CN215204502U - 一种无人值守式自动充电桩 - Google Patents

Abstract

一种无人值守式自动充电桩，包括充电桩本体、稳压电源、短信模块；还具有停电探测电路、电压异常探测电路、车辆数量统计电路；车辆数量统计电路包括磁铁、干簧管和数据统计发送子电路，永久磁铁安装在充电枪的外上端，干簧管安装在充电枪固定插口上端；稳压电源、停电探测电路、电压异常探测电路、短信模块、车辆数量统计电路的数据统计发送子电路安装在充电桩本体内并和干簧管电性连接。本新型能在电压发生异常或者停电时，能通过短信提示远端机主进行及时维护，并将当天充电车辆的数量发送给机主，远端机主不用到现场，能掌握单位时间内充电车辆的＝数量，为合理安排在相应区域投放充电桩起到了有利技术支持。本实用新型具有好的应用前景。

Description

一种无人值守式自动充电桩

技术领域

本实用新型涉车用充电桩设备技术领域，特别是一种无人值守式自动充电桩。

背景技术

电动汽车由于使用成本低、绿色环保，其保有量越来越大，电动汽车有一个缺陷就是每次充电后行驶路程不会太远，蓄电池无电后就需要充电。目前的技术中，为了保证电动汽车能正常充电，相关部门及充电桩经营者会在道路不同的区域安装自动充电器(充电桩)，这样车主在车辆的蓄电池接近无电时就可就近充电，保证了车辆的正常行驶。

实际情况下，很多充电桩都是处于无人化管理工作状态(充电者经手机等扫码，将充电枪插入汽车的充电插座内、充电桩内的主控板控制充电桩的充电电源输出端和充电枪的导线连通输出电源后就可为车辆蓄电池充电，充完电后取出充电枪、主控板探测到后断开充电电源输出端和充电枪的导线不再输出电源，第三方应用软件对充电者的充电量进行计费、完成全部充电流程)，因此机主不到现场时不能具体了解到充电桩的工作状态及性能，这样在充电桩因故障发生停止输出电源，或者输出电源电压或高或低时，会对充电桩的正常运营带来影响，并会因电压异常对充电的车辆蓄电池带来影响，甚至造成蓄电池的损坏。还有就是，现有的充电桩不能将单位时间内充电车辆的数量发送给远端机主，机主不能了解到单位时间内充电车辆的数量(一般情况下需要人为在一定时间内人为统计充电车辆的数量)，也就不能为进一步扩大规模等提供技术支撑(比如机主掌握了一个区域、一天内充电车辆数量较多，一台充电桩不能满足所有车辆充电需要，机主就可有目的的在现场多投放安装另外的充电桩，满足当地车辆充电需要，并给自己带来好的经济回报，并防止过多投放充电桩使用率不高，带来不必要的投入)。基于上述，提供一种不但具有普通充电桩的功能，还能在发生输出电源异常提示远端机主，并能将单位时间内充电车辆数量发送给机主的充电桩显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有充电桩因结构所限，无法在发生故障输出电压异常时提示远端机主，会给充电桩正常使用带来影响，并会给充电车辆蓄电池造成损坏的缺点，以及由于无法统计单位时间内充电车辆的数量，不能为机主科学合理投放充电桩起到技术支持的弊端，本实用新型提供了一种基于普通充电桩本体，应用中在相关机构及电路共同作用下，能在输出电压发生异常时，第一时间通过短信提示远端机主进行及时维护，保证了充电桩的正常使用，并防止了充电车辆蓄电池因电压异常而损坏的问题，且在每天能通过计数器、GPRS模块等将当天充电车辆的数量发送给机主，机主通过现有成熟的数据收发技术，能经身边手机或PC机等及时掌握单位时间内充电车辆的数量，进而为科学合理安排在相应区域投放充电桩本体起到了有利技术支持的一种无人值守式自动充电桩。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：

一种无人值守式自动充电桩，包括充电桩本体、稳压电源、短信模块；其特征在于还具有停电探测电路、电压异常探测电路、车辆数量统计电路；所述车辆数量统计电路包括磁铁、干簧管和数据统计发送子电路，磁铁安装在充电桩本体的充电枪壳体外上端，干簧管安装在充电桩本体的充电枪固定插口上端；所述稳压电源、停电探测电路、电压异常探测电路、短信模块、车辆数量统计电路的数据统计发送子电路安装在充电桩本体电气控制箱内；所述稳压电源的电源输出端和停电探测电路、电压异常探测电路、车辆数量统计电路、短信模块的电源输入端电性连接；所述充电桩本体内的充电电源输出端和停电探测电路、电压异常探测电路的信号电源输入端电性连接，干簧管两个接线端电性串联在数据统计发送子电路的两个信号输入端之间；所述停电探测电路、电压异常探测电路的信号输出端和短信模块的信号输入端电性连接；

