，变压器T1的3引脚分别与电阻R2的另一端和电容C6的一端连接，电容C6的另一端与三极管Q5的另一端连接，电容C5和电容C7的两端分别与电容C6的两端连接，变压器T1的6引脚分别与三极管Q4和三极管Q8的一端连接，三极管Q4 的另一端分别与三极管Q3、电容C1和所述直流接触器的电源输入端正极连接，所述直流接触器的电源输入端正极与所述充电枪的电源输入端正极连接，三极管 Q8的另一端与三极管Q7和电感L2的一端连接，三极管Q7的另一端与二极管D2 的一端连接，变压器T1的4引脚分别与二极管D2的另一端和二极管D1的一端连接，二极管D1的另一端与三极管Q3的另一端连接，电感L2的另一端分别与电阻R1和电阻R3的一端连接，电阻R1和电阻R3的另一端与电容C10的一端、电容CE2的一端和所述直流接触器的电源输入端负极连接，所述直流接触器的电源输入端负极与所述分流器的一端连接，所述分流器的另一端与所述充电枪的电源输入端负极连接，所述充电枪的电源输入端和连接，电容C10的另一端接地，电容C1的另一端接地，电容CE2的另一端与电容CE1的一端连接，电容CE1的另一端与电容C1的一端连接。
在本实用新型的一种实施例中，所述电子锁用于充电枪与所述挂线座连接。
在本实用新型的一种实施例中，所述枪座温度检测传感器用于检测所述充电枪内部的温度。
在本实用新型的一种实施例中，所述控制芯片的型号为STM32F207VET6。
在本实用新型的一种实施例中，所述计量芯片的型号为RN8209，所述计量芯片用于采集所述直流接触器的内外侧电压。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的7kW小功率直流充电机，通过在小功率直流充电机中的外壳和充电枪内部分别设置腔体温度检测传感和枪座温度检测传感器，以及在充电模块中增加绝缘检测电路，在充电过程中实时检测外壳和充电枪内部的温度，以及实时检测充电模块的绝缘性，在充电过程中出现发热量过大和漏电时自动切断电源，同时通过计量芯片采集充电模块输出电压和电流大小，在充电模块出现故障后导致输出电流和电压过大自动切断电源，解决了目前小功率直流充电机没有绝缘检测的功能，在出现故障的情况下在使用过程中会出现电击的情况，在充电过程中存在的充电模块出现故障后导致输出电流和电压过大，从而导致对车辆造成损害，在充电过程中出现发热量过大时，不能自动及时切断电源，导致小功率直流充电机内部的元器件过热导致损坏甚至出现自燃的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施方式提供的7kW小功率直流充电机的结构示意图；
图2为本实用新型实施方式提供的7kW小功率直流充电机通信框图；
图3为本实用新型实施方式提供的7kW小功率直流充电机电路图；
图4为本实用新型实施方式提供的充电模块的电路图。
图中：1-指示灯；2-充电模块；3-控制板；31-控制芯片；32-计量芯片； 33-蓝牙模块；34-4G通信模块；35-腔体温度检测传感；4-断路器；5-分流器； 6-直流接触器；7-挂线座；8-充电枪；9-电子锁；10-充电线；11-外壳；12-枪座温度检测传感器。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：7kW小功率直流充电机，包括外壳11，外壳11的内部依次设置有充电模块2、控制板3、断路器4、分流器 5和直流接触器6，充电模块2设置于外壳11的内部一侧，分流器5、直流接触器6和断路器4自上而下依次设置于外壳11的内部另一侧，控制板3设置于充电模块2的上方，外壳11的表面设置有指示灯1，外壳11的底部设置有充电线 10，充电线10的另一端连接有充电枪8，充电枪8的远离充电线10的一端插接有挂线座7，充电枪8的内部依次设置有电子锁9和枪座温度检测传感器12,电子锁9用于充电枪8与挂线座7连接,在未充电状态下电子锁9将充电枪8与挂线座7卡接，在使用充电枪8进行充电时，电子锁9将充电枪8与挂线座7松开，枪座温度检测传感器12用于检测充电枪8内部的温度,控制板3上依次设置有控制芯片31、计量芯片32、蓝牙模块33、4G通信模块34和腔体温度检测传感35, 控制芯片31的型号为STM32F207VET6,计量芯片32的型号为RN8209，计量芯片 32用于采集直流接触器6的内外侧电压,控制芯片31的信号输入端分别与计量芯片32、蓝牙模块33、4G通信模块34、枪座温度检测传感器12和腔体温度检测传感35的信号输出端通信连接，腔体温度检测传感35用于检测外壳11内部的温度，控制芯片31的信号输出端分别与蓝牙模块33、4G通信模块34、指示灯1、充电模块2、直流接触器6和电子锁9的信号输入端通信连接,蓝牙模块 33和4G通信模块34用于与外部设备进行通信，计量芯片32的信号输入端与直流接触器6的信号输出端通信连接,充电模块2用于将外界输入的交流电转换成直流电输出，并进行绝缘性检测，避免漏电对使用者造成电击，充电模块2包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、三极管 