CN218316289U - 一种充电桩电气控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新能源充电技术领域，尤其是涉及一种充电桩电气控制系统，其方案如下：包括充电桩、储能模块、充电模块以及控制模块，充电模块用于对充电桩充电，控制模块用于控制储能模块储能和放电以及充电模块对充电桩充电，电网与储能模块的第一输入端连接，充电模块的输入端与电网连接，充电模块的输出端以及储能模块的输出端均与充电桩的输入端连接，充电模块的输出端充电桩之间还连接有电流检测模块，以解决电网的主要电路断电或故障时充电桩无法对汽车充电的问题。

Description

一种充电桩电气控制系统

技术领域

本实用新型涉及新能源充电技术领域，尤其是涉及一种充电桩用充电系统。

背景技术

随着新能源汽车的逐渐普及，利用充电桩对新能源汽车进行充电续航的也越来越多，一般在公共建筑和居民小区的停车场或充电站内安装充电桩系统来实现对新能源汽车充电。

相关技术中，充电桩系统包括充电桩、充电模块、变压器以及整流器，充电模块用于对充电桩充电，交流电网经过充电系统中的变压器、整流器以及充电模块后输出直流电压传送至充电桩，以为充电桩提供相应的充电电压，充电桩上设置有人机交互操作界面，人们通过人机交互操作界面刷卡，充电桩就能对新能源汽车进行充电。

针对上述相关技术，发明人认为由于上述充电系统不能对电能进行存储备用，当充电模块断电或出现故障时，就无法对新能源汽车进行充电，故需要进行改进。

实用新型内容

为了解决电网的主要电路断电或故障时充电桩无法对汽车充电的问题，本申请提供一种充电桩电气控制系统。

本申请提供一种充电桩电气控制系统，采用如下技术方案：

一种充电桩电气控制系统，包括充电桩、储能模块、充电模块以及控制模块，所述充电模块的输入端与电网连接，所述充电模块的输出端以及所述储能模块的第一输出端均与所述充电桩的输入端连接，电网与所述储能模块的第一输入端连接，所述充电模块的输出端所述充电桩的输入端之间还连接有电流检测模块，所述电流检测模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述电流检测模块用于检测所述充电模块的输出电流，所述充电模块用于对所述充电桩充电，所述控制模块用于控制所述储能模块储能或放电以及控制所述充电模块对所述充电桩充电。

通过采用上述技术方案，当电流检测模块检测到充电模块的输出电流时，充电模块正常工作，控制模块控制充电模块能够对充电桩正常供电，同时控制模块也会将电网所输出的电能传输至储能模块内，以对电能进行存储备用，当充电模块的主要电路发生断电或故障停止供电时，电流检测模块检测不到充电模块的输出电流并产生异常信号发送至控制模块，控制模块能够控制储能模块放电，以对充电桩供电，从而解决当充电模块出现故障或断电时充电桩无法工作的问题。

优选的，系统还包括光伏模块，光伏模块用于将光能转换成电能存储于所述储能模块中，所述光伏模块的输出端与所述储能模块的第二输入端连接。

通过采用上述技术方案，光伏模块能够将光能转换成电能，并将电能存储于储能模块中，如此能够合理利用光能，节省对电网用电使用。

优选的，所述光伏模块包括DC-DC光伏变压器以及光伏板电池组件，所述光伏板电池组件的输出端与DC-DC光伏变压器的输入端电连接，所述DC-DC光伏变压器的输出端与所述储能模块的第二输入端连接。

通过采用上述技术方案，光伏板电池组件吸收光能将光能转化成电能，而后通过光伏DC–DC变压器转换成相应的输出电流存储至储能模块中备用，以合理利用光能，以减少电网的用电压力。

优选的，所述储能模块的输出端与所述充电桩的输入端之间与所述电流检测模块的输出端与所述充电桩的输入端之间均连接有直流母线。

通过采用上述技术方案，直流母线的作用是有效将直流电压输送至流充电桩，无需逆变器或变压器转换，减少系统的占用空间和电能的损耗，提高转换效率。

优选的，系统还包括PET变压器，所述PET变压器的输入端与电网输入端连接，所述PET变压器的输出端与所述充电模块的输入端以及所述储能模块的第一输入端连接。

通过采用上述技术方案，PET变压器具有占用空间小且便于维修的特点，设置PET变压器能够将电压变压与整流结合在一起，由此有效的减少系统的占用空间，提高整流变压转换效率。

