CN218287479U - 一种辅助供电装置及直流充电桩系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种辅助供电装置及直流充电桩系统，所述辅助供电装置包括：监控模块，与充电桩和电网电源耦接，用于监控充电桩的用电信息；备用电源，与所述监控模块耦接，用于在所述电网电源与所述监控模块断开电连接后，对所述监控模块供电。本申请提供的辅助供电装置在电网电源断电的情况下，可以通过备用电源模块向监控模块供能，以维持监控模块在一段时间内的正常运行。

Description

一种辅助供电装置及直流充电桩系统

技术领域

本申请涉及充电装置领域，尤其涉及一种辅助供电装置及直流充电桩系统。

背景技术

新能源电动汽车的供电系统包括主供电回路和辅助供电回路两个部分，其中主供电回路为动力单元进行直流高压供电，辅助供电回路则是为低压控制系统等进行低压供电。辅助供电回路从电网电源取电后为充电桩的监控装置供电，当电网电源断电后，监控装置停止工作，由此导致系统的网络通讯、人机交互、计量结算等功能停止运行，停电前的充电计费数据和停电事故的记录信息无法及时保存和传送到后台。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种辅助供电装置及直流充电桩系统，旨在解决电网电源断电时监控装置随之停止工作的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种辅助供电装置，所述辅助供电装置应用于直流充电桩，所述直流充电桩还包括主供电装置，所述主供电装置耦接于电网电源和待充电车辆的电池之间，所述辅助供电装置耦接于电网电源和用电设备之间，所述用电设备包括所述主供电装置的控制器和待充电车辆的车辆电池管理系统，所述辅助供电装置包括：

监控模块，与所述电网电源耦接，用于监控充电桩的运行过程和用电信息；

备用电源，与所述监控模块耦接，用于在所述电网电源与所述监控模块断开电连接之后，对所述监控模块供电。

在可选的实施例中，所述辅助供电装置还包括：

备用电源充电电路，所述充电电路的输入端与所述电网电源耦接，输出端与所述备用电源充放电端耦接；

备用电源放电电路，所述备用电源放电电路的输入端与所述备用电源充放电端耦接，输出端与所述监控模块的供电端耦接；

放电控制电路，所述放电控制电路的输入端与所述电网电源耦接，输出端与所述备用电源放电电路的控制端耦接，所述放电控制电路用于控制所述备用电源放电电路的通断。

在可选的实施例中，所述放电控制电路包括：

第一控制开关，所述第一控制开关的控制端与电网电源耦接，输入端与一参考电压输出端耦接，输出端接地；

第二控制开关，所述第二控制开关的控制端与所述第一控制开关的输入端耦接，输出端接地。

在可选的实施例中，所述辅助供电装置还包括：欠压检测芯片，所述欠压检测芯片的输入端与所述备用电源的充放电端耦接，输出端与所述备用电源放电电路的输入端耦接，接地端耦接地线。

在可选的实施例中，所述备用电源充电电路、所述备用电源放电电路、所述放电控制电路和所述欠压检测芯片单独封装。

在可选的实施例中，所述辅助供电装置还包括多个第一开关电源，所述第一开关电源用于在待充电车辆充电的过程中，耦接于所述电网电源和待充电车辆的车辆电池管理系统之间。

在可选的实施例中，所述辅助供电装置还包括至少一个第二开关电源，所述第二开关电源耦接在所述主供电装置的控制器和电网电源之间。

在可选的实施例中，所述辅助供电装置还包括第三开关电源，所述第三开关电源耦接于所述备用电源和电网电源之间。

在可选的实施例中，所述辅助供电装置还包括多个第一开关电源，所述第一开关电源用于在待充电车辆充电的过程中，耦接于所述电网电源和待充电车辆的车辆电池管理系统之间；和多个第二开关电源，所述第二开关电源耦接在所述控制器和电网电源之间；

其中至少一个第一开关电源与所述第二开关电源形成串联电路，并且在所述串联电路上包括一电压输出端。

本申请实施例的第二方面提供了一种直流充电桩系统，包括如如上所述的辅助供电装置，所述直流充电桩系统耦接于待充电车辆与电网电源电之间。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的辅助供电装置，在系统异常断电的情况下，可以通过备用电源模块向监控模块供能，以维持一段时间内监控模块正常运行。

