CN217115665U - 带有环境检测功能的智能室外充电桩电气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有环境检测功能的智能室外充电桩电气系统，包括核心处理器，以及与所述核心处理器连接并通讯的通讯模块、输入输出模块、温度传感器、充电控制单元以及雨水检测模块；所述温度传感器用于检测充电桩的环境温度，并将温度数据传送给所述核心处理器；雨水检测模块用于检测充电桩的雨水信号，并将温度数据传送给所述核心处理器。本实用新型的带有环境检测功能的智能室外充电桩电气系统可以通过温度传感器、雨水导电路检测电路和水滴导电检测传感器，实现对充电桩现场雨水信号的检测，并将雨水信号传输给所述核心处理器；核心处理器通过雨水信号判断是否适合充电，并控制充电电路的通断，以实现充电桩的安全使用。

Description

带有环境检测功能的智能室外充电桩电气系统

技术领域

本实用新型涉及新能源电动车充电桩技术领域，具体为一种带有环境检测功能的智能室外充电桩电气系统。

背景技术

随着电动车技术的成熟和普及，电动汽车充电站已经成为城市配套建设的重要项目之一，其安全、稳定和可靠性是不可忽视的问题。充电时安全问题一直是充电桩制造、生产、建设和管理的首要问题，因此充电桩的设计单位采取了如漏电保护、防雷、防水等措施增加安全性，运营单位则运用高科技技术手段将视频监控、自动巡检等融入到日常的充电桩管理中，也收到了不错的效果。但是，在一些恶劣天气下，如暴雨、雷电等情况下，仍然有人冒险去充电站充电，虽然充电桩都具有漏电、短路等保护措施，但作为最后的被动手段其存在一定的隐患。一旦这些最后的保护措施出现故障或损坏，后果不堪设想。

目前，新能源电动车充电桩基本放在室内，由于室外有雨雪等天气影响，放置在室外的充电桩容易被雨水打湿而发生漏电，造成了充电桩使用中不安全、不可靠的问题。从而提高了充电桩的主动安全性，一定程度上避免了安全事故的发生。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种带有环境检测功能的智能室外充电桩电气系统，具备雨量监测和温度检测等功能，解决了由于室外有雨雪等天气影响，放置在室外的充电桩容易被雨水打湿而发生使用漏电的问题。具体技术方案如下：

一种带有环境检测功能的智能室外充电桩电气系统，所述智能室外充电桩电气系统包括核心处理器，以及与所述核心处理器连接并通讯的通讯模块、输入输出模块、充电控制单元以及温度传感器、雨水检测模块；其中所述温度传感器用于检测充电桩的环境温度，并将温度数据传送给所述核心处理器；所述雨水检测模块用于检测充电桩的雨水信号，并将温度数据传送给所述核心处理器。

如前文所述的智能室外充电桩电气系统，进一步的：所述雨水检测模块包括雨水导电路检测电路和与所述雨水导电路检测电路相连的水滴导电检测传感器；所述水滴导电检测传感器用于检测滴落在传感器电机上的雨水信号，并将雨水信号放大、并将电信号转换成数字信号发送给所述雨水导电路检测电路；所述雨水导电路检测电路连接所述核心处理器，用于将所述水滴导电检测传感器检测到的雨水信号传输给所述核心处理器；所述核心处理器判断所述雨水信号是否超过设定的阈值；若超过阈值，则向所述充电控制单元发出雨水信号，停止充电。

如前文所述的智能室外充电桩电气系统，进一步的：所述通讯模块采用2G、 3G、4G、5G等无线通信技术；所述通信模块将所述核心处理器与服务器连接，实现核心处理器与服务器的无线通信。

如前文所述的智能室外充电桩电气系统，进一步的：所述输入输出模块包括RFID读卡单元、用户按键输入和串行液晶显示器；所述RFID读卡单元用于读取用户的充电卡，并将用户充电卡信息输入给所述核心处理器；所述用户按键输入用于用户手动输入用户信息，并将所述用户信息。输入给所述核心处理器；所述串行液晶显示器用于显示用户和系统信息。

