智能配电箱的制作方法

本发明涉及智能配电箱领域，具体而言，涉及一种智能配电箱。

背景技术：

1、智能配电箱与传统的配电箱的最大的区别在于是否具备自动化和智能化监控的能力，传统的配电箱只能实现基本的开关控制功能，不能对电力设备的运行状态进行实时监测和远程控制。当电流、电压等数据超标时，无法及时发出警示并采取措施，导致电力设备的损坏和电力系统的不稳定。同时，普通配电箱缺乏对电力系统数据的实时采集和分析，不能有效地进行节能和优化管理。相比之下，智能配电箱在自动化控制、电力实时监测、远程控制、节能优化等方面具有强大的智能调控功能。智能配电箱在家庭储能产品中扮演着至关重要的角色，它为家庭提供了安全、智能、高效的用电保障，是实现家庭储能系统稳定运行和优化管理的关键设备。

2、随着新能源车辆的市场占有量越来越多，车主对汽车充电桩的需求也随之增加，电动汽车也逐渐成为家庭的重要用电负载之一。但是，与普通家庭用电负载不同的是，电动汽车与家庭储能产品之间进行充放电之前，需要通过充电桩与电动汽车进行通讯确认后才可进行充放电，因此不能简单地将电动汽车作为用电负载接入智能配电箱。现有的一种智能配电箱与家用汽车充电桩独立设置，两者之间没有相互联动，因此该种智能配电箱不能给家用汽车充电桩提供安全用电、智慧用电等功能；现有的另一种智能配电箱深度集成汽车充电枪功能，两者合二为一，其成本相对较高，这种智能配电箱可以给家用汽车充电桩提供安全用电、智慧用电等功能，但对于不需要汽车充电枪功能的用户，用户需要对此额外付出一笔费用，因此该种智能配电箱不能很好地满足多种用户的需求。

技术实现思路

1、为了解决或改善上述的现有配电箱扩展性较差的技术问题。

2、本发明的一个目的在于提供一种智能配电箱。

3、为实现上述目的，本发明提供了一种智能配电箱，包括：箱体；充电枪组件腔体，设于箱体内，充电枪组件腔体用于智能配电箱扩展电动汽车的充电枪功能时容置充电枪组件；负载计量板，设于箱体内，负载计量板包括多个可控负载回路，负载计量板上设有第一信号端子，第一信号端子用于适配充电枪组件的第二信号端子；控制板，设于箱体内，控制板用于监控或者控制多个可控负载回路，控制板还用于在第一信号端子与第二信号端子连接且充电枪组件的电力线与至少一个可控负载回路连接后，监控或者控制充电枪组件。

4、本发明提供的智能配电箱在出厂前预留充电枪组件的扩展接口及预留的充电枪组件腔体，随用户使用智能配电箱的过程中，如增加电动汽车充电需求，用户可另外购买与该智能配电箱适配的充电枪组件，通过将充电枪组件放入预留的充电枪组件腔体，并将充电枪组件的相关接口与预留的充电枪组件扩展接口连接，即可快速完成智能配电箱扩展电动汽车充电枪功能。本发明所提供的智能配电箱利用充电枪功能模块化的设计，该设计可快捷方便地实现智能配电箱后装充电枪组件，同时对于充电枪需求上可满足不同用户的需求。

5、可以理解，在使用充电枪组件对电动汽车进行充放电时，必须通过充电桩与电动汽车进行通讯确认后才可进行，故而电动汽车接入智能配电箱的方式，与普通的用电负载接入智能配电箱的方式并不相同。

6、其中，智能配电箱包括箱体、负载计量板和控制板，在此基础上，在箱体内设有充电枪组件腔体，通过对可选配安装的充电枪组件安装在充电枪组件腔体内，并对充电枪组件进行接口拓展，从而可根据不同的使用场景扩展智能配电箱的可控负载，即在原有安装智能配电箱的基础上，增加充电枪组件的使用。具体地，充电枪组件自身可装配至箱体上，即在智能配电箱自身结构的基础上可实现加装，负载计量板提供对多个可控负载回路的监控和计量，记录电流、电压等参数以实现精确的电力管理，可通过电力线连接到各个负载回路，第一信号端子用于连接到充电枪组件的第二信号端子。

