一种具有充放电功能的电动汽车充电桩的制作方法

一种具有充放电功能的电动汽车充电桩
1.本发明是发明名称为“一种具有充放电功能的电动汽车充电桩”的分案申请，其中，母案的申请号为202210864537.7，申请日为2022.07.21。
技术领域
2.本发明涉及电动汽车充电桩技术领域，特别是涉及一种具有充放电功能的电动汽车充电桩。


背景技术：

3.电动汽车需要使用充电桩进行充电，以保证电动汽车重复使用，达到“以电代油”的目的，因此充电桩对电动汽车的推广使用具有不可替代的作用。
4.市场上大部分新能源电动汽车均具备v2l(vehicle to load)对外放电的功能，市场上也出现了一些对电动汽车对外放电枪之类的产品，其原理无外乎是一根放电枪通过一根电缆连接一个插排，需要电动汽车对外放电时，将放电枪插入充电口取电供各种用电器使用，即可完成电动汽车对外放电。这种应急供电方式只适合野外移动场所，不适合固定场合停电时的应急供电，且这些产品只有放电功能，并没有充电功能。
5.目前市场上的电动汽车充电桩只能应用于电动汽车充电，但实际生活中，部分区域仍可能会出现停电情况，导致居民家中照明和日常用电存在问题，而电动汽车内可能还存有较多电能，但这些电能是直流电，无法充当家用电器的应急电源使用。如果利用充电桩和电动汽车进行应急供电，供电过程中，需要时刻注意，一旦市电恢复，市电和应急供电之间可能会出现“打火”现象，稍有不慎即会造成设备的损坏和安全事故，给用户带来不必要的使用风险。