进一步地，所述干簧管在充电枪插入充电桩本体的充电枪固定插口内后，磁铁磁性作用力作用于干簧管，干簧管内部触点闭合。

进一步地，所述稳压电源是交流转直流开关电源模块，开关电源模块的电源输出电性连接有一只蓄电池；短信模块是短信报警模块。

进一步地，所述停电探测电路包括光耦、NPN三极管、电阻，光耦、NPN三极管、电阻之间电性连接，光耦内藏的光电二极管正极和第一只电阻一端连接，光耦内藏的光电三极管发射极和NPN三极管发射极、光耦内藏的光电二极管负极连接，第二只电阻一端和NPN三极管基极、光耦内藏的光电三极管集电极连接。

进一步地，所述电压异常探测电路包括三端电压监测器、电阻、NPN三极管，三端电压监测器、电阻、NPN三极管之间连接，第一只电阻及第二只电阻一端连接，第一只电阻另一端和第一只三端电压监测器正极电源输入端连接，第二只电阻另一端和第二只三端电压监测器正极电源输入端连接，第三只电阻一端和第一只NPN三极管集电极、第二只NPN三极管基极连接，第一只三端电压监测器的输出端和第三只NPN三极管基极连接，第二只三端电压监测器的输出端和第一只NPN三极管基极连接，三只NPN三极管发射极、第一只及第二只三端电压监测器的负极电源输入端连接。

进一步地，所述车辆数量统计电路的数据统计发送子电路包括计数器、时控电路、GPRS模块，计数器、时控电路、GPRS模块之间电性连接，时控电路是全自动微电脑时控开关，计数器的电源输入两端和时控电路的电源输出两端分别连接，时控电路的电源输入端和GPRS模块的电源输入端连接，计数器的信号输出端和GPRS模块的信号输入端经RS485数据线连接。

本实用新型有益效果是：本实用新型基于普通充电桩本体，应用中在停电探测电路、电压异常探测电路共同作用下，能在输出电压发生异常或者停电时，第一时间通过短信提示远端机主进行及时维护，保证了充电桩的正常使用，并防止了充电车辆蓄电池因电压异常而损坏的问题。本新型能在单位时间内，通过车辆数量统计电路将当天充电车辆的数量发送给机主，远端机主不用到现场，通过现有成熟的数据收发技术，能经身边手机或PC机等及时掌握单位时间内充电车辆的数量，进而为科学合理安排在相应区域投放充电桩本体起到了有利技术支持。基于上述，所以本实用新型具有好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型电路图；

图3是本实用新型结构框图。

具体实施方式

图1、3中所示，一种无人值守式自动充电桩，包括具有扫码收费功能的无人管理充电桩本体1、稳压电源2、短信模块3；还具有停电探测电路4、电压异常探测电路5、车辆数量统计电路；所述车辆数量统计电路包括磁铁61、干簧管62和数据统计发送子电路63，环形永久磁铁61用胶粘接在充电桩本体的充电枪101(充电插头)的壳体外上端中部，干簧管62横向用胶粘接在一个小元件盒621的内下端，元件盒621左侧端用胶粘接在充电桩本体的外壳102右外侧端中部且位于充电枪固定插口(固定充电枪作用)上端；所述稳压电源2、停电探测电路4、电压异常探测电路5、短信模块3、车辆数量统计电路的数据统计发送子电路63安装在充电桩本体电气控制箱103内。

