一种分体式充换电设备用直流剩余电流保护装置

技术领域

本发明涉及新能源汽车充电技术领域，尤其涉及一种分体式充换电设备用直流剩余电流保护装置。

背景技术

随着新能源汽车的普及，如何高效安全的为新能源汽车充电，成为有待提高的问题。分体式充电桩是为新能源汽车充电的常用设备，分体式充电桩一般由整流柜和若干充电终端组成。整流柜将交流整流成直流，并通过功率分配将直流电分配到各个充电终端。整流柜根据充电车辆需求功率事实调整功率分配，以满足充电需求。由于功率较大，一般整流柜采用多路进行方式，当其内的充电模块采用非隔离式拓扑结构时，如果此时在直流侧发生直流漏电，漏电电流在交流进线处分流，充电终端进线处检测到漏电电流只有直流漏电电流的一半，达不到漏电保护动作定制，断路器不会跳闸，无法有效起到电流保护。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种分体式充换电设备用直流剩余电流保护装置，可在分流前就对漏电电流进行采集，可快速跳开充电模块交流进线端，能在各种工况下检测完整漏电电流，保护更加全面。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种分体式充换电设备用直流剩余电流保护装置，包括整流柜和与整流柜的直流输出端通信连接的若干充电终端，所述整流柜的输入端连接有若干交流进线，其特征在于：还包括与所述交流进线对应设置的直流剩余电流探测器和塑壳断路器，所述直流剩余电流探测器设于交流进线上，并用于检测回路的剩余电流，每个所述直流剩余电流探测器的输出端均与漏电集中器的输入端连接，所述漏电集中器用于剩余电流的求和并与预设值进行比较，所述漏电集中器的输出端与充电控制器的输入端连接，所述塑壳断路器用于控制交流进线的通断并与充电控制器的输出端连接，所述充电控制器的控制输出端通过励磁脱扣线圈驱动塑壳断路器通断。

本发明的有益效果在于：直流剩余电流探测器直接检测交流进线端的漏电情况，漏电集中器用于将漏电的剩余电流与预设值比较，当发现漏电时，将信息传递至充电控制器，充电控制器给励磁脱扣线圈供电，塑壳断路器跳闸，实现断路，有效保护充换电设备。可在分流前就对漏电电流进行采集，可快速跳开充电模块交流进线端，能在各种工况下检测完整漏电电流，保护更加全面。

进一步来说，所述充电控制器包括与励磁脱扣线圈对应设置的继电器，每个所述继电器均包括一个常开触点和一个常闭触点，所述常闭触点通过硬接线与漏电集中器的输出端连接，所述常开触点通过硬接线与对应设置的励磁脱扣线圈连通。当漏电集中器判断于剩余电流大于预设值时，充电控制器接收到信号后，控制常开触点闭合，励磁脱扣线圈得电，塑壳断路器跳闸。

进一步来说，所述漏电集中器与充电控制器还通过RS485总线通信连接，实现两者的信息交互。

进一步来说，所述交流进线为两根。

进一步来说，所述直流剩余电流探测器通过RS485总线与漏电集中器通信连接，实现两者信息交互。

进一步来说，每个所述塑壳断路器的输出端均连接有若干充电模块，每个充电模块的直流输出端连接有一个充电终端，所述充电模块和充电终端之间的线路上设置有进行功率分配的功率分配接触器。

进一步来说，所述充电控制器还通过CAN总线与车辆BMS连接。当充电控制器接收到漏电信息后，发送停止充电报文，通知车辆停止充电。

附图说明

图1为本发明实施例的连接框图；

图2为本发明实施例中漏电集中器、充电控制器和励磁脱扣线圈的连接电气原理图；

图3为本发明实施例中充电终端与电池连接的电气原理图。

图中：

100-整流柜，1-直流剩余电流探测器，2-塑壳断路器，3-漏电集中器，4-充电控制器，5-励磁脱扣线圈，7-功率分配接触器，6-充电模块，200-充电终端。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例

参见附图1-2所示，本发明的一种分体式充换电设备用直流剩余电流保护装置，包括整流柜100和与整流柜100的直流输出端连接的若干充电终端200，整流柜100的输入端连接有若干交流进线，交流进线为两根。

还包括与交流进线对应设置的直流剩余电流探测器1和塑壳断路器2，直流剩余电流探测器1设于交流进线上，并用于检测回路的剩余电流，每个直流剩余电流探测器1的输出端均与漏电集中器3的输入端连接，漏电集中器3用于剩余电流的求和并与预设值进行比较。直流剩余电流探测器1通过RS485总线与漏电集中器3通信连接，实现两者信息交互。直流剩余电流探测器1和漏电集中器3的数据传输采用数字通信，通信协议采用主从式，漏电集中器3为主站，直流剩余电流探测器1为从站，主站发动问询命令，从站依次回复。

漏电集中器3的输出端与充电控制器4的输入端连接，塑壳断路器2用于控制交流进线的通断并与充电控制器4的输出端连接，充电控制器4的控制输出端通过励磁脱扣线圈5驱动塑壳断路器2通断。漏电集中器3与充电控制器4还通过RS485总线通信连接，实现两者的信息交互。

直流剩余电流探测器1直接检测交流进线端的漏电情况，漏电集中器3用于将漏电的剩余电流与预设值比较，当发现漏电时，将信息传递至充电控制器4，充电控制器4给励磁脱扣线圈5供电，塑壳断路器2跳闸，实现断路，有效保护充换电设备。可在分流前就对漏电电流进行采集，可快速跳开充电模块6交流进线端，能在各种工况下检测完整漏电电流，保护更加全面。

充电控制器4包括与励磁脱扣线圈5对应设置的继电器，每个继电器均包括一个常开触点和一个常闭触点，常闭触点通过硬接线与漏电集中器3的输出端连接，常开触点通过硬接线与对应设置的励磁脱扣线圈5连通。当漏电集中器3判断于剩余电流大于预设值时，充电控制器4接收到信号后，控制常开触点闭合，励磁脱扣线圈5得电，塑壳断路器2跳闸。

每个塑壳断路器2的输出端均连接有若干充电模块6，一个塑壳断路器2对应两个充电模块6。每个充电模块6的直流输出端连接有一个充电终端200，充电模块6和充电终端200之间的线路上设置有进行功率分配的功率分配接触器7。功率分配接触器7包括串联的KM1、KM2、KM3和KM3，根据KM1、KM2、KM3和KM3的启闭，控制充电终端200的输出功率。

充电控制器4还通过CAN总线与车辆BMS连接。当充电控制器4接收到漏电信息后，发送停止充电报文，通知车辆停止充电。参照附图3为充电终端200的电气原理图，充电终端200的是直流输出测有接触器K1和接触器K2，车辆在动力电池前端有接触器K5和接触器K6。在充电过程中接触器K1、接触器K2、接触器K5和接触器K6均闭合，如果在充电中发生塑壳断路器2跳闸，接触器K1、接触器K2、接触器K5和接触器K6不能立即断开，电动汽车电池电压返送到充电终端200，直流回路仍带电。由于车端电压倒灌，仅断开接触器K1和接触器K2无法完全隔离故障。因此塑壳断路器2的断闸，可快速隔离故障，保护更加全面。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。