防雨天漏电的汽车充电桩的制作方法

[0001]
本发明涉及充电技术领域，尤其涉及一种防雨天漏电的汽车充电桩。


背景技术：

[0002]
汽车充电桩以直流或交流的形式对电动汽车进行充电，随着电动汽车的增多，汽车充电桩也逐渐成为常见用电设备。现有的汽车充电桩大多配置有点漏电保护，在检测到漏电时，断开电源。但现有的汽车充电桩仅能在出现漏电之后，在进行保护，而无法对漏电进行防范。而在下雨天，充电桩的漏电风险越大，因此，如何提高汽车充电桩的安全性，是亟待解决的技术问题。
[0003]
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

[0004]
本发明的主要目的在于提供一种防雨天漏电的汽车充电桩，旨在解决现有技术中汽车充电桩的安全性不足的技术问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明提出一种防雨天漏电的汽车充电桩，所述防雨天漏电的汽车充电桩包括：主控模块、湿度检测模块、电流检测模块、电源管理模块和充电机；所述主控模块分别与所述湿度检测模块、所述电流检测模块、所述电源管理模块和所述充电机连接；所述电流检测模块与所述电源管理模块连接，所述电源管理模块的输入端连接预设电源，所述电源管理模块的输出端连接所述充电机；
[0006]
所述电源管理模块，用于将所述预设电源转换为工作电源，并将所述工作电源输出至所述充电机，以使所述充电机进行工作；
[0007]
所述湿度检测模块，用于检测充电桩内部空间的湿度，并将检测到的湿度信息传输至所述主控模块；
[0008]
所述电流检测模块，用于检测所述电源管理模块的输出电流，并将检测到的电流信息传输至所述主控模块；
[0009]
所述主控模块，用于根据所述湿度信息和所述电流信息生成电源控制信号，并根据所述电源控制信号控制所述电源管理模块对所述工作电源的输出。
[0010]
可选的，所述防雨天漏电的汽车充电桩还包括除湿模块，所述除湿模块与所述主控模块连接；
[0011]
所述主控模块，还用于根据所述湿度信息和所述电流信息生成除湿信号，并将所述除湿信号传输至所述除湿模块，以驱动所述除湿模块执行除湿操作。
[0012]
可选的，所述除湿模块包括第一电阻、第二电阻、光电耦合器、第一继电器和除湿器；所述第一电阻的第一端连接所述主控模块，所述第一电阻的第二端与所述光电耦合器的发光器的第一端连接，所述光电耦合器的发光器的第二端接地，所述光电耦合器的受光器的第一端与预设电源连接，所述光电耦合器的受光器的第二端与所述第二电阻的第一端
连接，所述第二电阻的第二端与第一继电器的线圈端子连接，所述第一继电器的触点端子与所述除湿器连接；
[0013]
所述主控模块，还用于将所述除湿信号传输至所述第一电阻，以驱动所述光电耦合器的发光器发光，使所述光电耦合器的受光器和所述第一继电器的触点均导通，驱动所述除湿器执行除湿操作。
[0014]
可选的，所述防雨天漏电的汽车充电桩还包括充电枪和漏电检测电路；所述充电枪与所述充电机的输出母线连接，所述漏电检测电路分别与所述输出母线和所述主控模块连接；
[0015]
所述充电枪，用于通过所述输出母线接收所述充电机的输出电源，并利用所述输出电源执行充电操作；
[0016]
所述漏电检测电路，用于检测所述输出母线上的漏电电流，并将检测到的漏电信息传输至所述主控模块；
[0017]
所述主控模块，还用于根据所述漏电信息和所述湿度信息生成漏电保护信号，并根据所述漏电保护信号控制所述电源管理模块对所述工作电源的输出。
[0018]
可选的，所述漏电检测电路包括互感器和第一微处理器，所述互感器设置于所述输出母线上，所述互感器的输入端与所述第一微处理器连接，所述第一微处理器与所述主控模块连接；
[0019]
所述互感器，用于检测所述输出母线上的漏电电流，并将检测到的漏电电流值传输至所述第一微处理器；
[0020]
所述第一微处理器，用于根据所述漏电电流值确定所述输出母线的漏电信息，并将所述漏电信息传输至所述主控模块。
[0021]
可选的，所述湿度检测模块包括第二微处理器和多个湿度传感器；所述第二微处理器分别与所述主控模块和各湿度传感器连接；
