CN221023344U - 一种智能塑壳断路器及充电桩控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能塑壳断路器及充电桩控制系统，该断路器控制系统AC‑DC转换模块R1、稳压电源P1和控制模块；AC‑DC转换模块R1的输入端通过待控制塑壳断路器的主触点Q1与外部电源的输出端连接，输出端与外部的待供电单元连接；稳压电源P1的输入端与外部电源的其中一相输出端连接，输出端分别与控制模块的供电端和待控制塑壳断路器中集控单元的供电端连接；控制模块设置有内部CAN端、通信端及信息反馈端；控制模块的内部CAN端与AC‑DC转换模块R1的信号端连接；控制模块的通信端与待控制塑壳断路器中集控单元的通信端连接；控制模块的信息反馈端与待控制塑壳断路器的控制开关SB1连接。本实用新型的控制模块和集控单元均始终带电，不受断路器断电的影响。

Description

一种智能塑壳断路器及充电桩控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种控制系统，具体涉及一种智能塑壳断路器及充电桩控制系统。

背景技术

目前电动汽车的充电桩交流输入部分通常采用塑壳断路器与交流接触器配合使用实现远程断电与复位功能。

然而，现有充电桩在紧急情况下需要断开交流供电时，通常只能通过塑壳断路器自身的分励脱扣功能断开，而在断开塑壳断路器后，若是需要重新闭合塑壳断路器，必须用户手动闭合，造成极大的不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有充电桩在紧急情况下断开交流供电，只能通过分励脱扣功能的塑壳断路器断开，在断开塑壳断路器后，若是需要重新闭合塑壳断路器，必须用户手动闭合，造成极大不便的技术问题，而提供一种智能塑壳断路器及充电桩控制系统。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种智能塑壳断路器控制系统，其特殊之处在于：

包括AC-DC转换模块R1、稳压电源P1和控制模块；

AC-DC转换模块R1的输入端通过待控制塑壳断路器的主触点Q1与外部电源的输出端连接，输出端与外部的待供电单元连接；

稳压电源P1的输入端与外部电源的其中一相输出端连接，输出端分别与控制模块的供电端和待控制塑壳断路器中集控单元的供电端连接；

控制模块设置有内部CAN端、通信端及信息反馈端；

控制模块的内部CAN端与AC-DC转换模块R1的信号端连接，用于实时反馈AC-DC转换模块R1输出的电压状态；控制模块的通信端与待控制塑壳断路器中集控单元的通信端连接，用于向待控制塑壳断路器的集控单元发送控制指令；待控制塑壳断路器的集控单元用于根据控制指令控制急停开关SB1的开闭，从而通过分励脱扣器控制主触点Q1的通断；或待控制塑壳断路器在检测到外部电源的发生欠压或过压时，通过控制急停开关SB1的开闭，从而通过分励脱扣器控制主触点Q1的通断；

控制模块的信息反馈端与待控制塑壳断路器的控制开关SB1连接，用于实时反馈待控制塑壳断路器中急停开关SB1的状态。

进一步地，还包括通讯模块；控制模块还设置有CAN连接端；

通讯模块与控制模块的CAN连接端连接，用于实现控制模块与外部控制单元的信息交互。

进一步地，通讯模块为3G或4G模块。

进一步地，稳压电源P1的输入端与外部电源的其中一相输出端之间设置有开关Q5。

进一步地，稳压电源P1为AC220V-DC12V稳压电源；

控制模块的通信端与待控制塑壳断路器中集控单元的通信端通过RS-485串行总线连接。

同时，本实用新型还提供了一种充电桩控制系统，其特殊之处在于：

包括直流继电器KM、智能塑壳断路器和智能塑壳断路器控制系统；

智能塑壳断路器控制系统包括AC-DC转换模块R1、稳压电源P1和控制模块；

AC-DC转换模块R1的输入端通过塑壳断路器的主触点Q1与外部电源的输出端连接，输出端与外部的待供电单元连接；

稳压电源P1的输入端与外部电源的其中一相输出端连接，输出端分别与控制模块的供电端和塑壳断路器中集控单元的供电端连接；

控制模块设置有内部CAN端、通信端及信息反馈端；

控制模块的内部CAN端与AC-DC转换模块R1的信号端连接，用于实时反馈AC-DC转换模块R1输出的电压状态；控制模块的通信端与塑壳断路器中集控单元的通信端连接，用于向塑壳断路器的集控单元发送控制指令；塑壳断路器的集控单元用于根据控制指令控制急停开关SB1的开闭，从而通过分励脱扣器控制主触点Q1的通断；或塑壳断路器在检测到外部电源的发生欠压或过压时，通过控制急停开关SB1的开闭，从而通过分励脱扣器控制主触点Q1的通断；

