CN220720860U - 一种充电桩线路控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种充电桩线路控制系统，包括充电线缆、智能开关、能源支路控制器与多个充电桩；能源支路控制器通过分支线缆分别与每个充电桩相连接；能源支路控制器包括MCU芯片、数据采集电路、无线通讯电路、电源监测电路、超级电容储能电路以及电源保护电路；其中，数据采集电路一路连接MCU芯片，另一路与外部负荷监测装置通信连接；MCU芯片驱动数据采集电路采集到数据后，通过无线通讯电路与外部平台进行通信；电源监测电路与超级电容储能电路用于实现掉电上报功能。本实用新型在使用过程中，既能保障充电专用线缆的负载安全，又能极大的降低整个投资成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及充电线路控制领域，具体而言，涉及一种充电桩线路控制系统。
背景技术
随着新能源汽车的普及，充电桩建设如火如荼。目前建设的充电桩场站一般都采用专用线路，专用线路的电缆一般都会根据后端充电桩的数量来进行满负荷测算，这样设计可以确保安全，但是会带来资源的浪费。毕竟后端充电桩不会同时且均满负荷工作，因此线路可能长期处于负荷不满的状态。因此为了在确保充电安全前提下，降低投资，可以采用智能有序充电技术来进行统一安全用电管理。
现有的技术方案，没有监测充电专用线路的实际使用情况。因此，只能采用满负荷功率设计线路线缆规格或者采用经验值来预估同时使用的系数。这两种方案都有明显的缺陷，前一种投资大，造成资源浪费；后一种在某些特定情况下，容易发生安全事故。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供种一种充电桩线路控制系统来解决上述问题。
为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种充电桩线路控制系统，包括：充电线缆、智能开关、能源支路控制器与多个充电桩；能源支路控制器通过分支线缆分别与每个充电桩相连接；能源支路控制器包括MCU芯片、数据采集电路、无线通讯电路、电源监测电路、超级电容储能电路以及电源保护电路；其中，数据采集电路一路连接MCU芯片，另一路与外部负荷监测装置通信连接；MCU芯片驱动数据采集电路采集到数据后，通过无线通讯电路与外部平台进行通信；电源监测电路与超级电容储能电路用于实现掉电上报功能。
作为一种可选方式，电源保护电路包括相连接保护电路和宽电压电源模块，分别包括热敏电阻RV1、电容F1、保险丝、可调电阻RT1、变压器LB1、稳压电源模块、电解电容器EC1、电容C1、电容C2和瞬态电压抑制二极管DT1；
其中，热敏电阻RV1和电容F1并联连接；保险丝与热敏电阻串联，其与电容F1一起连接在变压器LB1的一端；变压器LB1的另一端连接稳压电源模块；电解电容器EC1、电容C1、电容C2与瞬态电压抑制二极管DT1分别并联；其中瞬态电压抑制二极管DT1的一端连接12V输出电压，另一端接地。
作为一种可选方式，电源监测电路在电源正常时输出低电平，当无电源时输出高电平，其包括电阻R31、R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、二极管D3、光电耦合器与电容C52；
其中，电阻R32、电阻R33、电阻R34与电阻R35依次串联并连接到光电耦合器的A接口中，二极管D3与电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35形成的通路并联，其一端连接到光电耦合器的K口；电阻R31与电容C52串联，电容C52的一端连接光电耦合器的C口，另一端连接E口。
作为一种可选方式，MCU芯片为STM32G0B1RCT6，其还连接有SWD下载接口和串口调试接口。
作为一种可选方式，能源支路控制器还包括ESAM电路、存储器电路和红外电路。
作为一种可选方式，超级电容储能电路设置在电源保护电路的出口端，其分别与无线通讯电路和数据采集电路相连接。
作为一种可选方式，数据采集电路通过隔离芯片与MCU芯片电连接。
作为一种可选方式，能源支路控制器还设置有指示灯。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型在使用过程中，既能保障充电专用线缆的负载安全，又能极大的降低整个投资成本，符合节约型社会建设的要求。通过能源支路控制设备的研发设计，能够满足上述的目标，为新能源汽车的推广提供很好的技术解决方案。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的充电桩线路控制系统结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的能源支路控制器架构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的电源保护电路图；
图4为本实用新型实施例提供的电源监测电路图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例
本实施提供了一种充电桩线路控制系统，既能降低投资成本，节约化的建设充电设施，又能保障用电安全。在本实施例中，能源支路控制器通过数据采集电路实时采集充电线缆的充电功率，并通过无线通讯电路上传至云平台，如果发现超过设置的安全阈值，则由云平台对线路下属的充电桩充电功率进行调控，确保线路的功率始终处于安全状态。当能源支路控制器监测到线路功率持续超过安全阈值，持续时间超过设定参数后，则启动本地安全策略，自动将线路断开，确保安全。为了达到上述的效果，本实施例是这样实现的：
请参阅图1-图4，本实施例提供的系统包括：充电线缆、智能开关、能源支路控制器与多个充电桩；能源支路控制器通过分支线缆分别与每个充电桩相连接。这样，通过智能开关和能源支路控制器的配合，能够实现自动的线路断开，保证安全。智能开关的型号本实施例不做限制，可以根据实际生产环境自行选用。