优选的，系统还包括照明DC-DC变压器，所述照明DC-DC变压器的输入端与所述PET变压器连接，所述照明DC-DC变压器的输出端与照明负载连接。

通过采用上述技术方案，设置照明DC-DC变换器使照明DC-DC变换器与照明负载连接，以为照明负载提供合适的照明电源，由此为人们提供相应的照明。

优选的，所述充电桩包括充电桩本体以及底座，所述底座上设有供所述充电桩本体容置的凹槽，所述凹槽槽底可拆卸连接有风扇，所述充电桩本体底部设置有用于监测所述充电桩本体温度的监测模块，所述监测模块与所述控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端与所述风扇连接，当所述监测模块监测到充电桩本体的温度大于预设的温度值，则产生温度过热信号并发送至控制模块，所述控制模块控制所述风扇工作。

通过采用上述技术方案，监测模块监测充电桩本体的温度，当监测模块监测到充电桩本体大于预设的温度时则产生温度过热信号并发送至控制模块，控制模块控制风扇启动，以能够及时对充电桩散热。

优选的，所述凹槽相对的两槽壁均设置有多个散热孔。

通过采用上述技术方案，散热孔的设置能够有效的将充电桩本体产生的热量散出，进一步优化散热效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.设置储能模块能够将电网所输出的电能进行存储备用，当充电模块的主要电路发生断电或故障停止供电时，控制模块能够控制储能模块放电，以对充电桩供电，从而解决当充电模块出现故障或断电时充电桩无法工作的问题；

2.光伏模块能够将光能转换成电能，并将电能存储于储能模块中，如此能够合理利用光能，节省对电网用电使用；

3.直流母线的作用是有效将直流电压输送至流充电桩，无需逆变器或变压器转换，减少系统的占用空间和电能的损耗。

附图说明

图1是本申请一种充电桩用充电系统的结构框图；

图2是本申请一种充电桩用充电系统的充电桩装配关系示意图。

附图标记说明：

1、充电模块；2、控制模块；3、储能模块；4、充电桩；41、充电桩本体；42、底座；5、光伏模块；51、光伏板电池组件；52、DC-DC光伏变压器；6、DC-DC变压器；7、直流母线；8、DC-DC储能变压器；9、PET变压器；10、监测模块；11、风扇；12、凹槽；13、安装凸条；14、安装槽；15、安装螺栓；16、通孔；17、螺纹孔；18、弹性卡块；19、卡孔；20、定位柱；21、电网；22、散热孔；23、照明DC-DC变压器；24、照明负载；25、电流检测模块。

具体实施方式

结合附图对一种充电桩电气控制系统进行如下详细说明。

参照图1，一种充电桩电气控制系统，包括充电桩4、储能模块3、充电模块1以及控制模块2，充电模块1用于对充电桩4充电，在本实施例中，充电模块1采用的是功率200kw-400kw直流充电模块1。控制模块2用于控制储能模块3储能或放电以及控制充电模块1对充电桩4充电，电网21为充电系统提供电力能源。

电网21 与储能模块3的第一输入端连接，充电模块1的输入端与电网21电连接，充电模块1的输出端与充电桩4的输入端之间电连接有电流检测模块25，电流检测模块25用于检测充电模块1的输出电流，在本实施例中，电流检测模块25可采用直流电压传感器，以检测充电模块1的输出电流是否异常，电流检测模块25的输出端以及储能模块3的第一输出端均与充电桩4的输入端电连接，电网21的输出电压为10KV的工业用电电压。

具体的说，系统还包括PET变压器9，该PET变压器9是一款能够将变压与整流结合在一起的变压器，具有维修方便、稳定高、具备断路器作用以及占用空间小的特点，通过安装PET变压器9，将电网21的交流电压转换成直流电压，PET变压器9的输入端与电网21电连接，PET变压器9的输出端分别与储能模块3的第一输入端以及充电模块1的输入端电连接。

同时，储能模块3的第一输入端与PET变压器9的输出端之间电连接有DC-DC储能变压器8，该DC-DC储能变压器8将经PET变压器9变压整流后的直流电压转换成适合储能模块3存储电能的直流电压值。在本实施例中，储能模块3由多组蓄电池组构成，以对电能进行存储。