如前文所述的智能室外充电桩电气系统，进一步还包括安防监控系统控制单元；所述安防监控系统控制单元包括抓拍触发输出和报警触发输出；所述抓拍触发输出包括监控拍照继电器控制电路和摄像头，所述监控拍照继电器控制电路连接所述核心处理器，接收到所述核心处理器发出的控制信号时，控制所述摄像头进行拍摄；

所述报警触发输出包括报警触发输出电路和报警器；所述警触发输出电路连接所述核心处理器，接收到所述核心处理器发出的控制信号时，控制所述报警器发出报警声音。

如前文所述的智能室外充电桩电气系统，进一步的：所述充电控制单元包括若干充电线路，以及每条充电线路上的功率和电量检测电路、续电器控制电路、续电器及充电插座；所述功率和电量检测电路用于检测该充电线路的充电数据，并将充电数据实时的传输给所述核心处理器，判断该条线路是否正常充电；所述续电器控制电路用于控制所述充电线路的通断，当接收到所述核心处理器发出的充电线路异常信号时向所述续电器发出断开信号，所述续电器断开该充电线路；所述充电插座用于供用户插上充电插头给电动车充电。

本实用新型的带有环境检测功能的智能室外充电桩电气系统可以通过温度传感器、雨水导电路检测电路和与所述雨水导电路检测电路相连的水滴导电检测传感器，实现对充电桩现场雨水信号的检测，并将雨水信号传输给所述核心处理器；所述核心处理器判断所述雨水信号是否超过设定的阈值；若超过阈值，则向所述充电控制单元发出雨水信号，停止充电，以实现充电桩的安全使用，避免雨天漏电造成安全事故。

附图说明

图1为本实用新型智能室外充电桩电气系统的结构示意图；

图2为本实用新型智能室外充电桩电气系统的雨水检测模块的结构示意图；

图3为本实用新型智能室外充电桩电气系统的安防监控系统控制单元结构示意图；

图4为本实用新型的充电控制单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本申请中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等描述本申请的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。在可能的情况下，本申请中使用的相同或者相类似的附图标记指的是相同的部件。

图1为本实用新型智能室外充电桩电气系统的结构示意图。

如图1所示，本实用新型的带有环境检测功能的智能室外充电桩电气系统 100主要包括核心处理器101，以及与核心处理器101连接并通讯的通讯模块 102、输入输出模块103、安防监控系统控制单元104、充电控制单元105以及温度传感器106和雨水检测模块107；其中温度传感器106用于检测充电桩的环境温度，并将温度数据传送给核心处理器101。

其中核心处理器101是整个系统的核心枢纽，是整个系统的核心数处理中心，负责接受各模块发送的信息进行处理并将反馈信息发送相应的功能模块。图中的核心处理器101是一个集成的功能组合模块，至少包括计算、存储、数据读写、通讯等基础结构，可以满足数据处理的全部功能。

通讯模块102采用2G、3G、4G、5G等或未来更为先进的无线通信技术，通信模块102将核心处理器101与云端服务器连接，实现核心处理器101与服务器的无线通信。服务中心实现对充电站点的充电桩的远程监控和远程系统更新。

输入输出模块103包括RFID读卡单元112、用户按键输入113和串行液晶显示器111；RFID读卡单元112用于读取用户的充电卡，并将用户充电卡信息输入给核心处理器101。用户按键输入113用于用户手动输入用户信息，并将用户信息。输入给核心处理器101；串行液晶显示器111用于显示用户和系统信息等需要显示的信息。

雨水检测模块107包括雨水导电路检测电路121和与雨水导电路检测电路 121相连的水滴导电检测传感器122；水滴导电检测传感器122用于检测滴落在传感器电机上的雨水信号，将雨水信号放大、并将电信号转换成数字信号发送给所述雨水导电路检测电路。雨水导电路检测电路121连接核心处理器102，雨水导电路检测电路121将水滴导电检测传感器122检测到的雨水信号传输给核心处理器101；核心处理器101判断雨水信号是否超过设定的阈值；若超过阈值，则向充电控制单元105发出雨水信号，停止充电，具体工作原理见下文和图2。

智能室外充电桩电气系统100还包括安防监控系统控制单元104，安防监控系统控制单元104包括抓拍触发输出131和报警触发输出132，其具体结构见后文图3详细说明。