图1、2、3所示，干簧管GH的动触点位于上端、静触点位于下端，车辆充完电充电枪101插入充电桩本体的充电枪固定插口(固定充电枪作用)内后磁铁CT位于干簧管GH下端、且磁铁CT磁性作用力作用于干簧管GH，干簧管GH内部触点闭合。稳压电源A是型号220V/12V/50W的交流220V转直流12V开关电源模块成品，开关电源模块A的电源输出经导线连接有一只蓄电池G1(充电桩本体停电后，蓄电池G1能为相关电路供电，保证了本新型正常使用)；短信模块A4是型号GSM 800的短信报警模块成品，短信报警模块成品A4具有两个电源输入端1及2脚，信号输入端口3-8脚，每个信号输入端口输入低电平信号后，短信报警模块成品A4会经无线移动网络发送一条对应短信，短信报警模块内可储存6条短信(本实施例管理人员通过短信报警模块成品自身功能预先编辑三条短信，内容是“现场停电或故障”、“输出电压过高”、“输出电压过低”)，短信报警模块A4的信号输入端口3-5脚被输入低电平信号后，短信报警模块A4能分别发送三条对应短信。停电探测电路包括型号4N25的光耦A1、NPN三极管Q4、电阻R1及R4，其间经电路板布线连接，光耦A1内藏的光电二极管正极和第一只电阻R1一端连接，光耦A1内藏的光电三极管发射极和NPN三极管Q4发射极、光耦A1内藏的光电二极管负极连接，第二只电阻R4一端和NPN三极管Q4基极、光耦A1内藏的光电三极管集电极连接。电压异常探测电路包括型号AN051A的三端电压监测器A2、A3，电阻R2、R、R3，NPN三极管Q3、Q1、Q2，其间经电路板布线连接，第一只电阻R2及第二只电阻R一端连接，第一只电阻R2另一端和第一只三端电压监测器A2正极电源输入端2脚连接，第二只电阻R另一端和第二只三端电压监测器A3正极电源输入端2脚连接，第三只电阻R3一端和第一只NPN三极管Q1集电极、第二只NPN三极管Q2基极连接，第一只三端电压监测器A2的输出端1脚和第三只NPN三极管Q3基极连接，第二只三端电压监测器的输出端1脚和第一只NPN三极管Q1基极连接，三只NPN三极管Q1、Q2、Q3发射极和三端电压监测器A2、A3负极电源输入端2脚连接。车辆数量统计电路的数据统计发送子电路包括计数器A5、时控电路A7、GPRS模块A6，其间经电路板布线连接，时控电路A7是型号KG316T的全自动微电脑时控开关成品，微电脑时控开关自身壳体前侧上端具有液晶显示屏，壳体前下端具有取消/恢复、校时、校分、校星期、自动/手动、定时、时钟七个按键，其还具有两个电源输入端1、2脚，两个电源输出端3、4脚，应用前，使用者分别按动操作七只按键，可设定两个电源输出端输出电源的间隔时间及输出电源的时间，一次设定后只要不进行重新设定，停电后也不会导致其设置的电源输出时间改变。GPRS模块成品A6型号是ZLAN8100，GPRS模块成品A6上有RS485数据输入端口，能将输入的数字信号经无线移动网络发送出去，计数器A5是型号SL4K的具有RS485数据输出端口的计数器成品，计数器A5具有两个电源输入端，计数器具有无电压触发端口S，触发端口S两个接线端闭合后，计数器A5进行一次累加计数，计数器A5断电后重新开始计数；计数器A5的电源输入两端1及2脚和时控电路A7的电源输出两端3及4脚分别连接，时控电路A7的电源输入端1及2脚和GPRS模块A6的电源输入端1及2脚分别连接，计数器A5的信号输出端和GPRS模块A6的信号输入端经RS485数据线连接。

图1、2、3所示，稳压电源A的电源输入端1及2脚和充电桩本体内交流220V电源接线端经导线连接。稳压电源A的电源输出端3及4脚和停电探测电路的电源输入端电阻R4另一端及NPN三极管Q4发射极、电压异常探测电路的电源输入端电阻R3另一端及NPN三极管Q1发射极、车辆数量统计电路的电源输入端GPRS模块A6的1及2脚、短信模块A4的电源输入两端1及2脚分别经导线连接。充电桩本体内的充电电源输出端G和停电探测电路信号输入端电阻R1另一端及NPN三极管Q5发射极、电压异常探测电路信号电源输入端电阻R、R3一端及NPN三极管Q3发射极分别经导线连接。干簧管GH两个接线端经导线串联在数据统计发送子电路的计数器A5的无电压信号触发端口S键下的两个触点之间。停电探测电路的信号输出端NPN三极管Q4集电极、电压异常探测电路的信号输出端NPN三极管Q3、Q2集电极和短信模块A4的信号输入端3、4、5脚分别经导线连接。

