CN209290194U - 一种充电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种充电设备，该充电设备包括：至少一个充电装置、至少一个输出接口和控制面板，其中，至少一个充电装置包括整流器，整流器将电网输出的三相交流电转换为直流电；至少一个输出接口包括充电枪，充电枪将直流电输入到电池进行充电，充电枪还检测电池的充电参数；控制面板包括控制器，控制器发送控制指令，控制指令控制整流器的运行和关断。通过充电枪检测电池的充电参数指导整流器输出的直流电满足电池的设定条件，并将充电枪的输出电源接口设计为统一的欧盟标准接口，实现了直流充电桩的统一。国内所有采用欧盟标准输出电源接口的新能源电动汽车均能应用该充电设备进行充电，方便用户使用。

Description

一种充电设备

技术领域

本实用新型涉及电动汽车的充电设施技术领域，具体涉及一种充电设备。

背景技术

随着《电力发展“十三五”规划》的发布，越来越多的新能源电动汽车应用到人们的生活中，以电能逐步取代石油、天然气等不可再生能源，有利于能源的可持续发展。

而充电桩作为新能源电动汽车产业的基础设施，越来越受到中央和政府的重视。目前，充电桩种类繁多，按照输出接口的数量主要分为一桩一充充电桩和一桩多充充电桩，按照充电类型主要分为交流充电桩和直流充电桩，并且输出接口不尽相同。多种多样的充电桩导致用户需要寻找各自适用的充电桩，给用户带来不便。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种充电设备。该充电设备实现了直流充电桩的统一，国内所有采用欧盟标准输出电源接口的新能源电动汽车均能应用该充电设备进行充电，方便用户使用。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：一种充电设备，包括：至少一个充电装置、至少一个输出接口和控制面板，其中，至少一个充电装置包括整流器，整流器将电网输出的三相交流电转换为直流电；至少一个输出接口包括充电枪，充电枪将直流电输入到电池进行充电，充电枪还检测电池的充电参数，充电枪将检测到的充电参数传输到控制面板；控制面板包括控制器，控制器发送控制指令，控制指令控制整流器的运行和关断，控制器对充电参数进行分析处理，并根据充电参数生成调整指令，调整指令调整整流器的输入电压量和输入电流量，以满足电池充电的设定条件。

进一步的，电池包括电池管理***，电池管理***实时显示充电参数，充电参数通过充电枪传输到控制器。

进一步的，充电枪的输出电源接口设计为欧盟标准接口。

进一步的，充电设备还包括读卡器、监控器和监控终端，其中：

进一步的，读卡器根据读取到的射频卡信息生成触发信号，并发送触发信号至监控器；监控器接收所述触发信号，并发送监控信号至控制器，控制器根据监控信号监控整流器的输入电压量和输入电流量并得到监控数据，监控器实时反馈监控数据至监控终端；监控终端接收监控数据，并将监控数据转换成费用信息，以指示读卡器刷取充电费用。

进一步的，控制面板还包括触摸屏，触摸屏作为人机界面发送启动指令，其中，启动指令包括开机指令和关机指令，控制器接收启动指令，并根据启动指令发送控制指令。

进一步的，充电设备还包括至少三个指示灯，至少三个指示灯包括充电指示灯、故障指示灯和电源指示灯。

进一步的，至少一个充电装置之间采用并联连接方式满足电池设定的充电功率条件，并由CAN总线实现至少一个充电装置之间的均流。

进一步的，至少一个输出接口之间采用并联连接方式输出直流电，并由CAN总线实现至少一个输出接口之间的均流。

进一步的，充电枪与控制器之间采用CAN通信。

进一步的，控制器与整流器之间采用CAN通信。

本实用新型采用以上技术方案，通过充电枪检测电池的充电参数指导整流器输出的直流电满足电池的设定条件，并将充电枪的输出电源接口设计为统一的欧盟标准接口，国内所有采用欧盟标准的外接电源接口的新能源电动汽车均能应用该充电设备充电，而且该充电设备可增加多个充电枪，实现快速充电。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种充电设备的结构图；

