一种集群式交流充电桩控制系统的制作方法

本实用新型涉及电动交通工具充电设备领域，具体为一种集群式交流充电桩控制系统。

背景技术：

充电桩类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端装有用于电动汽车充电的充电插头。人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互设备上刷卡使用，充电桩的显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。

公开号为cn109094383a的中国专利公开了一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统。包括服务器，连接用户系统和终端硬件，还包括至少一个与市电电缆电连接的充电桩，为电动汽车充电；通讯终端，与服务器和集群控制器进行数据交互，与集群控制器电连接；集群控制器，控制集群中的充电桩运作，与充电桩电连接。动作控制器，控制充电桩的动作，与充电桩电连接；状态管理器，汇总集群中充电桩的工作状态，与通讯终端电连接。该专利仅集群采集充电桩的工作状态，便于监管，但是单个充电桩的元器件众多，成本较高。

现有技术中的交流充电桩采用一体式方案，每个交流充电桩都是一个独立、完整的充电单元，所以每个充电桩不仅配备有与充电相关的常规供电器件，还需要配备控制板、显示屏、刷卡器、网络模块、按键等与控制相关的器件，组成单个充电桩的器件太多，造成充电桩的设备成本和建设成本高昂；另外，充电桩大多安装在室外，随着使用时长增加、技术发展和市场变化，需要单独对每个充电桩的控制系统的软硬件进行维护和升级，例如检查和维修充电桩的器件、更换新的后台、更改计量方法或者补救控制系统漏洞，而充电桩数量庞大，所以维护和升级操作的工作量大、周期长、效率低，导致后期使用成本高。所以现有的充电桩技术还存在充电桩建设和使用成本高昂的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种集群式交流充电桩控制系统，解决充电桩建设和使用成本高昂的技术问题。

本实用新型提供的基础方案为：

一种集群式交流充电桩控制系统，包括后台管理模块、电源模块、操控模块、网络模块和多个充电终端，后台管理模块通信连接网络模块，网络模块通信连接操控模块，操控模块分别控制连接多个充电终端，电源模块分别供电连接操控模块和多个充电终端。

本实用新型的工作原理及优点在于：

本实用新型中操控模块控制连接多个充电终端，由操控模块来集群控制下辖的充电终端，人们通过操控模块来完成给交通工具充电前的选择、支付等交互操作。充电终端只需由电源模块供电，由操控模块来控制充电启停，充电终端只配置有充电相关的常规供电器件。组成充电终端的器件较少，一个充电区域内只需数量较少的操控模块来进行统筹控制，大量减少与控制相关的器件数量和检修工作量，降低硬件成本和控制系统的建设成本。

现有技术需要单独对每个充电桩的控制系统进行管理和升级操作，工作量大，耗费较多的使用成本。本实用新型中的后台管理模块通信连接网络模块，网络模块通信连接操控模块，在需要维护和升级控制系统时，只需由后台管理模块对操控模块进行相应的操作，操控模块相对于充电终端的数量要少得多，减少了后台管理模块的管理对象数量，提高了使用过程中对控制系统的管理维护效率和升级效率，降低了使用成本。

本实用新型中操控模块集群控制多个充电终端，充电终端只配置有充电相关的常规供电器件，大量减少与控制相关的器件数量和检修工作量，降低硬件成本和控制系统的建设成本；减少了后台管理模块的管理对象数量，提高了使用过程中对控制系统的管理维护效率和升级效率，降低了使用成本。

进一步，所述操控模块分别通信连接有输入单元、近场通讯模块、扫码模块，还控制连接有显示屏。方便操控模块通过多种途径与人交互，进行充电前的操作。

进一步，所述充电终端包括充电开关、充电缆和充电枪，充电缆的两端分别通电连接充电枪和充电开关。由简单的元器件构成，降低设备成本。

进一步，所述充电开关为交流接触器，操控模块控制连接交流接触器的线圈，电源模块供电连接交流接触器的触点。接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制，利于实现远程控制充电的启停。

进一步，充电终端还包括警示单元，警示单元通信连接操作模块，每个充电终端分别控制连接有指示灯。方便人们知晓充电终端的运行状态。

进一步，警示单元还通信连接有电流传感器，充电缆穿过电流传感器的测电孔。测量充电缆实际的电流，利于警示单元更准确地感知充电状态。

进一步，指示灯包括故障灯、充电灯、告警灯；在充电终端故障时，操控模块控制警示单元开启故障灯；在电流传感器检测到在充电缆中有电流通过时，指示模块控制开启充电灯；在电流传感器检测到充电结束后电流消失时，操控模块控制警示单元开启告警灯。指示灯的成本较低，在减少设备元器件成本的情况下，以较低成本方便人们知晓充电终端的运行状态。

进一步，所述指示灯的灯珠分别采用不同的颜色。方便人们分辨指示灯，更容易识读出充电终端的运行状态。

进一步，所述充电终端还包括底座、支柱和电箱，底座固定连接地面，支柱垂直固定在底座上，电箱固定连接在支柱上端，充电缆的一端固定连接在电箱下端，充电开关固定连接在电箱内部。充电终端的机械本体结构简单，减少设备成本。

