用于充电柜的充电系统的制作方法

1.本实用新型涉及充电柜技术领域，尤其是指一种用于充电柜的充电系统。


背景技术：

2.随着充电站方案在全国的推行，私拉私接、楼内充电被全面禁止，依据要求，规范停放充电，组织清理建筑内的共用走道、楼梯间、电梯前室、安全出口等公共区域违规停放、充电现象的行动广泛开展起来，在此背景下，电动车充电柜模式应运而生，相比较于传统的分散充电，充电柜模式又快又方便，也成为了越来越多专业骑士青睐的新型方式。
3.充电柜采用的是集中充电的方式，同时会给很多的电池充电。然而，普通充电柜充电系统简单，缺乏完善的安全控制措施，安全性较低，进而生火灾时容易造成严重的安全事故。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种用于充电柜的充电系统，其安全性高，从而克服现有技术的不足。
5.为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：
6.本技术提供一种用于充电柜的充电系统，包括输入电源；
7.第一电源，连接所述输入电源；
8.主控板，连接于所述第一电源；所述主控板上连接有采集卡、声光报警器、接触器km1、风机；该采集卡连接烟感、温度传感器、输入电源；
9.安卓板，连接在主控板上；
10.第二电源和若干块分控板；输入电源连接第二电源和分控板；所述接触器km1设置于所述第二电源和分控板的电源输入端处；所述第二电源连接分控板，且所述分控板连接于所述主控板；
11.若干个充电器，分别连接于所述分控板。
12.进一步的，所述第一电源和第二电源为ac/dc电源。
13.优选的，所述第一电源上连接有备用电池。
14.优选的，所述分控板和充电器之间连接有一充电线，该充电线上设置有熔断器。
15.优选的，所述充电线和分控板之间通过插头进行连接。
16.优选的，所述分控板通过can总线连接在主控板上。
17.进一步的，输入电源处设置有避雷器。
18.优选的，所述安卓板和主控板上分别设置有rj45接口。
19.优选的，所述第一电源、第二电源、分控板上连接有地线。
20.优选的，所述安卓板连接触摸显示屏和扬声器。
21.本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，所述用于充电柜的充电系统包括输入电源、主控板、安卓板、第二电源、分控板、
充电器。所述主控板上连接采集卡、声光报警器、接触器km1、风机；该采集卡连接烟感、温度传感器、输入电源。其中，主控板可以根据温度传感器测得的信息，及时地调整风机的转速，使得充电柜处于一个安全的温度。主控板能根据烟感、温度传感器以及分控板检测到的信息及时地通过声光报警器发出报警并管理，还能根据现场的检测的信息及时地将电源切断以保证安全。检测的信息通过安卓板将信息传递到云平台，还能实现远程的监控和管理。分控板控制单独的充电器，如充电器异常，分控板也能将单独的充电器电源切断，而不会导致大范围无法充电。主控板实现了对充电柜的充电系统总控功能，分控板对单独的充电器实现分控功能，因此总控和分控相配合提高了安全性。
22.此外，分控板和充电器之间连接有一充电线，该充电线上设置有熔断器。因此分控板的控制失效的时候，充电线上设置的熔断器也能及时地切断电池的充电电源，进一步提高了安全性。
23.为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。
附图说明
24.图1是本实用新型之实施例的系统架构示意图。
25.图2是本实用新型之实施例的主控电气架构示意图。
26.图3是本实用新型之实施例的分控电气架构示意图。
27.图4是本实用新型之实施例的系统原理示意图。
28.图5是本实用新型之实施例图4中a
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a示意图。
29.图6是本实用新型之实施例图4中b
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b示意图。
30.图7是本实用新型之实施例图4中c
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c示意图。
31.图8是本实用新型之实施例图4中d
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d示意图。
32.附图标识说明：
33.10、输入电源
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11、 避雷器
34.20、第一电源
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21、主控板
35.22、声光报警器
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23、烟感
36.24、温度传感器
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25、风机
37.26、接触器km1
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27、开关k1
38.28、开关k2
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29、开关k3
39.30、安卓板