图2是本实用新型实施例所适用的一种充电设备的工作原理图；

图3是本实用新型实施例所适用的一种充电枪的输出电源接口图；

图4是本实用新型实施例所适用的一种充电设备的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

图1是本实用新型实施例一提供的一种充电设备的结构图，本实施例适用于不同类型的电动汽车应用直流充电桩充电的情况。参考图1，该充电设备具体可以包括：至少一个充电装置110、至少一个输出接口120和控制面板130。

其中：至少一个充电装置110包括整流器111，整流器111将电网输出的三相交流电转换为直流电；至少一个输出接口120包括充电枪121，充电枪121将直流电输入到电池进行充电，具体的应用中，充电枪121还检测电池的充电参数，充电枪121将检测到的充电参数传输到控制面板130；控制面板130包括控制器131，控制器131发送控制指令，控制指令控制整流器111的运行和关断，控制器131对充电参数进行分析处理，并根据充电参数生成调整指令，调整指令调整整流器111的输入电压量和输入电流量，以满足电池充电的设定条件。

具体的，至少一个充电装置110包括整流器111，整流器111的输入端设置断路器，保护电路的正常运行，整流器111将电网输出的三相交流电转换为直流电。参考图2，图2为一种充电设备的工作原理图。在电网和整流器111之间安装三相电能表，三相电能表采集整流器111的输入电压量和输入电流量，并将输入电压量和输入电流量进行累计；至少一个输出接口120包括充电枪121，充电枪121将直流电输入到电池进行充电，充电枪121在具体的应用实例中可设置两个充电枪121a和充电枪121b，在充电枪121a和充电枪121b的前端设置熔断器，防止误操作发生***，确保充电枪121输出高压、大电流至电池；充电枪121还检测电池的充电参数，其中，充电参数包括：电池容量、电池电压、电池电流，充电模式和电池类型。

以纯电动汽车应用锂电池作为动力源为例，该锂电池的容量为57kwh，某时刻的该锂电池电压为750V，该锂电池电流为100A。充电枪121将检测到的锂电池电压为750V和锂电池电流为100A传输到控制面板130。控制面板130包括控制器131，控制器131发送控制指令，控制指令控制整流器111的运行和关断，控制器131对锂电池电压为750V和锂电池电流为100A进行分析处理，并根据锂电池电压为750V和锂电池电流为100A生成调整指令，调整整流器111的输入电压量至750V和输入电流量至100A，以满足该锂电池容量为57kwh的设定条件。

进一步的，电池还包括电池管理***，电池管理***实时显示充电参数，充电参数通过充电枪传输到控制器。

详细的，参考图2，应用该充电设备进行充电的电池包括电池管理***(BatteryManagement System,BMS)，BMS是电池与用户之间的纽带，BMS主要对象是二次电池，主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，可用于电动汽车。电池管理***实时采集并显示电池的充电参数，当充电枪121接入电池时，充电枪121能检测到电池的充电参数，并将充电参数传输到控制器131。

进一步的，充电枪121的输出电源接口设计为欧盟标准接口。

具体的，该充电设备的充电枪121输出电源接口设计为欧盟标准接口。欧盟标准接口指插头插座标准。凡是在欧盟范围内的混合动力汽车外接电型、纯电动汽车，其充电电源连接方式、电源电压、电源类型、电流最高强度都要符合这一标准，即用欧盟认定的接口。本实用新型实施例中的充电设备，可以为外接电源接口应用欧盟标准接口的新能源电动汽车充电，具体的，新能源电动汽车的外接电源接口与该充电设备输出电源接口是同一型号、同一规格、同一形状、同一电压、同一频率和同一电源性质的。

进一步的，该充电设备还包括读卡器、监控器和监控终端，其中：读卡器根据读取到的充电卡信息生成触发信号，并发送触发信号至监控器；监控器接收触发信号，并发送监控信号至控制器131，控制器131根据监控信号监控整流器111的输入电压量和输入电流量并得到监控数据，监控器实时反馈监控数据至监控终端；监控终端接收所述监控数据，并将所述监控数据转换成费用信息，以指示读卡器刷取充电费用。

