一种充电站故障化诊断系统的制作方法

1.本实用新型涉及充电站设备技术领域，更具体地涉及一种充电站故障化诊断系统。


背景技术：

2.随着充电站的增多，使用频次的增加，以及充电站设备及技术的不断发展，充电故障的数量和出现频次大幅增加。原有故障处理流程为运维人员巡检或客户报修才能发现故障，去往仓库取备品备件，再进行现场修复。此流程耗时耗力，故障处理周期长。运维人员无法及时发现故障及发现故障后无法精确判断故障类型，导致来回路途时间增长，故障处理不及时。因此，有必要提供一种充电站故障化诊断系统，以克服上述问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种充电站故障化诊断系统，以解决目前运维人员无法及时发现故障及发现故障后无法精确判断故障类型，导致来回路途时间增长，故障处理不及时的问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种充电站故障化诊断系统，包括设备层和云平台，设备层通过集中控制器与云平台通讯连接，设备层包括直流模块、控制分配单元模块和充电终端，直流模块、控制分配单元模块和充电终端分别通过集中控制器与云平台通讯连接；
5.直流模块用于给电动车辆提供直流电，通过整流功能将接入的交流电变为直流电；控制分配单元模块用于与电动车辆进行通信，计算出电动车辆需求的电压和电流，并控制功率的输出；充电终端用于给电动车辆充电，并采集充电过程中的充电信息；
6.直流模块内部设置有第一功能检测模块，第一功能检测模块用于检测直流模块的状态信息，控制分配单元模块设置有第二功能检测模块，第二功能检测模块用于检测控制分配单元模块的状态信息，充电终端设置有第三功能检测模块，第三功能检测模块用于检测充电过程中的充电信息，集中控制器用于接收直流模块和控制分配单元模块传输的各自的状态信息，以及充电终端传输的充电过程中的充电信息，并传输到云平台，云平台内置有故障处理模型，云平台用于将状态信息与故障处理模型进行对比得出故障点信息。
7.进一步地，第一功能检测模块包括第一温度传感器，第一温度传感器用于检测直流模块内部工作温度。
8.进一步地，第一功能检测模块还包括第一电压检测装置，第一电压检测装置用于检测直流模块的输出电压。
9.进一步地，第一功能检测模块还包括第一电流检测装置，第一电流检测装置用于检测直流模块的输出电流。
10.进一步地，第二功能检测模块包括第二电压检测装置，第二电压检测装置用于检测控制分配单元模块的电压。
11.进一步地，第二功能检测模块还包括第二电流检测装置，第二电流检测装置用于检测控制分配单元模块的电流。
12.进一步地，第二功能检测模块还包括第二温度检测装置，第二温度检测装置用于检测控制分配单元模块的工作温度。
13.进一步地，第三功能检测模块包括采样传感器，采样传感器用于充电过程中进行电压和电流的采样。
14.进一步地，第三功能检测模块还包括温控传感器，温控传感器用于检测充电过程中的温度。
15.进一步地，采样传感器包括电压采样传感器和电流采样传感器，电压采样传感器用于充电过程中进行电压的采样，电流采样传感器用于充电过程中进行电流的采样。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的充电站故障化诊断系统通过直流模块、控制分配单元模块和充电终端内部的各自功能检测模块，检测各自的状态信息和充电信息，并汇总到集中控制器，由集中控制器传输到云平台，云平台将状态信息、充电信息与内置的故障模型进行对比，得出故障点信息，最后将故障点信息传输到运维及检修人员手上，以及充电终端上用于人工交互的显示器上，即本实用新型能够在充电站运营时期发生故障时，设备能自动进行检测、判断并将故障信息自动进行发送，适用电动汽车大规模运营运维，使得充电站能够更经济高效进行运维管理，通过设备智能化故障推送，能够加快故障的排除，增加人力效益，并提高故障处理效率，避免运维人员无法及时的发现故障及发现故障后无法精确的判断故障类型，导致来回路途时间增长，故障处理不及时。
附图说明
17.图1为本实用新型的一种充电站故障化诊断系统的结构示意图。
18.图2为本实用新型的一种充电站故障化诊断系统的充电终端的结构示意图。
19.图3为本实用新型的一种充电站故障化诊断系统的充电终端的移动机构的结构示意图。
20.图4为本实用新型的一种充电站故障化诊断系统的充电终端的固定机构的结构示意图。
