用于电动车辆充电站的DC仪表制造技术

用于电动车辆充电站的DC仪表(1)，具有从充电站控制器(40)延伸到电动车辆连接器(28)的一对DC电源线(27a、27b)，DC仪表包括仪表单元(2)和传感器单元(3)。仪表单元包括用户接口(9)、用于连接到传感器单元(3)的传感器接口(11)、用于连接到充电站控制器的计量接口(30)和微处理器(10)，其被配置为接收和处理从传感器单元(3)接收的信号、与充电站控制器交换数据以及从用户接口接收命令并向用户接口输出信息。传感器单元是分离的，并经由用于传输测量信号的互连线缆(25)在远离仪表单元的点处连接，传感器单元耦合到一对DC电源线(27a、27b)中的一条DC电源线，被配置为测量流过所述电源线的电流，传感器单元还包括用于耦合到一对电源线中的每条电源线的电压传感器(6)以测量该对电源线之间的电压差。量该对电源线之间的电压差。量该对电源线之间的电压差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电动车辆充电站的DC仪表
[0001]本专利技术涉及用于电动车辆充电站的直流(DC)仪表。
[0002]当前实施的用于电动车辆的充电站通常允许根据连接时间或每次充电以统一费率进行充电。然而，考虑到电动车辆使用的增加，需要测量充电期间的实际功耗，以便向用户计费消耗的能量的量。
[0003]鉴于需要就消耗的能量的量向用户计费，消耗能量的测量必须准确、可靠并且被保护免于篡改。
[0004]有鉴于前文，本专利技术的目的在于提供准确、可靠且易于实施的用于电动车辆充电站的DC仪表。
[0005]本专利技术的目的是提供在电动车辆充电站中易于安装并且制造和操作上经济的DC仪表，其中机械、热和系统集成代表主要限制。
[0006]本专利技术的目的是通过提供根据权利要求1的DC仪表来实现的。
[0007]本文公开了用于电动车辆充电站的DC仪表，其具有从充电站控制器延伸到电动车辆连接器的一对DC电源线。DC仪表包括仪表单元和传感器单元。仪表单元包括用户接口、用于连接到传感器单元的传感器接口、用于连接到充电站控制器的计量接口以及微处理器，该微处理器被配置为接收和处理从传感器单元接收的信号、与充电站控制器交换数据以及从用户接口接收命令并将信息输出到用户接口。
[0008]传感器单元是分离的，并经由用于传输测量信号的互连线缆在远离仪表单元的点处连接，传感器单元耦合到一对DC电源线中的一条DC电源线，被配置为测量流过所述电源线的电流，传感器单元还包括用于耦合到一对电源线中的每条电源线的电压传感器以测量该对电源线之间的电压差。传感器单元还包括微处理器，该微处理器具有模数转换器(ADC)以将接收的模拟电压测量和电流测量信号转换为数字信号，传感器单元还包括通信接口，该通信接口被配置为通过互连线缆将加密数据传输到仪表单元。
[0009]在实施例中，传感器单元的微处理器包括用于使用电压测量和电流测量信号计算电动车辆消耗的功率的模块，功率测量值被传输到仪表单元。
[0010]在实施例中，根据每1到0.01秒(优选地在0.5到0.05秒之间)采样的电流测量信号和/或电压测量信号来计算功率测量计算。
[0011]在实施例中，电压传感器包括耦合到电压线缆的连接器，该电压线缆具有远离传感器单元的连接端以在电动车辆连接器处或电动车辆连接器附近连接到DC电源线。
[0012]在实施例中，传感器单元和仪表单元包括存储在相应存储器中的唯一标识号，一旦传感器单元和仪表单元已与它们的唯一标识号配对，它们就能够进行通信。
[0013]在实施例中，传感器单元和仪表单元包括用于传感器单元和仪表单元之间的数据加密通信的加密模块。
[0014]在实施例中，电流传感器是电流测量分流器，并且DC电源线中的一条DC电源线是被分开的并且包括用于连接到传感器单元的相应连接端子的连接端。
[0015]在实施例中，传感器单元包括至少具有底座和帽的外壳，初级导体连接端子设置为延伸出底座并被帽覆盖，传感器单元还包括用于电压传感器线缆的连接器和用于连接到
互连线缆的通信接口的连接器，盖可移除地可定位在端子和连接器上并且包括用于防篡改的固定到底座的装置。
[0016]在实施例中，除了从传感器单元传输到仪表单元的功率测量信号之外，还传输电压和电流测量数据。
[0017]在实施例中，传感器单元通信接口以小于50伏、优选地等于或小于24伏、例如5或12伏的电压经由互连线缆向仪表单元传输数据。
[0018]根据权利要求、具体实施方式和附图，本专利技术的其他目的和有利特征将是清楚的，其中：
[0019]图1是在电动车辆充电系统中实施的根据本专利技术实施例的DC仪表的示意性示意图；
[0020]图2是根据本专利技术实施例的DC仪表的示意性示意图；
[0021]图3a是根据本专利技术的实施例的DC仪表的传感器单元的透视图，其中盖处于打开位置；
[0022]图3b是图3a的传感器单元的透视图，其中盖和线缆被移除。