进一步，支柱的中部外壁固定连接有u型的挂钩。可将充电缆弯曲为多圈后挂在挂钩上，方便收纳充电缆。

附图说明

图1为本实用新型一种集群式交流充电桩控制系统的系统框图。

图2为本实用新型一种集群式交流充电桩控制系统中充电终端的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：底座1、支柱2、电箱3、故障灯4、充电灯5、告警灯6、箱盖7、充电缆8、充电枪9、挂钩10、扁平头螺钉11、电枪插座12。

实施例1基本如附图1所示：

一种集群式交流充电桩控制系统，包括后台管理模块、电源模块、操控模块、网络模块和多个充电终端。后台管理模块采用华为fusionserver2288hv5服务器，后台管理模块通过lte网络连接网络模块；网络模块采用le922a6lte通信模块，网络模块并行连接操控模块；操控模块采用ipc-610h研华工控机，操控模块用光电隔离引出的信号线分别控制连接32个充电终端。

操控模块分别用usb线连接有输入单元、近场通讯模块、扫码模块，还用vga视频线控制连接有立式液晶显示屏。其中，输入单元采用双飞燕(a4tech)tk-5数字键盘；近场通讯模块采用nfc读卡器；扫码模块采用微光互联c700/ip67防水二维码扫码器。

充电终端包括充电开关、充电缆8和充电枪9，充电缆8的两端分别通电连接充电枪9和充电开关。充电开关为交流接触器，操控模块引出的信号线连接到交流接触器的线圈。电源模块采用配电箱3，分别用交流电线连接32个充电终端的交流接触器的常开触点，提供交流电。电源模块还用交流转直流变压器为操控模块提供低压直流电。

充电终端还包括警示单元，警示单元用rs485连接操作模块，每个充电终端还分别用导线控制连接有三个指示灯，这三个指示灯的灯珠分别采用不同的颜色，方便区分，包括红色的故障灯4、蓝色的充电灯5、和黄色的告警灯6。警示单元还用rs485连接有电流传感器，充电缆8穿过电流传感器的测电孔。在充电终端故障时，由操控模块控制警示单元开启故障灯4；在电流传感器检测到充电缆8中有电流通过时，电流传感器会产生电流信号，指示模块接收到电流信号后控制开启充电灯5；在电流传感器检测到充电结束后电流消失时，操控模块控制警示单元开启告警灯6。

基本如附图2所示，充电终端还包括底座1、支柱2和电箱3。底座1的形状为前后侧面垂直于上下底面的棱形梯台型铁块，底座1左右两侧的斜面分别钻有两个螺栓孔。底座1固定在水泥地上，固定方式是在水泥地钻设四个固定孔，用四个内六角螺栓分别穿过螺栓孔，并在内六角螺栓的螺纹端套上膨胀套后分别插入固定孔，旋紧内六角螺栓后将底座1固定在水泥地上。支柱2为空心的四棱柱，支柱2的下端垂直焊接在底座1上，支柱2的上端用螺栓和电箱3的背面固定，电箱3上背对支柱2的一侧设有和电箱3扣合的箱盖7，箱盖7的左侧边和电箱3枢接，箱盖7的右侧边和电箱3之间用钩锁固定，方便维修的同时避免被盗电。充电缆8从电箱3的下端引出，三个指示灯排成一行用螺钉固定安装在电箱3的正面外壁，交流接触器用螺钉固定在电箱3内部。电箱3的左右两侧壁上端开设有多个平行的通风孔，利于散热。电箱3的右侧下端用螺钉固定有电枪插座12，电枪插座12上设有与电枪相匹配的标准插口。

本实施例操控模块集群控制多个充电终端，充电终端只配置有充电相关的常规供电器件，大量减少与控制相关的器件数量和检修工作量，降低硬件成本和控制系统的建设成本。减少了后台管理模块的管理对象数量，提高了使用过程中对控制系统的管理维护效率和升级效率，降低了使用成本。

实施例2基本如附图2所示：

实施例2和实施例1大致相同，不同之处仅在于，支柱2的中部外壁设有u型的挂钩10，挂钩10位于支柱2上固定有电箱3的一侧，挂钩10由一根直径为5毫米的铁丝首尾焊接后拉折成型。其中，挂钩10的形状为先将首尾相接的铁丝拉为两端半径为2厘米的长圆形铁圈、再将长圆形铁圈的两端向其所在平面的同一侧垂直折弯而形成的u型形状。挂钩10的制造工艺简单，容易加工，制造成本低。挂钩10一侧的半圆状铁丝用扁平头螺钉11固定在支柱2外壁，扁平头螺钉11的螺钉头部的形状为圆形的薄板状，螺钉头部的半径优选为3厘米，扁平头螺钉11的螺纹外径优选为3厘米。挂钩10的u型开口朝上，挂钩10和扁平头螺钉11都喷有防锈漆，防止生锈，挂钩10的安装过程简单，制造成本低，方便安装和拆换。

由于充电缆8需要适应不同的车辆充电插口的位置，所以长度较长，不方便收纳，长期在地上拖动会造成磨损破坏，严重后甚至有漏电危险。而本实施例中可将充电缆8弯曲为多圈后挂在挂钩10上，收纳方便，随取随用。另外，5毫米直径的铁丝保证挂钩10具备足够的挂载能力外，在外力过大导致挂在挂钩10上的充电缆8被拉扯时，挂钩10可通过受力后的变形来释放充电缆8，避免对充电缆8造成恶劣破坏。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。