一種集成交直流充電功能的電動汽車充電樁的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本專利屬于新能源電動車充電自動化信息化控制技術領域。
【背景技術】
[0002]目前，國內外的絕大多數現有電動汽車非車載式充電粧，均區分為單獨的交流小功率慢速充電及直流大功率快速充電兩種不同類型:對于交流小功率慢速充電型，在電動汽車車主時間緊張，需要快速充滿車輛電池立即開車出行的情況下，因其輸出功率不足而無法滿足；而對于直流大功率快速充電型，雖然其輸出功率比交流慢充大，足以保證迅速充滿車輛，但是，相應對電池壽命的損耗也較大，加之在用電負荷低的空閑時段比如夜間時，谷電電費也較白天低，因此，此時不選擇直流快充而采用交流慢充方式對車輛充電卻又更優。可見，現有的這些非車載式充電粧，由于對交、直流充電輸出方式及輸出功率的這種割裂，人為使具備不同充電速度的充電粧隔離劃分為不同類型，功能顯得專一，從而無法同時滿足在這兩種不同情形下對車輛充電速度的如此對立的使用要求。
【發明內容】
[0003]本發明的目的正是為了克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種集成交直流充電功能的電動汽車充電粧。
[0004]本發明的目的是通過如下技術方案來實現的。
[0005]—種集成交直流充電功能的電動汽車充電粧，其特征在于，包括公用部件、交流慢充電氣線路、主控計算機電氣線路和直流快充電氣線路。其中:
[0006]所述公用部件由電動汽車充電粧外殼、380V三相四線制交流電輸入、電源接入線路、接觸器、避雷器、主控計算機、人機界面、運行狀態指示燈、溫濕度傳感器、讀卡器、揚聲器和票據打印機組成。避雷器連接輸入的380V三相四線制交流電，另一端接地。人機界面、運行狀態指示燈、溫濕度傳感器、讀卡器、揚聲器和票據打印機分別與主控計算機相連。這些組成部件設計為交、直流充電功能復用。
[0007]所述交流慢充電氣線路由漏電保護器1、接觸器、電能表、交流充電控制引導模塊及交流充電槍依序連接；在主控計算機的管控下共同實現粧體的交流慢速充電功能。
[0008]所述主控計算機電氣線路由漏電保護器3、接觸器、供電電源及主控計算機依序連接，主控計算機充當整個充電粧的監控中心。
[0009]所述直流快充電氣線路由漏電保護器2、接觸器、電能表、大功率充電機、直流充電控制弓I導模塊及直流充電槍依序連接。
[0010]本發明電氣設計按功能劃分不同線路，電源輸入統一采用380V三相四線制交流電，交流慢充功能及主控計算機的220V交流電源供給從其中取一相得到。
[0011]本發明所述交流慢充電氣線路連接380V三相四線制交流電輸入的任一相線和中線；所述主控計算機電氣線路連接380V三相四線制交流電輸入的任一相線和中線；所述直流快充電氣線路連接380V三相四線制交流電輸入的三條相線。
[0012]本發明在一臺粧內同時融合交流慢充及直流快充相關電氣線路及部件，從而實現于同一粧上既支持交流慢速充電，也支持直流快速充電這兩種不同的充電方式。
[0013]本發明依據其配裝的交、直流充電線路部件及軟件程序設計，能夠同時并行為兩輛電動汽車分別進行充電，其中一臺車接插交流充電槍慢充，另一臺接插直流充電槍快充。
[0014]本發明粧的安裝實施方式可裁剪、可配置程度高，即交流慢充及直流快充電氣線路能夠按需選配，從而快慢充電功能二者可靈活組合，不但能實現本專利所述的同時集成交流與直流充電功能的電動汽車充電粧，也可實現目前多見的單一交或直流專用充電粧。
[0015]本發明的有益效果是:
[0016]1.在一臺充電粧內同時融合交流慢充及直流快充相關電氣線路及部件，從而實現于同一粧上既支持交流慢速充電，也支持直流快速充電這兩種不同的充電方式。
[0017]2.充電粧的安裝實施方式可裁剪、可配置程度高，即交流慢充及直流快充電氣線路能夠按需選配，從而快慢充電功能二者可靈活組合，不但能實現本專利所述的同時集成交流與直流充電功能的電動汽車充電粧，也可實現目前多見的單一交或直流專用充電粧。
[0018]3.實現交、直流充電功能的其它部件分線路專門獨立分開設計，提高獨立性，互不影響，可并行工作，為兩輛車同時進行慢、快速充電。
[0019]4.為達到充分利用的目的，充電粧的外殼、電源接入線路、避雷器等以及讀卡器、票據打印機等各種外設組成部件設計成公用部件，為交、直流充電功能復用。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明所述充電粧的整體部件電氣連接結構圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1，充電粧的供電輸入由380V三相四線制交流電提供，供電接入后，首先旁路接地配裝一個避雷器，用于保護粧體部件免受因雷擊或電網波動等造成的高瞬態過電壓等的損害。在避雷器旁路右側，輸入的380V三相四線制交流電緊接著就立即分流至交流慢充、主控計算機及直流快充三條不同的獨立電氣線路分支。
[0022]交流慢充電氣線路負責實現交流輸出慢速充電功能。從380V三相四線制輸入交流電取三根相線中的任一相線(如圖1中的L1)與中性線(圖1中的N)得到220V單相交流電構成該線路的供電輸入。輸入的此220V單相交流電首先經過一個漏電保護器，用以在輸出充電回路出現漏電時快速分斷，避免對車輛、人員的傷害和對粧體部件的不利影響。輸入的220V單相交流電接下來經過一個由三條電氣分支公用的接觸器(此接觸器的線圈KM1聯合安裝外露于粧體外殼醒目位置的急停按鈕，共同實現當充電粧在緊急情況下需要立即人為停止運行，如外界發生意外供電線路起火等事故時，為保護粧體、車輛和人員而進行的手動切斷供電、停止粧體運行的應急防御性操作)的觸點(圖1中的K1)，再經過一塊用于計量交流慢充輸出電能消耗量等的電能表后，在遵守《GB/T 20234.2-2011電動汽車傳導充電用連接裝置第2部分:交流充電接口》實現的交流充電控制引導模塊(模塊的功能是與電動汽車的車載交流充電機交互，負責測量相應監測點電壓、輸出最大可提供電流值PWM信號并執行充電輸出啟停控制等)的監控及與之相連的主控計算機的協調下，實現電能最終由交流充電槍的供電插頭向車輛的交流受電插座的輸出供給。
[0023]主控計算機電氣線路的供電輸入由粧體輸入的380V三相四線制交流電取任一相線及中性線得到220V單相交流電構成。此單相交流電首先流經一個漏電保護器，再經過公用接觸器的觸點，之后輸入一個主控計算機電氣線路專用供電電源，經過此電源進行適配，變換后輸出得到相應規格的各種直流電，用以驅動主控計算機及其它與之相連的傳感器及外設等設備(為簡潔起見，在圖1中并未一一畫出相應供電連接)。此電氣線路的核心部件就是主控計算機，充電粧的監控軟件程序安裝在其內，負責統籌調度整個充電粧的工作運行，借助與主控計算機相連的:充電引導模塊監控其它兩條(交流慢充及直流快充)電氣線路的充電運作；輸入模塊(觸摸屏、鍵盤按鍵)及顯示模塊(顯示器)向粧體用戶展現人機界面用以操控充電粧；揚聲器向粧體用戶播報界面操作實時語音提示；讀卡器向粧體用戶提供充電身份識別計費賬戶認證服務；票據打印機向粧體用戶提供充電費用結算憑證票據打印服務；運行狀態指示燈向用戶直觀展現粧體實時工作狀態；安裝于粧體內的溫濕度傳感器實時測量粧體內部所有電氣線路及組成部件的工作環境溫度及濕度參數，當參數超出預先設置閾值時自動采取相應保護措施，如過熱時命令充電引導控制模塊斷開輸出回路，臨時中斷充電服務等；電能表實時測量充電輸出電能消耗量、電流、電壓及功率參數，也在參數超預設閾值時自動執行保護動作，如功率值超高限時同樣命令引導模塊斷開充電輸出。