技术实现要素：

6.本发明提供一种具有充放电功能的电动汽车充电桩，连接电动汽车可对外放电，进而满足一般居民常规家用负载用电需求，解决电动汽车内存储的电能无法安全的作为应急电源使用的问题。
7.为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
8.一种具有充放电功能的电动汽车充电桩，包括电动汽车充电桩所使用的充电桩外壳，所述充电桩外壳内安装有充放电模块；所述充放电模块包括充放电板，所述充放电板上通过电线连接有放电开关，所述放电开关安装在所述充电桩外壳的外侧面，所述充放电板上焊接有充放电电路、k1、k2、k3、r1、r2和接线端子；k1、k2和k3均为继电器，且k2为充放电检测控制继电器，所述r1、r2均为电阻；
9.其中，k1、k2、k3均包括六个接线点；r1、r2均包括两个接线点；所述接线端子的接线点包括l2、n2、pe2、cc2、cp2、pe4、n4和l4；所述放电开关串联在k2的3点与r1的第1点之间；
10.所述充放电模块连接有充放电枪头、双电源切换开关和用户配电箱；所述充放电
模块与所述充放电枪头之间采用多芯线缆连接；所述充放电枪头包括l1、n1、pe1、cc1、cp1；所述cc1、cc2均为控制端子，所述cp1、cp2均为充电连接检测端子；
11.工作时，将所述充放电枪头插入电动汽车充电口，启动电动汽车放电模式，则k1的1点与3点断开，1点与2点闭合，4点与6点断开，4点与5点闭合；k2的1点与2点断开，1点与3点闭合，4点与5点断开，4点与6点闭合，k3的1点与3点断开，1点与2点闭合，4点与6点断开，4点与5点闭合；所述放电开关为断开状态；
12.手动按下所述放电开关后，所述放电开关闭合，k2的3点与r1的1点之间导通；电动汽车控制装置通过充放电枪头的cc1端检测充放电板上k2的3点与cp2之间串接的r1的阻值；如果阻值小于额定阀值，电动汽车控制装置控制电动汽车对外放电，车内电流通过充放电枪头、多芯线缆、充放电板到双电源切换开关的备用电输入端；
13.当双电源切换开关切换至备用电供电模式，由电动汽车输出的交流电通过双电源切换开关，为小型家用电器供电；当双电源切换开关切换至市电供电模式，充电桩供电正常。
14.可选地，所述双电源切换开关连接城市电网，所述双电源切换开关中用于与充放电模块相连的火线端和零线端分别记为l3、n3；双电源切换开关的l3和n3端子通过电线分别与充放电板上k3的l2和n2端子连接，双电源切换开关用于切换充放电模式。
15.可选地，所述多芯线缆由多根电线构成，多根电线分别记为a1、b1、c1、d1和e1；
16.所述充放电枪头中，l1通过a1与k3第6点端子l2连接后又与双电源切换开关上的l3连接，n1通过b1与继电器k3第3点端子n2连接后又与双电源切换开关上的n3连接。
17.可选地，所述充放电板上，k3第4点和第1点与充放电电路连接，k2第6点与r1第2点连接，k2第3点通过放电开关与r1第1点连接，k2第5点与r2第1点连接，r2第2点与pe2连接，k1第4点和第1点与充放电电路连接，k1的第3点端子、第6点端子配合充放电板上的l4、n4通过电线与用户配电箱连接，充放电板上的pe4通过电线与用户配电箱连接。
18.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
19.本发明公开一种具有充放电功能的电动汽车充电桩，当电动汽车需要充电时，将充放电枪头插上电动汽车充电口开启充电模式，充电桩自动为电动汽车充电；当启动电动汽车放电模式时，其内部的充放电板上k1的1点与3点断开，1点与2点闭合，4点与6点断开，4点与5点闭合；k2的1点与2点断开，1点与3点闭合，4点与5点断开，4点与6点闭合，k3的1点与3点断开，1点与2点闭合，4点与6点断开，4点与5点闭合，放电开关为断开状态。然后，手动按下放电开关后使其闭合，k2的3点与r1的1点之间导通；电动汽车控制装置通过充放电枪头的cc1端检测充放电板上k2的3点与cp2之间串接的r1的阻值；如果阻值小于额定阀值，电动汽车控制装置控制电动汽车对外放电，车内电流通过充放电枪头、多芯线缆、充放电板到双电源切换开关的备用电输入端。若用户家里由于各种原因导致停电，将充放电枪头插上电动汽车充电口，手动按下放电开关，双电源切换开关切换至备用电供电模式，由电动汽车输出的交流电通过双电源切换开关，为小型家用电器供电，满足家庭短时间的用电需求；若供电恢复，当双电源切换开关切换至市电供电模式，由于通过电气互锁隔离控制，城市电网恢复供电时自动切换至电网供电，避免电动汽车电能放空现象发生，更不会出现与应急供电“打火”短路现象，充电桩供电正常。本发明可以安全的利用充电桩和电动汽车对家用电器进行应急供电。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明的充电原理图；
