CN214647697U - 一种直流智能充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了电动汽车技术领域的一种直流智能充电系统，实现降低充电损耗，提高充电效率，包括：一个功率模块，包括若干个直流变换器，各所述直流变换器之间相互并联；一个供电控制模块，与各所述直流变换器连接；一个工控机，与所述供电控制模块连接；至少一个充电桩，包括一处理器、一第一继电器、一熔断器、一电表以及一充电枪；所述第一继电器的输入端与功率模块连接，输出端与熔断器连接；所述电表的输入端与熔断器连接，输出端与充电枪连接；所述处理器分别与第一继电器、电表以及直流变换器连接。本实用新型的优点在于：极大的降低了充电损耗，提高了电能利用率。

Description

一种直流智能充电系统

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别指一种直流智能充电系统。

背景技术

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。

随着电动汽车的快速发展，电动汽车充电场站的网络也在稳步的推广，使得充电桩的覆盖率大幅提升。然而，由于电动汽车充电具有间隙性，即充电时间不固定且不确定，且不同的电动汽车品牌、不同车型，其充电功率的需求也有所差异，即使是同一辆电动汽车，在不同充电阶段的充电功率也会有差异，使得传统的充电桩在无形中增加了损耗，降低了充电场站整体的运行效率。

因此，如何提供一种直流智能充电系统，实现降低充电损耗，提高电能利用率，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种直流智能充电系统，实现降低充电损耗，提高电能利用率。

本实用新型是这样实现的：一种直流智能充电系统，包括：

一个功率模块，包括若干个直流变换器，各所述直流变换器之间相互并联；

一个供电控制模块，与各所述直流变换器连接；

一个工控机，与所述供电控制模块连接；

至少一个充电桩，包括一处理器、一第一继电器、一熔断器、一电表以及一充电枪；所述第一继电器的输入端与功率模块连接，输出端与熔断器连接；所述电表的输入端与熔断器连接，输出端与充电枪连接；所述处理器分别与第一继电器、电表以及直流变换器连接。

进一步地，所述供电控制模块包括：

一个辅助电源；

一个第二继电器，一端均与所述辅助电源连接，另一端与所述功率模块连接；

一个开关控制器，输入端与所述工控机连接，输出端与所述第二继电器连接。

进一步地，所述充电桩还包括：

一个电压比较器，一端与所述处理器连接，另一端与所述充电枪连接。

进一步地，所述充电桩还包括：

一个绝缘检测仪，一端与所述处理器连接，另一端与所述充电枪连接。

进一步地，所述充电桩还包括：

一个泄放电路，一端与所述绝缘检测仪连接，另一端接地。

进一步地，所述充电桩还包括：

温度传感器，与所述处理器连接；

指示灯，与所述处理器连接；

电子锁控制模块，一端与所述处理器连接，另一端与所述充电枪连接。

本实用新型的优点在于：

1、通过设置所述工控机、供电控制模块以及功率模块，所述供电控制模块设有一第二继电器、一辅助电源以及一开关控制器，所述功率模块设有若干个相互并联的直流变换器，且通过所述第二继电器与辅助电源连接，所述第二继电器与开关控制器连接；所述工控机从处理器获取插枪信号，通过所述开关控制器闭合第二继电器给功率模块供电，使所述功率模块处于待机状态；所述工控机通过充电桩获取电动汽车的实际充电功率需求后，通过所述处理器启动相应数量的直流变换器给电动汽车进行充电，即所述功率模块基于电动汽车的实际充电功率需求输出对应的功率，避免多余的所述直流变换器处于工作状态，进而极大的降低了充电损耗，提高了电能利用率。

2、通过设置所述电压比较器用于检测充电枪的电压，进而判断所述充电枪的插枪状态，当所述充电枪与电动汽车未连接时，所述工控机通过开关控制器关闭第二继电器，进而关闭所述直流变换器，降低所述直流变换器的待机功耗，进而极大的提升了电能的利用率。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型一种直流智能充电系统的电路原理框图。

图2是本实用新型一种直流智能充电系统使用状态的电路原理框图。

标记说明：

100-一种直流智能充电系统，1-功率模块，2-供电控制模块，3-工控机，4-充电桩，5-电动汽车，11-直流变换器，21-辅助电源，22-第二继电器，23-开关控制器，41-处理器，42-第一继电器，43-熔断器，44-电表，45-充电枪，46-电压比较器，47-绝缘检测仪，48-泄放电路，49-温度传感器，50-指示灯，51-电子锁控制模块。