[0024]直流快充電氣線路負責實現直流輸出快速充電功能。該線路的連接構造及部件功能在大功率充電機之前，與交流慢充電氣線路除相應部件由單相型換為三相型之外均相同，無其它任何重要區別。粧體輸入的380V三相四線制交流電到達大功率充電機后，由充電機依照與之連接的主控計算機下達的控制命令，將電能變換為滿足車輛充電需求的相應電流及電壓大小的直流電，由直流充電槍的供電插頭向車輛的直流受電插座輸出供給。直流充電槍還與遵守《GB/T 20234.3-2011電動汽車傳導充電用連接裝置第3部分:直流充電接口》及《GB/T 27930-2011電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議》實現的直流充電控制引導模塊連接，模塊內置的嵌入式軟硬件系統按此二標準實現基于CAN總線的與車輛BMS之間的檢測點電壓測量及充電控制應用協議數據報文交互等，模塊也實時將交互獲得的相關車輛充電需求及狀態數據上報與之相連的主控計算機。
【主權項】
1.一種集成交直流充電功能的電動汽車充電粧，其特征在于，包括公用部件、交流慢充電氣線路、主控計算機電氣線路和直流快充電氣線路，其中: 所述公用部件由電動汽車充電粧外殼、380V三相四線制交流電電源接入線路、接觸器、避雷器、主控計算機、人機界面、運行狀態指示燈、溫濕度傳感器、讀卡器、揚聲器和票據打印機組成；避雷器連接輸入的380V三相四線制交流電，另一端接地，人機界面、運行狀態指示燈、溫濕度傳感器、讀卡器、揚聲器和票據打印機分別與主控計算機相連； 所述交流慢充電氣線路由漏電保護器1、接觸器、電能表、交流充電控制引導模塊及交流充電槍依序連接； 所述主控計算機電氣線路由漏電保護器3、接觸器、供電電源及主控計算機依序連接； 所述直流快充電氣線路由漏電保護器2、接觸器、電能表、大功率充電機、直流充電控制弓丨導模塊及直流充電槍依序連接。2.根據權利要求1所述的一種集成交直流充電功能的電動汽車充電粧，其特征在于，所述交流慢充電氣線路連接380V三相四線制交流電輸入的任一相線和中線；所述主控計算機電氣線路連接380V三相四線制交流電輸入的任一相線和中線；所述直流快充電氣線路連接380V三相四線制交流電輸入的三條相線。
【專利摘要】目前國內外的絕大多數現有電動汽車非車載式充電樁，均區分為單獨的交流小功率慢速充電及直流大功率快速充電兩種不同類型。交流小功率慢速充電型，因其輸出功率不足而無法快速充好電；而直流大功率快速充電型，雖然其輸出功率比交流慢充大，足以保證迅速充滿車輛，但是，相應對電池壽命的損耗等也較大。本專利就是根據目前現有充電樁存在的如此不足，而設計的一種集成交直流充電功能的電動汽車充電樁，樁體設計劃分為由公用部件、交流慢充電氣線路、主控計算機電氣線路和直流快充電氣線路四個部分組成，可以滿足很多情況下的充電需求。
【IPC分類】H02J7/00, H02J7/04
【公開號】CN205004775
【申請號】CN201520641276
【發明人】馮浩, 楊映春, 崇斐, 陳維龍
【申請人】昆明能訊科技有限責任公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年8月24日