参照图1，系统还包括光伏模块5，光伏模块5用于将光能转换成电能并存储于储能模块3中，光伏模块5的输出端与储能模块3的第二输入端电连接。具体的说，光伏模块5包括DC-DC光伏变压器52以及光伏板电池组件51，在本实施例中，光伏板电池组件51由多个光伏电池构成，且光伏板电池组件51设置多组。光伏板电池组件51是一种利用光伏效应将光能转化成电能并存储的发电装置。光伏板电池组件51的输出端与DC-DC光伏变压器52的输入端电连接，DC-DC光伏变压器52的输出端与储能模块3的第二输入端连接。

需说明的是，DC-DC光伏变压器52的输出电压与DC-DC储能变压器8的输出电压相等，因此白天可以通过充电模块1直接对充电桩4充电，光伏模块5中的光伏板电池组件51在白天能够接收太阳光，将光能转化成电能，而后再经过DC-DC光伏变压器52将光伏板电池组件51的输出电压转换成适合储能模块3存储使用的直流电压；夜间将控制模块2控制光伏模块5关闭，停止接收光能，同时控制模块2控制DC-DC储能变换器启动，将从PET变压器9转换所得的直流电压转换成适合储能模块3存储的电能，从而根据不同时间段合理利用和存储电能备用，节省工业用电的使用和浪费。

参照图1，电流检测模块25的输出端与充电桩4之间均电连接有直流母线7。直流母线7能够有效的稳定充电模块1与充电桩4之间的电压，进一步地减少系统的占用空间，减少交流转换成直流电压时的电能消耗，提高转换效率。在本实施例中，直流母线7采用的是200V-750V的直流母线7。

储能模块3与充电桩4之间还设置有DC-DC变压器6，储能模块3的输出端与DC-DC变压器6的输入端电连接，DC-DC变压器6的输出端也通过直流母线7与充电桩4电连接，以能够稳定储能模块3与充电桩4之间的直流电压。

当电流检测模块25检测到充电模块1的输出电流处于正常的电流值时，控制模块2控制充电模块1正常供电，当充电模块1发生故障或断电时，电流检测模块25检测到充电模块1的输出电压异常则会产生异常信号并发送至控制模块2，控制模块2能够控制储能模块3放电，此时储能模块3的输出电压经DC-DC变压器6变压转换成适合充电桩4使用的直流电压，由此能够为充电桩4供电提供备用保障。

系统还包括照明DC-DC变压器23，照明DC-DC变压器23的输入端与PET变压器9的输出端电连接，照明DC-DC变压器23的输出端与照明负载24电连接，由此使PET变压器9所输出的直流电压转换成适合照明负载24所使用的直流电压，从而为照明负载24提供相应的照明电源。具体的说照明负载24可以是充电站或停车场内所使用的照明灯，警示灯以及带有警示照明灯的警示牌等。

参照图2，充电桩4包括充电桩本体41以及底座42，充电桩本体41用于对新能源汽车充电。同时，底座42顶部开设有供充电桩本体41容置的凹槽12，充电桩本体41的底部插入凹槽12内。为使充电桩本体41固定在凹槽12内，充电桩本体41的两侧壁靠近底部的一端均一体成型有安装凸条13，且安装凸条13沿充电桩本体41的宽度方向设置，底座42顶部开设有两个的安装槽14，且两个安装槽14分别位于凹槽12槽口的两侧且与凹槽12连通，各安装槽14沿凹槽12的长度方向设置。各安装凸条13与对应的安装槽14插接配合，由此将充电桩本体41初步定位于底座42上。底座42的两侧壁均设置有两根安装螺栓15，两个安装槽14槽壁均开设有两个与两根安装螺栓15对应的通孔16，两条安装凸条13远离充电桩本体41的一侧壁开设有螺纹孔17，各安装螺栓15贯穿通孔16且与对应的螺纹孔17螺纹连接，由此将充电桩本体41固定在底座42上。

凹槽12槽底可拆卸连接有风扇11，具体的说，风扇11周向固定安装有弹性卡块18，对应的，凹槽12槽底连接有四块与弹性卡块18一一对应的定位柱20，各定位柱20的顶部开设有卡孔19，卡孔19沿定位柱20的高度方向设置，各弹性卡块18与对应的卡孔19卡接配合，由此便于风扇11的安装和拆卸。

