阅读说明：本技术 充电桩及充电系统 (Charging pile and charging system ) 是由 罗欣儿 田杰 杜进桥 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种充电桩及充电系统。该充电桩包括桩体、电源转换器、供电电源、充电插头、检测单元、控制器和显示器。该充电桩工作时,桩体内的电源转换器可以对供电电源中的电能进行转换,并传递至充电插头。同时,监测装置可以监测充电插头的物理信息,并传递至控制器。控制器可以根据充电插头的物理信息得到充电桩的故障信息和使用状态,并通过显示器进行显示。该充电桩,可以实时显示故障信息和使用状态,从而在充电桩故障时,有利于得到及时的维护。(The application relates to a charging pile and a charging system. The charging pile comprises a pile body, a power converter, a power supply, a charging plug, a detection unit, a controller and a display. This fill electric pile during operation, the power converter in the stake body can change the electric energy in the power supply to transmit to charging plug. Meanwhile, the monitoring device can monitor the physical information of the charging plug and transmit the physical information to the controller. The controller can obtain the fault information and the user state of filling electric pile according to the physical information of charging plug to show through the display. This fill electric pile can show fault information and user state in real time to when filling electric pile trouble, be favorable to obtaining timely maintenance.)

充电桩及充电系统

技术领域

本申请涉及充电技术领域，特别是涉及充电桩及充电系统。

背景技术

随着新能源汽车的迅速发展，用于新能源汽车充电的充电桩越来越普及，为新能源汽车的充电提供了便利。

传统技术中，运营商对充电桩的维护模式一般是定期维护。

发明人在实现传统技术的过程中发现：传统技术中的充电桩不利于及时维护。

发明内容

基于此，有必要针对传统技术中的充电桩不利于及时维护的问题，提供一种充电桩及充电系统。

一种充电桩，包括：

桩体；

电源转换器，设于所述桩体内；

供电电源，与所述电源转换器电连接，以向所述电源转换器供电；

充电插头，与所述电源转换器电连接，用于输出电能；

监测装置，设于所述充电插头内，以监测所述充电插头的物理信息；

控制器，与所述监测装置电连接，以获取所述物理信息，并根据所述物理信息得到所述充电桩的故障信息和使用状态；

显示器，与所述控制器电连接，以获取所述故障信息和所述使用状态，并对所述故障信息和所述使用状态进行显示。

在其中一个实施例中，所述充电桩还包括：

充电线，电连接于所述充电插头与所述供电电源之间，以使所述供电电源与所述充电插头之间实现电能传输；

卷鼓，设于所述桩体外，且与所述桩体固定连接，所述充电线收纳于所述卷鼓内。

在其中一个实施例中，所述充电桩还包括：

防护罩，所述防护罩与所述桩体固定连接，用于容纳所述充电插头；所述防护罩包括：

箱体，具有空腔及暴露所述空腔的开口；

箱盖，用于遮盖所述开口，所述箱盖的一端与所述箱体铰接。

在其中一个实施例中，所述充电桩还包括：

安装座，设于所述桩体外，所述安装座包括活动连接的第一部分和第二部分，所述第一部分与所述桩体固定连接；

光伏电池板，与所述第二部分固定连接，且与所述供电电源电连接，以向所述供电电源提供电能。

在其中一个实施例中，所述光伏电池板设有环形滑轨；

所述充电桩还包括调节机构，以调节所述光伏电池板的朝向角度，所述调节机构包括：

驱动电机，设于所述桩体内，且与所述桩体固定连接，且所述驱动电机与所述控制器电连接，以受所述控制器控制；

旋转盘，与所述驱动电机连接，以使所述驱动电机驱动所述旋转盘旋转；

滑块，设于所述旋转盘靠近所述光伏电池板的一侧，且所述滑块穿过所述桩体抵顶于所述滑轨。

在其中一个实施例中，所述充电桩还包括：

蜂鸣器，设于所述充电插头上，所述蜂鸣器与所述控制器电连接，以受所述控制器控制。

在其中一个实施例中，所述物理信息包括电流信息和热量信息；所述监测装置包括：

电流传感器，设于所述充电插头内，且与所述充电插头电连接，以监测所述充电插头的电流信息；所述控制器被配置为：获取所述电流信息，并根据所述电流信息获取所述充电桩的故障信息；

