CN215204513U - 一种充电桩和充电系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种充电桩和充电系统，充电桩包括电流输入模组；与电流输入模组连接的电流输出模组；与电流输出模组连接的控制模组，控制模组包括单片机和配电驱动器；与单片机连接的、用于传输充电信息至单片机的第一通讯模组，充电信息包括充电起止时间。本申请中的充电桩包括电流输入模组、电流输出模组、控制模组以及与控制模组中的单片机连接的第一通讯模组，第一通讯模组可以传输充电信息至单片机，充电信息包括充电起止时间，从而使充电桩在充电起止时间内进行充电，在其他时间停止充电，不需要用户手动插拔充电插头或者在充电桩上刷卡操作，并且，用户可以设定充电起止时间，在电价低的时段充电，满足用户的各种需求，提升用户使用感。

Description

一种充电桩和充电系统

技术领域

本申请涉及充电桩技术领域，特别是涉及一种充电桩和充电系统。

背景技术

充电桩一般固定在地面或墙壁，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，根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电；或者安装与工厂厂房的某个固定位置，用于为机器人充电。

目前，使用充电桩充电时，一种是用户操控充电插头，充电插头插入需要充电的电动汽车、机器人后便开始充电，当需要停止充电时，拔出充电插头，另一种是用户使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，可以选择充电方式、充电时长等。这两种方式都需要用户在充电桩上操作，当未满充电时长而要停止充电时，也需要用户在充电桩上操作，不够方便；另外，目前电价是分时段计价的，在夜间用电量少的时段比较便宜，白天电价较贵，现有的充电桩无法预约充电时间段。

因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种充电桩和充电系统，以实现远程控制充电和断电。

为解决上述技术问题，本申请提供一种充电桩，包括：

电流输入模组；

与所述电流输入模组连接的电流输出模组；

与所述电流输出模组连接的控制模组，所述控制模组包括单片机和配电驱动器；

与所述单片机连接的、用于传输充电信息至所述单片机的第一通讯模组，其中，所述充电信息包括充电起止时间。

可选的，所示充电桩中，还包括：

位于所述电流输入模组中的电量计量部件；

与所述单片机、所述电量计量部件连接的第二通讯模组。

可选的，所示充电桩中，所述电流输入模组包括空气断路器、浪涌保护器、漏电保护器。

可选的，所示充电桩中，所述电流输出模组包括交流接触器和熔断器。

可选的，所示充电桩中，还包括：

与所述单片机相连的、用于提示工作状态的提示组件。

可选的，所示充电桩中，所述第一通讯模组为无线通讯模组。

可选的，所示充电桩中，还包括：

与所述单片机连接的显示器。

可选的，所示充电桩中，还包括：

与所述单片机相连的、用于输入所述充电信息的按键。

可选的，所示充电桩中，还包括：

用于容纳所述电流输入模组、所述电流输出模组、所述控制模组的外壳；

与所述电流输出模组连接的充电适配器。

本申请还提供一种充电系统，包括终端和上述任一种所述的充电桩。

本申请所提供的一种充电桩，包括：电流输入模组；与所述电流输入模组连接的电流输出模组；与所述电流输出模组连接的控制模组，所述控制模组包括单片机和配电驱动器；与所述单片机连接的、用于传输充电信息至所述单片机的第一通讯模组，其中，所述充电信息包括充电起止时间。

可见，本申请中的充电桩包括电流输入模组、电流输出模组、控制模组以及与控制模组中的单片机连接的第一通讯模组，第一通讯模组可以传输充电信息至单片机，充电信息包括充电起止时间，从而使充电桩在充电起止时间内进行充电，在其他时间停止充电，不需要用户手动插拔充电插头或者在充电桩上刷卡操作，并且，用户可以设定充电起止时间，在电价低的时段充电，满足用户的各种需求，提升用户使用感。

此外，本申请还提供一种具有上述优点的充电系统。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本申请实施例所提供的一种充电桩的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的GSM模组的电路图；

图3为本申请实施例所提供的交流接触器电路图；

图4为本申请实施例所提供的单片机的电路图；

图5为本申请实施例所提供的另一种充电桩的结构示意图；

图6为本申请实施例所提供的TTL-RS485电路转换电路图；

图7为本申请实施例所提供的声音提示组件的电路图；

图8为本申请实施例所提供的光提示组件电路图；

图9为本申请实施例所提供的显示器的显示电路图；

图10为本申请实施例所提供的按键接口电路的电路图；

图11为本申请实施例所提供充电桩连接充电电源时的示意图；

图12为本申请中的终端上APP界面框图示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，目前使用充电桩充电时，一种是用户操控充电插头，充电插头插入需要充电的电动汽车、机器人后便开始充电，当需要停止充电时，拔出充电插头，另一种是用户使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，可以选择充电方式、充电时长等。这两种方式都需要用户在充电桩上操作，当未满充电时长而要停止充电时，也需要用户在充电桩上操作，不够方便；另外，目前电价是分时段计价的，在夜间用电量少的时段比较便宜，白天电价较贵，现有的充电桩无法预约充电时间段。