21.附图标记：1为本体，2为控制器，3为推把，4为底座，5为移动机构，501为电机槽，为502电机，503为第一皮带盘，504为皮带，505为第一凹槽，506为螺纹杆，507为螺纹管，508为第二皮带盘，509为滑槽，510为固定板，511为移动轮，6为固定机构，601为第二凹槽，602为吸盘，603为电动伸缩杆。
具体实施方式
22.下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
23.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用
新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
24.下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。
25.请参阅图1至图4，图中所示者为本实用新型所选用的实施例结构，此仅供说明之用，在专利申请上并不受此种结构的限制。
26.实施例一
27.如图1所示，一种充电站故障化诊断系统，包括设备层和云平台，设备层通过集中控制器与云平台通讯连接，设备层包括直流模块、控制分配单元模块和充电终端，直流模块、控制分配单元模块和充电终端分别通过集中控制器与云平台通讯连接；
28.直流模块用于给电动车辆提供直流电，通过整流功能将接入的交流电变为直流电；控制分配单元模块用于与电动车辆进行通信，计算出电动车辆需求的电压和电流，并控制功率的输出；充电终端用于给电动车辆充电，并采集充电过程中的充电信息；
29.直流模块内部设置有第一功能检测模块，第一功能检测模块用于检测直流模块的状态信息，控制分配单元模块设置有第二功能检测模块，第二功能检测模块用于检测控制分配单元模块的状态信息，充电终端设置有第三功能检测模块，第三功能检测模块用于检测充电过程中的充电信息，集中控制器用于接收直流模块和控制分配单元模块传输的各自的状态信息，以及充电终端传输的充电过程中的充电信息，并传输到云平台，云平台内置有故障处理模型，云平台用于将状态信息与故障处理模型进行对比得出故障点信息。
30.第一功能检测模块包括第一温度传感器，第一温度传感器用于检测直流模块内部工作温度。
31.第一功能检测模块还包括第一电压检测装置，第一电压检测装置用于检测直流模块的输出电压。
32.进一步地，第一功能检测模块还包括第一电流检测装置，第一电流检测装置用于检测直流模块的输出电流。
33.第二功能检测模块包括第二电压检测装置，第二电压检测装置用于检测控制分配单元模块的电压。
34.第二功能检测模块还包括第二电流检测装置，第二电流检测装置用于检测控制分配单元模块的电流。
35.第二功能检测模块还包括第二温度检测装置，第二温度检测装置用于检测控制分配单元模块的工作温度。
36.第三功能检测模块包括采样传感器，采样传感器用于充电过程中进行电压和电流的采样。
37.第三功能检测模块还包括温控传感器，温控传感器用于检测充电过程中的温度。
38.一种充电站故障化诊断系统的使用方法，包括如下步骤：
39.步骤s1.检测直流模块的状态信息并传输到集中控制器；
40.步骤s2.检测控制分配单元模块的状态信息并传输到集中控制器；
41.步骤s3.检测充电过程中的充电信息并传输到集中控制器；
42.步骤s4.集中控制器用于接收直流模块和控制分配单元模块传输的各自的状态信息，以及充电终端传输的充电过程中的充电信息，并传输到云平台；
43.步骤s5.云平台内置有故障处理模型，云平台用于将状态信息与故障处理模型进行对比得出故障点信息，并将故障点信息传输到运维及检修人员手上，以及充电终端上用于人工交互的显示器上。
44.控制分配单元模块还包括can线采集装置，can线采集装置用于与电动车辆进行通讯。can线采集装置为电动车辆与控制分配单元模块进行通讯的信号线，电动车辆将需求电压、电流传递给充电终端，充电终端再根据实际情况满足车辆需求。p＝ui，计算出实际的功率后，并记录充电电量。控制分配单元模块用于给电动车辆进行通信，计算出电动车辆需求的电压和电流，控制功率的输出。
45.采样传感器包括电压采样传感器和电流采样传感器，电压采样传感器用于充电过程中进行电压的采样，电流采样传感器用于充电过程中进行电流的采样。