回看图1，此外，充电桩本体41底部安装有用于监测充电桩本体41温度的监测模块10，具体的说，监测模块10可为温度传感器，监测模块10的输出端与控制模块2的输入端连接，连接的方式可以是电连接，也可以是通过WiFi模块无线连接，WiFi模块包括WiFi发射端以及WiFi接收端，监测模块10的输入端与充电桩本体41的内部电源电连接，监测模块10的输出端与WiFi发射端电连接，控制模块2的输入端与WiFi接收端电连接，在本实施例中采用电连接方式。当监测模块10监测到充电桩本体41的温度大于预设的温度值时，则产生温度过热信号并发送至控制模块2，控制模块2控制风扇11启动对充电桩本体41进行散热，当监测模块10监测到充电桩本体41的温度小于或等于预设的温度值则产生温度正常信号，并发送至控制模块2，控制模块2控制风扇11停止，由此能够对充电桩本体41及时散热。此外，凹槽12的槽壁均开设有多个散热孔22，以能够将热气从凹槽12内排出至底座42外，以加快空气流动，进一步地加快散热。

本申请一种充电桩电气控制系统的实施原理为：通过设置储能模块3对来自于电网21的电能进行存储，也通过光伏模块5将光能转换成电能存储至储能模块3中，由此能够将电能存储备用，同时充电模块1对充电桩4进行供电，当充电模块1出现断电或故障时，控制模块2能够控制储能模块3对充电模块1供电，如此能够解决充电模块1出现故障或断电时充电桩4无法工作的问题。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种充电桩电气控制系统，包括充电桩(4)、储能模块(3)、充电模块(1)以及控制模块(2)，其特征在于：所述充电模块(1)的输入端与电网(21)连接，所述充电模块(1)的输出端以及所述储能模块(3)的第一输出端均与所述充电桩(4)的输入端连接，电网(21)与所述储能模块(3)的第一输入端连接，所述充电模块(1)的输出端与所述充电桩(4)之间还连接有电流检测模块(25)，所述电流检测模块(25)的输出端与所述控制模块(2)的输入端连接，所述电流检测模块(25)用于检测所述充电模块(1)的输出电压，所述充电模块(1)用于对所述充电桩(4)充电，所述控制模块(2)用于控制储能模块(3)储能或放电以及控制所述充电模块(1)对所述充电桩(4)充电。

2.根据权利要求1所述的一种充电桩电气控制系统，其特征在于：系统还包括光伏模块(5)，所述光伏模块(5)用于将光能转换成电能存储于所述储能模块(3)中，所述光伏模块(5)的输出端与所述储能模块(3)的第二输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种充电桩电气控制系统，其特征在于：所述光伏模块(5)包括DC-DC光伏变压器(52)以及光伏板电池组件(51)，所述光伏板电池组件(51)的输出端与DC-DC光伏变压器(52)的输入端电连接，所述DC-DC光伏变压器(52)的输出端与所述储能模块(3)的第二输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种充电桩电气控制系统，其特征在于：所述储能模块(3)的输出端与所述充电桩(4)的输入端之间以及所述电流检测模块(25)的输出端与所述充电桩(4)的输入端之间均连接有直流母线(7)。

5.根据权利要求1所述的一种充电桩电气控制系统，其特征在于：系统还包括PET变压器(9)，所述PET变压器(9)的输入端与电网(21)输入端连接，所述PET变压器(9)的输出端与所述充电模块(1)的输入端以及所述储能模块(3)的第一输入端连接。

6.根据权利要求5所述的一种充电桩电气控制系统，其特征在于：系统还包括照明DC-DC变压器(23)，所述照明DC-DC变压器(23)的输入端与所述PET变压器(9)连接，所述照明DC-DC变压器(23)的输出端与照明负载(24)连接。

7.根据权利要求1所述的一种充电桩电气控制系统，其特征在于：所述充电桩(4)包括充电桩本体(41)以及底座(42)，所述底座(42)上设有供所述充电桩本体(41)容置的凹槽(12)，所述凹槽(12)槽底可拆卸连接有风扇(11)，所述充电桩本体(41)底部设置有用于监测所述充电桩本体(41)温度的监测模块(10)，所述监测模块(10)与所述控制模块(2)的输入端连接，所述控制模块(2)的输出端与所述风扇(11)连接，当所述监测模块(10)监测到充电桩本体(41)的温度大于预设的温度值，则产生温度过热信号并发送至控制模块(2)，所述控制模块(2)控制所述风扇(11)工作。

8.根据权利要求7所述的一种充电桩电气控制系统，其特征在于：所述凹槽(12)的相对的两槽壁均设置有多个散热孔(22)。

Images