图1、2、3所示，本实用新型基于无人管理充电桩本体1，无人管理充电桩本体1和现有无人管理充电桩其他使用原理及过程完全一致，充电者经手机等扫码，将充电枪插入汽车的充电插座内、充电桩本体内的主控板控制充电桩本体的充电电源输出端和充电枪的导线连通输出电源后就可为车辆蓄电池充电，充完电后取出充电枪、主控板探测到后断开充电电源输出端和充电枪的导线不再输出电源，第三方应用软件对充电者的充电量进行计费、完成全部充电流程。本新型中，220V交流电源进入稳压电源A的1及2脚后，稳压电源A在其内部电路作用下3及4脚会输出稳定的12V电源进入停电探测电路、电压异常探测电路、车辆数量统计电路、短信模块电源输入端，于是，上述电路处于得电工作状态(同时12V电源为型号12V/10Ah的锂蓄电池进行浮动充电，保证了充电桩本体停电后，蓄电池G1能为相关电路供电，保证了本新型正常使用)。停电检测电路中：当充电桩本体工作正常、其充电电源输出端G(直流电源)输出的电源直接经电阻R1(充电电源输出端G直接进入电阻R1不会受到主控板控制)降压限流进入光耦A1内藏的光电二极管正极(得电发光)，于是，光耦A1内藏的光电三极管导通集电极输出低电平进入NPN三极管Q4基极，NPN三极管Q4基极无合适正向偏压处于截止状态，那么短信模块A4也就不会发送短信。停电检测电路中：当充电桩本体工作不正常或现场停电其充电电源输出端G不再输出电源时，光耦A1内藏的光电二极管失电不再发光，光耦A1内藏的光电三极管截止集电极停止输出低电平进入NPN三极管Q4的基极，那么NPN三极管Q4基极会经电阻R4降压限流从12V电源正极获得合适正向偏压导通(高于0.7V)，于是NPN三极管Q4导通集电极输出低电平触发短信模块A4的3脚，短信模块A4(内有SIM卡)在其内部电路作用下，将预先储存的一条短信“现场停电或故障”发送出去，和短信模块建立连接的机主手机接收到短信后，就能第一时间了解到现场充电桩本体停止供电，就可及时赶到现场进行维护，保证了车辆充电需要。

图1、2、3所示，电压异常探测电路中，充电桩本体其充电电源输出端G输出的电源会直接经电阻R2及R降压限流分别进入三端电压监测器A2及A3的2脚。当充电电源输出端G输出的电压正常时(举例来说在79V左右，为了保证72V蓄电池充电，充电电源输出端G输出的电源电压会高于72V以上)，79V左右电压经电阻R2降压限流后进入三端电压监测器A2的2脚信号电压低于4.75V，三端电压监测器A2的1脚不输出高电平，那么短信模块A2也就不会发送出短信。当充电电源输出端G输出的电压不正常(举例来说高于79V、在82V左右)，那么82V以上电压经电阻R2降压限流后进入三端电压监测器A2的2脚信号电压高于三端电压监测器A2的内部4.75V阈值电压，三端电压监测器A2在其内部电路作用下其1脚会输出高电平进入NPN三极管Q3的基极，进而，NPN三极管Q3导通集电极输出低电平触发短信模块A4的4脚，于是短信模块A4在其内部电路作用下，将预先储存的一条短信“输出电压过高”发送出去，和短信模块建立连接的机主手机接收到短信后就能第一时间了解到现场充电桩本体输出电压过高(充电电压过高对车辆蓄电池会有影响)，就可及时赶到现场进行维护。

图1、2、3所示，电压异常探测电路中，当充电电源输出端G输出的电压正常时(举例来说高于72V)，那么72V以上电压经电阻R降压限流后进入三端电压监测器A3的2脚信号电压高于4.75V，三端电压监测器A2的1脚输出高电平进入NPN三极管Q1的基极，NPN三极管Q1导通集电极输出低电平进入NPN三极管Q2的基极，NPN三极管Q2基极无合适正向偏压处于截止状态，那么短信模块A4也就不会发送短信。当充电电源输出端G输出的电压不正常时(举例来说低于72V)，那么72V以下电压经电阻R降压限流后进入三端电压监测器A3的2脚信号电压低于4.75V，三端电压监测器A2的1脚停止输出高电平、NPN三极管Q2基极会经电阻R3降压限流从12V电源正极获得合适正向偏压导通(高于0.7V)，于是NPN三极管Q2导通集电极输出低电平触发短信模块A4的5脚，短信模块A4在其内部电路作用下，将预先储存的一条短信“输出电压过低”发送出去，和短信模块建立连接的机主手机接收到短信后就能第一时间了解到现场充电桩本体输出电压过低(充电电压过低车辆蓄电池不能充电)，就可及时赶到现场进行维护。需要说明的是，本新型的电压异常探测电路对于监测电压不是特定的，本申请上述例举的电压大小，只是为了清楚交代工作原理而设定的，实际生产中，技术人员可根据充电桩本体的充电电源输出端G输出的电压大小进行适应性调整(分别采用不同阻值电阻R2、R、R3)，满足实际检测电压需要。

