一种20KW恒功率直流汽车充电桩的制作方法

一种20kw恒功率直流汽车充电桩
技术领域
1.本实用新型属于汽车充电桩技术领域，具体涉及一种20kw恒功率直流汽车充电桩。


背景技术：

2.电动车作为新能源的杰出代表，具有节能环保等优点，正在取代传统的燃油汽车。与此同时，利用直流快速充电对电动车充电，得到了大家的认可，里面的核心部件高压直流充电模块也就日益普及。
3.然而，目前利用直流快速充电对电动车充电时，高压直流充电模块利用率不高且不能依托电网自动调节输出功率。其原因在于以下两个方面，详述如下：
4.第一方面，现有模块输出功率以及输出电压适应不全，高压直流充电模块利用率不高。
5.以市面上750v，15w的模块为例，其输出电压范围已经可以满足现有客户的需求200-750v，但实际从各家参数发现，电流只有20a或是24a，也就是恒功率输出的只有750v-625v，目前电动车的电池电压为400v，最大输出功率只有9.6kw，而实际模块能输出15kw。因此，耗费了15kw，只利用了9.6kw，不利于提高高压直流充电模块的利用率。
6.第二方面，在输出满功率的时候受安装环境限制不能依托电网自动调节输出功率。充电桩安装的数量和位置受输出功率、变电站的变压器容比限制以及用电情况确定，此外，利用直流快速充电所采取的充电功率较大，倘若这些大功率输出在用电高峰期使用时，会对电网的频率以及电压稳定性产生影响，容易导致当地电网瘫痪，损坏电网。
7.并且目前，充电桩各个运营各自为阵，充电方式不统一，包括启动充电的方式，各个运营商家的充电卡不能通用，收费结算方式也不统一，各自充电桩位置信息不共享，这些问题导致了大量的充电桩处于闲置状态，严重阻碍了电动汽车的发展，构建智能充电站新生态，打造智能创新充电管理平台是促进电动汽车发展的重要手段。
8.现在的充电桩的充电线胡乱缠绕堆积，具有一定的安全隐患。
9.因此，针对上述问题，予以进一步改进。