热感应器，设于所述充电插头内，以监测所述充电插头的热量信息；所述控制器被配置为：获取所述热量信息，并根据所述热量信息获取所述充电桩的使用状态。

在其中一个实施例中，所述监测装置包括：

电压传感器，设于所述充电插头内，且与所述充电插头电连接，以监测所述充电插头的电压信息；所述控制器被配置为：获取所述电压信息，并根据所述电压信息获取所述充电桩的故障信息；或/和

电阻传感器，设于所述充电插头内，且与所述充电插头电连接，以监测所述充电插头的电阻信息；所述控制器被配置为：获取所述电阻信息，并根据所述电阻信息获取所述充电桩的故障信息；

所述监测装置还包括：

位置传感器，设于所述充电插头表面，用于获取所述充电插头相对所述桩体的位置信息；所述控制器被配置为：获取所述位置信息，并根据所述位置信息获取所述充电桩的使用状态；或/和

压力传感器，设于所述充电插头表面，用于获取所述充电插头的压力信息；所述控制器被配置为：获取所述压力信息，并根据所述压力信息获取所述充电桩的使用状态。

一种充电系统，包括如上述任意一个实施例中所述的充电桩；所述充电系统还包括：

中央控制器，与若干个所述充电桩的控制器电连接，以获取若干个所述充电桩的所述故障信息和使用状态，并生成控制信息；

中央显示器，与所述中央控制器电连接，以获取所述控制信息，并根据所述控制信息显示；

中央存储器，与所述中央控制器电连接，以存储若干个所述充电桩的所述故障信息和使用状态。

在其中一个实施例中，所述充电系统还包括若干个故障指示灯；若干个所述故障指示灯与所述中央控制器电连接，所述中央控制器通过所述控制信息控制所述故障指示灯。

上述充电桩，包括桩体、电源转换器、供电电源、充电插头、检测单元、控制器和显示器。该充电桩工作时，桩体内的电源转换器可以对供电电源中的电能进行转换，并传递至充电插头。同时，监测装置可以监测充电插头的物理信息，并传递至控制器。控制器可以根据充电插头的物理信息得到充电桩的故障信息和使用状态，并通过显示器进行显示。该充电桩，可以实时显示故障信息和使用状态，从而在充电桩故障时，有利于得到及时的维护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例中充电桩的外观结构示意图；

图2为本申请一个实施例中充电桩的内部结构示意图；

图3为本申请另一个实施例中充电桩的外观结构示意图；

图4为本申请另一个实施例中充电桩的内部结构示意图；

图5为本申请一个实施例中箱体的立体结构示意图；

图6为本申请一个实施例中防护罩的立体结构示意图；

图7为本申请又一个实施例中充电桩的内部结构示意图；

图8为本申请一个实施例中充电系统的电连接结构示意图；

图9为本申请另一个实施例中充电系统的电连接结构示意图。

其中，各附图标号所代表的含义分别为：

10、充电桩；110、桩体；112、显示器；120、电源转换器；130、供电电源；140、充电插头；150、监测装置；160、控制器；170、充电线；180、卷鼓；190、防护罩；192、箱体；193、空腔；194、开口；196、箱盖；197、通线口；198、铰链；210、安装座；212、第一部分；214、第二部分；220、光伏电池板；222、滑轨；230、调节机构；232、驱动电机；234、旋转盘；236、滑块；240、蜂鸣器；30、充电系统；310、中央控制器；320、中央显示器；330、中央存储器；340、故障指示灯。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本申请提供一种充电桩及充电系统。该充电桩及充电系统可以实时显示充电桩的故障信息和使用状态，从而在充电桩故障时，有利于得到及时的维护。

如图1和图2所示，本申请提供一种充电桩10，包括桩体110、电源转换器120、供电电源130、充电插头140、监测装置150、控制器160和显示器112。

具体的，桩体110用于容纳电源转换器120和控制器160，并用于设置显示器112。桩体110可以是金属材质的柱形体。

电源转换器120设于桩体110内，且与供电电源130电连接。电源转换器120可以是直流-直流转换器，从而用于获取直流电，并将所获取的直流电转换为另一电压的直流电。电源转换器120也可以是交直流转换器，用于获取交流电，并将获取的交流电转换为一定电压的直流电。电源转换器120还可以同时包括直流-直流转换器和交直流转换器。

供电电源130与电源转换器120电连接，用于向电源转换器120提供电能。供电电源130可以是直流蓄电池和市电电网的至少一个。在一个实施例中，供电电源130可以同时包括直流蓄电池和市电电网，从而一方面保证充足的电能提供，另一方面实现蓄电池和电网的自由切换，提高电能利用率。