7、其中，可控负载回路集成在负载计量板上，允许对各个连接负载进行独立控制，如打开或关闭电源，调节供电功率等，每个回路有独立的接线端子，可以理解，可控负载回路用于与负载计量板的电力输出端口连接，接受来自控制板的信号指令。

8、第一信号端子位于负载计量板上，便于信号线的插入和拔出，通过信号线连接到充电枪组件的第二信号端子，传递控制信号和状态信息。

9、需要强调的是，本方案中，在箱体内设有控制板，可管理负载回路的开关状态，并根据外部信号调整系统操作，通过将信号线连接到负载计量板和第一信号端子，且通过信号线将充电枪组件的第二信号端子与第一信号端子连接，确保在电力线和信号端子均成功连接后，控制板可有效实现对充电枪组件的监控或控制，从而实现充电枪功能的拓展，进而在充电枪需求上可满足不同用户的要求。

10、另外，本发明提供的上述技术方案还可以具有如下附加技术特征：

11、在上述技术方案中，充电枪组件为选配件。

12、本方案中，充电枪组件作为选配件，使得用户可以根据自己的实际需求选择是否配备充电枪组件，进而使得智能配电箱能够更好地满足不同用户的多样化需求，有些用户可能不需要充电功能，而对于有电动汽车充电需求的用户，则可以选择添加该选配件，提高了智能配电箱的灵活性和定制性。

13、此外，由于将充电枪组件作为选配件，使得智能配电箱在设计上可以更好地兼容不同的应用场景和用户需求。即使智能配电箱的主要功能是电力分配和管理，也可以通过添加充电枪组件来扩展其功能，而不会影响其基本的电力管理功能。

14、如果用户在前期没有选择充电枪组件，但在后期有了充电需求，那么可以方便地将充电枪组件作为选配件进行安装和集成，实现系统的升级和改造，而无需更换整个智能配电箱。

15、在上述技术方案中，箱体的侧壁设有开口；充电枪组件包括相连的枪本体和充电线，枪本体设于箱体外，充电线包括至少一个电力线以及至少一个信号线，部分充电线穿过开口伸入箱体，电力线的一端用于与至少一个可控负载回路电连接；信号线的一端设有与第一信号端子相适配的第二信号端子。

16、通过在箱体上设置开口，具体设置在侧壁上，同时限定充电枪组件包括枪本体和充电线，开口为充电枪组件的充电线提供进入箱体的通道，使得充电线能够顺利地从箱体外引入箱体内，实现与智能配电箱内部组件的连接，同时保持箱体的完整性和一定的防护性能。

17、枪本体作为用户操作的接口，用于连接电动汽车进行充电，枪本体通过充电线与箱体内部的可控负载回路和信号端子连接，使用户能够在箱体外方便地进行充电操作，提高了使用的便利性。

18、其中，充电线包括电力线和信号线，电力线用于传输电力，为电动汽车提供充电所需的电能，电力线的一端与至少一个可控负载回路电连接，实现了从智能配电箱到电动汽车的电力传输，确保充电功能的实现。信号线则用于传输信号，用于控制充电过程和传递相关信息，信号线与电力线一起，部分位于箱体外，部分穿过箱体侧壁的开口进入箱体内。通过将信号线的一端设有与第一信号端子相适配的第二信号端子，用于与智能配电箱内的负载计量板进行信号连接，智能配电箱内的控制板能够对充电过程进行精确控制，实现智能化充电管理。

19、在上述技术方案中，充电线包括两个电力线，两个电力线包括火线和地线；可控负载回路包括断路器，火线与一个可控负载回路的断路器电连接，地线与智能配电箱的接地端电连接。

20、本方案中，充电线包括一火线和一地线，火线作为充电过程中的主要供电线路，为电动汽车充电提供所需的电能，火线的电压是充电过程中的主要能量来源，在一些供电场景下，一根火线对应的电压为120v，当然，其电压值通常根据不同的充电标准(如家用充电桩常见的220v)而定。