具体实施方式

本实用新型实施例通过提供一种直流智能充电系统100，解决了现有技术中电动汽车充电时间不固定，需求的功率不一致导致电能损耗浪费的技术问题，实现了极大的降低了充电损耗，提高了充电效率的技术效果。

本实用新型实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：通过设置所述工控机3、供电控制模块2以及功率模块1，所述供电控制模块2设有一第二继电器22、一辅助电源21以及一开关控制器23，所述功率模块1设有若干个相互并联的直流变换器11，且通过所述第二继电器22与辅助电源21连接，所述第二继电器22与开关控制器23连接；所述工控机3从处理器41获取插枪信号，通过所述开关控制器23闭合第二继电器22给功率模块1供电，使所述功率模块1处于待机状态；所述工控机3通过充电桩4获取电动汽车5的实际充电功率需求后，通过所述处理器41启动相应数量的直流变换器11给电动汽车5进行充电，即所述功率模块1基于电动汽车5的实际充电功率需求输出对应的功率，避免所述功率模块1超功率运行；设置所述电压比较器46用于检测充电枪45的插枪状态，当所述充电枪45与电动汽车5未连接时，所述工控机3通过开关控制器23关闭第二继电器22，进而关闭所述直流变换器11，降低所述功率模块1的待机功耗，以降低充电损耗，提高电能利用率。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

请参照图1至图2所示，本实用新型一种直流智能充电系统100的较佳实施例，包括：

一个功率模块1，包括若干个直流变换器11，各所述直流变换器11之间相互并联；所述功率模块1用于给电动汽车5提供电能；所述直流变换器11即DC/DC变换器；

一个供电控制模块2，与各所述直流变换器11连接，用于给所述功率模块1供电，所述功率模块1获得供电控制模块2的供电才能进行工作；

一个工控机3，与所述供电控制模块1通过RS485串口进行连接，用于控制所述直流智能充电系统100的工作，且控制程序是本领域技术人员所熟知的，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；

至少一个充电桩4，包括一处理器41、一第一继电器42、一熔断器43、一电表44以及一充电枪45；所述第一继电器42的输入端与功率模块1连接，输出端与熔断器43连接；所述电表44的输入端与熔断器43连接，输出端与充电枪45连接；所述处理器41分别与第一继电器42、电表44以及各直流变换器11连接；所述充电桩4用于给电动汽车5进行充电，并与电动汽车5进行报文交互；所述处理器41用于控制充电桩4的工作，且控制程序是本领域技术人员所熟知的，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；所述第一继电器42用于启闭电动汽车5的充电；所述熔断器43用于为充电桩4和电动汽车5提供安全防护，当充电电流过大时自动熔断；所述电表44用于对电动汽车5充电的电量进行计量；所述充电枪45用于连接电动汽车5进行充电。

所述供电控制模块2包括：

一个辅助电源21，用于给所述直流变换器11供电，所述直流变换器11只有在辅助电源21供电的情况下才能进行工作；

一个第二继电器22，一端均与所述辅助电源21连接，另一端与所述功率模块1连接；

一个开关控制器23，输入端与所述工控机3连接，输出端与所述第二继电器22连接，用于控制所述第二继电器22的通断，进而启闭所述直流变换器11，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的控制器即可，并不限于何种型号，例如各种处理器、MCU等，且控制程序是本领域技术人员所熟知的，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的。

所述充电桩4还包括：

一个电压比较器46，一端与所述处理器41连接，另一端与所述充电枪45连接，用于采集所述充电枪45的电压，进而依据电压判断所述充电枪45的插枪状态。

所述充电桩4还包括：

一个绝缘检测仪47，一端与所述处理器41连接，另一端与所述充电枪45连接，用于对所述充电枪45进行绝缘检测。

所述充电桩4还包括：

一个泄放电路48，一端与所述绝缘检测仪47连接，另一端接地；所述泄放电路48即一个大电阻，用于对所述绝缘检测仪47检测时产生的电能进行释放。

所述充电桩4还包括：

温度传感器49，与所述处理器41连接；

指示灯50，与所述处理器41连接，用于指示所述充电桩4的工作状态；

电子锁控制模块51，一端与所述处理器41连接，另一端与所述充电枪45连接，用于检测到所述充电枪45处于插枪状态时，通过所述充电枪45内的电子锁(未图示)将充电枪45锁定在电动汽车5上避免充电过程热插拔引起电弧导致人员伤亡或起火；所述电子锁控制模块51为继电器。