技术实现要素：

10.本实用新型的主要目的在于提供一种20kw恒功率直流汽车充电桩，其通过恒功率装置使得第一充电装置和第二充电装置对电动车充电时为恒功率，从而提高高压直流充电模块的利用率。
11.本实用新型的另一目的在于提供一种20kw恒功率直流汽车充电桩，其在通过充电卡和银行卡刷卡区进行刷卡结费的基础上，在液晶显示屏上显示有微信扫码支付界面，以使得所有的充电桩均可以通用微信支付，从而当不同运营商的充电卡不同而不能使用时，可以通过通用的微信扫码支付界面进行扫码支付。
12.本实用新型的另一目的在于提供一种20kw恒功率直流汽车充电桩，其通过收线结
构对充电线的伸长和缩短进行管理，从而使得充电线安全有序的放置，降低安全隐患，也便于使用管理。
13.为达到以上目的，本实用新型提供一种20kw恒功率直流汽车充电桩，用于恒功率充电，包括充电桩本体，所述充电桩本体包括第一充电装置、第二充电装置、显示装置和恒功率装置，其中：
14.所述显示装置包括液晶显示屏、检测按键和刷卡区，所述液晶显示屏显示有微信扫码支付界面；
15.所述第一充电装置包括第一充电盖、第一充电枪、第一充电线和第一收线结构，所述第一充电盖位于所述充电桩本体的一侧并且所述第一充电盖与所述充电桩本体固定连接，所述第一收线结构位于所述充电桩本体的与所述第一充电盖相同的一侧，所述第一收线结构与所述第一充电线的一端连接并且所述第一充电线远离所述第一收线结构的一端与所述第一充电枪电性连接；
16.所述第二充电装置包括第二充电盖、第二充电枪、第二充电线和第二收线结构，所述第二充电盖位于所述充电桩本体远离所述第一充电盖的一侧并且所述第二充电盖与所述充电桩本体固定连接，所述第二收线结构位于所述充电桩本体的与所述第二充电盖相同的一侧，所述第二收线结构与所述第二充电线的一端连接并且所述第二充电线远离所述第二收线结构的一端与所述第二充电枪电性连接；
17.所述恒功率装置内置于所述充电桩的本体并且所述恒功率装置分别与所述第一充电装置、所述第二充电装置和显示装置电性连接。
18.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述恒功率装置包括功率开关s1、变压器t、运放器u1、运放器u2、运放器u3和运放器u4，其中：
19.所述功率开关s1的2管脚(vcc端)与所述变压器t的2管脚电性连接，所述功率开关s1的3管脚第一路通过电阻r2和电阻r1与所述变压器t的1管脚电性连接并且所述功率开关s1的3管脚第二路通过电容c4接地，所述功率开关s1的3管脚第三路依次通过二极管d1和电阻r4与所述变压器t的3管脚电性连接；
20.所述功率开关s1的4管脚(fb端)与光电耦合器d5的集电极电性连接并且所述光电耦合器d5的发射极和功率开关s1的4管脚均与所述变压器t的4管脚电性连接，所述光电耦合器d5分别与所述运放器u3和所述运放器u4电性连接并且所述运放器u3的正极输入端和所述运放器u4的负极输入端均与电压调理器d6电性连接，所述运放器u4的正极输入端一路通过电阻r14与输出板e(连接第一充电装置和第二充电装置)电性连接并且所述运放器u4的正极输入端另一路通过电阻r15接地。
21.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述运放器u3的负极输入端分别与三极管q1的集电极和三极管q2的集电极电性连接，所述三极管q1的基极与所述运放器u1的输出端电性连接并且所述三极管q1的发射极与所述运放器u1的负极输入端电性连接，所述运放器u1分别与变压器t和所述输出板e电性连接；
22.所述三极管q2的基极与所述运放器u2的输出端电性连接并且所述三极管q2的发射极与所述运放器u2的负极输入端电性连接，所述运放器u2分别与变压器t和所述输出板e电性连接。
23.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述第一收线结构包括第一收线轮
和第一收线弹簧，所述第一充电线缠绕于所述第一收线轮并且所述第一充电线远离所述第一充电枪的一端与所述第一收线弹簧连接；
24.所述第二收线结构包括第二收线轮和第二收线弹簧，所述第二充电线缠绕于所述第二收线轮并且所述第二充电线远离所述第二充电枪的一端与所述第二收线弹簧连接。
25.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述第一充电枪设有第一握手端并且所述第一握手端设有第一防滑结构，所述第二充电枪设有第二握手端并且所述第二握手端设有第二防滑结构。
26.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述充电桩本体设有柜门并且所述柜门设有第一把手，所述显示装置安装于所述柜门。
27.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述显示装置还包括连接成功指示灯、连接故障指示灯、充电指示灯和充电完成指示灯。
附图说明
28.图1是本实用新型的一种20kw恒功率直流汽车充电桩的结构示意图。
29.图2是本实用新型的一种20kw恒功率直流汽车充电桩的恒功率装置电路图。
30.附图标记包括：100、充电桩本体；110、柜门；120、把手；200、第一充电装置；210、第一充电盖；220、第一充电枪；221、第一握手端；222、第一防滑结构；230、第一充电线；240、第一收线结构；300、第二充电装置；310、第二充电盖；320、第二充电枪；321、第二握手端；322、第二防滑结构；330、第二充电线；340、第二收线结构；400、显示装置；410、液晶显示屏；420、检测按键；430、刷卡区；440、连接成功指示灯；450、连接故障指示灯；460、充电指示灯；470、充电完成指示灯。
具体实施方式
31.以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
32.本实用新型公开了一种20kw恒功率直流汽车充电桩，下面结合优选实施例，对实用新型的具体实施例作进一步描述。
33.在本实用新型的实施例中，本领域技术人员注意，本实用新型涉及的充电桩本体等可被视为现有技术。
34.优选实施例。本实用新型公开了一种20kw恒功率直流汽车充电桩，用于恒功率充电，包括充电桩本体100，所述充电桩本体100包括第一充电装置200、第二充电装置300和显示装置400，其中：