附图说明

图1是本申请实施例中的辅助供电装置的结构示意图；

图2是本申请实施例中的备用电源充电电路、备用电源放电电路和放电控制电路的电路图；

附图编号：1-监控模块；2-备用电源；3-备用电源控制模块；4-车辆电池管理系统；5-控制器；6-第一开关电源；7-第二开关电源；8-第三开关电源；11- 监控板；12-通讯板；13-显示屏；14-读卡器；31-备用电源充电电路；32-备用电源放电电路；33-放电控制电路；34-备用电源欠压保护电路。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本申请的目的在于提供一种辅助供电装置和直流充电桩系统，旨在解决传统的充电桩系统在电网电源断电后监控装置随之停止工作的问题。

本申请实施例的第一方面提供一种辅助供电装置，如图1所示。需要知道的是，在相关技术领域中，本申请所述的辅助供电装置又称为二次系统。本实施例中的辅助供电装置包括：

监控模块1，与所述电网电源耦接，用于监控充电桩的运行过程和用电信息；

备用电源2，与所述监控模块耦接，用于在所述电网电源与所述监控模块断开电连接之后，对所述监控模块供电。

需要了解的是，直流充电桩包括主供电装置和辅助供电装置，主供电装置耦接于电网电源和待充电车辆的电池之间，用于为待充电车辆的电池充电；辅助供电装置耦接于电网电源和用电设备之间，所述用电设备包括主供电装置的控制器5和待充电车辆的车辆电池管理系统4。

需要说明的是，监控模块1包括电子卡管理系统、充电桩数据采集系统和数据传输系统，本申请不限于此，只要能够实现监控充电桩用电信息的功能即可，并且可以理解的是，本申请的监控模块，由于需要监控用电信息，因此需要与充电桩和电网电源耦接，在此不做赘述。

示例性的，本实施例中的监控模块1与所述充电桩和电网电源耦接，包括监控板11、通讯板12、显示屏13、读卡器14，可实现系统的网络通讯、人机交互、计费结算等功能。

进一步的，所述辅助供电装置还包括：

备用电源充电电路31，所述备用电源充电电路31的输入端Vin与所述电网电源耦接，输出端与所述备用电源2的充放电端batt耦接；

备用电源放电电路32，所述备用电源放电电路32的输入端与所述备用电源2的充放电端耦接，输出端Vo与所述监控模块1的供电端耦接；

放电控制电路33，所述放电控制电路的输入端与所述电网电源耦接，输出端与所述备用电源放电电路32的控制端耦接，所述放电控制电路33用于控制所述备用电源放电电路32的通断。

需要说明的是，所述放电控制电路33包括第一控制开关Q1和第二控制开关Q2，所述第一控制开关Q1的控制端与电网电源耦接，输入端与一参考电压输出端VA耦接，输出端接地；第二控制开关Q2的控制端与所述第一控制开关 Q1的输入端耦接，输出端接地。

示例性的，所述第一控制开关Q1和第二控制开关Q2均可以是三极管或场效应管(MOSFET)。

在可选的实施例中，备用电源充电电路31包括电阻R1、电阻R2和二极管D1，其中，电阻R1和电阻R2并联后耦接于供电线路上，用于限流；二极管D1串联接入供电线路，用于防止备用电源2放电时回流到供电端。

在可选的实施例中，备用电源放电电路32包括电磁继电器J1，电磁继电器J1的线圈一端a1耦接放电控制电路33的输出端，另一端a2耦接参考电压输出端VA，第一输入端a3耦接备用电源2的充放电端，第一输出端a4耦接监控模块1的供电端；进一步的，备用电源放电电路32还包括二极管D3，二极管D3耦接在电磁继电器J1线圈的两端；更进一步的，备用电源放电电路32 还包括电容C5，电容C5耦接在电磁继电器J1线圈的两端。

在使用过程中，当电网电源正常供电时，第一控制开关Q1的控制端接收到高电平，第一控制开关Q1导通，进而拉低了节点V1的电压，故第二控制开关Q2不导通，电磁继电器J1的线圈上没有电流流过，常开触点处于断开状态，此时备用电源2不能为监控模块1供电；而当电网电源不能正常供电时，第一控制开关Q1的控制端接收到低电平，第一控制开关Q1不能导通，此时节点 V1为高电平，故第二控制开关Q2导通，电磁继电器J1的线圈上有电流流过，常开触点处于闭合状态，故此时备用电源2为监控模块1供电。通过上述备用电源充电电路31、备用电源放电电路32和放电控制电路33三者的组合，可以实现在电网电源不能正常供电时，由备用电源2为监控模块1供电的功能，而在电网电源正常供电时，备用电源2不放电给监控模块1。