21、通过将一个火线与一个可控负载回路的断路器电连接，使得火线的通断能够受到断路器的控制，实现对充电过程中火线电流的有效管理。当出现过载、短路等异常情况时，断路器能够迅速切断火线电路，保护整个充电系统的安全，防止电气设备损坏和火灾等危险情况的发生。

22、地线为整个充电系统提供安全接地保护，具体连接至整个智能配电箱的接地端。在充电过程中，地线能够将设备可能出现的漏电电流导入大地，避免人员触电风险，保障使用者和设备的安全。确保充电设备的金属外壳等部分保持与大地等电位，防止静电积累等可能影响设备正常运行和安全的因素。

23、接地良好的系统有助于提高整个充电系统的电磁兼容性，减少电磁干扰对充电设备和周围电子设备的影响。

24、可控负载回路中的断路器作为电路保护装置，能够监测电路中的电流大小。当电路中的电流超过断路器的额定电流时(例如充电过程中出现短路或者过载情况)，断路器会自动切断电路，防止过大的电流对电路中的电线、充电设备以及其他电气元件造成损坏。

25、在正常充电情况下，断路器处于闭合状态，允许电流通过，保证充电过程的正常进行。

26、由于位于可控负载回路中，使得断路器的动作可以被智能配电箱的控制板监测到，从而实现对充电状态的监控和故障报警等功能。例如，当断路器因故障切断电路时，控制板可以检测到这一情况，并向用户发送相应的故障提示信息。

27、在上述技术方案中，至少一个信号线用于在第一信号端子和第二信号端子连接后，控制板和充电枪组件之间信号交换及充电确认。

28、在第一信号端子和第二信号端子连接的情况下，控制板和充电枪组件之间会通过信号线进行信号交换，从而实现控制。此外，通过信号线还可实现控制板和充电枪组件之间的充电确认，可以理解，充电确认包括但不限于智能配电箱的市电模块或油机模块在对充电枪组件进行供电，使其对相连的电动汽车进行充电前的握手协议的传输确认，电动汽车反向供电，如电动汽车内的电量通过充电枪组件传输到智能配电箱中进而传递到电网或家用设备前的握手协议的传输确认。

29、在上述技术方案中，至少一个信号线包括两个信号线，相应的负载计量板上设有两个第一信号端子，相应的两个信号线分别对接两个第二信号端子，在两个第一信号端子和两个第二信号端子连接后，其中一个信号线用于控制板和充电枪之间信号交换，另一个信号线用于充电确认。

30、本方案中，信号线的数量包括两个，两个信号线分别存在设置在负载计量板上的第一信号端子，在两个第一信号端子分别与对应的第二信号端子连接的情况下，其中一个信号线进行信号交换，另一个信号线进行充电确认。

31、此外，单一信号线只涉及一种功能，减少出现故障的可能，即使出现故障，仍可通过确定具体发生故障的信号线，更换对应的线路，降低更换成本。

32、在上述技术方案中，充电线包括三个电力线，三个电力线包括第一火线、第二火线和地线；可控负载回路包括断路器，第一火线和第二火线分别与两个可控负载回路对应的断路器电连接，电线与智能配电箱的接地端电连接。

33、本方案中，充电线包括第一火线、第二火线以及地线，其中，第一火线和第二火线分别与断路器电连接，火线作为充电过程中的两条供电线路，每个火线均与一个可控负载回路的断路器电连接，通过该断路器的控制，实现对第一火线电流的管理。在正常充电时，断路器闭合，电流通过第一火线和第二火线为电动汽车充电或反向充电；当出现异常情况如过载或短路时，断路器断开，保护电路和设备安全。

34、一般地，一根火线对应的电压为120v，本方案中，可适配于240v的电压场景。

35、在上述技术方案中，充电枪组件用于与电动汽车相连，在充电枪组件的枪本体与电动汽车的充电口连接后，控制板用于控制充电枪组件向电动汽车充电，或控制电动汽车的电量向智能配电箱传输。

36、当充电枪组件的枪本体与电动汽车的充电口连接后，控制板可以启动充电流程，确保电能从智能配电箱的可控负载回路通过充电枪组件传输到电动汽车的电池中，实现对电动汽车的充电功能。