充电插头140与电源转换器120电连接，用于获取电源转换器120输出的电流，并输出电能。充电插头140的形状可以与待充电汽车的充电接口相适配，从而便于充电桩10向待充电汽车输出电能。可以理解，供电电源130、电源转换器120和充电插头140构成了充电桩10的充电电路。

监测装置150设于充电插头140内，并与充电插头140电连接，用于监测充电插头140的物理信息。监测装置150所监测的物理信息可以包括充电插头140内的电流信息、电压信息和电阻信息的至少一个。监测装置150所监测的物理信息还可以包括充电插头140的位置信息、压力信息和热量信息的至少一个。

控制器160与监测装置150电连接，用于获取监测装置150所监测的物理信息，并根据该物理信息得到充电桩10的故障信息和使用状态。其中，故障信息可以用于表征充电电路输出电能的过程是否发生故障。使用状态可以用于表征充电桩10是否处于工作状态。在本实施例中，控制器可以是PLC(ProgrammableLogic Controller，可编程逻辑控制器)。

显示器112与控制器160电连接。控制器160根据监测装置150所监测的物理信息得到充电桩10的故障信息和使用状态后，可以通过显示器112显示该故障信息和使用状态。

该充电桩10工作时，桩体110内的电源转换器120可以获取供电电源130内的电能，并将其转换为一定电压的直流电后从充电插头140输出。在此过程中，监测装置150可以监测充电插头140的物理信息。控制器160可以根据充电插头140的物理信息得到充电桩10的故障信息和使用状态。显示器112可以根据控制器160的指令，对该故障信息和使用状态进行显示。当该充电桩10发生故障时，显示器112可以对故障信息进行实时显示，从而有利于充电桩10得到及时的维护。

在一个实施例中，本申请的充电桩10，可以包括多个充电插头140。这里的多个可以指两个以上的整数。多个充电插头140可以分别与电源转换器120电连接，从而分别输出电能。在此，同一个充电桩10上的多个充电插头140可以分别具有不同的形状结构，以适配不同类型的待充电汽车。

由上述描述已知，监测装置150所监测的物理信息可以包括充电插头140内的电流信息、电压信息和电阻信息的至少一个，以及充电插头140的位置信息、压力信息和热量信息的至少一个。下面结合监测装置150的具体组成结构，对本申请的充电桩10进行描述。

在一个实施例中，监测装置150所监测的物理信息包括充电插头140内的电流信息、电压信息和电阻信息的至少一个。此时，监测装置150包括电流传感器、电压传感器和电阻传感器的至少一个。

当监测装置150包括电流传感器时，电流传感器设于充电插头140内，且与充电插头140电连接，用于监测充电插头140的电流信息。这里的电流信息可以是电流值的大小。换句话说，当充电桩10工作时，电流传感器用于监测充电插头140输出电流的大小。此时，控制器160被配置为：获取电流信息，并根据电流信息获取充电桩10的故障信息。

更具体的，当充电电路在输出电能的过程中发生故障时，充电插头140所输出的电流可能会出现较大的波动。据此，可以通过电流传感器监测充电插头140的电流大小，并将该电流大小传递至控制器160。控制器160获取该电流大小后，可以将该电流大小与预设阈值进行比较。若电流大小在预设阈值内，则充电桩10的充电电路未发生故障；反之，则充电桩10的充电电路发生故障。

当监测装置150包括电压传感器时，电压传感器设于充电插头140内，且与充电插头140电连接，用于监测充电插头140的电压信息。这里的电压信息可以是电压大小。换句话说，当充电桩10工作时，电压传感器用于监测充电插头140输出电压的大小。此时，控制器160被配置为：获取电压信息，并根据电压信息获取充电桩10的故障信息。

更具体的，当充电电路在输出电能的过程中发生故障时，充电插头140所输出的电压可能会出现较大的波动。据此，可以通过电压传感器监测充电插头140的电压大小，并将该电压大小传递至控制器160。控制器160获取该电压大小后，可以将该电压大小与预设阈值进行比较。若电压大小在预设阈值内，则充电桩10的充电电路未发生故障；反之，则充电桩10的充电电路发生故障。

当监测装置150包括电阻传感器时，电阻传感器设于充电插头140内，且与充电插头140电连接，用于监测充电插头140的电阻信息。这里的电阻信息可以是电阻大小。换句话说，当充电桩10工作时，电阻传感器用于监测充电插头140输出电阻的大小。此时，控制器160被配置为：获取电阻信息，并根据电阻信息获取充电桩10的故障信息。

