纯电动汽车充电桩实训台的制作方法

本实用新型涉电动汽车实验装置技术领域，尤其涉及一种纯电动汽车充电桩实训台。

背景技术：

近年，随着国家对能源安全、环境污染、创新能力的重视，新能源汽车得到了飞速的发展。因此，新能源汽车行业对相关技术技能型人才的潜在需求量巨大。目前，市面上在售的新能源电动汽车充电桩的品牌种类很多，其功能类似于加油站里面的加油机。在公共建筑和居民小区停车场或充电站内主要采用落地式或挂壁式安装方式。其工作原理是充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端装有充电插头用于为电动汽车充电，用户可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的快、慢充电方式，充电时间、费用打印等操作，相应的数据信息通过充电桩显示屏显示。这些成熟的技术产品在普通职业院校教学使用中存在一定的短板，即只能演示使用操作。不方便学生进行结构认知、工作原理分析，特别是在培养学生故障诊断能力及教学考核方面功能缺失。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种纯电动汽车充电桩实训台。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种纯电动汽车充电桩实训台，其特征在于：包括EPC-9200I主板以及分别与其通信连接的主电路、辅助控制电路、故障设置电路；所述主电路包括依次连接的输入保护电路、输出控制接触器以及充电接口连接器；所述辅助控制电路包括“启停”控制继电器、“急停”按钮、运行状态指示灯、智能电表、读卡器以及触摸屏；所述故障设置电路包括继电器控制模块组，继电器控制模块组通过切断相应主电路、辅助控制电路的相应线路完成故障设置。

优选地，所述输入保护电路包括依次连接的防雷器、断路器、保险以及漏电保护器。

优选地，所述EPC-9200I主板采用TI Cortex-A8AM3352处理器。

本实用新型的有益效果是:相对于现有技术，本装置性能稳定、结构简单、安全性高、故障点设置充足，完全满足日常教学和考核需求。面板上的触摸屏除完成基本的人机交互外，还可控制继电器模组的通断设置故障，学生通过对设备面板上各元件处安装端子检测，数据分析进行故障排除练习。总之，该实训台能进行充电桩系统的结构认知、工作原理分析、故障诊断排除、教学考核等内容，特别适用于中高等职业院校、培训机构的日常教学及培训。

附图说明

图1本实用新型电动汽车充电桩实训台的硬件结构框图；

图2本专利电动汽车充电桩实训台的电气原理图。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1和图2，一种纯电动汽车充电桩实训台，包括EPC-9200I主板以及分别与其通信连接的主电路、辅助控制电路、故障设置电路；所述主电路包括依次连接的输入保护电路、输出控制接触器以及充电接口连接器；所述辅助控制电路包括“启停”控制继电器、“急停”按钮、运行状态指示灯、智能电表、读卡器以及触摸屏；所述故障设置电路包括继电器控制模块组，继电器控制模块组通过切断相应主电路、辅助控制电路的相应线路完成故障设置。

一、主要器件介绍

1.EPC-9200I主板：采用TI Cortex-A8AM3352处理器，主频高达800MHz，支持Linux3.2。主要优势如下：集成6路UART，支持GPS、GPRS、传感器、采集模块等功能扩展；板载2路RS-485、2路CAN、1路网口，实现工厂自动化、智能交通、电力石化监控等领域的数据可靠传输；工控板所有元器件均符合工业级 -40～+85℃要求。

2.触摸屏：选用研华科技WOP-2070T-N2AE触摸屏，其主要特性如下：采用 ARM9处理器，7寸WVGA分辨率宽屏显示，800*480像素；基于微软视窗的WebOP Designer 2.0开发工具，垂直和水平显示，支持多种PLC工业通讯协议；三串口，面板安装，亮度控制；N2AE型号支持以太网络、TF扩展及NAND闪存 WOP-2070T-N2AE。

3.读卡器：选用13.56MHz频率，超小型、超大规模集成电路封装的ZLG522S 系列读写卡模块。其主要特性如下：支持国内全新PLUS CPU卡读写操作；用NXP 公司的MF RC522，符合ISO14443标准；可选择5V或3.3V供电；能接双天线，能识别是哪一个天线上有卡；读卡距离大于5cm；有I2C从机接口，也有UART接口或RS232接口；可主动检测卡进入，检测到卡时可产生中断输出或通过UART输出数据；符合ISO14443-4标准，可支持mifare Pro、mifare Desfire等CPU卡。