22.图2为本发明的放电原理图。
23.符号说明：
24.1-充放电枪头、2-多芯线缆、3-双电源切换开关、4-充放电板、5-放电开关、6-用户配电箱、7-充放电电路、8-充电桩外壳。
具体实施方式
25.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做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。
26.为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
27.请参阅图1-图2，一种具有充放电功能的电动汽车充电桩，包括电动汽车充电桩所使用的充电桩外壳8，充电桩外壳8需预留各端口的连接口，充电桩外壳8内安装有充放电模块，充放电模块连接有充放电枪头1、双电源切换开关3和用户配电箱6，其中充放电模块与充放电枪头1之间采用多芯线缆2连接。多芯线缆2由多根电线构成，多根电线分别记为a1、b1、c1、d1和e1。
28.双电源切换开关3连接城市电网，双电源切换开关3中用于与充放电模块相连的火线端和零线端分别记为l3、n3。
29.双电源切换开关3的l3和n3端子通过电线分别与充放电板4上k3的l2和n2端子连接，双电源切换开关3用于切换充放电模式，防止设备损伤。
30.充放电枪头1包括l1、n1、pe1、cc1、cp1，充放电枪头1内设置有一组微动开关s1、s2，l1通过a1与k3第6点端子l2连接后又与双电源切换开关3上的l3连接，n1通过b1与继电器k3第3点端子n2连接后又与双电源切换开关3上的n3连接。
31.其中，电动汽车需要充电时，充放电枪头1用于对电动汽车进行充电；需要电动汽车对外放电时，充放电枪头1用于对电动汽车进行取电。
32.充放电模块包括充放电板4，充放电板4上通过电线连接有放电开关5，放电开关5安装在充电桩外壳8的外侧面，充放电板4上焊接有充放电电路7、k1、k2、k3、r1、r2和接线端子，放电开关5串联在k2的3点与r1的第1点之间，k3第4点和第1点与充放电电路7连接，k2第6点与r1第2点连接，k2第3点通过放电开关5与r1第1点连接，k2第5点与r2第1点连接，r2第2点与pe2连接，k1第4点和第1点与充放电电路7连接，k1的第3点端子、第6点端子配合充放电板4上的l4、n4通过电线与用户配电箱6连接，充放电板4上的pe4通过电线与用户配电箱6连接。
33.其中，k3具备隔离作用。
34.需要说明的是，充放电电路7用于配合电动汽车的充电和放电，可检测充放电电流、电压以及充电、放电模式的安全转换，避免充电和放电模式转换时的“打火”现象，同时也可避免电动汽车电池过度充放电。
35.充放电板4上的接线端子包括有l2、n2、pe2、cc2、cp2、pe4、n4和l4。cc1通过s1、d1与k2第4点端子cc2连接，cp1通过s2、e1与k2第1点端子cp2连接。
36.l1、l2、l3和l4均为火线端子，n1、n2、n3和n4均为零线端子，pe1、pe2和pe4均为地线端子，cc1、cc2均为控制端子，cp1、cp2均为充电连接检测端子，r1、r2均为电阻，k1、k2和k3均为继电器，其中k2为充放电检测控制继电器。
37.当电动汽车需要充电时：
38.请参阅图1，将充放电枪头插入电动汽车充电口，s1和s2受力闭合，确认充放电枪头1是插接正常，开启充电模式，电流从用户配电箱6经l4、n4端子到充放电板4，充放电板4上的k1、k2、k3继电器线圈得电后吸合。
39.此时k1的1点与2点断开，1点与3点闭合；4点与5点断开，4点与6点闭合。此时k2的1点与3点断开，1点与2点闭合；4点与6点断开，4点与5点闭合。此时k3的1点与2点断开，1点与3点闭合；4点与5点断开，4点与6点闭合。
40.此时因k2的4点与5点闭合，电动汽车控制装置通过充放电枪头1的cp1端检测充放电板4上k2的5点与pe2之间串接的接地电阻r2的阻值，其阻值小于未接地阀值，判定为接地正常，可正常进行充电，电动汽车控制装置控制电动汽车接受充电，电流通过k1的3点与1点、6点与4点，充放电电路7，继电器k3的1点与3点、4点与6点，多芯线缆2，充放电枪头1到汽车充电口，从而实现对电动汽车的充电功能。
41.当需要电动汽车对外放电时：
42.请参阅图2，将该电动汽车充放电装置的充放电枪头1插入电动汽车充电口，s1和s2受力闭合，确认充放电枪头1是插接正常；此时充放电板4上的k1、k2、k3继电器线圈为常开状态。
43.此时k1的1点与3点断开，1点与2点闭合；4点与6点断开，4点与5点闭合。此时k2的1点与2点断开，1点与3点闭合；4点与5点断开，4点与6点闭合。此时k3的1点与3点断开，1点与2点闭合，4点与6点断开，4点与5点闭合。