37、此外，不仅可以控制向电动汽车充电，还能够控制电动汽车的电量向外部传输，可满足车辆到电网(v2g)的应用需求，有助于实现能源的优化利用和电网的平衡。

38、通过控制电动汽车的电量传输方向，实现了能源的双向流动。在电网需求高峰时，电动汽车可以向电网回馈电能，起到一定的调峰作用；在电网需求低谷时，又可以为电动汽车充电，实现能源的高效利用。

39、在上述技术方案中，还包括：卡槽，设于箱体内，卡槽与开口对应设置；卡箍，与卡槽可拆卸连接，卡箍与卡槽相连以固定充电线。

40、在该技术方案中，通过卡槽和卡箍进一步增强了充电线的管理和固定功能，卡槽设于箱体内，与开口对应设置，确保充电线能够顺利通过，提供一个专门的区域来安置充电线，防止其与其他电气组件发生干扰。卡箍与卡槽可拆卸连接，用于固定充电线，确保充电线在使用过程中不会松动或被拉扯。

41、可以理解，卡槽的位置与开口对应，使得充电线可以方便地通过开口进入箱体，同时在箱体内部得到良好的固定和管理。

42、在上述技术方案中，可控负载回路包括负载断路器，电力线的一端与负载断路器相连。

43、在该技术方案中，可控负载回路主要包括负载断路器，其中，负载断路器用于控制智能配电箱内部各个负载的电源，能够在发生故障时及时切断电流，保护负载设备。

44、电力线的一端连接至负载断路器，这样可以将电能从电源引入智能配电箱内部的负载。

45、负载断路器通常与控制板相连接，以便控制板能够根据需要控制负载的通断。

46、在上述技术方案中，还包括：输入模块，输入模块和负载断路器沿箱体的第一方向间隔设置，箱体在第一方向上的一侧设有供输入线缆穿入的输入孔，输入模块靠近输入孔设置。

47、在该技术方案中，输入模块和负载断路器沿箱体的第一方向间隔设置，并且在箱体的一侧设有供输入线缆穿入的输入孔，输入模块靠近输入孔设置。输入线缆通过输入孔进入智能配电箱，并与输入模块相连。输入模块和负载断路器在第一方向上间隔设置，通过内部电路连接，实现电能的分配和保护。

48、输入孔位于箱体的一侧，方便输入线缆的接入。输入模块靠近输入孔设置，使得输入线缆能够直接连接到输入模块，减少了线路的长度和损耗。负载断路器在第一方向上与输入模块间隔设置，便于对各个负载进行独立的控制和保护。

49、通过将输入模块和负载断路器沿第一方向间隔设置，并在箱体一侧设置输入孔，这种设计优化了智能配电箱的结构和功能。它提供了便捷的线缆接入方式，减少了线路损耗，实现了对各个负载的独立控制和保护，提高了系统的安全性和可靠性。

50、在上述技术方案中，还包括：盖板，与侧壁可拆卸连接，盖板与侧壁相连以覆盖开口。

51、由于充电枪组件是可选择的，在不设置充电枪组件时，通过设置可拆卸的盖板对开口进行遮挡，从而方便维护和接线操作，同时保护内部组件。

52、一般地，部分充电枪组件位于箱体外，方便用户插拔充电枪，同时将充电线引入箱体内进行连接，确保盖板能够紧密覆盖开口，提供防护和安全性。

53、在上述技术方案中，还包括：漏电保护器，设于盖板上，充电线穿过漏电保护器。

54、在该技术方案中，通过在盖板上设置漏电保护器，在需要时进行检查和维护，同时也便于在发生漏电时快速切断电源。此外，由于充电线穿过漏电保护器设置，漏电保护器用于检测电路中的漏电情况，当发生漏电时能迅速切断电源，以保护人员和设备的安全。具体的，充电线中的电力线穿过漏电保护器，使漏电保护器能够实时监测电力线中的电流情况。

55、可以理解，漏电保护器能够及时发现并处理漏电问题，确保电气系统的安全运行。当检测到漏电电流超过设定值时，漏电保护器会迅速切断电源，避免人员触电和设备损坏。

56、本发明的技术方案的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。