图1、2、3所示，本新型中，时控开关A7得电工作后其3及4脚会每间隔5秒钟输出23小时55秒钟电源进入计数器A5的电源输入端，于是计数器A5会在每天得电工作23小时55秒钟(其余5秒钟计数器A5断电将其一天内统计的充电车辆数量清零，为第二天统计充电车辆总数做好准备)。计数器A5得电工作后，每次充电者取下充电枪101将其插入汽车充电插座内充完电，充电者把充电枪101从汽车充电插座内取下插入充电桩本体的充电枪固定插口内后，磁铁CT位于干簧管GH下端且磁铁CT磁性作用力会作用于干簧管GH，干簧管GH内部触点会闭合一次，进而计数器累加计数一次(每辆车充完电、车主放好充电枪，干簧管GH内部触点都会闭合一次，进而计数器进行一次累加计数)。由于GPRS模块A6的信号输入端和计数器A5的信号输出端经RS485数据线连接，所以每天时间段，GPRS模块A6会将实时充电的车辆数据经无线移动网络发送出去，远端机主不用到现场，通过现有成熟的数据收发技术，能经身边手机或PC机等安装的成熟应用软件(GPRS模块发送计数数据，手机或PC机经其应用通过屏幕显示计数数据是现有物联网领域应用非常广泛且成熟的技术)，能实时掌握单位时间内充电车辆的数量，进而为科学合理安排在相应区域投放充电桩本体起到了有利技术支持。电路中，NPN三极管Q1、Q2、Q3、Q4型号是9013；干簧管GH是玻璃外壳常开触点型干簧管；电阻R1、R4、R2、R、R3阻值分别是15.5K、47K、3.21M、2.73M、47K。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种无人值守式自动充电桩，包括充电桩本体、稳压电源、短信模块；其特征在于还具有停电探测电路、电压异常探测电路、车辆数量统计电路；所述车辆数量统计电路包括磁铁、干簧管和数据统计发送子电路，磁铁安装在充电桩本体的充电枪壳体外端，干簧管安装在充电桩本体的充电枪固定插口上端；所述稳压电源、停电探测电路、电压异常探测电路、短信模块、车辆数量统计电路的数据统计发送子电路安装在充电桩本体电气控制箱内；所述稳压电源的电源输出端和停电探测电路、电压异常探测电路、车辆数量统计电路、短信模块的电源输入端电性连接；所述充电桩本体内的充电电源输出端和停电探测电路、电压异常探测电路的信号电源输入端电性连接，干簧管两个接线端电性串联在数据统计发送子电路的两个信号输入端之间；所述停电探测电路、电压异常探测电路的信号输出端和短信模块的信号输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种无人值守式自动充电桩，其特征在于，干簧管在充电枪插入充电桩本体的充电枪固定插口内后，磁铁磁性作用力作用于干簧管，干簧管内部触点闭合。

3.根据权利要求1所述的一种无人值守式自动充电桩，其特征在于，稳压电源是交流转直流开关电源模块，开关电源模块的电源输出电性连接有一只蓄电池；短信模块是短信报警模块。

4.根据权利要求1所述的一种无人值守式自动充电桩，其特征在于，停电探测电路包括光耦、NPN三极管、电阻，光耦、NPN三极管、电阻之间电性连接，光耦内藏的光电二极管正极和第一只电阻一端连接，光耦内藏的光电三极管发射极和NPN三极管发射极、光耦内藏的光电二极管负极连接，第二只电阻一端和NPN三极管基极、光耦内藏的光电三极管集电极连接。

5.根据权利要求1所述的一种无人值守式自动充电桩，其特征在于，电压异常探测电路包括三端电压监测器、电阻、NPN三极管，三端电压监测器、电阻、NPN三极管之间连接，第一只电阻及第二只电阻一端连接，第一只电阻另一端和第一只三端电压监测器正极电源输入端连接，第二只电阻另一端和第二只三端电压监测器正极电源输入端连接，第三只电阻一端和第一只NPN三极管集电极、第二只NPN三极管基极连接，第一只三端电压监测器的输出端和第三只NPN三极管基极连接，第二只三端电压监测器的输出端和第一只NPN三极管基极连接，三只NPN三极管发射极、第一只及第二只三端电压监测器的负极电源输入端连接。

6.根据权利要求1所述的一种无人值守式自动充电桩，其特征在于，车辆数量统计电路的数据统计发送子电路包括计数器、时控电路、GPRS模块，计数器、时控电路、GPRS模块之间电性连接，时控电路是全自动微电脑时控开关，计数器的电源输入两端和时控电路的电源输出两端分别连接，时控电路的电源输入端和GPRS模块的电源输入端连接，计数器的信号输出端和GPRS模块的信号输入端经RS485数据线连接。

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