[0022]
所述湿度传感器，用于检测所述充电桩内部空间的湿度，并将检测到的湿度值传输至所述第二微处理器；
[0023]
所述第二微处理器，用于根据各湿度值确定所述充电桩的湿度信息，并将所述湿度信息传输至所述主控模块。
[0024]
可选的，所述电流检测模块包括第三微处理器和电流传感器；所述第三微处理器分别与所述电流传感器和所述主控模块连接，所述电流传感器设置于所述电源管理模块的输出端；
[0025]
所述电流传感器，用于检测所述电源管理模块的输出电流；并将检测到的电流值传输至所述第三微处理器；
[0026]
所述第三微处理器，用于根据所述电流值确定所述输出电流的电流变化率，并将所述电路变化率作为电流信息传输至所述主控模块。
[0027]
可选的，所述电源管理模块包括电源转换电路和电源输出电路；所述电源转换电路的输入端与预设电源连接，所述电源转换电路的输出端与所述电源输出电路的输入端连接，所述电源输出电路的输出端与所述充电机连接；所述电源输出电路的控制端与所述主控模块连接；
[0028]
所述电源转换电路，用于将所述预设电源转换至工作电源，并将所述工作电源输
出至所述电源输出电路；
[0029]
所述电源输出电路，用于根据所述电源控制信号将所述工作电源输出至所述充电机。
[0030]
可选的，所述电源输出电路包括第二继电器，所述第二继电器的线圈端子与所述主控模块连接，所述第二继电器的第一触点端子与所述电源转换电路的输出端连接，所述第二继电器的第二触点端子与所述充电机连接；
[0031]
所述第二继电器，用于通过所述线圈端子接收所述电源控制信号，并根据所述电源控制信号控制所述第一触点端子与所述第二触点端子之间的通断，以控制所述工作电源的输出。
[0032]
可选的，所述防雨天漏电的汽车充电桩还包括显示屏，所述显示屏与所述主控模块连接；
[0033]
所述主控模块，还用于将所述湿度信息传输至所述显示屏，以使所述显示屏展示所述湿度信息。
[0034]
在本发明中，汽车充电桩包括主控模块、湿度检测模块、电流检测模块、电源管理模块和充电机。电源管理模块用于将预设电源转换为工作电源，并将所述工作电源输出至所述充电机，以使所述充电机进行工作。湿度检测模块，用于检测充电桩内部空间的湿度，并将检测到的湿度信息传输至所述主控模块。电流检测模块，用于检测所述电源管理模块的输出电流，并将检测到的电流信息传输至所述主控模块，主控模块，用于根据所述湿度信息和所述电流信息生成电源控制信号，并根据所述电源控制信号控制所述电源管理模块对所述工作电源的输出。本发明通过检测汽车充电桩的内部湿度，可根据湿度情况制定电流监控策略，再根据电流监控策略对电流进行监控，预判漏电情况的出现，从而提高充电桩在雨天的安全性。
附图说明
[0035]
图1为本发明防雨天漏电的汽车充电桩第一实施例的功能示意图；
[0036]
图2为本发明防雨天漏电的汽车充电桩第二实施例的功能示意图；
[0037]
图3为本实施例中除湿模块的电路原理图；
[0038]
图4为本发明防雨天漏电的汽车充电桩第三实施例的功能示意图；
[0039]
附图标号说明：
[0040]
标号名称标号名称100主控模块700显示屏200湿度检测模块800充电枪300电流检测模块900漏电检测电路400电源管理模块r1～r2第一至第二电阻500充电机oc光电耦合器600除湿模块k1第一继电器6001除湿器vcc预设电源
[0041]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0042]
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0043]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044]
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0045]
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0046]
参照图1，图1为本发明防雨天漏电的汽车充电桩第一实施例的功能示意图。提出本发明防雨天漏电的汽车充电桩第一实施例。
