CN219583980U - 一种智能充电桩 - Google Patents

Abstract

一种智能充电桩，包括充电桩本体、DC‑DC电源模块，还具有温度探测电路、控制电路和插接检测电路；温度检测电路配套有热敏电阻，控制电路配套有电源开关，热敏电阻、电源开关安装在充电桩本体的充电手柄内侧；DC‑DC电源模块、温度探测电路、控制电路和插接检测电路安装在元件盒内并电性连接。本新型如果充电插头没有完全有效插入充电插座内，发光二极管能直观提示车主重新操作电源插头有效插入充电插座内，保证了车辆的有效充电；充电中，因各种原因造成充电插头温度升高、存在安全隐患时，控制电路能控制电动车辆暂时停止充电、并通过蜂鸣器发声提示车主及机主等，这样减少了因为各种原因造成的充电桩本体损坏几率。本新型具有好的应用前景。

Description

一种智能充电桩

技术领域

本实用新型涉及充电设备技术领域，特别一种智能充电桩。

背景技术

包括电动汽车、电动自行车在内的电动车辆，由于节能环保越来越多的得到了应用。电动车辆充电桩是为电动车辆提供充电的设备，其主要结构包括壳体、电源转换模块和计量收费模块，充电时，车主将充电桩的充电手柄电源插头插入车辆的充电插座，进而，电源转换模块输出直流电源为车辆的蓄电池进行充电，充电完毕后，计量收费模块对充电进行计费，车主通过第三方应用付款或者刷卡付费，完成全部付费充电流程。

虽然现有的充电桩一定程度上满足了车辆的付费充电需要，但是受到结构所限，或多或少还存在一些具体的技术问题。比如我国专利号“202021170130.7”、专利名称“一种室外用充电桩”的授权专利，其内容记载到“本实用新型达到了降低充电桩受雨水的干扰，提升充电桩的碰撞防护能力的目的”。上述可见，虽然对比专利降低了雨水的干扰，提升了碰撞防护能力，但是其和本领域其他充电桩一样，还存在如下缺点。其一：不具有充电手柄的充电插头温度检测功能，这样，当充电插头和车辆充电插座之间因为插接连接度不佳，或者车辆蓄电池短路等造成电流过大时，由于充电桩不能及时断开电源转换模块输出的电源，存在因为温度过高造成电源转换模块、充电插头等损坏的几率。其二：不具有电源插头插接电源插座提示功能，也就是说车主插接电源插头后，如果没有将电源插头有效插入电源插座内，存在电源转换模块无没法有效为车辆蓄电池充电的问题。基于上述，现有的充电桩还存在较大的技术改进余地。

实用新型内容

为了克服现有电动车辆充电桩由于结构所限存在如背景所述弊端，本实用新型提供了基于充电桩本体，充电时车主将充电手柄的电源插头插入充电插座内后，能自动对充电插头的温度以及充电插头是否有效插入车辆充电插座内进行探测，当充电插头因为蓄电池故障等温升过高时能及时断开电源转换模块的输出电源，减少了充电桩本体损坏的几率，且在电源插头没有插接到电源插座内时，能通过发光二极管发光提示车主重新有效插接电源插头，保证了车辆能有效充电的一种智能充电桩。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种智能充电桩，包括充电桩本体、DC-DC电源模块，其特征在于，还具有温度探测电路、控制电路和插接检测电路；所述温度检测电路配套有热敏电阻，控制电路配套有电源开关，热敏电阻、电源开关安装在充电桩本体的充电手柄内侧；所述DC-DC电源模块、温度探测电路、控制电路和插接检测电路安装在元件盒内；所述DC-DC电源模块的电源输出端和温度探测电路、控制电路、插接检测电路的电源输入端电性连接；所述温度探测电路的信号输出端和电源开关一端电性连接，电源开关另一端和控制电路及插接检测电路的信号输入端电性连接，控制电路的电源输出端充电插头电源输入端电性连接。