智能室外充电桩电气系统100还包括充电控制单元105，充电控制单元105 包括若干充电线路，以及每条线路上的功率和电量检测电路141～14N、续电器控制电路、续电器及充电插座151～15N，充电控制单元105的工作原理详见后文及图4。

智能室外充电桩电气系统100还包括温度传感器106，温度传感器106的工作原理是采用输出，通过传感器上的单片机直接读取温度数据，可精确到0.2 摄氏度，将温度信号发动给核心处理器101，核心处理器101采集温度数据后与设定的温度阈值进行判断：当温度超过50摄氏度，核心处理器101向充电控制单元105发出暂停充电控制信号，自动暂停所有充电；待温度传感器106检测到温度下降到50摄氏度以下后，核心处理器101向充电控制单元105发出继续充电控制信号，充电控制单元105继续充电。

图2为本实用新型智能室外充电桩电气系统的雨水检测模块的结构示意图；

如图2所示显示的为雨水导电路检测电路121和水滴导电检测传感器122 的结构，其中水滴导电检测传感器122包括指状交叉电机201和放大器202；雨水导电路检测电路121包括AD转换器203和单片机204。其工作原理是：雨水落在指状交叉电机201上，同时接触到指状交叉电机201的正极和负极，此时正极和负极之间会有一定的导电率，通过放大器202，将电信号放大到可检测的范围，并将模拟电信号发送给使用A/D转换器203，A/D转换器203将导电率的模拟信号转换成数字信号，交由单片机204判断数字是否超过阀值，超过，则输出雨水信号给核心处理器101，实现水滴检测的功能。

图3为本实用新型智能室外充电桩电气系统的安防监控系统控制单元结构示意图；

如图3所示为与核心处理器101连接的安防监控系统控制单元104，安防监控系统控制单元104包括抓拍触发输出131和报警触发输出132，抓拍触发输出 131包括监控拍照继电器控制电路311和摄像头312，监控拍照继电器控制电路 311的继电器的COM和NO引线连接到摄像头312的ALARM输入；报警触发输出132包括报警触发输出电路321和报警器322，报警器322通过12V有源电源供电。监控拍照继电器控制电路311和报警触发输出电路321连接单片机302，单片机302通过RS485通信接口301连接核心处理器101。当监控拍照继电器控制电路311接收到核心处理器101发出的控制信号时，控制摄像头312进行拍摄，并将拍摄的视频或者图片信息发送回核心处理器101用于留存。特别是系统的充电异常检测功能激活时，例如下雨、温度过高、输出功率过大、充电器脱开等突发事件，当系统检测到对应的突发事件，系统自动触发摄像头312的监控拍照功能，由摄像头312自动将监控拍照上传到服务器。报警触发输出电路321 接收到核心处理器101发出的控制信号时，控制报警器322发出报警声音。

图4为本实用新型的充电控制单元的结构示意图。

如图4所示，充电控制单元105包括与之相连的多条充电线路，以图中的一条充电线路为例，充电线路上包括在火线电路上的功率和电量检测电路141、续电器控制电路402、续电器403、电流互感器404及充电插座151，充电插座 151用于供用户插上充电插头给电动车充电。每条充电线路都与220伏电压的交流输入电源405并联，通过交流输入电源405向插座151提供电力。充电控制单元105通过RS485通信接口301连接核心处理器101，充电控制单元105内设有单片机，充电控制单元105与功率和电量检测电路141相互通信，功率和电量检测电路141连接电流互感器404，通过电流互感器404感测充电电路上的充电功率，并将功率数据通过功率和电量检测电路141传输给核心处理器101，以断该条线路是否正常充电。续电器控制电路402连接续电器403，当续电器控制电路402接收到充电控制单元105发出的断开或者关闭信号时，可以向续电器 403发出控制信号，续电器403的通断可以控制充电电路的通断。例如当电流互感器404检测到充电功率值超过500w的时候，向核心处理器101发出信号，核心处理器101判断充电过载，并通过充电控制单元105向续电器控制电路402 发出断开充电电路的信号，续电器控制电路402通过控制续电器403断开充电电路，暂停充电1分钟。1分钟后核心处理器101发出充电信号，续电器控制电路402通过控制续电器403闭合充电电路重新充电，如果设备功率恢复正常，则继续充电，如果设备功率不正常，则继续断开等待1分钟，如此反复。而且当电流互感器404检测到功率检测异常时，自动向核心处理器101上报事件，核心处理器101通过前文的抓拍触发输出131抓拍现场图片；当检测到功率检测到位0时，同样提示充电电路断开，并上传事件。当功率检测到电池充满时的功耗时，提示充满，断开电路，并上传时间，以此实现对充电电路的实施控制。