Q7、三极管Q8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容 C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容CE1、电容CE2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻RD1、电阻RD2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电感L1、电感 L2、变压器T1，三极管Q1、电容C4、三极管Q2、电感L1的一端和变压器T1 的1引脚与断路器4的电源输出端正极连接，断路器4的电源输入端正极与外部电源的正极连接，电阻RD2的一端与断路器4的电源输出端负极连接，断路器4 的电源输入端负极与外部电源的负极连接，电阻RD1的两端与电阻RD2的两端连接，电阻RD2的另一端分别与三极管Q5的一端、电容C4的另一端、三极管Q6 的一端、二极管D3的一端连接，三极管Q5的另一端与三极管Q1的另一端连接，电容C3的两端与三极管Q1的两端连接，电容C8的两端与三极管Q5的两端连接，三极管Q2的另一端与三极管Q6的另一端、电感L1的另一端连接，电容C2的两端与三极管Q2的两端连接，电容C9的两端与三极管Q6的两端连接，二极管D3 的另一端与电阻R2的一端连接，变压器T1的3引脚分别与电阻R2的另一端和电容C6的一端连接，电容C6的另一端与三极管Q5的另一端连接，电容C5和电容C7的两端分别与电容C6的两端连接，变压器T1的6引脚分别与三极管Q4 和三极管Q8的一端连接，三极管Q4的另一端分别与三极管Q3、电容C1和直流接触器6的电源输入端正极连接，直流接触器6的电源输入端正极与充电枪8 的电源输入端正极连接，三极管Q8的另一端与三极管Q7和电感L2的一端连接，三极管Q7的另一端与二极管D2的一端连接，变压器T1的4引脚分别与二极管 D2的另一端和二极管D1的一端连接，二极管D1的另一端与三极管Q3的另一端连接，电感L2的另一端分别与电阻R1和电阻R3的一端连接，电阻R1和电阻 R3的另一端与电容C10的一端、电容CE2的一端和直流接触器6的电源输入端负极连接，直流接触器6的电源输入端负极与分流器5的一端连接，分流器5的另一端与充电枪8的电源输入端负极连接，充电枪8的电源输入端和连接，电容C10的另一端接地，电容C1的另一端接地，电容CE2的另一端与电容CE1的一端连接，电容CE1的另一端与电容C1的一端连接，通过在小功率直流充电机中的外壳11和充电枪8的内部分别设置腔体温度检测传感35和枪座温度检测传感器12，以及在充电模块2中增加绝缘检测电路，在充电过程中实时检测外壳 11和充电枪8内部的温度，以及实时检测充电模块2的绝缘性，在充电过程中出现发热量过大和漏电时自动切断电源，同时通过计量芯片32采集充电模块2 输出电压和电流大小，在充电模块2出现故障后导致输出电流和电压过大通过直流接触器6和断路器4自动切断输出和输入电源，解决了目前小功率直流充电机没有绝缘检测的功能，在出现故障的情况下在使用过程中会出现电击的情况，在充电过程中存在的充电模块出现故障后导致输出电流和电压过大，从而导致对车辆造成损害，在充电过程中出现发热量过大时，不能自动及时切断电源，导致小功率直流充电机内部的元器件过热导致损坏甚至出现自燃的问题。
实施例1，在充电过程中，腔体温度检测传感35和枪座温度检测传感器12 实时检测外壳11和充电枪8内部的温度，腔体温度检测传感35和枪座温度检测传感器12输出的信号输入到控制芯片31，检测到温度过高时，控制芯片31控制断路器4断开外界输入的电源，避免小功率直流充电机内部的元器件过热导致损坏甚至出现自燃的问题。
实施例2，在充电过程中，计量芯片32检测直流接触器6的电流和电压过大时，控制芯片31控制通过直流接触器6控制充电电流的断开和断路器4切断充电模块2输入电源，避免充电模块2出现故障后导致输出电流和电压过大，从而导致对车辆造成损害的问题。
具体的，该7kW小功率直流充电机的工作原理：在充电过程中，在充电过程中实时检测外壳11和充电枪8内部的温度，以及实时检测充电模块2的绝缘性，在充电过程中出现发热量过大和漏电时自动切断电源，同时通过计量芯片32采集充电模块2输出电压和电流大小，在充电模块2出现故障后导致输出电流和电压过大通过直流接触器6和断路器4自动切断输出和输入电源，解决了目前小功率直流充电机没有绝缘检测的功能，在出现故障的情况下在使用过程中会出现电击的情况，在充电过程中存在的充电模块出现故障后导致输出电流和电压过大，从而导致对车辆造成损害，在充电过程中出现发热量过大时，不能自动及时切断电源，导致小功率直流充电机内部的元器件过热导致损坏甚至出现自燃的问题。
需要说明的是，指示灯1、充电模块2、蓝牙模块33、4G通信模块34、腔体温度检测传感35、断路器4、分流器5、直流接触器6、电子锁9和枪座温度检测传感器12具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
