全文摘要
本实用新型公开了一种实现单向有序充电的交流充电桩结构，包括充电桩本体，充电桩本体通过MQTT消息服务器分别与管理后台、调度控制中心、计费系统连接，充电桩本体包括充电桩控制器，充电桩控制器分别与充电保护装置、充电计量装置、充电控制装置连接，其中，充电保护装置、充电计量装置、充电控制装置还依次连接。本实用新型解决了现有技术中存在的电动汽车的充电需求对配电网产生极大的冲击导致居民区配网无法满足负荷严重影响城市供电质量的问题。
主设计要求
1.一种实现单向有序充电的交流充电桩结构，其特征在于，包括充电桩本体，充电桩本体通过MQTT消息服务器(4)分别与管理后台(1)、调度控制中心(2)、计费系统(3)连接；所述充电桩本体具体结构为：包括充电桩控制器(5)，充电桩控制器(5)分别与充电保护装置(7)、充电计量装置(8)、充电控制装置(9)连接，其中，充电保护装置(7)、充电计量装置(8)、充电控制装置(9)还依次连接，所述充电保护装置(7)采用上海凯韵电气有限公司的KYM1LE-63三相自动保护器，所述充电计量装置(8)采用华立科技股份有限公司的DSZ535三相智能电表，所述充电控制装置(9)采用北京科星互联技术有限公司的CORXJDQ-008W网络继电器，通过CAN总线通信接口与充电桩控制器(5)、待充电的电动汽车(10)进行通信。
设计方案
1.一种实现单向有序充电的交流充电桩结构，其特征在于，包括充电桩本体，充电桩本体通过MQTT消息服务器(4)分别与管理后台(1)、调度控制中心(2)、计费系统(3)连接；所述充电桩本体具体结构为：包括充电桩控制器(5)，充电桩控制器(5)分别与充电保护装置(7)、充电计量装置(8)、充电控制装置(9)连接，其中，充电保护装置(7)、充电计量装置(8)、充电控制装置(9)还依次连接，所述充电保护装置(7)采用上海凯韵电气有限公司的KYM1LE-63三相自动保护器，所述充电计量装置(8)采用华立科技股份有限公司的DSZ535三相智能电表，所述充电控制装置(9)采用北京科星互联技术有限公司的CORX JDQ-008W网络继电器，通过CAN总线通信接口与充电桩控制器(5)、待充电的电动汽车(10)进行通信。
2.根据权利要求1所述的一种实现单向有序充电的交流充电桩结构，其特征在于，所述充电桩控制器(5)采用迈冲科技ARM体系Cortex-A8低功耗工业计算机，通过局域或广域网络通信接口与MQTT消息服务器(4)进行通信，同时通过以太网、RS485、RS232、CAN总线通信协议中的一种与人机界面(6)。
3.根据权利要求1或2任一项所述的一种实现单向有序充电的交流充电桩结构，其特征在于，所述管理后台(1)采用戴尔灵越3670台式电脑，通过局域或广域网络通信接口与MQTT消息服务器(4)进行通信。
4.根据权利要求1或2任一项所述的一种实现单向有序充电的交流充电桩结构，其特征在于，所述调度控制中心(2)采用研凌工业电脑IBOX-203，通过局域或广域网络通信接口与MQTT消息服务器(4)进行通信。
5.根据权利要求1或2任一项所述的一种实现单向有序充电的交流充电桩结构，其特征在于，所述计费系统(3)采用浪潮NP3020塔式服务器主机，通过局域或广域网络通信接口与MQTT消息服务器(4)进行通信；其功能是实现用户充电的计费功能。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于电动汽车充电桩技术领域，具体涉及一种实现单向有序充电的交流充电桩结构。
背景技术
随着电动汽车销售量的爆发式增长，电动汽车的充电需求将会给现有电网增加大量负荷，对配电网产生极大的冲击，可能导致居民区配网无法满足负荷要求发生跳闸，严重影响城市供电质量，未来电动汽车保有量的爆发式增长将会导致这一矛盾更加突出。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种实现单向有序充电的交流充电桩结构，解决了现有技术中存在的电动汽车的充电需求对配电网产生极大的冲击导致居民区配网无法满足负荷严重影响城市供电质量的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种实现单向有序充电的交流充电桩结构，包括充电桩本体，充电桩本体通过MQTT消息服务器分别与管理后台、调度控制中心、计费系统连接。