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31、触摸显示屏
40.32、扬声器
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33、云平台
41.34、数据平台
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35、ota平台
42.40、第二电源
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41、分控板
43.42、充电器
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43、急停开关sbs
44.44、三色指示灯
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45、备用电池
45.46、充电线
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47、熔断器。
具体实施方式
46.请参照图1至图8所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，是一种用于充电柜的充电系统。
47.其中，主控板21可以对所述用于充电柜的充电系统进行本地及远程的监控和管理。分控板41对单独的充电器42实现分控功能，因此总控和分控相配合提高了安全性。具有三级断电控制，安全性高。
48.本技术提供一种用于充电柜的充电系统，包括输入电源10。其中输入电源10优选的采用三相电，三相电采用三相五线制的模式。三相五线制为ua进线、ub进线、uc进线、un进线、接地线。输入电源10包括一开关k1 27。开关k1 27设置在ua进线、ub进线、uc进线、un进线上。开关k1 27控制ua进线、ub进线、uc进线、un进线接通或者断开。开关k1 27断开，则使得整个充电系统断电，能避免事故扩大，提高安全性。输入电源10优选为市电。
49.第一电源20，连接所述输入电源10。其中uc进线经过开关k1 27进入第一电源20。第一电源20进行ac/dc的转换。第一电源20对主控板21供电。
50.主控板21，连接于所述第一电源20；所述主控板21连接采集卡、接触器km1 26、风机25、声光报警器22，该采集卡连接烟感23、温度传感器24输入电源10。ua进线、ub进线、uc进线上设置有电流互感器ct1，电流互感器连接在采集卡，采集卡采集电流参数。采集卡优选为数据采集卡。采集卡包括有采用电参数采集模块。因此，采集卡具有电参数采集功能，采集卡对ua进线、ub进线、uc进线的电压进行采集。主控板21可以选择为gamx
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2017、js4r
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0705a0、gamx
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2013、ci2701、sdcs
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c0n
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4|3adt313900r1501、igbt主控板21中的一种，或者根据需要选择其他的主控板21。主控板21对采集卡采集的温度、电流、电压信息进行处理和判断，并同时将信息从安卓板30传送到云平台33。主控板21的连接的烟感23、温度传感器24检测到异常的信息的时候，声光报警器22发出报警，并及时根据检测的信息进行控制，调节风机25转速。温度传感器24优选为热敏电阻传感器。
51.安卓板30，连接在主控板21上。安卓板30优先用亮钻rk3228。安卓板30上具有支持支持3g、4g、5g、wifi通信技术的通信模块。安卓板30接收主控板21过来的信息。所述安卓板30连接触摸显示屏31和扬声器32，能将信息进行显示，并进行声音的提示。安卓板30通过有线或者无线网络连接云平台33。云平台33包括数据平台34和ota平台35。因此，该充电柜的充电系统具有远程管理监控的功能，同时具备远程升级功能，安全性也得到了提高。
52.第二电源40和若干块分控板41；输入电源10连接第二电源40和分控板41；所述接触器km1 26设置于所述第二电源40和分控板41的电源输入端处。所述第二电源40和分控板41的电源输入端处设置有用于控制第二电源40和分控板41电源输入的所述接触器km1 26；所述第二电源40连接分控板41，且所述分控板41连接于所述主控板21。主控板21控制接触器km1 26进而控制第二电源40和分控板41的输入电源10。当充电系统故障的时候，主控板21控制接触器km1 26使得第二电源40和分控板41的电源断开，主控板21仍然能正常工作，提高了系统的安全性。优选的，分控板41有48块，分三组，每组16块分控板41，分别连接在ua进线、ub进线、uc进线上。分控板41可以为emg德瑞模dmc120、abb smio
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01c,omio
