Блок управления зарядной станцией Российский патент 2023 года по МПК B60L53/30 H02J7/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Заявленное к области электротехники, а именно к устройствам для управления и/или мониторинга зарядными станциями электромобилей.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Устройства, подобные заявленному известны из уровня техники, например, из описания к патенту на изобретение зарядная станция для электромобилей (см. RU 2778134C1, опубл. 15.08.2022). Зарядная станция для электромобилей содержит зарядный терминал для зарядки по крайней мере одного электрического транспортного средства с использованием получаемой из сети электроснабжения электрической энергии, средство для получения электрической энергии из сети электроснабжения - силовую часть, блок управления зарядной станцией, при этом в одном корпусе зарядного терминала установлено нескольких силовых частей, имеющих одну общую точку подключения к электрической сети, через общую шину, а также блок управления, содержащий контроллер, выполненный с возможностью одновременного установления соединения с несколькими электромобилями по pilot протоколу, включая управление допустимой потребляемой мощностью, которое осуществляется на стороне электромобиля, но управляется с блока управления терминала зарядной станции, а силовая часть выполнена с возможностью подключать и отключать подачу питания одновременно на несколько электромобилей за счет реализации на симисторных коммутаторах. Технический результат - одновременное подключение нескольких электромобилей к одной электрозаправочной станции и распределение зарядной станцией ограниченной нагрузки между несколькими электромобилями.

Недостатком указанного выше аналога является то, что может применяться только один протокол соединения.

Наиболее близким аналогом по мнению заявителя является устройство для управления зарядными станциями электромобилей (см. RU164365U1, опубл. 27.08.2016), которое включает в себя сервер, выполненный с возможностью соединения с блоками управления зарядными станциями посредством объединенной сети; сервер включает в себя модуль обмена данными с блоками управления зарядными станциями, который соединен с модулем хранения базы данных зарядных станций, который соединен с модулем управления зарядными станциями, отличающееся тем, что модуль управления зарядными станциями включает в себя модуль обмена данными с пользователями зарядными станциями, который соединен с модулем хранения базы данных пользователей зарядными станциями, а модуль управления зарядными станциями включает в себя блок управления группами зарядных станций.

Предложенный аналог несмотря на то, что обладает свойством управления зарядным устройством через Интернет, не имеет возможности управлять устройством зарядки с переключением постоянного тока на переменный, и как следствие не является универсальным.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение направлено на решение технической проблемы, связанной созданием универсального, простого в пользовании блока управления зарядной станцией для электромобилей.

Техническим результатом изобретения является расширение возможностей применения блока управления зарядной станцией для электромобилей.

Технический результат достигается посредством блока управления зарядной станцией для электромобилей, содержащего разъем питания, систему быстрой зарядки, цифровые выходы, выходы интерфейса, входы/выходы 220В.

Блок управления характеризуется тем, что содержит по меньшей мере один разъем управления DC зарядкой, систему контроля токов утечки, а по меньшей мере один разъем управления AC зарядкой, при этом разъемы управления зарядкой выполнены с возможностью переключения AC и DC, а система контроля тока утечки содержит по меньшей мере один трансформатор тока утечки.

Блок управления зарядной станцией для электромобилей содержит светодиодную индикацию на блоке управления.

Разъем управления AC зарядкой включает по меньшей мере один акуатор блокировки зарядного штекера.

Актуатор блокировки зарядного штекера управляется посредством системы управления актуатором.

Разъем управления AC зарядкой включает аналоговый вход, который используется в случае отсутствия кабеля в зарядной станции.

Разъем управления DC зарядкой содержит термосопротивление для измерения температуры.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых:

Фиг.1 – общая схема блока управления зарядной станцией для электромобилей;

Фиг.2 – схема контактов блока управления зарядной станцией для электромобилей;

Позиции на фиг.1,2 обозначают следующее:

1- Разъем питания;

2- Система быстрой зарядки;

3- Цифровые выходы 24В;

4- Интерфейс;

5- Входы/Выходы 220В;

6- Разъем управления DC зарядкой;

7- Контроль токов утечки;

8- Разъем управления AC зарядкой;

9- Светодиодная индикация на блоке управления.

Эти чертежи не охватывают и, кроме того, не ограничивают весь объем вариантов реализации данного технического решения, а представляют собой только иллюстративный материал частного случая его реализации.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Блок управления предназначен для управления зарядной станцией электромобилей в соответствии со стандартами IEC 61851-1, IEC 61851-23, DIN SPEC 70121, CHAdeMO. На одном блоке реализованы: точка зарядки переменным током (AC) и постоянным током (DC) и две точки зарядки переменным током (AC).

Блок управления содержит Ethernet интерфейс, который может использоваться для подключения к сети интернет и связи с сервером (протокол OCPP), внешнего управления, конфигурирования.

В блоке управления имеется два независимых интерфейса RS485. Через интерфейс RS485 (ModBus Slave) можно подключать несколько блоков управления в сеть для внешнего управления. Так же имеется отдельный канал RS485 (ModBus Master) для подключения счетчика электроэнергии.

В блоке управления имеется две независимых шины CAN. Интерфейс CAN используется для связи с блоком мощности при использовании быстрой зарядки CHAdeMO, CSS2. Так же имеется отдельный CAN для связи зарядной станции и электромобиля в соответствии с стандартом CHAdeMO.

Блок управления имеет интерфейс зарядки электромобиля переменным током, который осуществляет:

• Контроль контактов наличия подключения электротранспорта Proximity Plug (PP), а также контакт Control Pilot (CP) для управления процессом зарядки в соответствии (IEC61851-1).