本实用新型的特点还在于，
充电桩本体具体结构为：包括充电桩控制器，充电桩控制器分别与充电保护装置、充电计量装置、充电控制装置连接，其中，充电保护装置、充电计量装置、充电控制装置还依次连接。
充电桩控制器采用迈冲科技ARM体系Cortex-A8低功耗工业计算机，通过局域或广域网络通信接口与MQTT消息服务器进行通信，同时通过以太网、RS485、RS232、CAN总线通信协议中的一种与人机界面。
管理后台采用戴尔灵越3670台式电脑，通过局域或广域网络通信接口与MQTT消息服务器进行通信。
调度控制中心采用研凌工业电脑IBOX-203，通过局域或广域网络通信接口与MQTT消息服务器进行通信。
计费系统采用浪潮NP3020塔式服务器主机，通过局域或广域网络通信接口与MQTT消息服务器进行通信；其功能是实现用户充电的计费功能。
充电保护装置采用上海凯韵电气有限公司的KYM1LE-63三相自动保护器。
充电计量装置采用华立科技股份有限公司的DSZ535三相智能电表。
充电控制装置采用北京科星互联技术有限公司的CORX JDQ-008W网络继电器，通过CAN总线通信接口与充电桩控制器、待充电的电动汽车进行通信。
本实用新型的有益效果是，本充电桩的部署将会极大的节约配网升级扩容的费用。由于本充电桩具有智能感知小区实时负荷功率的功能，具备了根据小区剩余供电功率进行自我调整的能力，可以在不进行小区配网升级改造的情况下进行部署，在节约配网升级扩容费用的同时，极大的提升了充电桩进入居民小区的部署速度。
附图说明
图1是本实用新型一种实现单向有序充电的交流充电桩结构的结构示意图。
图中，1.管理后台，2.调度控制中心，3.计费系统，4.MQTT消息服务器，5.充电桩控制器，6.人机界面，7.充电保护装置，8.充电计量装置，9.充电控制装置，10.电动汽车。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型一种实现单向有序充电的交流充电桩结构，结构如图1所示，包括充电桩本体，充电桩本体通过MQTT消息服务器4分别与管理后台1、调度控制中心2、计费系统3连接。
充电桩本体具体结构为：包括充电桩控制器5，充电桩控制器5分别与充电保护装置7、充电计量装置8、充电控制装置9连接，其中，充电保护装置7、充电计量装置8、充电控制装置9还依次连接。
本实用新型采用物联网MQTT通信协议作为新型充电桩系统的核心通信协议，MQTT(消息队列遥测传输)是ISO标准(ISO\/IEC PRF 20922)下基于发布\/订阅范式的消息协议。它工作在TCP\/IP协议族上，是为硬件性能低下的远程设备以及网络状况糟糕的情况下而设计的发布\/订阅型消息协议。本实用新型中管理后台1、调度控制中心2、计费系统3功能的实现，均是由ZM5000充电运营管理系统实现的，ZM5000充电运营管理系统可以运行在管理后台1、调度控制中心2、计费系统3三个服务器上，分别实现设备监测管理、系统功率分配调度、用户计费功能。
本实用新型一种实现单向有序充电的交流充电桩结构各部分功能原理介绍如下：
管理后台1可以是任何具备足够处理能力的计算机系统，优选采用戴尔灵越3670高性能台式电脑，通过局域或广域网络通信接口与4MQTT消息服务器进行通信；其主要功能是接收各个充电桩的工作状态，当充电桩工作状态异常时提示维护人员及时介入处理。
调度控制中心2可以是任何具备足够处理能力的计算机系统，优选采用研凌工业电脑IBOX-203，通过局域或广域网络通信接口与MQTT消息服务器4进行通信；其主要功能是接收MQTT消息服务器4上传的充电桩工况数据，根据与其连接的多个充电桩工况数据结合配电网实时负荷数据，给每个充电桩分配充电功率。
计费系统3可以是任何具备足够处理能力的计算机系统，优选采用浪潮NP3020塔式服务器主机，通过局域或广域网络通信接口与MQTT消息服务器4进行通信；其主要功能是实现用户充电的计费功能。