更具体的，当充电电路在输出电能的过程中发生故障时，充电插头140所输出的电阻可能会出现较大的波动。据此，可以通过电阻传感器监测充电插头140的电阻大小，并将该电阻大小传递至控制器160。控制器160获取该电阻大小后，可以将该电阻大小与预设阈值进行比较。若电阻大小在预设阈值内，则充电桩10的充电电路未发生故障；反之，则充电桩10的充电电路发生故障。

在一个实施例中，监测装置150所监测的物理信息包括充电插头140的热量信息、位置信息和压力信息的至少一个。此时，监测装置150包括热感应器、位置传感器和压力传感器的至少一个。

当监测装置150包括热感应器时，热感应器设于充电插头140内，以监测充电插头140的热量信息。这里的热量信息可以是充电插头140的温度大小。此时，控制器160被配置为：获取热量信息，并根据热量信息获取充电桩10的使用状态。

更具体的，充电插头140在工作时可能引起温度的升高。据此，可以通过热感应器监测充电插头140的温度大小，并将该温度大小传递至控制器160。控制器160获取该温度大小后，可以将该温度大小与预设阈值进行比较。若温度大小在预设阈值内，则充电桩10未处于使用状态；反之，则充电桩10处于使用状态。

当监测装置150包括位置传感器时，位置传感器设于充电插头140表面，以监测充电插头140的位置信息。这里的位置信息可以是充电插头140相对桩体110的距离。此时，控制器160被配置为：获取位置信息，并根据位置信号获取充电桩10的使用状态。

更具体的，充电插头140在工作时可能引起位置的变化。据此，可以通过位置传感器监测充电插头140相对桩体110的距离，并将该距离传递至控制器160。控制器160获取该距离后，可以将该距离与预设阈值进行比较。若距离在预设阈值内，则充电桩10未处于使用状态；反之，则充电桩10处于使用状态。

当监测装置150包括压力传感器时，压力传感器设于充电插头140表面，以检测充电插头140所受的压力信息。此时，控制器160被配置为：获取压力信息，并根据压力信息获取充电桩10的使用状态。

更具体的，充电插头140在工作时可能引起外表面压力的变化。据此，可以通过压力传感器监测充电插头140表面所受的压力大小，并将该压力大小传递至控制器160。控制器160获取该压力大小后，可以将该压力大小与预设阈值进行比较。若压力大小在预设阈值内，则充电桩10未处于使用状态；反之，则充电桩10处于使用状态。

在一个实施例中，如图3所示，本申请的充电桩10，还包括蜂鸣器240。

具体的，蜂鸣器240设于充电插头140上，且与控制器160电连接，从而受控制器160控制。此时，控制器160被配置为：当故障信息为“充电电路发生故障”，且“充电桩10处于使用状态”时，控制器160控制蜂鸣器240工作，以发出示警。

进一步的，控制器160还可以与电源转换器120电连接，以控制电源转换器120的工作。此时，控制器160被配置为：当故障信息为“充电电路发生故障”，且“充电桩10处于使用状态”时，控制器160控制电源转换器120停止工作，以停止输出电能。

在一个实施例中，如图4所示，本申请的充电桩10，还包括充电线170和卷鼓180。

具体的，充电线170电连接于充电插头140与供电电源130之间，以使供电电源130与充电插头140之间实现电能传输。在此，充电线170可以是具有绝缘***的铜制导线。

卷鼓180设于桩体110外，且与桩体110固定连接，用于容纳充电线170。充电线170可伸缩的收纳于卷鼓180内，从而便于充电线170的收纳与整理。

在一个实施例中，本申请的充电桩10还包括防护罩190。

具体的，防护罩190与桩体110固定连接，用于容纳充电插头140，以避免充电插头140受自然天气的影响。在本实施例中，防护罩190可以包括箱体192和与箱体192连接的箱盖196。

具体的，如图5所示，箱体192具有空腔193以及暴露空腔193的开口194。其中，空腔193用于容纳充电插头140。开口194用于使充电插头140进入空腔193。

如图6所示，箱盖196用于遮盖箱体192的开口194。在本实施例中，箱盖196的一端与箱体192通过铰链198连接。以此，箱盖196即可绕与箱体192连接处旋转。当需要取出或放入充电插头140时，可以旋转箱盖196，敞露箱体192的开口194，从而取出或放入充电插头140。当充电插头140放入箱体192的空腔193后，可以旋转箱盖196，遮盖箱体192的开口194。