44.此时串联在k2的3点与电阻r1的1点之间的放电开关5为断开状态；手动按下放电开关5，放电开关5闭合，k2的3点与电阻r1的1点之间导通；电动汽车控制装置通过充放电枪头1的cc1端检测充放电板4上k2的3点与cp2之间串接的r1的阻值，如果阻值小于额定阀值，电动汽车控制装置控制电动汽车对外放电，车内电流通过充放电枪头1、多芯线缆2、充放电板4到双电源切换开关3的备用电输入端，双电源切换开关3自动切换至备用电供电模式。
45.由电动汽车输出的交流电通过双电源切换开关3，即可满足小型家用电器的用电需求。
46.若电动汽车正在向外放电，城市电网供电恢复：双电源切换开关3自动切换至市电供电模式，充电桩供电正常，即可启动充电模式给电动汽车充电。
47.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统
而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
48.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种具有充放电功能的电动汽车充电桩，包括电动汽车充电桩所使用的充电桩外壳，其特征在于，所述充电桩外壳内安装有充放电模块；所述充放电模块包括充放电板，所述充放电板上通过电线连接有放电开关，所述放电开关安装在所述充电桩外壳的外侧面，所述充放电板上焊接有充放电电路、k1、k2、k3、r1、r2和接线端子；k1、k2和k3均为继电器，且k2为充放电检测控制继电器，所述r1、r2均为电阻；其中，k1、k2、k3均包括六个接线点；r1、r2均包括两个接线点；所述接线端子的接线点包括l2、n2、pe2、cc2、cp2、pe4、n4和l4；所述放电开关串联在k2的3点与r1的第1点之间；所述充放电模块连接有充放电枪头、双电源切换开关和用户配电箱；所述充放电模块与所述充放电枪头之间采用多芯线缆连接；所述充放电枪头包括l1、n1、pe1、cc1、cp1；所述cc1、cc2均为控制端子，所述cp1、cp2均为充电连接检测端子；工作时，将所述充放电枪头插入电动汽车充电口，启动电动汽车放电模式，则k1的1点与3点断开，1点与2点闭合，4点与6点断开，4点与5点闭合；k2的1点与2点断开，1点与3点闭合，4点与5点断开，4点与6点闭合，k3的1点与3点断开，1点与2点闭合，4点与6点断开，4点与5点闭合；所述放电开关为断开状态；手动按下所述放电开关后，所述放电开关闭合，k2的3点与r1的1点之间导通；电动汽车控制装置通过充放电枪头的cc1端检测充放电板上k2的3点与cp2之间串接的r1的阻值；如果阻值小于额定阀值，电动汽车控制装置控制电动汽车对外放电，车内电流通过充放电枪头、多芯线缆、充放电板到双电源切换开关的备用电输入端；当双电源切换开关切换至备用电供电模式，由电动汽车输出的交流电通过双电源切换开关，为小型家用电器供电；当双电源切换开关切换至市电供电模式，充电桩供电正常。2.根据权利要求1所述的一种具有充放电功能的电动汽车充电桩，其特征在于，所述双电源切换开关连接城市电网，所述双电源切换开关中用于与充放电模块相连的火线端和零线端分别记为l3、n3；双电源切换开关的l3和n3端子通过电线分别与充放电板上k3的l2和n2端子连接，双电源切换开关用于切换充放电模式。3.根据权利要求2所述的一种具有充放电功能的电动汽车充电桩，其特征在于，所述多芯线缆由多根电线构成，多根电线分别记为a1、b1、c1、d1和e1；所述充放电枪头中，l1通过a1与k3第6点端子l2连接后又与双电源切换开关上的l3连接，n1通过b1与继电器k3第3点端子n2连接后又与双电源切换开关上的n3连接。4.根据权利要求1所述的一种具有充放电功能的电动汽车充电桩，其特征在于，所述充放电板上，k3第4点和第1点与充放电电路连接，k2第6点与r1第2点连接，k2第3点通过放电开关与r1第1点连接，k2第5点与r2第1点连接，r2第2点与pe2连接，k1第4点和第1点与充放电电路连接，k1的第3点端子、第6点端子配合充放电板上的l4、n4通过电线与用户配电箱连接，充放电板上的pe4通过电线与用户配电箱连接。

技术总结
本发明公开一种具有充放电功能的电动汽车充电桩，涉及电动汽车充电桩技术领域，包括充电桩外壳；充电桩外壳内安装有充放电模块；充放电模块包括充放电板，且通过电线连接有放电开关，放电开关安装在充电桩外壳的外侧面，充放电板上焊接有充放电电路、K1、K2、K3、R1、R2和接线端子；充放电模块连接有充放电枪头、双电源切换开关和用户配电箱；充放电模块与充放电枪头之间采用多芯线缆连接。本发明充电桩连接电动汽车能够对外放电，能满足家庭短时间的用电需求，通过电气互锁隔离控制，城市电网恢复供电时自动切换至电网供电，避免电动汽车电能放空现象发生，更不会出现与应急供电打火短路现象。路现象。路现象。


技术研发人员：颜怀略 徐康
受保护的技术使用者：平安智行科技有限公司
技术研发日：2022.07.21
技术公布日：2023/7/3