有鉴于此，本申请提供了一种充电桩，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种充电桩的结构示意图，充电桩包括：

电流输入模组；

与所述电流输入模组连接的电流输出模组；

与所述电流输出模组连接的控制模组，所述控制模组包括单片机8和配电驱动器；

与所述单片机8连接的、用于传输充电信息至所述单片机8的第一通讯模组7，其中，所述充电信息包括充电起止时间。

充电起止时间包括充电开始时间和充电停止时间，例如充电起止时间为14:00至16:00，或者22:00至第二天8:00，等等，可以避免充电桩忘记拔，带来的安全隐患，大大的方便了用户。

充电信息中还可以包括充电模式、取消预约充电。

充电信息可以由终端发出，终端包括但不限于智能手机、平板电脑、个人计算机等等。

需要指出的是，本申请中对第一通讯模组7不做具体限定，可视情况而定。例如，第一通讯模组7为有线通讯模组，或者所述第一通讯模组7为无线通讯模组，当为无线通讯模组时，可以更加方便、远距离的接收充电信息。其中，无线通讯模组包括但不限于GSM模组、WiFi通讯模组等，GSM模组可以实现充电桩与终端的4G通讯。GSM模组的电路图如图2所示。

电流输入模组主要用于实现交流电安全输入，电流输出模组主要用于后续交流电的输出。

为了提升充电桩的安全性能，防雷击，所述电流输入模组包括空气断路器3、浪涌保护器4、漏电保护器5；所述电流输出模组包括交流接触器6和熔断器2。但是，本申请对此并不做具体限定，电流输入模组可以只包括空气断路器3，或者包括空气断路器3和浪涌保护器4两种器件；电流输出模组可以只包括交流接触器6。交流接触器6电路图如图3所示。

为了降低充电桩的功耗、增强实用性，单片机8选用STM32F103单片机，STM32F103单片机需要3.3V的供电，由单独的AC/DC交直流电源9直接供电即可。STM32F103单片机的电路图请参见图4。STM32F103单片机包括滤波去耦合电路、上位电路、晶振电路，强干扰场合实用性较强。

电流输入模组、电流输出模组、控制模组、第一通讯模组7集成在外壳1中。

本申请中的充电桩包括电流输入模组、电流输出模组、控制模组以及与控制模组中的单片机连接的第一通讯模组，第一通讯模组可以传输充电信息至单片机，充电信息包括充电起止时间，从而使充电桩在充电起止时间内进行充电，在其他时间停止充电，不需要用户手动插拔充电插头或者在充电桩上刷卡操作，并且，用户可以设定充电起止时间，在电价低的时段充电，满足用户的各种需求，提升用户使用感，同时，不仅节约电费，还能缓解国家在峰段的用电紧张问题，节约能源。另外，充电桩根据第一通讯模组传输的充电起止时间进行充电，即使不拔出充电插头，避免充电时间过长带来的安全隐患。

请参考图5，图5为本申请实施例所提供的另一种充电桩的结构示意图。在上述实施例的基础上，充电桩还包括：

位于所述电流输入模组中的电量计量部件10；

与所述单片机8、所述电量计量部件10连接的第二通讯模组11。

电量计量部件10用于计量充电的电量，通过第二通讯模组11将电量传输至单片机8，实现电量计量部件与单片机8通信需求，单片机8根据电价和电量实现对充电费用的计算。

需要指出的是，第二通讯模11组根据电量计量部件10的接口而定。例如，当电量计量部件10的接口为RS485接口时，第二通讯模组11为RS485总线；当电量计量部件10的接口为CAN接口时，第二通讯模组11为CAN总线；当电量计量部件10的接口为RS232接口时，第二通讯模组11为RS232总线。其中，第二通讯模组11为RS485总线时，TTL-RS485电路转换电路图如图6所示。

进一步的，为了方便用户对充电桩的工作状态的了解情况，充电桩还包括：

与所述单片机相连的、用于提示工作状态的提示组件。

本申请中对提示组件的种类不做具体限定，视情况而定。例如，提示组件可以为声音提示组件，或者光提示组件，或者声光提示组件；其中，声音提示组件的电路图如图7所示，光提示组件电路图如图8所示。

为了方便用户可以在充电桩上读取充电信息、充电电量，充电桩还包括：与所述单片机连接的显示器。显示器可以为LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示器或者OLED(Organic Light Emitting Display，有机发光二极管)显示器等，显示器的显示电路图如图9所示。

在上述实施例的基础上，充电桩还可以包括：与所述单片机相连的、用于输入所述充电信息的按键。

用户可以直接通过按键控制充电和停止充电，首先按ON键，打开充电桩，为了提升安全性，防止误操作，打开后输入密码，密码输入正确便可以进行充电；按OFF键，输入正确的密码后，方可停止充电。另外，用户还可以手动预约充电起止时间，首先按ON键,打开设备，输入密码，密码正确后便可以按设置预约起止时间，之后按预约起止时间充电，如果中途不想充了，也可以按取消预约。所以，用户不仅可以通过第一通讯模组远程控制充电桩，还可以通过按键在充电桩上进行操控，操控方式更加多样化，提升用户的使用感，4*4矩阵按键接口电路的电路如图10所示。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，充电桩还包括：