4.电能表：选用的是新天科技股份有限公司生产的DDS961电子式单向电能表，其采用专用集成电路、微电子技术一级SMT工艺设计制造而成的高新技术产品。该表具有超强抗电磁干扰能力，工作电压范围宽、高可靠性、长寿命、高精度、低功耗等特点。具体技术参数如下：准确等级1.0级、2.0级；参比电压 (Un)220V；参比频率：50HZ；电流规格5(20)A、10(40)A、15(60)A；电表常数3200imp/kWh、800imp/kWh；工作电压0.8Un～1.2Un；工作温度-25℃～ +55℃；极限工作电压0.7Un～1.3Un；极限工作温度-35℃～+70℃。

5.交流接触器：选用的是型号为GSC1-3210M7的真空交流接触器，适用于远距离接通和分断电路，并可与适当的热过载继电器组成电磁起动器以保护可能发生过负荷的电路。具体参数如下：额定电压380V；额定电流18A；机械寿命1000 万次；电寿命100万次。

6.防雷器：选用品牌万科，型号HYS4-B 40KA-80KA 2P防雷器。该系列避雷模块主要适用于50HZ(或60HZ)冲击通流容量不大于(120KA)的电气线路中，限制瞬态过电压幅值、吸收、消耗或泄放电涌电流能量，使在过电压类别较高的场合，可做使被保护的电器元件从一个过电压类别转换到另一个较低的过电压类别，适用于对家用及类似场所电器在线路出现感应雷击过电压，操作过电压时起保护作用。

7.断路器：选用GSB2-D4A/2P小型断路器，该系列主要适用于交流50Hz或 60Hz，额定电压至415V，额定电流至63A及以下的线路中，用作保护建筑物的线路设施及类似用途，同时其还具有隔离功能，该断路器可加装辅助触头、报警触头和分励脱扣器等电气附件，以提供辅助信号和实现断路器远距离分断等。

8.漏电保护器：选用GSB2L-63 2P D32A，该系列漏电断路器是由GSB2系列小型断路器加装漏电模块组成，其适用于交流50Hz或60Hz，额定工作电压至415V, 额定电流至63A及以下的电路中，除作为人身间接触电和设备绝缘故障引起的漏电保护之用外，还对线路的过载和短路起到保护作用。在正常情况下，亦作为线路的不频繁转换和电动机的不频繁启动之用。

9.急停开关：选用品牌施耐德，型号为ZB4BS844的急停开关。其主要特性如下：紧急式操作方式；复合按钮触头结构；蘑菇头转动复位防护方式；工作电压AC220(V)；工作电流1.5(A)；额定发热电流5(A)；接触电阻25(Ω)；绝缘电阻25(MΩ)；头部保护等级IP65。

10.熔断器：选用产品型号RT18-32X。其主要特性如下：额定电压380V-500V；额定电流32A；产品材质高温树脂。

11.继电器：选用产品型号欧姆龙G2R-1-24VDC。

12.插枪座：选用电动汽车充电桩插口充电接口新国标车辆端供电端7孔交流充电插座。

二、系统工作原理

电动汽车充电桩实训台主要由主电路、辅助控制电路、故障设置电路三部分组成。

主电路包括输入保护、输出控制接触器和充电接口连接器；

辅助控制电路包括“启停”控制继电器、“急停”按钮、运行状态指示灯、智能电能表、充电桩智能控制器、读卡器和人机交互界面触摸屏。

故障设置电路包括触摸屏、充电桩智能控制器、继电器控制模块组。

具体工作原理如下：

1.实训台上电以后，可通过触摸屏人机交互界面向充电桩智能控制器发送数据，实现继电器控制模块组切断相应主电路、辅助控制电路的相应线路完成故障设置。

2.主电路是在辅助电路的监测控制下完成电能的输入、输出功能，为保证电能传输的安全性，输入侧安装防雷器、断路器、保险、漏电保护器，输出侧安装接触器控制电源的通断。

3.辅助控制电路提供“启停”控制与“急停”等安全操作，信号灯提供“待机”、“充电”与“充满”状态指示；配置射频读卡器，支持IC卡付费方式；具备完善的通信功能，充电桩智能控制器通过RS485获取智能电能表的计量信息，完成充电计费和充电过程的联动控制；

具体的机械结构为，包括一个台架，台架底部安装万向轮，台架上部固定台架面板，台架面板上带有系统工作原理图，充电桩电气元器件在原理图的框架上布置在台架面板上。方便教师向学生展示电动汽车充电桩的结构组成和工作原理。

面板上的触摸屏除完成基本的人机交互外，还可控制继电器模组的通断设置故障，学生通过对设备面板上各元件处安装端子检测，数据分析进行故障排除练习。总之，该实训台能进行充电桩系统的结构认知、工作原理分析、故障诊断排除、教学考核等内容，特别适用于中高等职业院校、培训机构的日常教学及培训。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，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原理的前提下，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。