一种充电站用多功能配电开关柜的制作方法

本技术涉及电气设备，具体涉及一种充电站用多功能配电开关柜。

背景技术：

1、随着电动汽车的普及，充电站作为重要的基础设施，对配电系统的安全性、稳定性和多功能性提出了更高的要求。传统的配电开关柜虽然在电力分配和控制方面已经较为成熟，但在适应充电站复杂工况、多模式供电管理以及智能化运维等方面仍存在诸多不足。

2、经检索，公开了专利号为cn117578693b的一种“多控配电开关柜”，该方案通过设置市电控制部、换电控制部及发电机组控制件，实现了多路电源切换与备用供电功能。然而，该设计主要面向工业连续生产场景，在充电站应用中存在以下问题：其结构侧重于固定式电源切换，针对充电桩动态负荷变化的实时响应能力较弱；系统未集成智能监控模块，远程状态监测与故障预警功能缺失，难以满足现代充电站无人化值守的需求；此外，该装置在应对突发断电情况时，虽具备较快的切换速度，但缺乏对储能设备接入的支持，影响充电过程的连续性。

3、经检索，另一项专利cn118508595b公开了一种“开关柜的高效配电管理电路”，该电路通过电源检测控制模块、智能控制模块和双向调节模块实现多支路电能交互管理。尽管该方案在提升配电效率方面具有优势，但仍存在局限性：其控制逻辑基于预设规则，自学习和自适应能力不足，难以灵活调度不同车型、不同功率需求下的充电任务；该电路未充分考虑新能源接入场景，如光伏、储能等多元能源协同管理的问题，限制了其在绿色能源充电站中的应用；同时，该电路依赖较多硬件组件，增加了维护成本，不利于大规模部署。

4、综上所述，现有配电开关柜技术在应用于充电站场景时，普遍存在智能化程度不高、多源协同能力弱、动态响应不及时以及运维便捷性差等问题。因此，亟需提出一种适用于充电站环境的多功能配电开关柜，具备智能调控、多能源接入、快速切换、远程监控等功能，以满足现代充电基础设施的发展需求。

技术实现思路

1、本实用新型涉及充电站配电技术领域，具体涉及一种充电站用多功能配电开关柜，包括主控模块、电源切换模块和能源协同管理模块。所述主控模块通过数据线缆与电源切换模块连接，且主控模块的输出端与能源协同管理模块的输入端之间设有信号传输接口；所述电源切换模块内设有多个独立的继电器单元，每个继电器单元分别与市电输入端、储能设备输入端以及备用发电机组输入端相连；所述能源协同管理模块包括光伏接入组件、储能控制组件以及负载分配组件，各组件之间通过内部导轨式安装架固定在开关柜的中层隔板上。

2、电源切换模块的继电器单元采用电磁驱动方式，其电磁铁线圈绕组通过主控模块发出的脉冲信号进行激励，从而实现触点的快速切换动作。每个继电器单元的触点组分为常开触点和常闭触点，其中常开触点用于连接市电输入端或光伏接入组件，常闭触点则与备用发电机组输入端相连。继电器单元的底座通过螺栓固定在开关柜的下层隔板上，且其接线端子朝向开关柜的后侧板，便于外部电缆的接入和布线。

3、主控模块的核心部件为嵌入式处理器，该处理器通过多路模拟量采集通道实时监测市电电压、储能设备电量以及光伏发电功率等参数。处理器的输出端通过pwm信号生成电路与继电器单元的电磁铁线圈相连，从而精确控制继电器的动作时间。主控模块的前侧设有触摸屏操作面板用于展示当前运行状态及历史数据记录。

4、能源协同管理模块中的光伏接入组件包括直流-交流逆变器和最大功率点跟踪控制器，二者通过导轨式安装架并排固定在开关柜的中层隔板上。逆变器的输入端通过电缆与外部光伏阵列相连，其输出端则通过铜排与负载分配组件的输入端相连。储能控制组件包括双向dc-dc转换器和电池管理系统，二者通过螺纹紧固件固定在同一安装架上，且其信号线缆通过屏蔽层包裹后与主控模块的通信接口相连。

5、负载分配组件由多个独立的固态继电器组成，每个固态继电器的输入端分别与市电、光伏逆变器以及储能系统的输出端相连，其输出端则通过母排与充电桩负载相连。固态继电器的散热片通过导热硅脂与开关柜侧壁的散热风扇相连，从而实现高效散热。负载分配组件的外壳采用铝合金材质制成，其底部通过滑槽结构与开关柜的中层隔板相连，便于拆卸和维护。

6、本实用新型的有益效果：通过主控模块对电源切换模块和能源协同管理模块的协调控制，实现了市电、光伏和储能设备之间的无缝切换。当市电正常时，主控模块优先选择市电供电，同时将多余的光伏发电能量存储至储能设备中；当市电中断时，主控模块根据储能设备的剩余电量自动切换至备用发电机组或储能系统供电，从而保证充电过程的连续性。此外，主控模块通过触摸屏操作面板实时显示各电源状态及负载分配情况，便于运维人员进行远程监控和故障排查。能源协同管理模块中的光伏接入组件和储能控制组件通过高效的电能转换和管理策略，提升了绿色能源的利用率，降低了运营成本。

1.一种充电站用多功能配电开关柜，其特征在于：包括主控模块（1），所述主控模块（1）通过数据线缆与电源切换模块（2）连接，且主控模块（1）的输出端与能源协同管理模块（3）的输入端之间设有信号传输接口；

2.根据权利要求1所述的充电站用多功能配电开关柜，其特征在于：所述继电器单元（4）采用电磁驱动方式，其电磁铁线圈绕组通过主控模块（1）发出的脉冲信号进行激励，从而实现触点的快速切换动作，每个继电器单元（4）的触点组分为常开触点和常闭触点，其中常开触点用于连接市电输入端或光伏接入组件（6），常闭触点则与备用发电机组输入端相连。

3.根据权利要求2所述的充电站用多功能配电开关柜，其特征在于：所述主控模块（1）的核心部件为嵌入式处理器，该处理器通过多路模拟量采集通道实时监测市电电压、储能设备电量以及光伏发电功率参数，处理器的输出端通过pwm信号生成电路与继电器单元（4）的电磁铁线圈相连。

4.根据权利要求3所述的充电站用多功能配电开关柜，其特征在于：所述主控模块（1）的前侧设有触摸屏操作面板（5）。

5.根据权利要求4所述的充电站用多功能配电开关柜，其特征在于：所述光伏接入组件（6）包括直流-交流逆变器和最大功率点跟踪控制器，二者通过导轨式安装架并排固定在开关柜的中层隔板上，逆变器的输入端通过电缆与外部光伏阵列相连，其输出端则通过铜排与负载分配组件（8）的输入端相连。

6.根据权利要求5所述的充电站用多功能配电开关柜，其特征在于：所述负载分配组件（8）由多个独立的固态继电器组成，每个固态继电器的输入端分别与市电、光伏逆变器以及储能系统的输出端相连，其中开关柜侧壁设置有用于给固定继电器降温的散热风扇（9）。

7.根据权利要求6所述的充电站用多功能配电开关柜，其特征在于：所述储能控制组件（7）包括双向dc-dc转换器和电池管理系统，二者通过螺纹紧固件固定在同一安装架上，其信号线缆通过屏蔽层包裹后与主控模块（1）的通信接口相连。