能源支路控制器包括MCU芯片、数据采集电路、无线通讯电路、电源监测电路、超级电容储能电路以及电源保护电路；其中，数据采集电路一路连接MCU芯片，另一路与外部负荷监测装置通信连接；MCU芯片驱动数据采集电路采集到数据后，通过无线通讯电路与外部平台进行通信；电源监测电路与超级电容储能电路用于实现掉电上报功能。
作为一种可选方式，数据采集电路采用R485端口来实现采集功能，无线通讯电路可以是4G、5G或蓝牙等任意常见的能够实现数据传输的电路设置，本实施例不做限制。落实到本实施例中，能源支路控制器输入220V市电,提供2路RS485接口。设备可通过RS485实时抄收计量数据，并通过网络与云平台通信。其内置的电源监测电路以及超级电容储能电路，可实现掉电上报功能。另外一路485可以和负荷监测装置通信，实现台区负荷控制和线路负荷控制的本地化安全策略。其中，数据采集电路通过隔离芯片与MCU芯片电连接。
请再次参阅图3，电源保护电路包括相连接保护电路和宽电压电源模块，分别包括热敏电阻RV1、电容F1、保险丝、可调电阻RT1、变压器LB1、稳压电源模块、电解电容器EC1、电容C1、电容C2和瞬态电压抑制二极管DT1；其中，热敏电阻RV1和电容F1并联连接；保险丝与热敏电阻串联，其与电容F1一起连接在变压器LB1的一端；变压器LB1的另一端连接稳压电源模块；电解电容器EC1、电容C1、电容C2与瞬态电压抑制二极管DT1分别并联；其中瞬态电压抑制二极管DT1的一端连接12V输出电压，另一端接地。
通过上述电路，作为一种实施方式，例如当本设备额定输入电压为220VAC，可支持在100VAC-420VAC的电压下待机运行。该模块输出电压为12V，为下一级电源供电。二级DC-DC电源为12V转5V，分别为超级电容以及后级电源供电。三级电源为两路LDO，其中5V转3.8V为无线通讯电路供电，5V转3.3V为其余电路供。RS485电源采用隔离DC-DC模块供电，以增加设备的可靠性。
请再次参阅图4，电源监测电路在电源正常时输出低电平，当无电源时输出高电平，其包括电阻R31、R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、二极管D3、光电耦合器与电容C52；其中，电阻R32、电阻R33、电阻R34与电阻R35依次串联并连接到光电耦合器的A接口中，二极管D3与电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35形成的通路并联，其一端连接到光电耦合器的K口；电阻R31与电容C52串联，电容C52的一端连接光电耦合器的C口，另一端连接E口。
落实到本实施例中，主控MCU型号可选为STM32G0B1RCT6，内核为 最大主频72MHZ；内置144KB RAM，256KB FLASH。板上外扩了16Mbit SPIFlash板载存储器用于存储计量信息。其还连接有SWD下载接口和串口调试接口实现外部串口通信或调试，且一并配置了ESAM电路、存储器电路和红外电路，所述ESAM电路结合红外电路可以保证国家电网专用电表的数据采集；存储器电路用于现场异常记录及升级文件备份存储。
超级电容储能电路设置在电源保护电路的出口端，其分别与无线通讯电路和数据采集电路相连接，以实现上述的供能和掉电上报功能。以及，在能源支路控制器上设置有指示灯，方便及时收到提示。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种充电桩线路控制系统，其特征在于，包括：
充电线缆、智能开关、能源支路控制器与多个充电桩；所述能源支路控制器通过分支线缆分别与每个充电桩相连接；
所述能源支路控制器包括MCU芯片、数据采集电路、无线通讯电路、电源监测电路、超级电容储能电路以及电源保护电路；其中，
所述数据采集电路一路连接MCU芯片，另一路与外部负荷监测装置通信连接；所述MCU芯片驱动所述数据采集电路采集到数据后，通过所述无线通讯电路与外部平台进行通信；所述电源监测电路与超级电容储能电路用于实现掉电上报功能。
2.根据权利要求1所述的一种充电桩线路控制系统，其特征在于，所述电源保护电路包括相连接保护电路和宽电压电源模块，分别包括热敏电阻RV1、电容F1、保险丝、可调电阻RT1、变压器LB1、稳压电源模块、电解电容器EC1、电容C1、电容C2和瞬态电压抑制二极管DT1；
其中，热敏电阻RV1和电容F1并联连接；保险丝与热敏电阻串联，其与电容F1一起连接在变压器LB1的一端；变压器LB1的另一端连接所述稳压电源模块；电解电容器EC1、电容C1、电容C2与瞬态电压抑制二极管DT1分别并联；其中瞬态电压抑制二极管DT1的一端连接12V输出电压，另一端接地。
3.根据权利要求1所述的一种充电桩线路控制系统，其特征在于，所述电源监测电路在电源正常时输出低电平，当无电源时输出高电平，其包括电阻R31、R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、二极管D3、光电耦合器与电容C52；
其中，电阻R32、电阻R33、电阻R34与电阻R35依次串联并连接到光电耦合器的A接口中，二极管D3与电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35形成的通路并联，其一端连接到光电耦合器的K口；电阻R31与电容C52串联，电容C52的一端连接光电耦合器的C口，另一端连接E口。
4.根据权利要求1所述的一种充电桩线路控制系统，其特征在于，所述MCU芯片为STM32G0B1RCT6，其还连接有SWD下载接口和串口调试接口。
5.根据权利要求4所述的一种充电桩线路控制系统，其特征在于，所述能源支路控制器还包括ESAM电路、存储器电路和红外电路。
6.根据权利要求1所述的一种充电桩线路控制系统，其特征在于，所述超级电容储能电路设置在电源保护电路的出口端，其分别与无线通讯电路和数据采集电路相连接。
7.根据权利要求1所述的一种充电桩线路控制系统，其特征在于，所述数据采集电路通过隔离芯片与MCU芯片电连接。
8.根据权利要求1所述的一种充电桩线路控制系统，其特征在于，所述能源支路控制器还设置有指示灯。
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