进一步地，所述充电手柄的充电插头插入车辆充电插座内后，充电插座的前外侧端和电源开关的按钮接触，电源开关内部触点闭合。

进一步地，所述温度探测电路包括电性连接的可调电阻、电阻、NPN三极管、蜂鸣器和继电器，继电器正极电源输入端及控制电源输入端和热敏电阻一端连接，热敏电阻另一端和电阻一端、可调电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器常开触点端和蜂鸣器正极电源输入端连接，可调电阻另一端和蜂鸣器负极电源输入端、NPN三极管发射极连接。

进一步地，所述控制电路包括电性连接的电阻、NPN三极管和继电器，电阻一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接。

进一步地，所述插接检测电路包括电性连接的电阻、NPN三极管和发光二极管，发光二极管正极和第一只电阻一端连接，第一只电阻另一端和第一只NPN三极管集电极、第二只NPN三极管基极连接，第二只NPN三极管集电极和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和发光二极管负极连接，两只NPN三极管发射极连接，第一只NPN三极管基极和第三只电阻一端连接。

本实用新型有益效果是：本新型基于充电桩本体，具有普通充电桩的其他所有功能。本新型中，充电时，车主把充电手柄的充电插头插入车辆的充电插座内，如果充电插头没有完全有效插入充电插座内，电源开关内部的触点不会开路，这样，发光二极管不会停止发光、直观提示车主重新操作电源插头有效插入充电插座内，保证了车辆的有效充电；充电中，因各种原因造成充电插头温度升高、存在安全隐患时，控制电路能控制电动车辆暂时停止充电、并通过蜂鸣器发声提示车主及机主等，这样减少了因为各种原因造成的充电桩本体损坏几率。基于上述，本新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2是本实用新型局部结构示意图。

图3是本实用新型电路图。

具体实施方式

图1、2、3所示，一种智能充电桩，包括充电桩本体1、DC-DC电源模块A2，还具有温度探测电路2、控制电路3和插接检测电路4；温度检测电路配套有一只热敏电阻RT，热敏电阻RT安装在充电桩本体的充电手柄101(柄身是塑料材质，热敏电阻安装在柄身的前上端开孔内)的柄身前内侧端、且其感温面紧贴充电手柄的正极电源输出充电插头的前上端外；控制电路配套有一只点动常开触点式电源开关S1，电源开关S1安装在柄身前后部内侧端开孔内、且其按钮位于开孔前外侧端；DC-DC电源模块A2、温度探测电路2、控制电路3和插接检测电路4安装在元件盒5内电路板上，元件盒5安装在手柄上端后侧。

图1、2、3所示，热敏电阻RT的上端完全位于柄身内，充电手柄101的充电插头CZ完全插入车辆充电插座内后，充电插座的前外侧端和电源开关S1的按钮接触，电源开关S1内部触点闭合。温度探测电路包括经电路板布线连接的可调电阻RP1、电阻R1、NPN三极管Q1、蜂鸣器B1和继电器K1，继电器K1正极电源输入端及控制电源输入端和热敏电阻RT一端连接，热敏电阻RT另一端和电阻R1一端、可调电阻RP1一端连接，电阻R1另一端和NPN三极管Q1基极连接，NPN三极管Q1集电极和继电器K1负极电源输入端连接，继电器K1常开触点端和蜂鸣器B1正极电源输入端连接，可调电阻RP1另一端和蜂鸣器B1负极电源输入端、NPN三极管Q1发射极连接。控制电路包括经电路板布连接的电阻R2、NPN三极管Q2和继电器K2，电阻R2一端和NPN三极管Q2基极连接，NPN三极管Q2集电极和继电器K2负极电源输入端连接。插接检测电路包括经电路板布线连接的电阻R3、R4、R5，NPN三极管Q3、Q4和发光二极管VL1，发光二极管VL1正极和第一只电阻R4一端连接，第一只电阻R4另一端和第一只NPN三极管Q3集电极、第二只NPN三极管Q4基极连接，第二只NPN三极管Q4集电极和第二只电阻R5一端连接，第二只电阻R5另一端和发光二极管VL1负极连接，两只NPN三极管Q3及Q4发射极连接，第一只NPN三极管Q3基极和第三只电阻R3一端连接。