[0047]
在第一实施例中，防雨天漏电的汽车充电桩包括：主控模块100、湿度检测模块200、电流检测模块300、电源管理模块400和充电机500；主控模块100分别与湿度检测模块200、电流检测模块300、电源管理模块400和充电机500连接；电流检测模块300与电源管理模块400连接，电源管理模块400的输入端连接预设电源，电源管理模块400的输出端连接充电机500。
[0048]
电源管理模块400，用于将预设电源转换为工作电源，并将工作电源输出至充电机500，以使充电机500进行工作。
[0049]
需要说明的是，预设电源可以为市电或者为蓄电池电源。充电机500用于为电动汽车充电，通常，充电机的工作电压可以为220v、200v或72v等，用户可以根据自身需求设定充电电压。在进行充电时，电源管理模块400将市电或者为蓄电池电源转换成充电机500所需的工作电源，如将220v的市电转换成72v的工作电源。上述数值仅为示例，具体数值可根据用户需求设置，本实施方式对此不加以限制。
[0050]
湿度检测模块200，用于检测充电桩内部空间的湿度，并将检测到的湿度信息传输至主控模块100。
[0051]
需要说明的是，温度信息可包含湿度值和/或测量区域。其中，测量区域可包括充电桩上区域、下区域、电源区域等。在具体实现时，湿度检测模块200可采用湿度传感器对充电桩内部空间的湿度进行检测，湿度传感器可安装与充电桩内的预设位置，如内壁等。
[0052]
电流检测模块300，用于检测电源管理模块400的输出电流，并将检测到的电流信息传输至主控模块100。
[0053]
需要说明的是，电流信息可包括电流值大小、电流变化率等。电流检测模块300根据预设的检测周期对电源管理模块400的输出电流进行检测。在具体实现时，电流检测模块300可配置电流传感器对电源管理模块400与充电机500之间的电源母线进行检测，从而确
定电源管理模块400的输出电流的电流信息。
[0054]
为准确检测电流信息，在本实施例中，电流检测模块300包括微处理器和电流传感器；微处理器分别与电流传感器和主控模块100连接，电流传感器设置于电源管理模块400的输出端。电流传感器，用于检测电源管理模块的输出电流；并将检测到的电流值传输至微处理器；微处理器，用于根据电流值确定输出电流的电流变化率，并将电路变化率作为电流信息传输至主控模块100。
[0055]
主控模块100，用于根据湿度信息和电流信息生成电源控制信号，并根据电源控制信号控制电源管理模块400对工作电源的输出。
[0056]
需要说明的是，电源控制信号可以为电压信号。根据电源控制信号控制电源管理模块400对工作电源的输出可以为根据电源控制信号控制电源管理模块400停止对工作电源的输出或保持对工作电源的输出。例如，在电源控制信号为低电平信号时，停止对工作电源的输出；在电源控制信号为高电平信号时，保持对工作电源的输出。当前，也可以为高电平停止，低电平保持。
[0057]
可以理解的是，充电桩通常设置于露天场所，在雨天时，尽管充电桩常配置有防雨措施，但无法避免雨水零浸入。同时，在地面积水水，充电桩也会置于雨水浸泡中，导致充电桩内部湿度较高，从而漏电风险升高。湿度越高，漏电风险越高。故，本实施例结合湿度信息对电流进行监控。
[0058]
在具体实现时，可根据不同湿度制定不同电流监控策略。其中，电流监控策略可以为判断当前电流是否可能导致漏电。例如，当前电流在5s内持续增大，且变化幅度大于2a时，判定当前电流可能导致漏电，需要停止对工作电源的输出。同时根据湿度信息确定不同的判断标准。例如，当湿度大于70％时，判断时间为5s，变化幅度为2a；当度大于90％时，判断时间为3s，变化幅度为1a。
[0059]
在第一实施例中，汽车充电桩包括主控模块、湿度检测模块、电流检测模块、电源管理模块和充电机。电源管理模块用于将预设电源转换为工作电源，并将所述工作电源输出至所述充电机，以使所述充电机进行工作。湿度检测模块，用于检测充电桩内部空间的湿度，并将检测到的湿度信息传输至所述主控模块。电流检测模块，用于检测所述电源管理模块的输出电流，并将检测到的电流信息传输至所述主控模块，主控模块，用于根据所述湿度信息和所述电流信息生成电源控制信号，并根据所述电源控制信号控制所述电源管理模块对所述工作电源的输出。本实施例通过检测汽车充电桩的内部湿度，可根据湿度情况制定电流监控策略，再根据电流监控策略对电流进行监控，预判漏电情况的出现，从而提高充电桩在雨天的安全性。