46.充电终端为一种智能充电终端装置，主要是对充电过程中的一些车枪连接、充电过程信息进行采样和处理，不仅仅起到传统充电枪和车的连接装置的作用，更是通过内部的控制单元，对充电过程中的温度、电压、电流、通讯报文、急停状态等进行分析处理，并根据各个连接节点的信号反馈进行故障显示，从而明确枪线连接及充电过程中的故障点，通过全过程的管控，快速、准确反映到充电终端的人工交互界面，帮助运维及检修人员快速定位问题，并进行快速恢复。
47.(1)采样传感器作为充电终端内部的核心采样器件，主要进行电压和电流的采样，对比需求和输出，作为充电状态判断的重要依据，通过相关电压和电流的采样，对比分析充电过程是否异常，充电元器件是否异常等，从而快速反馈设备运行状态。
48.(2)温控传感器主要采集充电终端和车枪连接点的温度状态，充电过程中的温度高低，直接影响整个充电过程的安全，温控传感器可以准确快速的反馈现场连接温度，通过对比温度变化和大数据同款车辆的相关数据，得出充电过程是否异常，连接是否可靠，相关设备是否存在异常，充电状态是否安全等。
49.实施例二
50.实施例二为实施例一的进一步优化。
51.故障判断过程具体如下：
52.第一温度传感器检测直流模块内部工作温度，工作温度为-30
°
—50
°
，若超出此温度范围，则直流模块处于休眠状态；
53.第一电压检测装置检测直流模块的输出电压，第一电流检测装置检测直流模块的输出电流；
54.直流模块通过集中控制器将工作温度、输出电压和输出电流等状态信息传输到云平台。
55.第二电压检测装置检测控制分配单元模块的电压，第二电流检测装置检测控制分
配单元模块的电流，第二温度检测装置检测控制分配单元模块的工作温度；
56.控制分配单元模块通过集中控制器将检测的电压、电流和工作温度等状态信息传输到云平台。
57.电压采样传感器采集充电过程中的电压，电流采样传感器采集充电过程中的电流，温控传感器检测充电过程中的温度；
58.云平台内置的故障处理模型包括主继电器异常、充电电压异常、充电连接器过温异常、模块故障、主控板运行异常、设备离网、模块温度异常等典型故障模型，不同的故障模型需要与不同的状态信息或充电信息进行对比。
59.充电电压异常：通过设备端的电压采样和bms报文内反馈的实际充电电压进行对比，确保实际输出电压和设备输出电压一致，或在允许电压变动范围内波动，否则确定为充电电压异常。
60.主继电器异常：通过检测充电机继电器上下口的电压差作为判断条件，通过设备的电压传感器上传继电器上下口的电压值，以及通过车辆报文检测实际充电的电压值，三者电压值进行压差对比，如电压差达到100v以上，认为输出电压和继电器上下口闭合功能有异常，故判断为主继电器异常。
61.充电连接器过温异常：充电连接器过温数据主要来源充电枪内部的温度传感器，根据传感器的实时温度变化进行采样；平台系统内部依据不同充电电流设计不同温升变化曲线，并结合产品的温升设计，做具体参数设计；如充电电流持续100a，枪头温升应该在30℃以内，如果温升达到40℃，充电系统进行主动下降输出电流功能，让充电连接器进行自动降温，如果温度继续升高达到60度，充电系统则主动停止充电，并报告故障。同时平台通过此终端的充电数据判断枪线等关键元器件是否有损伤。例如，订单中过温数据比例达到50％则认为设备关键元器件受损伤，报故障维修。
62.模块故障：模块故障主要针对模块内部的数据进行对比；功率模块内部会对模块各项输出指标进行监控，例如输出电压、电流、pfc、模块内部辅助电压输出、模块开关元件运行状态；当内部检测的相关指标存在异常时，会自动上报模块异常数据，同时现场切出运行模块，进行运行模块关机动作。针对于当前充电，设备控制器会智能调用其他空闲模块，保证充电电流。
63.主控板运行异常：主控板作为设备的主要控制单元，主要收集现场信号，处理现场信号，并进行基础功能控制；主控板运行异常主要参考指标为主控板的程序，例如程序出现明显bug导致死机，输出指令异常等可确定主控板运行异常。简单的信号对比如：系统在进行绝缘自检阶段时候，主控板下发充电指令，此指令明显违背充电系统的控制逻辑，会认为主控板的运行可能出现问题，进而停止充电；如果多次启动均没有解决上述问题，则判断主控板运行异常。同时设备的集中控制器和平台也会检测主控板的运行状态和参数；平台通过数据对比，例如对比上传的充电基础参数；如模块电压、系统温度、湿度、pdu运行情况、门禁开关等数据；发现相邻周期变化异常，且变化均较大，则可判断主控板的运行出现错误，此种检测是作为除了主控板自动上传故障码之外的平台智能检测方式之一。