图1、2、3所示，DC-DC电源模块A2的电源输入端1及2脚、控制电路的继电器K2两个控制电源输入端和与充电手柄相连电源转换模块A1的正负两极电源输出两端分别经导线连接，DC-DC电源模块A2的电源输出端3及4脚和温度探测电路的电源输入端继电器K1正极电源输入端及可调电阻RP1另一端、控制电路的电源输入端继电器K2正极电源输入端及NPN三极管Q2发射极、插接检测电路的电源输入端发光二极管VL1正极及NPN三极管Q3发射极分别经导线连接；温度探测电路的信号输出端继电器K1常闭触点端和电源开关S1的一端经导线连接，电源开关S1另一端和控制电路的信号输入端电阻R2另一端及插接检测电路的信号输入端电阻R3另一端分别经导线连接，控制电路的电源输出端继电器K2两个常开触点端和充电插头CZ正极及负极电源输入端分别经导线连接(和电源开关、热敏电阻、充电插头等相连的导线全部位于柄身内)。

图1、2、3所示，本新型基于充电桩本体1，具有普通充电桩的其他所有功能，充电时，车主将充电桩本体的充电手柄101电源插头插入车辆的充电插座，进而，电源转换模块A1输出直流电源经继电器K2两个控制电源输入端及两个常闭触点端为车辆的蓄电池进行充电，充电完毕后，计量收费模块对充电进行计费，车主通过第三方应用付款或者刷卡付费，完成全部付费充电流程。本新型中，电源转换模块A1输出的高电压直流电源(比如72V)进入DC-DC电源模块A2的电源输入端后，DC-DC电源模块A2的3及4脚会输出稳定的直流12V电源进入温度探测电路、控制电路、插接检测电路的电源输入端，上述电路得电工作。插接检测电路中，当车主充电、电源转换模块A1输出电源，车主没有、有效把充电手柄101的充电插头插入车辆的充电插座内，电源开关S1内部两个触点不会闭合，这样，NPN三极管Q3集电极不会输出低电平进入NPN三极管Q4的基极，NPN三极管Q4基极经由电阻R4限流降压从12V电源正极获得合适正向偏压导通、其集电极输出低电平进入发光二极管VL1负极电源输入端(电阻R5限流降压作用)，进而，发光二极管VL1得电发光直观提示车主充电插头还未有效插入了充电插座内(在充电桩本体前壳体外文字提示充电车主，发光二极管VL1没有发光代表充电插头没有有效插入充电插座)，车主就可继续进行充电插头插入车辆充电插座内的操作。当充电插头有效插入车辆的充电插座内，电源开关S1的按钮前端由于和充电插座接触其内部触点闭合，12V电源正极经继电器K1控制电源输入端及常闭触点端、通过电源开关S1两个闭合的触点进入电阻R3一端，电阻R3限流降压后直流电源进入NPN三极管Q3的基极，NPN三极管Q3导通集电极输出低电平进入NPN三极管Q4的基极，NPN三极管Q4基极由于无合适正向偏压截止，那么发光二极管VL1不会得电发光，代表充电插头有效插入了车辆充电插座内、可正常进入充电流程。