[0060]
参照图2，图2为本发明防雨天漏电的汽车充电桩第二实施例的功能示意图。基于上述第一实施例，提出本发明防雨天漏电的汽车充电桩第二实施例。
[0061]
在第二实施例中，防雨天漏电的汽车充电桩还包括除湿模块600，除湿模块600与主控模块100连接。主控模块100，还用于根据湿度信息和电流信息生成除湿信号，并将除湿信号传输至除湿模块600，以驱动除湿模块600执行除湿操作。
[0062]
需要说明的是，为了降低充电桩的漏电风险，本实施例在充电桩内设置了除湿模块600，以降低充电桩内部空间的湿度。在具体实现时，主控模块在判定漏电风险较高后，停止对工作电源的输出的同时，驱动除湿模块600执行除湿操作。或者主控模块100在判断湿
度大于预设值时，直接驱动除湿模块600执行除湿操作。
[0063]
参照图3，图3为本实施例中除湿模块的电路原理图。
[0064]
在本实施例中，除湿模块600包括第一电阻r1、第二电阻r2、光电耦合器oc、第一继电器k1和除湿器6001；第一电阻r1的第一端连接主控模块100，第一电阻r1的第二端与光电耦合器oc的发光器的第一端连接，光电耦合器oc的发光器的第二端接地，光电耦合器oc的受光器的第一端与预设电源vcc连接，光电耦合器oc的受光器的第二端与第二电阻r2的第一端连接，r2第二电阻的第二端与第一继电器k1的线圈端子连接，第一继电器k1的触点端子与除湿器6001连接。
[0065]
主控模块100，还用于将除湿信号传输至第一电阻r1，以驱动光电耦合器oc的发光器发光，使光电耦合器oc的受光器和第一继电器k1的触点均导通，驱动所述除湿器6001执行除湿操作。
[0066]
需要说明的是，除湿信号可以为电压信号。当第一电阻r1施加高电平时，光电耦合器oc的发光器发光，光电耦合器oc的受光器导通，从而使第一继电器k1的触点接触，除湿器6001上电，执行除湿操作。
[0067]
为了更方便地检测监控充电桩内部的湿度，在本实施例中，防雨天漏电的汽车充电桩还包括显示屏700，显示屏700与主控模块100连接。主控模块100，还用于将湿度信息传输至显示屏700，以使显示屏700展示湿度信息。
[0068]
需要说明的是，显示屏在展示湿度信息时，可同时显示湿度值与对应的区域。例如，充电桩底部区域湿度为90％，充电桩顶部区域湿度为87％。
[0069]
在第二实施例中，防雨天漏电的汽车充电桩配置有除湿模块，在主控模块在判定漏电风险较高后，停止对工作电源的输出的同时，或者判断湿度大于预设值时，驱动除湿模块执行除湿操作，以降低充电桩内部的湿度，从而降低充电桩的漏电风险。
[0070]
参照图4，图4为本发明防雨天漏电的汽车充电桩第三实施例的功能示意图。基于上述第一实施例和第二实施例，提出本发明防雨天漏电的汽车充电桩第三实施例。本实施例以第一实施例为基础进行说明。
[0071]
在第二实施例中，防雨天漏电的汽车充电桩还包括充电枪800和漏电检测电路900；充电枪800与充电机500的输出母线连接，漏电检测电路900分别与输出母线和主控模块100连接。
[0072]
充电枪800，用于通过输出母线接收充电机500的输出电源，并利用输出电源执行充电操作。
[0073]
可以理解的是，充电桩在对电动汽车进行充电时，充电机500将电源管理模块输出的工作电源传输至充电枪800，再通过充电枪800将电源传输至电动汽车，以完成充电操作。
[0074]
漏电检测电路900，用于检测输出母线上的漏电电流，并将检测到的漏电信息传输至主控模块100。
[0075]
可以理解的是，在充电枪进行充电时，若发生漏电，会存在安全隐患，故需要对充电过程的漏电情况进行检测。为了准确地检测漏电电流，在本实施例中，漏电检测电路900包括互感器和微处理器，互感器设置于所述输出母线上，互感器的输入端与微处理器连接，微处理器与主控模块连接100。互感器，用于检测输出母线上的漏电电流，并将检测到的漏电电流值传输至微处理器。微处理器，用于根据漏电电流值确定输出母线的漏电信息，并将