在可选的实施例中，备用电源放电电路32的电磁继电器J1还包括第二输入端a5和第二输出端a6，所述第二输入端a5和第二输出端a6均耦接监控模块1的信号接收端，用于向监控模块1传递电网电源是否正常供电的信号。

在可选的实施例中，所述放电控制电路33还包括：电容C3，电容C3耦接于第一控制开关Q1的控制端和输出端之间，所述电容C3用于吸收尖峰信号，防止尖峰信号对第一控制开关Q1造成干扰，引起第一控制开关Q1的误操作。

在可选的实施例中，所述放电控制电路33还包括：电容C4，电容C4耦接于第二控制开关Q2的控制端和输出端之间，所述电容C4用于吸收尖峰信号，防止尖峰信号对第二控制开关Q2造成干扰，引起第二控制开关Q2的误操作。

在可选的实施例中，所述放电控制电路33还包括电阻R6和电阻R7，电阻R6耦接于第一控制开关Q1的控制端和输出端之间，电阻R7耦接于第一控制开关Q1的输入端和输出端之间，所述电阻R6和电阻R7均用于分压。

在可选的实施例中，所述放电控制电路33还包括：电阻R3、电阻R4和电阻R5，电阻R3耦接于参考电压输出端VA和第一控制开关Q1的输入端之间，电阻R4耦接于第一控制开关Q1的输入端和第二控制开关Q2的控制端之间，电阻R5耦接于第一控制开关Q1的控制端，所述电阻R3、电阻R4和电阻 R5均用于限流。

在可选的实施例中，所述辅助供电装置还包括：欠压检测芯片U1，所述欠压检测芯片U1的输入端与所述备用电源2的充放电端耦接，输出端与所述备用电源放电电路32的输入端耦接，接地端耦接地线。

进一步的，欠压检测芯片U1与电容C1、电容C2和二极管D2共同组成备用电源欠压保护电路34，备用电源欠压保护电路34的输入端与备用电源2的充放电端耦接，输出端与备用电源放电电路32的输入端耦接；其中电容C1耦接在欠压检测芯片U1的输入端和接地端之间，电容C2耦接在欠压检测芯片 U1的输出端和接地端之间，进一步的，欠压检测芯片U1的输出端耦接二极管 D2的正极。

使用时，当欠压检测芯片U1检测到备用电源2的放电电压低于设定阈值时，则停止备用电源2放电给监控模块1。

在可选的实施例中，备用电源充电电路31、备用电源放电电路32、放电控制电路33和欠压检测芯片U1单独封装，作为备用电源控制模块3，并耦接在备用电源2和监控模块1之间。

在其他可选的实施例中，备用电源充电电路31、备用电源放电电路32、放电控制电路33和所述欠压检测芯片U1也可集成在所述监控模块1中，如此可以简化电路的连接方式。

在可选的实施例中，所述辅助供电装置还包括多个第一开关电源6，所述第一开关电源6用于在待充电车辆充电的过程中，耦接于所述电网电源和待充电车辆的车辆电池管理系统4之间。

使用时，第一开关电源6将电网电源的交流电整流变压后，输出一直流电，为待充电车辆的车辆电池管理系统4供电。

可以理解的是，开关电源的功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流；开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源，而输出多半是需要直流电源的设备，开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。

进一步的，所述辅助供电装置还包括至少一个第二开关电源7，所述第二开关电源7耦接在主供电装置的控制器5和电网电源之间。

使用时，第二开关电源7将电网电源的交流电整流变压后，输出一直流电，为主供电装置的控制器5供电。所述控制器5包括主供电装置内的接触器、继电器和充电枪电子锁。

在可选的实施例中，所述辅助供电装置还包括第三开关电源8，第三开关电源8耦接于备用电源2和电网电源之间，用于将电网电源的交流电整流变压后，为备用电源2充电。

在可选的实施例中，第三开关电源8的输出端耦接备用电源控制模块3的输入端，输出端耦接监控模块1，备用电源连接端耦接备用电源2。

在可选的实施例中，第一开关电源6与第二开关电源7形成串联电路，并且在所述串联电路上包括一电压输出端Vout。该方式在不增加元件投入的情况下，可为有更高用电电压需求的用电设备供电，降低了系统成本。

