智能架式充电机的制作方法

本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及电动汽车充电设备。

背景技术：

近几年蓄电池行业的迅速发展，大功率快充已经成为电动汽车充电柜行业的主流。目前国内传统的充电架基本都是在满足国内标准充电协议(can)，而且要求客户供电电源必须ac380v。该充电方式在某种程度上，已经不能完全满足国际市场(如欧洲标准的电动车)的一些要求。

技术实现要素：

为了解决传统充电架在国际市场以及未来充电机市场的应用受限，本发明提供了一种ac/dc两种输入模式兼容的大功率智能架式充电机。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：智能架式充电机，包括充电柜和充电架，充电架上部安装充电罩，充电罩3的充电罩外壳内侧安装dc+总线铜排、dc-总线铜排、pe总线铜排和cp总线铜排，dc+总线铜排、dc-铜排总线铜排、pe总线铜排和cp总线铜排连接充电柜的直流输出控制单元，直流输出控制单元连接充电模块，充电模块连接ac电源和dc电源，ac电源和dc电源分别通过ac/dc模块和dc/dc模块连接电源模块，电源模块连接plc主控制器，plc主控制器连接直流输出控制单元；plc主控制器设有交直流供电选择开关sa；通过交直流供电选择开关sa选择ac电源或者dc电源，通过plc主控制器控制充电模块为充电架提供直流电。

所述充电柜的plc主控制器通过can通信连接ⅱ#plc控制器，ⅱ#plc控制器输出通过cp通信连接充电罩的cp总线铜排，通过cp总线铜排实现与车辆充电控制装置之间的通信。

所述充电罩的充电罩内侧安装msc板，msc板上固定安装dc+总线铜排、dc-铜排总线铜排、pe总线铜排和cp总线铜排。

所述充电柜上安装温度传感器、烟雾传感器和灭火器，温度传感器、烟雾传感器和灭火器连接plc主控制器，充电柜内设有加热装置，加热装置连接主控制器。

所述充电柜内设有制冷空调，制冷空调连接plc主控制器。

所述交直流供电选择开关sa为手动三档选择开关，分别为ac档、自动档和dc档，当选择自动档时，plc主控制器自动识别供电端电压，通过设置ac与dc供电的优先级来选择供电电源。

所述充电架上安装用于显示充电状态的灯带，灯带连接plc主控制器。

所述充电架上安装风速仪，风速仪连接plc主控制器。

所述plc主控制器连接人机界面。

所述充电柜上安装照明灯。

本发明的智能架式充电机，充电模块支持交直流两种输入方式，适用于不同电源充电的电动汽车，工作效率高95％以上，安装维护方便；智能架式充电机控制装置与车辆控制装置通过信号线cp进行通讯，满足了多种电动汽车充电需要，扩大了使用范围。

附图说明

图1是本发明智能架式充电机整体结构图。

图2是本发明智能架式充电机充电罩结构图。

图3是本发明智能架式充电机原理图。

图4是本发明智能架式充电机直流电源和交流电源电路图。

图5是本发明智能架式充电机plc主控制器电路图。

图6是本发明智能架式充电机交直流供电选择开关电路图。

图7是本发明智能架式充电机与车辆充电控制装置之间的通信原理图。

图中：1、ⅱ#充电柜，2、充电架，3、充电罩，4、灯带，5、风速仪，6、ⅰ#充电柜，7、msc板，8、dc+总线铜排，9、dc-总线铜排，10、充电罩外壳，11、pe总线铜排，12、cp总线铜排。

具体实施方式

本发明的智能架式充电机适用于纯电动公交车及纯电动大型车辆使用，直接对蓄电池充电，适用于锂离子蓄电池、镍氢蓄电池、铅酸蓄电池等。结构如图1所示，包括两台充电柜和充电架2，智能架式充电机由充电柜(两台)和架体(一台)组成，可以组合在一起安装，如果现场安装位置受限，也可以充电柜与架体分开安装。两台充电柜分别为ⅰ#充电柜1和ⅱ#充电柜6，ⅰ#充电柜1为主充电柜，ⅱ#充电柜6为辅充电柜，主充电柜可以单独一个柜体工作，设备的功率减半，辅充电柜不能单独工作，只能与主充电柜同时使用才有输出。充电架着重考量了抗风能力、占地效果、使用方便等各个因素，架体顶端的充电罩为圆顶式结构，由接地总线pe、信息与控制总线cp、主电路总线dc+、dc-4条总线组成，充电架2上安装与电动汽车受电弓配合使用的充电罩3。充电罩3结构如图2所示，充电罩3的充电罩外壳7内侧安装msc板13，msc板13上固定安装dc+总线铜排8、dc-总线铜排9、pe总线铜排11和cp总线铜排12，dc+总线铜排8、dc-铜排总线铜排9、pe总线铜排11和cp总线铜排12连接主充电柜的直流输出控制单元，直流输出控制单元由接触器、熔断器和分流器组成，由plc主控制器控制接触器的分合，同时进行输出电压电流的检测，直流输出控制单元连接充电模块，充电模块连接ac电源和dc电源，ac电源和dc电源分别通过ac/dc模块和dc/dc模块连接电源模块，电源模块连接plc主控制器，plc主控制器连接直流输出控制单元；plc主控制器设有交直流供电选择开关sa，交直流供电选择开关sa为手动三档选择开关，分别为ac档、自动档和dc档，当选择自动档时，plc主控制器自动识别供电端电压，通过设置ac与dc供电的优先级来选择供电电源；通过交直流供电选择开关sa选择ac电源或者dc电源，通过plc主控制器控制充电模块为充电架提供直流电，原理如图3所示。充电柜上安装温度传感器、烟雾传感器和灭火器，温度传感器、烟雾传感器和灭火器连接plc主控制器，充电柜内设有加热装置，加热装置连接主控制器。充电柜内设有制冷空调，制冷空调连接plc主控制器，plc主控制器主要信息上传至人机界面，方便客户定期查看及数据搜集。直流电源和交流电源电路如图4所示，充电柜plc主控制器电路如图5所示，充电柜交直流供电选择开关电路如图6所示。