MQTT消息服务器4可以是任何具备足够处理能力的计算机系统，优选采用研凌IBOX-180无风扇工控机，通过局域或广域网络通信接口与管理后台1、调度控制中心2、计费系统3等进行通信，同时通过以太网通信协议与充电桩控制器5进行通信；其主要功能是：(1)作为系统的通信核心节点提供管理后台1、调度控制中心2、计费系统3和前端充电桩之间的通信通道；(2)全面获取充电桩的各项工况参数，实现各充电桩之间的协同工作；(3)与调度控制中心2配合，控制前端充电桩实现有序充电功能；(4)获知前端充电桩的充电电量数据，与计费系统3配合实现用户充电的详细计费；(5)获取前端各个充电桩的工作状态，当充电桩失去充电输出时，与管理后台1配合，向维护人员送出相关告警信息。
充电桩控制器5可以是任何具备足够处理能力的计算机系统，优选采用迈冲科技ARM体系Cortex-A8低功耗工业计算机，通过局域或广域网络通信接口与MQTT消息服务器4等进行通信，同时通过以太网、RS485、RS232、CAN总线等通信协议与人机界面6、充电保护装置7、充电计量装置8、充电控制装置9进行通信；其主要功能是：(1)全面获取充电桩的各项工况参数，实现各装置各部件之间的协同工作；(2)与调度控制中心2配合，控制充电控制装置9、电动汽车10实现有序充电功能；(3)获知充电计量装置8的数据，与计费系统3配合实现用户充电的详细计费；(4)与人机界面6配合，与用户实现互动，执行用户操作(5)获取充电保护装置7的状态，当充电桩失去充电输出时，与管理后台1配合，向维护人员送出相关告警信息。
人机界面6包括RFID读卡器、采用触摸式LCD显示器的HMI组件，通过RS232协议、RS485协议或以太网通信协议与充电桩控制器5进行通信；其主要功能是提供用户交互能力，完成用户与充电桩的互动操作。
充电保护装置7可以是具备网络通信能力的过载保护电路，优选采用上海凯韵电气有限公司的KYM1LE-63三相自动保护器，通过RS485或RS232通信协议与充电桩控制器5进行通信；其主要功能是为充电电路提供过载保护，当充电电路中电流超过规定数值时执行保护动作，断开充电电路以保护相关部件，在执行保护动作的同时上传状态信息至5充电桩控制器。
充电计量装置8可以是具有网络通信能力的高精度电度计量模块，优选采用华立科技股份有限公司的DSZ535三相智能电表,通过RS485协议或以太网通信协议与充电桩控制器5进行通信；其主要功能是计量充电电路中通过的电量并将电量数据发送给充电桩控制器5。
充电控制装置9可以是具备网络通信能力的智能电子开关电路，优选采用北京科星互联技术有限公司的CORX JDQ-008W网络继电器，通过CAN总线通信接口与充电桩控制器5、电动汽车10进行通信；其主要功能是：(1)接收充电桩控制器5的指令，在电动汽车10充电时接通充电计量装置8提供充电输入；(2)提供CAN总线通信通道实现充电桩控制器5与电动汽车10之间的通信。
本实用新型一种实现单向有序充电的交流充电桩结构，能够在当前配网结构、负载能力限制下，自动调整电动汽车充电功率以实现“削峰填谷”，能够更好的应对未来电动汽车保有量的爆发式增长。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920020715.1
申请日:2019-01-07
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:14(山西)
授权编号:CN209560645U
授权时间:20191029
主分类号:G07F 15/00
专利分类号:G07F15/00;H04L29/08
范畴分类:40F;
申请人:孙思源
第一申请人:孙思源
申请人地址:044000 山西省运城市盐湖区红旗东街新新家园18号楼2单元502
发明人:孙思源
第一发明人:孙思源
当前权利人:孙思源
代理人:韩玙
代理机构:61214
代理机构编号:西安弘理专利事务所
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计