64.设备离网：离网情况主要判断平台和设备端控制器的通讯情况，设备控制器会定期发送设备心跳到平台，平台通过检测设备心跳及其他通讯状态确定终端状态，如果心跳丢失，则平台任务终端设备离线，上报设备离网故障。
65.模块温度异常：模块温度异常是判断模块散热系统和整体设备散热系统的一个参数指标，主要对模块板子温度、环境温度、外界温度进行对比；如果环境温度较低，但是板子温度上升较快则说明模块内部散热异常；如果系统温度较高，板子温升较快，说明模块存在异常发热点，散热系统超过负荷，无法满足散热需求。通过三个温度的温度差和温度上限对比，可以建立整个系统的温控模型，通过三个指标对比温控模型，上报温度异常故障，通过此故障也可以对比出系统风机等故障。
66.实施例三
67.实施例三为实施例二的进一步优化。
68.当故障发生后，就必须停止充电，从而影响了电动车的充电时间和充电成本，为了解决这一问题，提供可快速更换的充电终端。
69.如图2、图3和图4所示，充电终端包括本体1，本体1的底部固定连接有底座4，底座4的底部分别设置有移动机构5和固定机构6，通过电机502通电转动可以带动第一皮带盘503转动，在皮带504的作用下可以带动第二皮带盘508转动，从而让螺纹管507转动，利用滑槽509可以限制固定板510，让固定板510只能上下移动，利用固定板510可以固定螺纹杆506，让螺纹杆506在螺纹的作用下在螺纹管507内上下移动，可以带动固定板510上下移动，当固定板510向下移动的时候移动轮511会离开第一凹槽505内腔，方便人们移动本装置，在移动到合适位置的时候控制电机502反转，将移动轮511收入第一凹槽505内，防止装置受外力影响移动，提高固定效果，移动机构5包括电机槽501和第一凹槽505，电机槽501开设于底座4内腔的中端，电机槽501的内腔固定安装有电机502，电机502输出轴的外表面套设有第一皮带盘503，第一皮带盘503的外表面设置有皮带504，第一凹槽505分别开设于底座4底部的左右两端，第一凹槽505内腔的左右两端均开设有滑槽509，第一凹槽505内腔的顶部通过轴承转动连接有螺纹管507，螺纹管507的外表面套设有第二皮带盘508，第二皮带盘508与第一皮带盘503通过皮带504传动连接，螺纹管507的内腔螺纹连接有螺纹杆506，螺纹杆506的底部固定连接有固定板510，固定板510的左右两侧均与滑槽509的内腔滑动连接，固定板510底部的前后两端均通过轴承转动连接有移动轮511，固定机构6包括第二凹槽601，第二凹槽601分别开设于底座4底部的左右两端，第二凹槽601内腔的顶部固定安装有电动伸缩杆603，电动伸缩杆603的另一端固定安装有吸盘602，利用电动伸缩杆603带动吸盘602上下移动，可以在本装置停下的时候控制电动伸缩杆603带动吸盘602向下移动，可以让吸盘602吸附在地面，辅助充电终端与地面固定起来，防止充电终端受外力影响倾斜，提高固定效果。
70.本体1的右侧固定安装有控制器2，控制器2上分别设置有电动伸缩杆开关和电机开关，底座4顶部的右端固定连接有推把3，推把3上设置有防滑纹。
71.使用时，通过电机502通电转动可以带动第一皮带盘503转动，在皮带504的作用下可以带动第二皮带盘508转动，从而让螺纹管507转动，利用滑槽509可以限制固定板510，让固定板510只能上下移动，利用固定板510可以固定螺纹杆506，让螺纹杆506在螺纹的作用下在螺纹管507内上下移动，可以带动固定板510上下移动，当固定板510向下移动的时候移动轮511会离开第一凹槽505内腔，方便人们移动充电终端，在移动到合适位置的时候控制电机502反转，将移动轮511收入第一凹槽505内，防止受外力影响移动，提高固定效果；利用电动伸缩杆603带动第二电机602上下移动，可以在充电终端停下的时候控制电动伸缩杆603带动吸盘602向下移动，可以让吸盘602吸附在地面，充电终端与地面固定起来，防止充
电终端受外力影响倾斜，提高固定效果。
72.综上所述，利用移动机构5和固定机构6可以快速将故障的充电终端更换，使得电动车可以继续进行充电。
73.以上所述实施例是用以说明本实用新型，并非用以限制本实用新型，所以举例数值的变更或等效元件的置换仍应隶属本实用新型的范畴。
74.由以上详细说明，可使本领域普通技术人员明了本实用新型的确可达成前述目的，实已符合专利法的规定。
75.尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。