智能架式充电机的输入电源ac/dc均可，供电电源通过接触器控制给充电模块供电，主控制器监控充电模块的启停、输出电压电流大小等。供电电源通过ac/dc模块和dc/dc模块接至电源模块，电源模块给plc主控制器和制冷系统供电。plc主控制器监控整个充电机系统的充电过程、充电状态、信息传递等等，也包括交直流供电选择开关sa。适用于不同电源充电的电动汽车，安装维护方便；智能架式充电机控制装置与车辆控制装置通过信号线cp进行通讯，满足了多种电动汽车充电需要，扩大了使用范围。

充电柜、充电架与汽车充电控制装置之间的通信原理如图7所示，充电柜的plc主控制器通过can通信连接ⅱ#plc控制器，ⅱ#plc控制器输出通过cp通信连接充电罩的cp总线铜排12，通过cp总线铜排实现与车辆充电控制装置之间的通信。

智能架式充电机供电电源为两种：dc600v或者ac380v，客户可任意选择其中一种或者两种同时存在设定优先级。通过手动三档选择开关(ac档、自动档、dc档)，当手动选择ac档或者是dc档时，只有供电端电压与所选的档位匹配时，系统才有电源；当选择自动档时，系统自动识别供电端电压，这时可以设置ac与dc供电的优先级，当两种电源都存在的时候，默认屏蔽掉哪种电源，手动优先级高于自动。为避免两种电源同时进入电气回路对器件造成损坏，硬件方面通过电气互锁确保交直流接触器不能同时吸合，软件方面检测输入端电压，通过plc的y点输出控制交直流线圈不能同时得电，软硬件双重保护，更安全、更可靠。架体顶端安装有风速仪，风速达到17m/s，考虑人身安全及设备的安全，整套充电系统进入停机状态。架体表面安装有灯带，定义几种颜色代表充电架目前的工作状态，比如：充电状态、待机状态、故障状态等，更加方便用户的使用。

智能架式充电机在选择合适的供电电源之后(ac或者dc)，交流一般相对稳定，直流有时候会有很大的波动，当直流的电源质量不是很好的情况下，输入端增设了稳压装置，电压过高或者过低自动切断电源供给，保护回路中的电子元件。当控制器检测柜内温度过低时，自动开启加热装置，plc主控制器设置一定的温度区间，自动关闭，保证柜内温度适宜，充电柜良好的运行，此功能特别是比较寒冷的地区。

充电模块支持交直流两种输入方式，工作效率高达95％以上，采用热插拔技术，安装维护方便，均流技术先进，不平衡度小于±0.5a。具有输入过/欠压保护、输出过压保护、过温保护、短路保护、风扇故障保护等，保护功能齐全。

智能架式充电机采用空调制冷，制冷效果好，ip防护等级高，有效延长使用寿命；配备完善的消防控制系统，由温感、烟感、灭火器三大部件组成，安装在充电柜的顶部，当温感和烟感检测的数据达到上限值，同时检测充电柜的柜门处于关闭状态时，开启灭火器。同时将消防系统的状态反馈到主系统，上传到后台监控。

设置通讯通用模块用于对整个系统的信号采集处理以及各个功能单元相互通讯，统一调度，相互配合，实现整个充电系统的可操作、可监控、可追溯。主要包括：系统温度的控制、交直流供电的控制、制冷单元的控制、通讯以及风速仪的信号处理等等。

为方便用户的日常维护检修，增设了机柜照明灯，手动开闭。

智能架式充电机控制装置与车辆控制装置通过信号线cp进行通讯，车辆控制装置根据pwm占空比实时调整充电架的输出功率。

本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。