控制模块的信息反馈端与塑壳断路器的控制开关SB1连接，用于实时反馈塑壳断路器中急停开关SB1的状态；

控制模块还包括直流继电器驱动端、BMS辅源输入端、BMS辅源输出端和电压检测端；

直流继电器的主触点一端与AC-DC转换模块R1的输出端连接，主触点另一端与待控制充电桩输出枪头的供电端连接，线圈与控制模块上的直流继电器驱动端连接；

稳压电源P1的输出端与控制模块上的BMS辅源输入端连接，控制模块上的BMS辅源输出端通过二极管D1与待控制充电桩输出枪头的BMS辅源唤醒模块连接；

控制模块的电压检测端与待控制充电桩输出枪头的供电高端连接，用于实时检测输入至待控制充电桩输出枪头的电压状态，在检测到电压的波动范围大于预设阈值时，向集控单元发送打开急停开关SB1的控制指令，集控单元控制急停开关SB1打开，从而通过分励脱扣器控制主触点Q1断开，停止充电；在检测到电压的波动范围小于预设阈值时，向智能塑壳断路器的集控单元发送闭合急停开关SB1的控制指令，智能塑壳断路器的集控单元控制急停开关SB1闭合，从而通过分励脱扣器控制主触点Q1闭合，开始充电。

进一步地，控制模块还包括枪头电子锁驱动端、BMS通信端、枪头连接确认端、枪头电子锁反馈端、枪头温度检测端、枪头归位信号检测端、防雷器反馈信号输入端和散热风机驱动端；

控制模块的枪头电子锁驱动端与待控制充电桩输出枪头的E-lock模块连接，BMS通信端与待控制充电桩输出枪头的BMS通讯模块连接，枪头连接确认端与待控制充电桩输出枪头的CC1接口连接，枪头电子锁反馈端与待控制充电桩输出枪头的电子锁状态反馈模块连接，枪头温度检测端与待控制充电桩输出枪头的枪头温度检测模块连接，枪头归位信号检测端与待控制充电桩输出枪头的枪头归位检测模块连接，防雷器反馈信号输入端与待控制充电桩输出枪头的输入防雷检测模块连接，散热风机驱动端与待控制充电桩输出枪头的散热风机控制模块连接。

进一步地，还包括电能表DB1；

继电器KM的输出低端上串联有分流器FL；

控制模块还包括电能检测端；

电能表DB1的一个输入端的两个连接端分别与继电器KM的输出高端和输出低端连接，其余两个连接端分别与分流器FL的两端连接；电能表DB1的另一输入端与外部电源同急停开关SB1连接的输出端连接；电能表DB1的输出端与控制模块的电能检测端连接。

进一步地，还包括液晶屏和刷卡器；

液晶屏和刷卡器均与塑壳断路器中的集控单元连接。

进一步地，继电器KM的输出高端上串联有熔断器FU。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过将稳压电源的输入端设置在塑壳断路器主触点Q1的前端，从而使得控制模块和集控单元均始终带电，不受断路器断电的影响，从而实现对断路器自动开闭的控制，提升用户体验。

2、本实用新型通过设置的通讯模块，可以远程对控制模块下发控制指令，从而实现断路器的远程控制，进一步提升用户体验。

3、本实用新型通过将塑壳智能断路器应用在充电桩中，从而在充电过程中，检测到外部电源的波动状态大于预设阈值时，自动断开主触点，实现自动下电；并且在检测到外部电源恢复正常后，可以自动闭合主触点；实现对塑壳断路器的直接控制，而不依赖于交流接触器，可靠性较高。

附图说明

图1是本实用新型一种智能塑壳断路器控制系统实施例的结构原理图；

图2是本实用新型一种充电桩控制系统实施例的结构原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种智能塑壳断路器及充电桩控制系统作进一步详细说明。根据下面具体实施方式，本实用新型的优点和特征将更清楚。