尽管参考附图中出示的具体实施方式将对本申请进行描述，但是应当理解，在不背离本申请教导的精神和范围和背景下，本申请的新型智能室外充电桩电气系统可以有许多变化形式。本领域技术普通技术人员还将意识到有不同的方式来改变本申请所公开的实施例中的参数，均落入本申请和权利要求的精神和范围内。

Claims (6)

1.一种带有环境检测功能的智能室外充电桩电气系统，其特征在于：所述智能室外充电桩电气系统包括核心处理器，以及与所述核心处理器连接并通讯的通讯模块、输入输出模块、温度传感器、充电控制单元以及雨水检测模块；

其中所述温度传感器用于检测充电桩的环境温度，并将温度数据传送给所述核心处理器；

所述雨水检测模块用于检测充电桩的雨水信号，并将温度数据传送给所述核心处理器。

2.如权利要求1所述的智能室外充电桩电气系统，其特征在于：

所述雨水检测模块包括雨水导电路检测电路和与所述雨水导电路检测电路相连的水滴导电检测传感器；

所述水滴导电检测传感器用于检测滴落在传感器电机上的雨水信号，将雨水信号放大，并将电信号转换成数字信号发送给所述雨水导电路检测电路；

所述雨水导电路检测电路连接所述核心处理器，用于将所述水滴导电检测传感器检测到的雨水信号传输给所述核心处理器；

所述核心处理器判断所述雨水信号是否超过设定的阈值；若超过阈值，则向所述充电控制单元发出雨水信号，停止充电。

3.如权利要求1所述的智能室外充电桩电气系统，其特征在于：

所述通讯模块采用2G、3G、4G或5G无线通信技术；

所述通讯模块将所述核心处理器与服务器连接，实现所述核心处理器与服务器的无线通信。

4.如权利要求1所述的智能室外充电桩电气系统，其特征在于：

所述输入输出模块包括RFID读卡单元、用户按键输入和串行液晶显示器；

所述RFID读卡单元用于读取用户的充电卡，并将用户充电卡信息输入给所述核心处理器；

所述用户按键输入用于用户手动输入用户信息，并将所述用户信息，输入给所述核心处理器；

所述串行液晶显示器用于显示用户和系统信息。

5.如权利要求1所述的智能室外充电桩电气系统，其特征在于还包括：

安防监控系统控制单元，连接所述核心处理器连接并与之通讯；

所述安防监控系统控制单元包括抓拍触发输出和报警触发输出；

所述抓拍触发输出包括监控拍照继电器控制电路和摄像头，所述监控拍照继电器控制电路连接所述核心处理器，接收到所述核心处理器发出的控制信号时，控制所述摄像头进行拍摄；

所述报警触发输出包括报警触发输出电路和报警器；所述警触发输出电路连接所述核心处理器，接收到所述核心处理器发出的控制信号时，控制所述报警器发出报警声音。

6.如权利要求1所述的智能室外充电桩电气系统，其特征在于：

所述充电控制单元包括若干充电线路，以及每条充电线路上的功率和电量检测电路、续电器控制电路、电流互感器、续电器及充电插座；

所述功率和电量检测电路通过所述电流互感器检测该充电线路的充电数据，并将充电数据实时的传输给所述核心处理器，判断该条充电线路是否正常充电；

所述续电器控制电路用于控制所述充电线路的通断，当接收到所述核心处理器发出的充电线路异常信号时向所述续电器发出断开信号，所述续电器断开该充电线路；

所述充电插座用于供用户插上充电插头给电动车充电。

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