[实用新型]一种交流7KW充电桩

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力通信领域，具体涉及一种充电桩。

背景技术

随着我国经济社会发展水平不断提高,汽车保有量持续攀升，为解决国家燃油短缺,减少汽车尾气排放，国家加快新能源汽车的推广应用，各类充电桩也应运而生。

然而现有充电桩存在诸多问题。一方面是充电桩质量问题，充电桩行业标准不完善，参考新旧国标不同，不能兼容所有车型、充电过程会时常中断、充电操作流程复杂、充电支付方式不够灵活等等，使用者深感不便。另一方面，安全事故频发，市场上60％的充电桩未设置“超时错误”处理机制、通信协议不完整的充电桩占到73％等。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型公开一种交流7KW充电桩，采用单元模块化设计思想，由主控单元、输入保护单元、刷卡单元、计费单元、人机交互单元和输出单元组成；

其中主控单元集成了CP导引信号输出功能、充电过程电压监测功能、继电器控制接触器断开功能、以太网通信功能、串口配置功能。

输入保护单元包括交流单相电表、急停开关、接触器、漏电流断路器、防雷器。

交流单相电表具有交流充电计量，测量充电电压、充电电流，实现过压、欠压和过流保护功能；急停开关，当急停开关按下时，不可以对桩体进行操作；接触器结合继电器，对桩体进行保护。接触器，当继电器动作时，接触器跳开，断开输入回路；漏电流断路器，具备短路保护和漏电保护功能，当检测到漏电流大于30mA时，断路器断开，防止引起短路事故；防雷器，具备防雷、误操作、过电压的保护功能，避免突然产生的尖峰电压对桩体的损坏。

刷卡单元，刷卡单元由读卡器和IC卡组成，刷卡开启充电流程。充电流程由CP导引控制和卡导引进行控制。

计费单元，计费采用预扣款方式，首次刷卡开启充电桩，扣除30元，用户充电完成再次刷卡，进行结算。当充电金额到达30元时，自动跳枪完成充电。若用户忘记刷卡，可将用户本次消费信息进行本地存储，下次刷卡时进行结算。

人机交互单元采用7寸触摸屏，显示色彩亮泽，能实现户外高亮度环境的显示。充电过程中显示充电时间、电压、电流、电量、卡余额与消费金额。

输出单元，提供AC220V，7kW的交流供电能力。最大输出电流为32A，当充电过程中桩体检测到输出电流大于32A时，100ms内接触器断开，停止充电。

主控模块采用的CPUSTM32ZET6芯片，内部嵌有3个12位的模数转换器，每个ADC有多达18个外部通道，可以实现单次或扫描转换。采用SPI flash存储芯片，具备电子可擦除可编程(EEPROM)的性能，可存储4096条用户信息，还不会断电丢失数据，同时可以快速读取数据，有效地防止系统掉电丢失数据。

主控单元CP导引信号输出，在桩体空闲时，CP电压为-12V，启动桩体后，CP电压变为+12V,正常充电过程中CP电压为6V PWM波，当充电结束时，电压变回-12V。若充电过程中检测到PWM信号中断，3s内停止充电。

以太网通信采用W5500实现以太网通信，采用TCP/IP协议栈，提供了SPI接口，更容易与MCU整合，高效的SPI协议支持80MHZ速率。实现远程监控管理、故障管理等；远程监控管理通过远程接入网络监控系统可以实时或者定时监控充电桩的电量、电流、电压、功率、运行状态等参数；故障管理可以实时监控充电桩的运行状态以及故障情况，一旦出现故障告警，可以远程进行处理或者派人到现场进行维修。

主控单元串口配置通过RS232通信实现对桩体编号、IP地址、费率等参数的配置修改功能。

用充电枪给通用型电动汽车充电，桩体背后留有一个220V 16A三孔插座，用于电动汽车知豆1充电，该桩体兼容通用型电动汽车和知豆1电动汽车。

具备充电线缆的连接状态监测，以及充电桩运行与故障状态监测功能，出现异常时，充电桩会自动切断电源，也可以自行按下急停开关，100ms内停止充电。

具备多用户判断机制，若充电桩处于充电状态时，其他用户依然可以进行刷卡结算，且不影响当前用户。