本实用新型提供了一种智能塑壳断路器控制系统，主要用于实现塑壳断路器的自动开闭，从而控制外部电源与待供电单元之间的供电通断。

参考图1，本控制系统包括AC-DC转换模块R1、稳压电源P1、控制模块和通讯模块。其中，AC-DC转换模块R1的作用是将外部电源供应的交流电转换为直流电，在本实施例中，以外部电源为220V三相交流电源进行举例说明；可以理解的是，外部电源也可以为两相电源、或380V的三相交流电源。具体的，AC-DC转换模块R1的输入端通过待控制塑壳断路器的主触点Q1与外部电源的输出端连接，输出端与外部的待供电单元连接。

稳压电源P1的作用是将外部的高电压(220V)交流电转换为低电压(12V或24V等)直流电，以供后续的低压用电单元使用。具体的，在本实施例中，稳压电源P1为AC220V-DC12V稳压电源。将稳压电源P1的输入端与外部电源的其中一相输出端连接，输出端分别与控制模块的供电端和待控制塑壳断路器中集控单元的供电端连接。通过这种将稳压电源P1的输入端连接在断路器的主触点Q1之前的接线设计，可以使得后续的控制模块的集控单元始终保持供电状态，从而控制模块和集控单元不会因断路器断开而失电，从而便于在断路器断开后，控制器自动闭合，进而避免必须通过用户手动控制闭合，提升使用体验。为了实现对稳压电源P1的手动控制，在稳压电源P1的输入端与外部电源的其中一相输出端之间设置有开关Q5，用户通过开闭开关Q5，从而实现稳压电源P1的开闭。

控制模块设置有内部CAN端、通信端及信息反馈端；控制模块的内部CAN端与AC-DC转换模块R1的信号端连接，用于实时反馈AC-DC转换模块R1输出的电压状态，以便用户实施掌握电压状态；控制模块的通信端与待控制塑壳断路器中集控单元的通信端连接，用于向待控制塑壳断路器的集控单元发送控制指令；优选的，控制模块的通信端与待控制塑壳断路器中集控单元的通信端通过RS-485串行总线连接；可以理解的是，上述通讯方式仅为本实用新型的优选实施方式，并非本实用新型的唯一实现方式。

控制模块还设置有CAN连接端；通讯模块采用3G或4G模块，并与控制模块的CAN连接端连接，用于实现控制模块与外部控制单元之间的远程信息交互。

在使用时，可以通过外部控制单元远程向控制模块发送控制指令，或通过控制模块直接发送控制指令，待控制塑壳断路器的集控单元根据控制指令控制急停开关SB1的开关从而通过分励脱扣器控制主触点Q1的通断；或通过待控制塑壳断路器检测外部电源的电压状态，在外部电源出现欠压或过压时，通过分励脱扣器控制主触点Q1的通断，进而确保待供电单元的用电安全；为了准确掌握控制开关SB1的状态，将控制模块的信息反馈端与待控制塑壳断路器的控制开关SB1连接，实现对待控制塑壳断路器中急停开关SB1状态的实时反馈。

本实用新型还提供了一种充电桩控制系统，主要用于实现充电桩的自动下电和自动上电。

参考图2，本控制系统主要包括直流继电器KM，智能塑壳断路器，电能表，熔断器，以及智能塑壳断路器控制系统等。

其中，智能塑壳断路器控制系统的具体结构可参考上述说明，其与不同之处在于，本实施例的控制模块还包括直流继电器驱动端、BMS辅源输入端、BMS辅源输出端、电压检测端、枪头电子锁驱动端、BMS通信端、枪头连接确认端、枪头电子锁反馈端、枪头温度检测端、枪头归位信号检测端、防雷器反馈信号输入端、散热风机驱动端和电能检测端；

直流继电器的主触点一端与AC-DC转换模块R1的输出端连接，主触点另一端与待控制充电桩输出枪头的供电端连接，信号端与控制模块上的直流继电器驱动端连接；为了实现对充电桩用电情况的实时掌握，还设置有电能表DB1，并在继电器KM的输出低端上串联有分流器FL；将电能表DB1的一个输入端的两个连接端分别与继电器KM的输出高端和输出低端连接，其余两个连接端分别与分流器FL的两端连接；将电能表DB1的另一输入端与外部电源同急停开关SB1连接的输出端连接；将电能表DB1的输出端与控制模块的电能检测端连接。