漏电信息传输至主控模块100。
[0076]
需要说明的是，输出母线的电源线穿过互感器，由于每根导线上的电流大小相等，方向相反，所以其总的电流矢量和等于0。当互感器以下的导线漏电时，由于回路有了分支，因此穿过互感器的电流矢量和不在等于0，互感器次级有感应电势产生，从而实现漏电电流检测。微处理器对互感器的检测信号进行解析得到漏电信息，并传输至主控模块100。
[0077]
主控模块100，还用于根据漏电信息和湿度信息生成漏电保护信号，并根据漏电保护信号控制电源管理模块对工作电源的输出。
[0078]
需要说明的是，主控模块100根据漏电信息和湿度信息生成漏电保护信号可以为，主控模块100根据湿度信息确定漏电电流阈值，再判断漏电信息对应的漏电电流值与漏电电流阈值之间的关系，从而生成对应的漏电保护信号。
[0079]
为了保证充电桩的安全性，在不同湿度条件下，可设置不同的漏电电流阈值。例如湿度小于70％时，漏电电流阈值可为200ma，当湿度大于90％时，漏电电流阈值可为100ma。当然，具体数值可根据用户需求设置，本实施方式对不加以限制。
[0080]
为了准确地测量充电桩内部空间的湿度，在本实施例中，湿度检测模块包括微处理器和多个湿度传感器；所述微处理器分别与所述主控模块和各湿度传感器连接。湿度传感器，用于检测所述充电桩内部空间的湿度，并将检测到的湿度值传输至微处理器；微处理器，用于根据各湿度值确定充电桩的湿度信息，并将湿度信息传输至所述主控模块。
[0081]
可以理解的是，充电桩内部不同区域对湿度的允许范围不同。例如，电源区域更需要干燥，因此对充电桩内部不同区域设置湿度传感器，以检测充电桩内部不同区域的湿度，能够更准确的确定充电桩的湿度信息。
[0082]
需要说明的是，漏电保护信号可以为电压信号。根据电源控制信号控制电源管理模块400对工作电源的输出可以为根据电源控制信号控制电源管理模块400停止对工作电源的输出或保持对工作电源的输出。例如，在漏电保护信号为低电平信号时，停止对工作电源的输出；在漏电保护信号为高电平信号时，保持对工作电源的输出。当前，也可以为高电平停止，低电平保持。
[0083]
为了方便对电源进行控制，在本实施例中，电源管理模块400包括电源转换电路和电源输出电路；电源转换电路的输入端与预设电源连接，电源转换电路的输出端与电源输出电路的输入端连接，电源输出电路的输出端与充电机500连接；电源输出电路的控制端与主控模块100连接。电源转换电路，用于将预设电源转换至工作电源，并将工作电源输出至电源输出电路；电源输出电路，用于根据电源控制信号将工作电源输出至充电机500。
[0084]
需要说明的是，电源转换电路可包括整流桥、逆变桥或变压器等，以实现对电源的转换。根据用户需求，充电桩可输出交流电或直流电对电动汽车进行充电。
[0085]
为了方便对电源输出进行控制，在本实施例中，电源输出电路包括第二继电器，第二继电器的线圈端子与主控模块100连接，第二继电器的第一触点端子与电源转换电路的输出端连接，第二继电器的第二触点端子与充电机500连接。第二继电器，用于通过线圈端子接收电源控制信号，并根据电源控制信号控制第一触点端子与第二触点端子之间的通断，以控制工作电源的输出。
[0086]
可以理解的是，第二继电器的线圈端子在接收到高电平信号后通电，则第一触点端子与第二触点端子接触闭合，从而使电源转换电路的输出电源传输至充电机500。若第二
继电器的线圈端子在接收到低电平信号，则第一触点端子与第二触点端子断开，从而使电源转换电路停止输出电源至充电机500。
[0087]
在第三实施例中，在充电桩进行充电操作时，根据湿度信息确定漏电电流阈值，并通过漏电检测电路检测漏电电流，在漏电电流超过阈值时，切换供电，从而进一步提高充电桩的安全性。
[0088]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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