具体的，应用该充电设备进行充电不是免费的，该充电设备还包括读卡器、监控器和监控终端。参考图2，读卡器***射频卡进行整流器111的运行，读卡器读取射频卡的信息，射频卡的信息指是否为具有余额的有效充电卡，读卡器生成触发信号，并发送触发信号至监控器；监控器接收触发信号，检验到该触发信号对应射频卡的信息为具有余额的有效充电卡后发送监控信号至控制器131，控制器131接收监控信号后发送控制指令，控制指令控制整流器111的运行，控制器131根据监控信号监控整流器111的输入电压量和输入电流量，并通过三相电能表得到监控数据，监控器实时反馈监控数据至监控终端；监控终端接收监控数据，计算出输入电压量和输入电流量对应的费用，监控终端将费用传输到监控器，监控器监控读卡器刷取费用。

进一步的，控制面板130还包括触摸屏，触摸屏作为人机界面发送启动指令，其中，启动指令包括开机指令和关机指令，控制器131接收启动指令，并根据启动指令发送控制指令。

详细的，控制面板130上的按键可选为触摸屏，参考图2，触摸屏作为人机界面，由操作者操作，点击人机界面的开机，触摸屏发送开机启动指令，控制器131接收开机启动指令，根据开机启动指令发送控制指令至整流器111，整流器111则开始进入待机状态。

进一步的，该充电设备还包括至少三个指示灯，至少三个指示灯包括充电指示灯、故障指示灯和电源指示灯。

具体的，该充电设备上可设置指示灯，至少具有三个指示灯用来显示充电状态，其中，在一个具体的例子中，指示灯a表示正在充电，指示灯b表示充电故障，指示灯c表示电源。当操作者在触摸屏上点击开机后，指示灯c亮，表示该充电设备已进入待机状态；当射频卡***读卡器，整流器开始运行工作时，指示灯a亮，表示该充电设备正在给电池充电；当该充电设备在对电池充电的过程中，出现电路断路、短路或接触不良时，指示灯b亮，表示该充电设备有充电故障。

进一步的，至少一个充电装置110之间采用并联连接方式满足电池设定的充电功率条件，并由CAN总线实现至少一个充电装置110之间的均流。

具体的，目前，单个充电装置最大只有15kW，根据纯电动汽车应用锂电池作为动力源例子中对某时刻锂电池电压和电流的描述，该锂电池的充电功率P为750V*100A＝75kW，单个充电装置不满足该锂电池的充电功率，所以需要三个充电装置并联连接提供75kW的充电功率。由此可知，至少一个充电装置110的数量根据电池的充电功率条件而定。至少一个充电装置110采用型号为MC56F8323的DSP芯片作为主控芯片，利用DSP芯片内部的FlexCAN控制器实现多个充电装置之间的CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线通信，完成均流信息的传递。

现对CAN总线技术作出说明：CAN总线是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准(ISO 11898)，是国际上应用最广泛的现场总线之一。在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制***被开发了出来。由于这些***之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“进行大量数据的高速通信”的需要，德国BOSCH公司开发出面向汽车的CAN通信协议。此后，CAN通过iso11898及iso11519进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。

进一步的，至少一个输出接口120之间采用并联连接方式输出直流电，并由CAN总线实现至少一个输出接口120之间的均流。

详细的，至少一个输出接口120可选为两个，熔断器a1和充电枪121a作为一个输出接口输出直流电，熔断器b1和充电枪121b作为一个输出接口输出直流电，其连接方式可参考图2。至少一个输出接口120采用型号为MC56F8323的DSP芯片作为主控芯片，利用DSP芯片内部的FlexCAN控制器实现多个充电枪121之间的CAN总线通信，完成均流信息的传递。