[0023]图3b是图3a的传感器单元的一部分的详细视图；
[0024]图3c是图3a的传感器单元的一部分的详细视图；
[0025]图4是根据本专利技术实施例的连接到DC仪表的单个公共仪表单元的多个传感器单元的示意图。
[0026]图5a和图5b说明了根据本专利技术实施例的安装在电源线对的不同线上的DC仪表的传感器单元；
[0027]图6是根据本专利技术实施例的DC仪表的传感器单元的电压传感器的示意性电路图。
[0028]参考附图，根据本专利技术的实施例的DC仪表1连接到电动车辆充电站控制器40，充电站控制器经由功率变换器41连接到在另一端连接到电动车辆(EV)连接器28的DC电源链路，该电动车辆(EV)连接器28被标准化并且被配置用于耦合到电动车辆。
[0029]DC仪表1包括通过互连线缆25互连的仪表单元2和传感器单元3。仪表单元2一方面经由所述互连线缆25连接到传感器单元3，另一方面连接到向电动车辆供应DC电流的充电站控制器的控制器41。到充电站控制器的互连包括数据连接，该数据连接优选地是线缆连接，诸如使用以太网协议的线缆。在变体中，数据连接也可以是无线数据通信连接，例如使用Wi
‑
Fi和/或移动电话蜂窝通信网络。
[0030]互连线缆25可以包括用于传感器单元3和仪表单元2之间的数据通信的电缆和/或光缆，并且可以可选地进一步包括用于从仪表单元向传感器单元供电的电力线缆。数据和电源线缆可以使用例如根据CAN总线网络的标准协议。可以采用其他数据通信标准。
[0031]仪表单元2包括用户接口9，该用户接口9可以包括屏幕(例如液晶显示屏)、用于输入用户命令的按钮和用于指示错误或其他操作状态的状态灯。仪表单元还包括微处理器10，用于管理到与充电站控制器的计量接口的传入传感器信号和传出信号以及各种输入和输出功能。仪表单元在DC仪表的外壳中包括篡改传感器，该篡改传感器检测DC仪表的完整性，并且可以发出信号并记录DC单元外壳的任何闯入或打开或线缆的切断。DC仪表单元中的诸如用于维护或其他目的的授权访问之类的事件也可以由连接到处理器的存储器36的篡改传感器记录。
[0032]使用标准CAN网络用于传感器单元3和仪表单元2之间的互连是有利的，因为它对于电磁干扰是鲁棒的并且允许实现安全数据通信。
[0033]电流传感器单元2与仪表单元3的分离尤其有利之处在于，仪表单元可以定位在操作员和用户访问的方便位置，而传感器单元可以处于可能不太方便访问的受保护的环境中。仪表单元的功能包括连接到充电站控制器以及处理和传输测量信号，而传感器单元可以沿着充电DC线缆定位在离电动车辆充电桩不太远的位置，以便对实际充电连接器28附近的电压和电流进行准确测量。
[0034]传感器单元适于耦合到初级导体27a以测量流过初级导体的电流。在所说明的实施例中，传感器单元包括具有初级导体连接端子18的电流传感器5，从而允许初级导电线缆的端部被螺栓连接、夹紧、焊接或以其他方式连接到其上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电动车辆充电站的DC仪表(1)，具有从充电站控制器(40)延伸到电动车辆连接器(28)的一对DC电源线(27a、27b)，所述DC仪表包括仪表单元(2)和传感器单元(3)，仪表单元包括用户接口(9)、用于连接到传感器单元(3)的传感器接口(11)、用于连接到充电站控制器的计量接口(30)以及微处理器(10)，所述微处理器(10)被配置为接收和处理从传感器单元(3)接收的信号、与充电站控制器交换数据以及从用户接口接收命令并向用户接口输出信息，其中，传感器单元是分离的，并经由用于传输测量信号的互连线缆(25)在远离仪表单元的点处连接，传感器单元耦合到一对DC电源线(27a、27b)中的一条DC电源线，被配置用于测量流过所述电源线的电流，传感器单元还包括用于耦合到一对电源线中的每条电源线的电压传感器(6)以测量该对电源线之间的电压差，传感器单元还包括微处理器，所述微处理器具有模数转换器(ADC)(24a、24b)以将接收的模拟电压测量和电流测量信号转换为数字信号，传感器单元还包括通信接口，所述通信接口被配置用于通过互连线缆(25)向仪表单元传输加密数据。2.根据前述权利要求所述的DC仪表，其中，传感器单元的微处理器(7)包括用于使用电压测量和电流测量信号计算由电动车辆消耗的功率的模块，功率测量值被传输到仪表单元。3.根据前述权利要求所述的DC仪表，其中，功率测量计算是根据每1到0.01秒采样的、优选地在0.5到0.05秒之间采样的电流测量信号和/或电压测量信号计算的。4.根据任一前述权利要求所述的DC仪表，其中，所述电压传感器包括耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：莱姆国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：