指示灯1、充电模块2、蓝牙模块33、4G通信模块34、腔体温度检测传感 35、断路器4、分流器5、直流接触器6、电子锁9和枪座温度检测传感器12的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.7kW小功率直流充电机，其特征在于，包括外壳(11)，所述外壳(11)的内部依次设置有充电模块(2)、控制板(3)、断路器(4)、分流器(5)和直流接触器(6)，所述充电模块(2)设置于所述外壳(11)的内部一侧，所述分流器(5)、所述直流接触器(6)和所述断路器(4)自上而下依次设置于所述外壳(11)的内部另一侧，所述控制板(3)设置于所述充电模块(2)的上方，所述外壳(11)的表面设置有指示灯(1)，所述外壳(11)的底部设置有充电线(10)，所述充电线(10)的另一端连接有充电枪(8)，所述充电枪(8)的远离所述充电线(10)的一端插接有挂线座(7)，所述充电枪(8)的内部依次设置有电子锁(9)和枪座温度检测传感器(12)；
所述控制板(3)上依次设置有控制芯片(31)、计量芯片(32)、蓝牙模块(33)、4G通信模块(34)和腔体温度检测传感(35)；
所述控制芯片(31)的信号输入端分别与所述计量芯片(32)、所述蓝牙模块(33)、所述4G通信模块(34)、所述枪座温度检测传感器(12)和所述腔体温度检测传感(35)的信号输出端通信连接，所述控制芯片(31)的信号输出端分别与所述蓝牙模块(33)、所述4G通信模块(34)、所述指示灯(1)、所述充电模块(2)、所述直流接触器(6)和所述电子锁(9)的信号输入端通信连接；
所述计量芯片(32)的信号输入端与直流接触器(6)的信号输出端通信连接；
所述充电模块(2)包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7、三极管Q8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容CE1、电容CE2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻RD1、电阻RD2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电感L1、电感L2、变压器T1，所述三极管Q1、电容C4、三极管Q2、电感L1的一端和变压器T1的1引脚与所述断路器(4)的电源输出端正极连接，所述断路器(4)的电源输入端正极与外部电源的正极连接，电阻RD2的一端与所述断路器(4)的电源输出端负极连接，所述断路器(4)的电源输入端负极与外部电源的负极连接，电阻RD1的两端与电阻RD2的两端连接，电阻RD2的另一端分别与三极管Q5的一端、电容C4的另一端、三极管Q6的一端、二极管D3的一端连接，三极管Q5的另一端与三极管Q1的另一端连接，电容C3的两端与三极管Q1的两端连接，电容C8的两端与三极管Q5的两端连接，三极管Q2的另一端与三极管Q6的另一端、电感L1的另一端连接，电容C2的两端与三极管Q2的两端连接，电容C9的两端与三极管Q6的两端连接，二极管D3的另一端与电阻R2的一端连接，变压器T1的3引脚分别与电阻R2的另一端和电容C6的一端连接，电容C6的另一端与三极管Q5的另一端连接，电容C5和电容C7的两端分别与电容C6的两端连接，变压器T1的6引脚分别与三极管Q4和三极管Q8的一端连接，三极管Q4的另一端分别与三极管Q3、电容C1和所述直流接触器(6)的电源输入端正极连接，所述直流接触器(6)的电源输入端正极与所述充电枪(8)的电源输入端正极连接，三极管Q8的另一端与三极管Q7和电感L2的一端连接，三极管Q7的另一端与二极管D2的一端连接，变压器T1的4引脚分别与二极管D2的另一端和二极管D1的一端连接，二极管D1的另一端与三极管Q3的另一端连接，电感L2的另一端分别与电阻R1和电阻R3的一端连接，电阻R1和电阻R3的另一端与电容C10的一端、电容CE2的一端和所述直流接触器(6)的电源输入端负极连接，所述直流接触器(6)的电源输入端负极与所述分流器(5)的一端连接，所述分流器(5)的另一端与所述充电枪(8)的电源输入端负极连接，所述充电枪(8)的电源输入端和连接，电容C10的另一端接地，电容C1的另一端接地，电容CE2的另一端与电容CE1的一端连接，电容CE1的另一端与电容C1的一端连接。
2.根据权利要求1所述的7kW小功率直流充电机，其特征在于，所述电子锁(9)用于充电枪(8)与所述挂线座(7)连接。
3.根据权利要求1所述的7kW小功率直流充电机，其特征在于，所述枪座温度检测传感器(12)用于检测所述充电枪(8)内部的温度。
4.根据权利要求1所述的7kW小功率直流充电机，其特征在于，所述控制芯片(31)的型号为STM32F207VET6。
5.根据权利要求1所述的7kW小功率直流充电机，其特征在于，所述计量芯片(32)的型号为RN8209，所述计量芯片(32)用于采集所述直流接触器(6)的内外侧电压。
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