进一步的，充电枪121与控制器131之间采用CAN通信。

详细的，充电枪121将检测到的充电参数传输到控制器131，充电参数在充电枪121和控制器131之间的传输采用CAN通信，又名CAN通信协议。进一步的，控制器131与整流器111之间采用CAN通信。

详细的，控制器131传输控制指令和调整指令到整流器111，控制器131和整流器111之间的传输采用CAN通信。在一个具体的例子中，图3表示一种充电枪的输出电源接口图。图3中，该输出电源接口额定电压为750V，额定电流为125A/250A，DC+(1)表示直流电源正极，与电池正极相连，DC－(2)直流电源负极，与电池负极相连，PE(3)保护接地，S+(4)为充电通信CAN-H，连接非车载充电机与电动汽车的通信线，S－(5)为充电通信CAN-L，连接非车载充电机与电动汽车的通信线，CC1(6)充电连接确认1，CC2(7)充电连接确认2，A+(8)低压辅助电源正，非车载充电机为电动汽车提供低压辅助电源正，A－(9)低压辅助电源负，非车载充电机为电动汽车提供低压辅助电源负。注：4—7接线端子的额定电压为36V，额定电流为2A，8—9接线端子的额定电压为36V，额定电流为20A。

示例性，图4是一种充电设备的示意图。图4中，用户将电动汽车开进充电站停好，操作人员将充电设备与电动汽车连接，用户将射频卡***读卡器，读卡器生成触发信号，并发送触发信号至监控器，监控器发送监控信号至充电设备，充电设备开始工作，将三相电网上的交流电转换为电动汽车需要的直流电。同时，指示灯a亮，表示该充电设备正在给电动汽车充电；监控器实时反馈监控数据至监控终端，监控终端指导读卡器刷取相应电费。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种充电设备，其特征在于，包括：至少一个充电装置、至少一个输出接口和控制面板，其中：

所述至少一个充电装置包括整流器，所述整流器将电网输出的三相交流电转换为直流电；

所述至少一个输出接口包括充电枪，所述充电枪将所述直流电输入到电池进行充电，所述充电枪还检测所述电池的充电参数，所述充电枪将检测到的充电参数传输到所述控制面板；

所述控制面板包括控制器，所述控制器发送控制指令，所述控制指令控制所述整流器的运行和关断，所述控制器对所述充电参数进行分析处理，并根据所述充电参数生成调整指令，所述调整指令调整所述整流器的输入电压量和输入电流量，以满足所述电池充电的设定条件。

2.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述电池包括电池管理***，所述电池管理***实时显示所述充电参数，所述充电参数通过所述充电枪传输到所述控制器。

3.根据权利要求2所述的充电设备，其特征在于，所述充电枪的输出电源接口设计为欧盟标准接口。

4.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述充电设备还包括读卡器、监控器和监控终端，其中：

所述读卡器根据读取到的射频卡信息生成触发信号，并发送所述触发信号至所述监控器；

所述监控器接收所述触发信号，并发送监控信号至所述控制器，所述控制器根据所述监控信号监控所述整流器的输入电压量和输入电流量并得到监控数据，所述监控器实时反馈所述监控数据至所述监控终端；

所述监控终端接收所述监控数据，并将所述监控数据转换成费用信息，以指示所述读卡器刷取充电费用。

5.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述控制面板还包括触摸屏，所述触摸屏作为人机界面发送启动指令，其中，所述启动指令包括开机指令和关机指令，所述控制器接收所述启动指令，并根据所述启动指令发送所述控制指令。

6.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述充电设备还包括至少三个指示灯，所述至少三个指示灯包括充电指示灯、故障指示灯和电源指示灯。

7.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述至少一个充电装置之间采用并联连接方式满足所述电池设定的充电功率条件，并由CAN总线实现所述至少一个充电装置之间的均流。

8.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述至少一个输出接口之间采用并联连接方式输出所述直流电，并由CAN总线实现所述至少一个输出接口之间的均流。

9.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述充电枪与所述控制器之间采用CAN通信。

10.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述控制器与所述整流器之间采用CAN通信。