图1、2、3所示，温度探测电路和控制电路中，充电中，充电插头温度不高时(比如低于50℃)、热敏电阻RT温度相对低其电阻值相对大，热敏电阻RT和可调电阻RP1之间分压大，这样，12V电源经热敏电阻RT、可调电阻RP1分压，电阻R1限流降压后进入NPN三极管Q1基极低于0.7V，NPN三极管Q1不会导通，那么，继电器K1不会得电吸合、继电器K1控制电源输入端和常闭触点端继续闭合，继电器K1常闭触点端输出的正极直流电源经触点闭合(充电插头有效插入充电插座内前提下)的电源开关S1进入电阻R3及R2另一端，电阻R2限流降压后电源进入NPN三极管Q2的基极，NPN三极管Q2导通集电极输出低电平进入继电器K2负极电源输入端，继电器K2得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，进而，电源转换模块A1输出的高电压直流电源经继电器K2两个控制电源输入端及两个常开触点端继续为车辆蓄电池进行充电。充电中，充电插头温度过高时(比如高于50℃)、热敏电阻RT温度相对高其电阻值相对小，热敏电阻RT和可调电阻RP1之间分压小，这样，12V电源经热敏电阻RT、可调电阻RP1分压，电阻R1限流降压后进入NPN三极管Q1基极高于0.7V，NPN三极管Q1会导通集电极输出低电平进入继电器K1负极电源输入端，继电器K1得电吸合控制电源输入端和常闭触点端开路(继电器K1控制电源输入端和常开触点端闭合，进而蜂鸣器B1得电发声)，由于12V电源正极不再进入电源开关S1的一端，NPN三极管Q2会截止，那么继电器K2也不再得电吸合其控制电源输入端和常开触点端开路，电源转换模块A1输出的高电压直流电源不再经继电器K2两个控制电源输入端及两个常开触点端为车辆蓄电池进行充电。通过上述机构及电路共同作用，本新型如果充电插头没有完全有效插入充电插座内，能通过发光二极管直观提示车主重新操作电源插头有效插入充电插座内，保证了车辆的有效充电；充电中，因各种原因造成充电插头温度升高、存在安全隐患时，能控制电动车辆暂时停止充电、并通过蜂鸣器发声提示车主及机主等，减少了因为各种原因造成的充电桩本体损坏几率。图3中，可调电阻RP1型号是400K(本实施例调节到11.2K)，生产中，技术人员把可调电阻RP1的电阻值调节得相对高时、其分压变大，那么在充电插头产生的温度相对低作用于热敏电阻RT的受热面、热敏电阻RT的电阻值相对高时，NPN三极管Q1就会导通，也就是本新型对温度的探测阈值变低；技术人员把可调电阻RP1的电阻值调节得相对低时、其分压变小，那么在充电插头产生的温度相对高作用于热敏电阻RT的受热面、热敏电阻RT的电阻值相对低时，NPN三极管Q1才会导通，也就是本新型对温度的探测阈值变高，具体阻值技术人员根据控制的温度阈值需要进行调节；NPN三极管Q1、Q2、Q3、Q4型号是9013；发光二极管VL1是红色发光二极管(受光面位于元件盒前端开孔外)；继电器K1、K2型号是DC12V；电阻R1、R2、R3、R4、R5阻值分别是200K、200K、200K、100K、1.8K；热敏电阻RT是型号NTC103D的负温度系数热敏电阻；DC-DC电源模块A2是直流72V转直流12V开关电源模块成品。

需要说明的是，尽管上述内容已经示出和描述了本实用新型的实施例，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，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式，因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种智能充电桩，包括充电桩本体、DC-DC电源模块，其特征在于，还具有温度探测电路、控制电路和插接检测电路；所述温度检测电路配套有热敏电阻，控制电路配套有电源开关，热敏电阻、电源开关安装在充电桩本体的充电手柄内侧；所述DC-DC电源模块、温度探测电路、控制电路和插接检测电路安装在元件盒内；所述DC-DC电源模块的电源输出端和温度探测电路、控制电路、插接检测电路的电源输入端电性连接；所述温度探测电路的信号输出端和电源开关一端电性连接，电源开关另一端和控制电路及插接检测电路的信号输入端电性连接，控制电路的电源输出端充电插头电源输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能充电桩，其特征在于，充电手柄的充电插头插入车辆充电插座内后，充电插座的前外侧端和电源开关的按钮接触，电源开关内部触点闭合。

3.根据权利要求1所述的一种智能充电桩，其特征在于，温度探测电路包括电性连接的可调电阻、电阻、NPN三极管、蜂鸣器和继电器，继电器正极电源输入端及控制电源输入端和热敏电阻一端连接，热敏电阻另一端和电阻一端、可调电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器常开触点端和蜂鸣器正极电源输入端连接，可调电阻另一端和蜂鸣器负极电源输入端、NPN三极管发射极连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能充电桩，其特征在于，控制电路包括电性连接的电阻、NPN三极管和继电器，电阻一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能充电桩，其特征在于，插接检测电路包括电性连接的电阻、NPN三极管和发光二极管，发光二极管正极和第一只电阻一端连接，第一只电阻另一端和第一只NPN三极管集电极、第二只NPN三极管基极连接，第二只NPN三极管集电极和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和发光二极管负极连接，两只NPN三极管发射极连接，第一只NPN三极管基极和第三只电阻一端连接。