进一步的，本申请的充电桩10，其防护罩190的箱体192或箱盖196上可以设有供充电线170通过的通线口197。具体来说，当充电插头140放入箱体192的空腔193时，充电线170的一部分位于空腔193内，一部分位于箱体192之外与电源转换器120连接。此时，可以在防护罩190的箱体192或箱盖196上开设有供充电线170通过的通线口197。通线口197可以射在防护罩190的任意位置。如图6所示，示出了通线口197设于箱盖196边缘的实施例。

在一个实施例中，如图7所示，本申请的充电桩10，还包括光伏电池板220和用于安装光伏电池板220的安装座210。

具体的，安装座210设于桩体110外，用于连接桩体110和光伏电池板220。安装座210包括活动连接的第一部分212和第二部分214。其中第一部分212与桩体110固定连接，第二部分214与光伏电池板220固定连接。以此，即可调整光伏电池板220的朝向角度。

光伏电池板220用于将光能转换为电能。当供电电源130为蓄电池时，光伏电池板220还可以与供电电源130电连接，从而向供电电源130提供电能。

进一步的，光伏电池板220靠近桩体110的表面还设有环形滑轨222。该充电桩10还包括调节机构230。该调节机构230包括驱动电机232、旋转盘234和滑块236。

具体的，驱动电机232设于桩体110内，并与桩体110固定连接。旋转盘234与驱动电机232连接，从而使驱动电机232可以驱动旋转盘234旋转。滑块236设于旋转盘234靠近光伏电池板220的一侧，且滑块236穿过桩体110抵顶于滑轨222。在本实施例中，驱动电机232的输出轴可以位于旋转盘234的中心轴上，且环形滑轨232与旋转盘234同轴设置。

更具体的，本申请的充电桩10，当需要调节光伏电池板220的朝向角度时，可以通过控制器160控制驱动电机232工作。驱动电机232工作时，驱动旋转盘234旋转，改变滑块236的位置。由于滑块236抵顶于光电伏电池板的滑轨222，因此，当滑块236位置改变时，即可改变光伏电池板220的朝向角度。

在一个实施例中，如图8所示，本申请还提供一种充电系统30。该充电系统30包括若干个如上述任意一个实施例中的充电桩10，以及中央控制器310、中央显示器320和中央存储器330。这里的若干个指一个以上的整数。

具体的，中央控制器310分别与若干个充电桩10的控制器160电连接，从而获取若干个充电桩10的故障信息和使用状态，并根据若干个充电桩10的故障信息和使用状态生成控制信息。该控制信息可以用于控制中央显示器320的工作。

中央显示器320与中央控制器310电连接，用于获取中央控制器310生成的控制信息，并根据该控制信息工作。以此，中央显示器320工作时，即可显示若干个充电桩10的故障信息和使用状态。

中央存储器330与中央控制器310电连接，用于获取并存储若干个充电桩10的故障信息和使用状态。

该充电系统30工作时，各充电桩10的控制器160可以根据监测装置150所监测的物理信息得到该充电桩10的故障信息和使用状态。中央控制器310可以获取所有充电桩10的故障信息和使用状态，并通过中央显示器320显示，通过中央存储器330存储。该充电系统30，通过中央显示器320可以显示所有充电桩10的故障信息和使用状态，从而在充电桩10故障时，有利于得到及时的维护。

在一个实施例中，如图9所示，该充电系统30还包括若干个故障指示灯340。

具体的，若干个故障指示灯340均与中央控制器310电连接。中央控制器310根据若干个充电桩10的故障信息和使用状态生成控制信息后，可以通过该控制信息控制故障指示灯340工作。

更具体的，故障指示灯340的数量可以与该充电系统30所包括的充电桩10的数量相同。在中央控制器310内可以预设有故障指示灯340和充电桩10的对应关系。以此，当某一充电桩10的故障信息为“充电电路发生故障”时，中央控制器310可以控制对应该充电桩10的故障指示灯340工作发光，从而用于示警。

该充电系统30，可以与充电桩10的故障信息和使用状态进行远程监控和示警，从而在充电桩10故障时，有利于得到及时的维护。同时，该充电系统30，实现了对多个充电桩10的集中监测，从而有利于提高充电桩10的维护效率，并节约了成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。