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01c、龙科多
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d37控制板、罗托克iq10
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35 mod6g 50480
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01，50480
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02中一种，或者和主控板21相同的板。
53.若干个充电器42，分别连接于所述分控板41。输入电源10连接在第二电源40，然后
第二电源40将输入电源10进行转换，为分控板41供电。第二电源40优选的连接输入电源10的uc进线；第二电源40将输入电源10进行转换为分控板41供电。充电器42的电源由分控板41进行控制。每个分控板41优选的控制一个单独的充电器42。可见，所述用于充电柜的充电系统具有本地和远程的监控管理功能，能根据检测的信息，及时地进行处理。用于充电柜的充电系统具有三级的断电机制，安全性更高。其中，包括一级的输入电源10的断电、二级的第二电源40和分控板41的断电；三级的单独充电器42的断电，安全性高。接触器km1 26包括有急停开关sbs43，该急停开关sbs43连接在主控板21上。急停开关sbs43启动则接触器km1 26断开第二电源40和分控板41的电源。分控板41上设置有三色指示灯44，用于显示电池的充电状态和告警。主控板收集各电池仓充电状态以及电池信息，与云平台交互，同时实现整柜安全逻辑控制、ota 等功能的主要电气部件。分控板负责当前电池仓电池插入检测、电池信息采集、充电器输入控制及输出控制与调节、充电仓保护、电池 固件升级、与主控板交互的主要电气部件。
54.所述用于充电柜的充电系统的基本功能：充电功能，充电柜具备 48 个充电仓，可同时给 48pcs 电动自行车锂电池包充电，充电电压、电流可根据电池实时状态调节。电池交互，各充电仓可通过 485 通讯获取该仓电池所有信息。本地显示，充电柜具备触摸显示屏31，且设计有多级子界面，可就地显示电池、充电器42、整柜安全组件等相关实时数据信息。数据上传，充电柜具备与云平台33数据交互功能，可通过有线网络或无线网络将电池、电柜实时数据和状态上传至云平台33同时可接收云平台33下发的配置和指令。状态指示，各充电仓具备单独的状态指示灯，可指示该仓充电、空闲、告警等状态信息。安全控制，充电柜可实时检测交流电网侧、电池侧以及各传感器实时数据，当有故障发生时，可及时切断对应故障回路或主回路，以避免产生进一步损失。语音播报，充电柜内置扬声器32，可对运行中相关状态进行语音播报，以提示现场人员进行必要的处理措施。声光报警，充电柜配置有声光报警器22，当有相关故障发生时，开启蜂鸣器和闪灯报警。远程 ota，充电柜具备远程 ota 功能，可通过 ota 平台对电池以及电柜中的安卓板30、主控板21、分控板41、充电器42进行 ota 升级。备用电源，充电柜具备备用电源，在市电断电情况下，可支持主控板21和安卓板30持续工作 1 小时。
55.系统功能：电池插入检测，分控板41判断 k1 27 、k2 28 有效或 485 通讯收到电池的正确回复报文，认为电池有效插入，k1 27、k2 28 和 485 通讯均具有防抖滤波措施，避免误判。电池数据交互分控板41可根据电池通讯协议与电池进行交互，分控板41间隔 300ms 循环读取电池各通讯指令，并实时传给主控板21以进行本地显示和数据上传。充电功能，充电柜上电后，分控板41读取充电器42相关信息，确认充电器42工作状态是否正常；确认充电器42最大充电电压、电流信息；配置充电器42工作模式。充电，分控板41检测到电池插入后，识别电池无故障、无保护，识别充电器42无故障、无保护后进入准备充电状态；分控板41发送握手指令给电池，握手成功后进入配置充电电流、电压阶段；握手成功后分控板41读取电池实时充电请求电流，固定配置输出电压为 54.2v，并以此电流、电压值使能充电器42输出，开始充电； 充电过程中，分控板41间隔 300ms 实时读取电池充电请求电流，并根据实时请求电流动态调整充电器42的输出。停止充电：电池充电请求电流≤300ma 持续两分钟；电池充电过压有效；电池拔出；电池保护位/故障位有效；充电器42保护位/故障位有效；充电器42通讯故障；电池通讯故障；充电器42输出电流异常（与分控板41配置电流相
差≥1a）。
56.控制功能：上电，充电柜总开关k1 27上电后，各仓分控板41控制该仓充电器42上电，并初始化充电器42。风扇控制，配电仓温度大于 40℃时，主控板21控制风扇开启，低于 35℃后风扇关闭，可以节能。
57.整柜报警及控制：烟雾报警、配电仓过温、电池过温、充电过流、充电器42过温、市电输入严重过压、市电输入一般过压、市电输入欠压、市电输入过流、市电输入短路、急停报警、充电时间过长。
58.单仓报警及控制：ntc 故障、分控板41失联、充电异常、充电器42故障、充电器42保护、电池故障、电池保护。需要注意的是，这里的单仓是指用于给电池充电的充电仓。