35.所述显示装置400包括液晶显示屏410、检测按键420(用于检测第一充电装置和第二充电装置是否与电动汽车连接成功)和刷卡区430(可以通过充电卡和银行卡等进行支付，方便具有充电卡和银行卡的客户)，所述液晶显示屏410显示有微信扫码支付界面(可以通过微信进行充电支付，方便更多的用户)；
36.所述第一充电装置200包括第一充电盖210、第一充电枪220、第一充电线230和第
一收线结构240，所述第一充电盖210位于所述充电桩本体100的一侧并且所述第一充电盖210与所述充电桩本体100固定连接(所述第一充电盖用于在第一充电枪不进行电动汽车充电时进行放置，不会使得充电枪放置于地上，从而有落灰和进水的风险等)，所述第一收线结构240位于所述充电桩本体100的与所述第一充电盖210相同的一侧，所述第一收线结构240与所述第一充电线230的一端连接并且所述第一充电线230远离所述第一收线结构240的一端与所述第一充电枪220电性连接；
37.所述第二充电装置300包括第二充电盖310、第二充电枪320、第二充电线330和第二收线结构340，所述第二充电盖310位于所述充电桩本体100远离所述第一充电盖210的一侧并且所述第二充电盖310与所述充电桩100本体固定连接(所述第二充电盖用于在第二充电枪不进行电动汽车充电时进行放置，不会使得充电枪放置于地上，从而有落灰和进水的风险等)，所述第二收线结构340位于所述充电桩本体100的与所述第二充电盖310相同的一侧，所述第二收线结构340与所述第二充电线330的一端连接并且所述第二充电线330远离所述第二收线结构340的一端与所述第二充电枪320电性连接；
38.所述恒功率装置内置于所述充电桩本体100并且所述恒功率装置分别与所述第一充电装置200、所述第二充电装置300和显示装置400(用于显示充电电量等)电性连接。
39.具体的是，所述恒功率装置包括功率开关s1、变压器t、运放器u1、运放器u2、运放器u3和运放器u4，其中：
40.所述功率开关s1的2管脚(vcc端)与所述变压器t的2管脚电性连接，所述功率开关s1的3管脚第一路通过电阻r2和电阻r1与所述变压器t的1管脚电性连接并且所述功率开关s1的3管脚第二路通过电容c4接地，所述功率开关s1的3管脚第三路依次通过二极管d1和电阻r4与所述变压器t的3管脚电性连接；
41.所述功率开关s1的4管脚(fb端)与光电耦合器d5的集电极电性连接并且所述光电耦合器d5的发射极和功率开关s1的4管脚均与所述变压器t的4管脚电性连接，所述光电耦合器d5分别与所述运放器u3和所述运放器u4电性连接并且所述运放器u3的正极输入端和所述运放器u4的负极输入端均与电压调理器d6电性连接，所述运放器u4的正极输入端一路通过电阻r14与输出板e(连接第一充电装置和第二充电装置)电性连接并且所述运放器u4的正极输入端另一路通过电阻r15接地。
42.更具体的是，所述运放器u3的负极输入端分别与三极管q1的集电极和三极管q2的集电极电性连接，所述三极管q1的基极与所述运放器u1的输出端电性连接并且所述三极管q1的发射极与所述运放器u1的负极输入端电性连接，所述运放器u1分别与变压器t和所述输出板e电性连接；
43.所述三极管q2的基极与所述运放器u2的输出端电性连接并且所述三极管q2的发射极与所述运放器u2的负极输入端电性连接，所述运放器u2分别与变压器t和所述输出板e电性连接。
44.具体的是，所述第一收线结构240包括第一收线轮和第一收线弹簧，所述第一充电线230缠绕于所述第一收线轮并且所述第一充电线230远离所述第一充电枪220的一端与所述第一收线弹簧连接；
45.所述第二收线结构340包括第二收线轮和第二收线弹簧，所述第二充电线330缠绕于所述第二收线轮并且所述第二充电线330远离所述第二充电枪320的一端与所述第二收
线弹簧连接。
46.值得一提的是，现有的充电桩的充电线会缠绕收拢于充电桩的外侧，有时候充电汽车距离充电桩较远的情况下会人工解开，然后增加充电线的长度，以使得充电枪可以给电动汽车进行充电，但是充电完之后还需要进行重新收拢固定，比较麻烦，不然会使得充电线乱缠绕，从而造成一定的安全隐患，而本实用新型通过充电线的一端连接于收线弹簧并且将平时不用拉长的充电线有序缠绕于收线轮，当电汽车距离充电桩较远的情况下，只需拉伸充电枪，充电线会从收线轮从被拉出然后使得收线弹簧被拉伸，当充电完成后通过收线弹簧的回缩力使得充电线多余的部分自动的重新缩回于收线轮，这样子既保证了可以伸出足够长度的充电线从而满足充电枪去充电，也可以使得充电线放置有序，减少安全隐患。
47.更具体的是，所述第一充电枪220设有第一握手端221并且所述第一握手端221设有第一防滑结构222，所述第二充电枪320设有第二握手端321并且所述第二握手端321设有第二防滑结构322。
48.进一步的是，所述充电桩本体100设有柜门110并且所述柜门110设有第一把手120，所述显示装置400安装于所述柜门110。
49.更进一步的是，所述显示装置400还包括连接成功指示灯440、连接故障指示灯450、充电指示灯460和充电完成指示灯470。
50.本实用新型的恒功率原理为：
51.本实用新型的恒压为：r1、r2和c4为智能开关s1的vcc管脚的启动元件，流过r1和r2的电流对c4的充电电压上升到一定电压，智能开关s1开始工作。一旦智能开关s1开始开或者关，变压器t1的辅助绕组则产生高频电压脉冲，并经d1和c4整流滤波后，为智能开关s1de vcc管脚提供工作电流和供电电压。恒功率装置的反馈环路由r14和r15组成的分压器、光电耦合器u4、运放器u3(比较器)、运放器u4、电压调理器d6和电容c3等组成。输出电压vcc的变化反馈至智能开关s1的fb脚，通过调节pwm占空比，实现输出电压恒定。
52.本实用新型的恒流为：通过运放器u1(比较器)实现的，运放器u3同相输人端电压为av电压(由电压调理器d6电压vref提供)，在稳压下，由于运算放大器的反馈特性，运放器u3反向输入端电压也是av电压，最后调节电阻r7的阻值即实现恒流，在r5和r6阻值不变时，改变r7阻值，可以获得所需要的恒流输出值。
53.恒流输出和恒压输出即为恒功率输出，并且调节恒流输出的值和恒压输出的值使得恒功率优选为20kw。
54.值得一提的是，本实用新型专利申请涉及的充电桩本体等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本实用新型专利的发明点所在，本实用新型专利不做进一步具体展开详述。
55.对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。