稳压电源P1的输出端与控制模块上的BMS辅源输入端连接；控制模块的电压检测端与待控制充电桩输出枪头的供电高端连接，用于实时检测输入至待控制充电桩输出枪头的电压状态，在检测到电压的波动范围大于预设阈值时，向集控单元发送打开急停开关SB1的控制指令，集控单元控制急停开关SB1打开，从而通过分励脱扣器控制主触点Q1断开，停止充电；在检测到电压的波动范围小于预设阈值时，向智能塑壳断路器的集控单元发送闭合急停开关SB1的控制指令，智能塑壳断路器的集控单元控制急停开关SB1闭合，从而通过分励脱扣器控制主触点Q1闭合，开始充电。可以理解的是，该预设阈值可以根据用电单元的具体要求进行具体设置，在本实施例中，将该预设阈值的范围设置为低于150V，或高于264V；控制模块的枪头电子锁驱动端与待控制充电桩输出枪头的E-lock(门锁管理系统)模块连接，BMS辅源输出端通过二极管D1与待控制充电桩输出枪头的BMS辅源唤醒模块连接，BMS(电池管理系统)通信端与待控制充电桩输出枪头的BMS通讯模块连接，枪头连接确认端与待控制充电桩输出枪头的电子锁状态反馈模块连接，枪头温度检测端与待控制充电桩输出枪头的枪头温度检测模块连接，枪头归为信号检测端与待控制充电桩输出枪头的枪头归位检测模块连接；控制模块的防雷器反馈信号输入端与待控制充电桩输出枪头的输入防雷检测模块连接散热风机驱动端与待控制充电桩输出枪头的散热风机控制模块连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，为了对相关数据进行显示，还设置有液晶屏，液晶屏与集控单元连接。并且还设置有刷卡器，刷卡器与集控单元连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，为了提高避免因过压或欠压对充电桩造成损伤的可靠性，在继电器KM的输出高端上串联有熔断器FU，从而在发生过压或欠压时，通过熔断器FU的自动熔断，确保充电桩的用电安全。

可以理解的是，上述的充电桩控制系统仅是本实用新型智能塑壳断路器控制系统的一个具体应用实例，在本实用新型的其他实施例中，也可将该智能塑壳断路器控制系统应用在储能系统中。当储能系统出现故障时，通过外部控制单元远程操作该智能断路器及时断电。故障恢复时，也可以远程恢复供电。

Claims (10)

1.一种智能塑壳断路器控制系统，其特征在于：

包括AC-DC转换模块R1、稳压电源P1和控制模块；

所述AC-DC转换模块R1的输入端通过待控制塑壳断路器的主触点Q1与外部电源的输出端连接，输出端用于与外部的待供电单元连接；

所述稳压电源P1的输入端与外部电源的其中一相输出端连接，输出端分别与控制模块的供电端和待控制塑壳断路器中集控单元的供电端连接；

所述控制模块设置有内部CAN端、通信端及信息反馈端；

所述控制模块的内部CAN端与AC-DC转换模块R1的信号端连接，用于实时反馈AC-DC转换模块R1输出的电压状态；控制模块的通信端与待控制塑壳断路器中集控单元的通信端连接，用于向待控制塑壳断路器的集控单元发送控制指令；待控制塑壳断路器的集控单元用于根据控制指令控制急停开关SB1的开闭，从而通过分励脱扣器控制主触点Q1的通断；或待控制塑壳断路器在检测到外部电源的发生欠压或过压时，通过控制急停开关SB1的开闭，从而通过分励脱扣器控制主触点Q1的通断；

所述控制模块的信息反馈端与待控制塑壳断路器的控制开关SB1连接，用于实时反馈待控制塑壳断路器中急停开关SB1的状态。

2.根据权利要求1所述的一种智能塑壳断路器控制系统，其特征在于：

还包括通讯模块；所述控制模块还设置有CAN连接端；

所述通讯模块与控制模块的CAN连接端连接，用于实现控制模块与外部控制单元的信息交互。

3.根据权利要求2所述的一种智能塑壳断路器控制系统，其特征在于：

所述通讯模块为3G或4G模块。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种智能塑壳断路器控制系统，其特征在于：