进一步的，在第一开关电源6的输出端并联一个二极管D4，二极管D4的正极与第一开关电源6输出端的负极相连，负极与第一开关电源6输出端的正极相连。

更进一步的，在第二开关电源7的输出端并联一个二极管D5，二极管D5 的正极与第二开关电源7输出端的负极相连，负极与第二开关电源7输出端的正极相连。

需要知道的是，二极管D4和二极管D5的耐压大于第一开关电源6与第二开关电源7的输出电压之和，允许通过的瞬间电流大于第一开关电源6的额定输出电流。

本申请实施例的第二方面提供一种直流充电桩系统，包括如上所述的辅助供电装置，所述直流充电桩系统耦接于待充电车辆与电网电源电之间。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置可以通过其它的方式实现。例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种辅助供电装置，所述辅助供电装置应用于直流充电桩，所述直流充电桩还包括主供电装置，所述主供电装置耦接于电网电源和待充电车辆的电池之间，所述辅助供电装置耦接于电网电源和用电设备之间，所述用电设备包括所述主供电装置的控制器和待充电车辆的车辆电池管理系统，其特征在于，所述辅助供电装置包括：

监控模块，与所述电网电源耦接，用于监控充电桩的运行过程和用电信息；

备用电源，与所述监控模块耦接，用于在所述电网电源与所述监控模块断开电连接之后，对所述监控模块供电。

2.根据权利要求1所述的辅助供电装置，其特征在于，所述辅助供电装置还包括：

备用电源充电电路，所述充电电路的输入端与所述电网电源耦接，输出端与所述备用电源充放电端耦接；

备用电源放电电路，所述备用电源放电电路的输入端与所述备用电源充放电端耦接，输出端与所述监控模块的供电端耦接；

放电控制电路，所述放电控制电路的输入端与所述电网电源耦接，输出端与所述备用电源放电电路的控制端耦接，所述放电控制电路用于控制所述备用电源放电电路的通断。

3.根据权利要求2所述的辅助供电装置，其特征在于，所述放电控制电路包括：

第一控制开关，所述第一控制开关的控制端与电网电源耦接，输入端与一参考电压输出端耦接，输出端接地；

第二控制开关，所述第二控制开关的控制端与所述第一控制开关的输入端耦接，输出端接地。

4.根据权利要求2所述的辅助供电装置，其特征在于，所述辅助供电装置还包括：欠压检测芯片，所述欠压检测芯片的输入端与所述备用电源的充放电端耦接，输出端与所述备用电源放电电路的输入端耦接，接地端耦接地线。

5.根据权利要求4所述的辅助供电装置，其特征在于，所述备用电源充电电路、所述备用电源放电电路、所述放电控制电路和所述欠压检测芯片单独封装。

6.根据权利要求1所述的辅助供电装置，其特征在于，所述辅助供电装置还包括多个第一开关电源，所述第一开关电源用于在待充电车辆充电的过程中，耦接于所述电网电源和待充电车辆的车辆电池管理系统之间。

7.根据权利要求1所述的辅助供电装置，其特征在于，所述辅助供电装置还包括至少一个第二开关电源，所述第二开关电源耦接在所述主供电装置的控制器和电网电源之间。

8.根据权利要求1所述的辅助供电装置，其特征在于，所述辅助供电装置还包括第三开关电源，所述第三开关电源耦接于所述备用电源和电网电源之间。

9.根据权利要求1所述的辅助供电装置，其特征在于，所述辅助供电装置还包括多个第一开关电源，所述第一开关电源用于在待充电车辆充电的过程中，耦接于所述电网电源和待充电车辆的车辆电池管理系统之间；和多个第二开关电源，所述第二开关电源耦接在所述控制器和电网电源之间；

其中至少一个第一开关电源与所述第二开关电源形成串联电路，并且在所述串联电路上包括一电压输出端。

10.一种直流充电桩系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的辅助供电装置，所述直流充电桩系统耦接于待充电车辆与电网电源电之间。

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