用于容纳所述电流输入模组、所述电流输出模组、所述控制模组的外壳；

与所述电流输出模组连接的充电适配器。

由于现有的充电桩都是体积比较大，固定在地面上或墙壁上，不能移动，新能源汽车只能去指定的地方充电，一些农村、老旧小区，变压功率有限，再额外增加相应的充电桩设施，容易导致用电高峰时期经常断电，对新能源汽车的推广带来很大麻烦，而将电流输入模组、电流输出模组、控制模组集成在一个外壳中，并通过适配器直接与新能源汽车充电枪三孔插入端连接，便于携带，放在新能源汽车的后备箱里，只要有固定的充电停车位或者是可充电车库，就可以采用固定式或者随车携带的方式使用该充电桩，实现可随时随地充电，相对于固定安装的传统充电桩灵活性高，适用场合更多，为用户提供便捷的充电方式，加快新能源汽车的普及。

优选地，外壳为防水外壳，避免雨雪天气给充电增加不安全性。

为了方便用户拿取充电桩，还可以在外壳上设置一个把手。

下面以一种具体的情况对本申请中的充电桩进行介绍，请参见图11，图11为本申请中的充电桩连接充电电源时的示意图。充电桩包括充电适配器和集成有电流输入模组，电流输出模组，控制模组，按键16，复位按钮12，OLED显示器14，声光提示组件15的外壳，其中，电流输入模组包括空气断路器3、电量计量部件10、浪涌保护器4、漏电保护器5；控制模组包括STM32F103单片机8、配电驱动器13、第一通讯模组7(GSM模组)、第二通讯模组11(RS485总线)，电流输出模组包括交流接触器6和熔断器2。STM32F103单片机8由单独的AC/DC交直流电源9为直接供电，适配器与图中输出端连接。电量计量部件10采集充电的电量，经过RS485进行数据传输到STM32F103单片机上，之后通过算法处理后在OLED显示器14上显示出来，同时通过GSM模组传输到手机终端，而声光提示组件15就是对系统运行的状态指示。按键16的主要作用就是设置在便携充电桩上手动设置预约充电的时间，充电模式，输入密码等功能操作。

充电桩可以通过智能手机进行远程控制，通讯方式是通过GSM模组进行4G网络通信，从而实现了远程控制，为了通讯的安全性，需要通过短信验证码进行密码验证。

本申请还提供一种充电系统，包括终端和上述任一实施例所述的充电桩。

本申请中对终端不做具体限定，视情况而定。例如，终端可以为智能手机、平板电脑、个人计算机等等。当终端为智能手机、平板电脑等移动终端时，更方便用户使用。终端通过第一通讯模组传输充电信息给充电桩。

充电桩上设置有二维码，终端扫描二维码安装APP，安装SIM卡，打开APP，APP界面框图如图12所示，添加充电桩，就是手机号，然后按获取充电桩状态，然后按开始工作，这时会弹出密码框，输入正确的密码，按开始工作便可以开始充电了，按停止工作，便可以远程控制停止充电，按预约充电桩，输入正确的密码后，便可以设置时间，进行预约充电，若中途不想充电了，那也可以按APP上的取消预约，便可以中途取消充电。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本申请所提供的充电桩和充电系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种充电桩，其特征在于，包括：

电流输入模组；

与所述电流输入模组连接的电流输出模组；

与所述电流输出模组连接的控制模组，所述控制模组包括单片机和配电驱动器；

与所述单片机连接的、用于传输充电信息至所述单片机的第一通讯模组，其中，所述充电信息包括充电起止时间。

2.如权利要求1所述的充电桩，其特征在于，还包括：

位于所述电流输入模组中的电量计量部件；

与所述单片机、所述电量计量部件连接的第二通讯模组。

3.如权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述电流输入模组包括空气断路器、浪涌保护器、漏电保护器。

4.如权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述电流输出模组包括交流接触器和熔断器。

5.如权利要求1所述的充电桩，其特征在于，还包括：

与所述单片机相连的、用于提示工作状态的提示组件。

6.如权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述第一通讯模组为无线通讯模组。

7.如权利要求1所述的充电桩，其特征在于，还包括：

与所述单片机连接的显示器。

8.如权利要求7所述的充电桩，其特征在于，还包括：

与所述单片机相连的、用于输入所述充电信息的按键。

9.如权利要求1至8任一项所述的充电桩，其特征在于，还包括：

用于容纳所述电流输入模组、所述电流输出模组、所述控制模组的外壳；

与所述电流输出模组连接的充电适配器。

10.一种充电系统，其特征在于，包括终端和如权利要求1至9任一项所述的充电桩。

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