所述稳压电源P1的输入端与外部电源的其中一相输出端之间设置有开关Q5。

5.根据权利要求4所述的一种智能塑壳断路器控制系统，其特征在于：

所述稳压电源P1为AC220V-DC12V的稳压电源；

所述控制模块的通信端与待控制塑壳断路器中集控单元的通信端通过RS-485串行总线连接。

6.一种充电桩控制系统，其特征在于：

包括直流继电器KM、智能塑壳断路器和智能塑壳断路器控制系统；

所述智能塑壳断路器控制系统包括AC-DC转换模块R1、稳压电源P1和控制模块；

所述AC-DC转换模块R1的输入端通过塑壳断路器的主触点Q1与外部电源的输出端连接，输出端与外部的待供电单元连接；

所述稳压电源P1的输入端与外部电源的其中一相输出端连接，输出端分别与控制模块的供电端和塑壳断路器中集控单元的供电端连接；

所述控制模块设置有内部CAN端、通信端及信息反馈端；

所述控制模块的内部CAN端与AC-DC转换模块R1的信号端连接，用于实时反馈AC-DC转换模块R1输出的电压状态；控制模块的通信端与塑壳断路器中集控单元的通信端连接，用于向塑壳断路器的集控单元发送控制指令；塑壳断路器的集控单元用于根据控制指令控制急停开关SB1的开闭，从而通过分励脱扣器控制主触点Q1的通断；或塑壳断路器在检测到外部电源的发生欠压或过压时，通过控制急停开关SB1的开闭，从而通过分励脱扣器控制主触点Q1的通断；

所述控制模块的信息反馈端与塑壳断路器的控制开关SB1连接，用于实时反馈塑壳断路器中急停开关SB1的状态；

所述控制模块还包括直流继电器驱动端、BMS辅源输入端、BMS辅源输出端和电压检测端；

所述直流继电器的主触点一端与AC-DC转换模块R1的输出端连接，主触点另一端与待控制充电桩输出枪头的供电端连接，线圈与控制模块上的直流继电器驱动端连接；

所述稳压电源P1的输出端与控制模块上的BMS辅源输入端连接，控制模块上的BMS辅源输出端通过二极管D1与待控制充电桩输出枪头的BMS辅源唤醒模块连接；

所述控制模块的电压检测端与待控制充电桩输出枪头的供电高端连接，用于实时检测输入至待控制充电桩输出枪头的电压状态，在检测到电压的波动范围大于预设阈值时，向集控单元发送打开急停开关SB1的控制指令，集控单元控制急停开关SB1打开，从而通过分励脱扣器控制主触点Q1断开，停止充电；在检测到电压的波动范围小于预设阈值时，向智能塑壳断路器的集控单元发送闭合急停开关SB1的控制指令，智能塑壳断路器的集控单元控制急停开关SB1闭合，从而通过分励脱扣器控制主触点Q1闭合，开始充电。

7.根据权利要求6所述的一种充电桩控制系统，其特征在于：

所述控制模块还包括枪头电子锁驱动端、BMS通信端、枪头连接确认端、枪头电子锁反馈端、枪头温度检测端、枪头归位信号检测端、防雷器反馈信号输入端和散热风机驱动端；

所述控制模块的枪头电子锁驱动端与待控制充电桩输出枪头的E-lock模块连接，BMS通信端与待控制充电桩输出枪头的BMS通讯模块连接，枪头连接确认端与待控制充电桩输出枪头的CC1接口连接，枪头电子锁反馈端与待控制充电桩输出枪头的电子锁状态反馈模块连接，枪头温度检测端与待控制充电桩输出枪头的枪头温度检测模块连接，枪头归位信号检测端与待控制充电桩输出枪头的枪头归位检测模块连接，防雷器反馈信号输入端与待控制充电桩输出枪头的输入防雷检测模块连接，散热风机驱动端与待控制充电桩输出枪头的散热风机控制模块连接。

8.根据权利要求6所述的一种充电桩控制系统，其特征在于：

还包括电能表DB1；

所述继电器KM的输出低端上串联有分流器FL；

所述控制模块还包括电能检测端；

所述电能表DB1的一个输入端的两个连接端分别与继电器KM的输出高端和输出低端连接，其余两个连接端分别与分流器FL的两端连接；电能表DB1的另一输入端与外部电源同急停开关SB1连接的输出端连接；电能表DB1的输出端与控制模块的电能检测端连接。

9.根据权利要求6或7所述的一种充电桩控制系统，其特征在于：

还包括液晶屏和刷卡器；

所述液晶屏和刷卡器均与塑壳断路器中的集控单元连接。

10.根据权利要求6所述的一种充电桩控制系统，其特征在于：

所述继电器KM的输出高端上串联有熔断器FU。