59.ota 功能如下。ota 平台主要功能：充电柜注册，充电柜出厂前要注册到 ota 平台，包含电柜编号、设备基础信息、落地城市等； 升级管理，按电柜各模块划分区域，安卓板30升级、主控板21升级、分控板41升级、充电器42升级、电池升级；升级模式，全部电柜升级、指定电柜列表升级。升级包管理，按电柜各模块单独管理固件包，各子模块固件包单独上传，固件包上传需校验厂家、命名、硬件版本、软件版本的规则符合性，另需校验 crc16。固件包管理：固件包存放位置。安卓板30固件包存放在 ota 平台。主控板21固件包存放在ota 平台和安卓板30板。分控板41固件包和充电器42固件包存放在ota 平台和安卓板30。电池固件包存放在ota 平台、安卓板30以及存放分控板41板。固件包管理规则：电池和充电器42包依据固件类型、厂家、硬件版本进行管理，安卓板30、主控板21、分控板41依据固件类型和硬件版本管理。安卓板30 ota：安卓板30板收到ota平台35固件升级指令后（不限制高低版本），下载固件到本地，校验固件完成后进入待升级状态；安卓板30板检查充电柜报警信息，整柜无一级报警，进入升级状态；升级过程中不切断充电。主控板21 ota：安卓板30板收到ota平台35主控板21升级指令后，下载主控板21固件到本地，校验固件完成后进入待升级状态；安卓板30检查充电柜报警信息，整柜无一级报警，进入升级状态；安卓板30发送升级命令给主控板21，升级握手成功后开始按照内部升级协议升级；升级过程中不切断充电。分控板41 ota：安卓板30收到ota平台35的分控板41升级指令后，下载主控板21固件到本地，校验固件完成后进入待升级状态；安卓板30检查充电柜报警信息，整柜无一级报警，进入升级状态；安卓板30发送升级命令给分控板41，主控板21处于协议转发状态，升级握手成功后开始按照内部升级协议升级；升级过程中切断充电；电池 ota：安卓板30收到ota平台35电池升级指令后，下载电池固件到本地，校验固件完成后通过主控板21转发方式将电池；固件存放在分控板41；分控板41检测到电池插入后，获取电池厂家、硬件版本等信息，对比电池软件版本是否需要升级；分控板41获取充电柜报警信息，整柜无一级报警，进入待升级状态；分控板41依据电池升级协议开始对电池升级；升级过程中切断充电。充电器42 ota：安卓板30到ota平台35充电器42升级指令后，下载充电器42固件到本地，校验固件完成后通过主控板21转发方式将电池固件存放在分控板41；分控板41检测充电器42厂家、硬件版本等信息，对比当前配电仓的充电器42软件版本是否需要升级；分控板41获取充电柜报警信息，整柜无一级报警，进入待升级状态；分控板41依据充电器42升级协议开始对充电器42升级；升级过程中切断充电。
60.进一步的，所述第一电源20和第二电源40为ac/dc电源。
61.优选的，所述第一电源20上连接有备用电池45。备用电池45优选铅酸蓄电池、锂电
池。市电停电后备用电池45通过第一电源20继续给主控板21供电以保证对所述用于充电柜的充电系统的持续监控。
62.优选的，所述分控板41和充电器42之间连接有一充电线46，该充电线46上设置有熔断器47。所述充电线46和分控板41之间通过插头进行连接。插头优选为m25插头。分控板41上设置有充电线46插座，充电器42上设置有xt60接口；充电线46的一端插在xt60接口，另一端连接在m25插头上，m25插头插在充电线46插座。充电线46上设置有熔断器47，分控板41无法切断充电器42供电，充电器42的电流过载，熔断器47可以发挥保护的作用及时地切断充电器42对电池的充电，提高了安全性。
63.优选的，所述分控板41通过can总线连接在主控板21上。can是控制器局域网络(controller area network, can)的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国bosch公司开发的，并最终成为国际标准（iso 11898），是国际上应用最广泛的现场总线之一。can总线能让分控板41的接入到主控板21。can总线通用性强，能接更多的分控板41，且便于主控板21对分控板41进行管理。
64.进一步的，输入电源10处设置有避雷器11。输入电源10的ua进线、ub进线、uc进线经过开关k1 27后分别接在避雷器11上，提高了安全性。
65.优选的，所述安卓板30和主控板21上分别设置有rj45接口。两rj45接口之间用网线将安卓板30和主控板21连接在一起，通用性强。
66.优选的，所述第一电源20、第二电源40、分控板41上连接有地线，提高了第一电源20、第二电源40、分控板41的安全性，避免漏电伤人。
67.优选的，所述安卓板30连接触摸显示屏31和扬声器32。所述用于充电柜的充电系统的相关信息在触摸显示屏31中显示，相关的信息还可以扬声器32发出，便于使用者了解信息。
68.综上所述，本实用新型的设计重点在于，其所述用于充电柜的充电系统具有三级的断电机制，分别为一级的输入电源10的断电、二级的第二电源40和分控板41的断电；三级的单独充电器42的断电，能实现总断电、区域断电，单独充电器42的断电，安全性高。所述用于充电柜的充电系统具有分级的控制机制。其中，主控板21能对所述用于充电柜的充电系统进行监控和控制，包括充电柜内的环境控制，以及各分控板41的控制，分控板41对充电器42进行控制，整体的安全性很高。同时，所述用于充电柜的充电系统具有安卓板30，因此可以支撑远程的通信、监控、管理，监控管理的效率也很高。
69.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。