本实用新型工作原理：

假设所述功率模块1包含两个最大功率为60kW，额定输出电流为125A的直流变换器11。

所述充电枪45与电动汽车5进行连接后，所述充电桩4通过电压比较器46检测到充电枪45的电压发生变化，识别到所述充电枪45处于插枪状态，通过所述电子锁控制模块51将充电枪45锁定在电动汽车5上；所述工控机3从处理器41获取插枪信号，通过所述开关控制器23闭合第二继电器给功率模块1供电，使所述功率模块1处于待机状态；所述充电桩4与电动汽车5进行握手通信，获取到电动汽车5的最高需求电压U1和最高需求电流I1，基于最高需求电压U1和最高需求电流I1计算得到实际充电功率需求为P1。

所述工控机3从充电桩4获取P1和I1，当P1小于等于60kW，且I1小于等于125A，通过所述处理器41启动一个直流变换器11，输出60kW的功率给电动汽车5进行充电；当P1大于60kW，或者I1大于125A，启动两个所述直流变换器11，输出120kW的功率给电动汽车5进行充电。

所述工控机3在给电动汽车5进行充电的过程中，监测电动汽车5的实时需求功率P2和实时需求电流I2，当P2小于等于60kW，I2小于等于125A，且P2趋于稳定时(不处于加载阶段)，断开其中一个所述直流变换器11，仅保留一个所述直流变换器11工作。

综上所述，本实用新型的优点在于：

1、通过设置所述工控机、供电控制模块以及功率模块，所述供电控制模块设有一第二继电器、一辅助电源以及一开关控制器，所述功率模块设有若干个相互并联的直流变换器，且通过所述第二继电器与辅助电源连接，所述第二继电器与开关控制器连接；所述工控机从处理器获取插枪信号，通过所述开关控制器闭合第二继电器给功率模块供电，使所述功率模块处于待机状态；所述工控机通过充电桩获取电动汽车的实际充电功率需求后，通过所述处理器启动相应数量的直流变换器给电动汽车进行充电，即所述功率模块基于电动汽车的实际充电功率需求输出对应的功率，避免多余的所述直流变换器处于工作状态，进而极大的降低了充电损耗，提高了电能利用率。

2、通过设置所述电压比较器用于检测充电枪的电压，进而判断所述充电枪的插枪状态，当所述充电枪与电动汽车未连接时，所述工控机通过开关控制器关闭第二继电器，进而关闭所述直流变换器，降低所述直流变换器的待机功耗，进而极大的提升了电能的利用率。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种直流智能充电系统，其特征在于：包括：

一个功率模块，包括若干个直流变换器，各所述直流变换器之间相互并联；

一个供电控制模块，与各所述直流变换器连接；

一个工控机，与所述供电控制模块连接；

至少一个充电桩，包括一处理器、一第一继电器、一熔断器、一电表以及一充电枪；所述第一继电器的输入端与功率模块连接，输出端与熔断器连接；所述电表的输入端与熔断器连接，输出端与充电枪连接；所述处理器分别与第一继电器、电表以及直流变换器连接。

2.如权利要求1所述的一种直流智能充电系统，其特征在于：所述供电控制模块包括：

一个辅助电源；

一个第二继电器，一端均与所述辅助电源连接，另一端与所述功率模块连接；

一个开关控制器，输入端与所述工控机连接，输出端与所述第二继电器连接。

3.如权利要求1所述的一种直流智能充电系统，其特征在于：所述充电桩还包括：

一个电压比较器，一端与所述处理器连接，另一端与所述充电枪连接。

4.如权利要求1所述的一种直流智能充电系统，其特征在于：所述充电桩还包括：

一个绝缘检测仪，一端与所述处理器连接，另一端与所述充电枪连接。

5.如权利要求4所述的一种直流智能充电系统，其特征在于：所述充电桩还包括：

一个泄放电路，一端与所述绝缘检测仪连接，另一端接地。

6.如权利要求1所述的一种直流智能充电系统，其特征在于：所述充电桩还包括：

温度传感器，与所述处理器连接；

指示灯，与所述处理器连接；

电子锁控制模块，一端与所述处理器连接，另一端与所述充电枪连接。

Images