• Управление защелкой контактного разъема.

• Вход для подключения датчика температуры PT1000 или подключения датчика температуры разъема зарядки.

• Релейный контакт для подключения силового контактора.

Интерфейс зарядки постоянным током DC

Блок управления имеет интерфейс зарядки электромобиля постоянным током осуществляет:

• Контроль контактов наличия подключения электротранспорта Proximity Plug (PP), а также контакт Control Pilot (CP).

• Связь между зарядной станцией и электромобилем в соответствии со стандартом DIN SPEC 70121.

• Входы для подключения двух датчиков температуры PT1000 для контроля температуры зарядного разъема.

• Релейный контакт для подключения силового контактора.

SD-карта блока управления содержит лицензионный ключ, при этом появляется возможность сохранять конфигурации на SD-карте. Так же на ней происходит сохранение журнала работы блока управления.

Благодаря встроенному GSM модему блок управления может обмениваться данными с сервером используя протокол OCPP.

Блок управления зарядной станцией для электромобилей содержит разъем питания (1), включающие контакты питания и заземление. Блок также содержит систему быстрой зарядки (2), который имеет входы разрешения начала зарядки, ручное управление блокировкой кабеля и резервные входы.

Цифровые выходы (3) блока управления состоят из внешнего питания нагрузки на цифровых выходах, вход сигнала ошибки, вход состояние блокировки кабельной сборки, входы готовность станции к зарядке, внешнюю вентиляцию и резервные входы.

Блок контроля токов утечки (7) содержит трансформаторы тока утечки с тестовыми обмотками трансформатора.

Разъем управления AC зарядкой (8) может имеет управления переключением с AC на DC и наоборот. Также имеет контролируемый актуатор блокировки зарядного штекера, в зависимости от розетки напряжение +-12В/24В до 1.5АВ случае успешной блокировки сопротивление между LD+ и LD-равно 0 Ом. В случае отсутствующей или неудачной блокировки разрыв цепи. Общий провод для измерения напряжений на CP и PP подключается к защитному заземлению. Выход Control Pilot (CP)ШИМ 1 кГц, +-12В. Скваженностью задается максимальный ток зарядки ЭТ. Измерением напряжения Va зарядная станция определяет подключение вилки к ЭТ и готовность к зарядке. Аналоговый вход используется в случае отсутствия кабеля в зарядной станции (в зарядной станции розетка).

Входы/Выходы 220В (5) выполнены в вид реле.

Интерфейсный блок (4) включает счетчик электроэнергии, внешнее управление и блок мощности.

Разъем управления DC зарядкой (6) содержит входы термосопротивления для измерения температуры на силовом контакте DC+ (PT1000) и заземление.

Заявленное изобретение обеспечивает:

• широкий перечень поддерживаемых стандартов IEC 61851-1, IEC 61851-23, DIN SPEC 70121, CHAdeMO;

• жесткую логику работы исключающие внештатные ситуации;

• многофункциональность размещенная в компактных габаритах блока;

• оптимальное количество портов ввода вывода и последовательных интерфейсов для системной периферии;

• дистанционный доступ посредством встроенного модема мобильной связи возможность дистанционного обновления программного обеспечения

• максимальная мощность заряда для AC до 20 кВт.

• максимальная мощность для заряда DC 300 кВт.

• на одном блоки может быть реализованы: зарядки переменным током и постоянным током 2 точки зарядки переменным током

ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Предложенный блок управления зарядной станцией для электромобилей может быть использован для автоматической зарядки электромобилей.

Изобретение относится к блоку управления зарядной станцией для электромобилей. Блок управления содержит разъем питания, систему быстрой зарядки, цифровые выходы, выходы интерфейса, входы/выходы 220 В, по меньшей мере один разъем управления DC зарядкой, систему контроля токов утечки, по меньшей мере один разъем управления AC зарядкой. Разъемы управления зарядкой выполнены с возможностью переключения AC и DC. Система контроля тока утечки содержит по меньшей мере один трансформатор тока утечки. Достигается расширение возможностей применения блока управления зарядной станцией для электромобилей. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Блок управления зарядной станцией для электромобилей, содержащий разъем питания, систему быстрой зарядки, цифровые выходы, выходы интерфейса, входы/выходы 220 В, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере один разъем управления DC зарядкой, систему контроля токов утечки, по меньшей мере один разъем управления AC зарядкой, при этом разъемы управления зарядкой выполнены с возможностью переключения AC и DC, система контроля тока утечки содержит по меньшей мере один трансформатор тока утечки.

2. Блок управления зарядной станцией для электромобилей по п.1, отличающийся тем, что содержит светодиодную индикацию на блоке управления.

3. Блок управления зарядной станцией для электромобилей по п.1, отличающийся тем, что разъем управления AC зарядкой включает по меньшей мере один актуатор блокировки зарядного штекера.

4. Блок управления зарядной станцией для электромобилей по п.3, отличающийся тем, что актуатор блокировки зарядного штекера управляется посредством системы управления актуатором.

5. Блок управления зарядной станцией для электромобилей по п.3, отличающийся тем, что разъем управления AC зарядкой включает аналоговый вход, который используется в случае отсутствия кабеля в зарядной станции.

6. Блок управления зарядной станцией для электромобилей по п.1, отличающийся тем, что разъем управления DC зарядкой содержит термосопротивление для измерения температуры.