本申請(qǐng)涉及新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種電動(dòng)汽車的充電系統(tǒng)和充電樁。

背景技術(shù)：

為了人類有個(gè)天藍(lán)水清的良好生存環(huán)境，必須對(duì)各類污染源進(jìn)行有效治理，其中作為污染物來(lái)源之一的汽車排放也必須予以重視，當(dāng)然，對(duì)于內(nèi)燃汽車來(lái)說(shuō)無(wú)論如何采取技術(shù)進(jìn)步和革新也無(wú)法從根本上消除其污染物的排放，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)發(fā)展新能源汽車才能夠解決這一問題。作為新能源汽車的電動(dòng)汽車已經(jīng)較為普及，對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，必須有足夠的充電樁以滿足其充電需求，因此，無(wú)論是市區(qū)內(nèi)還是交通干線上，必須加快充電樁的基礎(chǔ)建設(shè)。為了縮短充電時(shí)間和降低使用成本，充電樁的建設(shè)必須滿足體積小、效率高、功率大等要求。

由于汽車廠商眾多，造成其產(chǎn)品的充電電壓和充電功率并不完全相同，而目前的充電樁的輸出電壓和輸出功率相對(duì)固定，由此造成無(wú)法滿足不同電動(dòng)汽車對(duì)不同充電電壓和充電功率的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電動(dòng)汽車的充電系統(tǒng)和充電樁，用于對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電，以滿足不同電動(dòng)汽車對(duì)相應(yīng)充電電壓和充電功率的需求。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下：

一種電動(dòng)汽車的充電系統(tǒng)，應(yīng)用于對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的充電樁，所述充電系統(tǒng)包括能量池模塊、連接模塊和多個(gè)電能輸出模塊，其中：

所述能量池模塊的電能輸入端用于連接市電網(wǎng)絡(luò)，并將從所述市電網(wǎng)絡(luò)接收交流市電轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)電壓的直流電；

所述連接模塊用于將所述能量池的電能輸出端與所述電能輸出模塊的電能輸入端相連接，并將所述直流電輸出到所述電能輸出模塊；

所述電能輸出模塊用于與待充電動(dòng)汽車相連接，根據(jù)所述電動(dòng)汽車上傳的充電參數(shù)對(duì)所述直流電進(jìn)行直-直轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后與所述充電參數(shù)所指定的充電電壓和充電功率相匹配的充電電流輸出到所述代充電動(dòng)汽車。

可選的，所述多個(gè)電能輸出模塊的最大輸出功率之和大于所述能量池模塊的最大輸出功率。

可選的，所述能量池模塊包括一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)連接的交-直轉(zhuǎn)換單元，其中：

所述交-直轉(zhuǎn)換單元用于將所述交流市電轉(zhuǎn)換為所述直流電。

可選的，所述連接模塊包括直流母線，其中：

所述直流母線分別與所述能量池模塊的電能輸出端、所述電能輸出模塊的電能輸入端相連接。

可選的，所述直流母線還用于連接新增電能輸出模塊的電能輸入端。

可選的，所述電能輸出模塊包括利用igbt元件組成的轉(zhuǎn)換電路；

所述轉(zhuǎn)換電路的電路為全橋移相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

可選的，還包括負(fù)荷分配控制模塊，其中：

所述負(fù)荷分配控制模塊用于從所述待充電動(dòng)汽車接收所述充電參數(shù)，并根據(jù)所述充電參數(shù)向所述電能輸出模塊輸出充電控制參數(shù)，所述電能輸出模塊用于根據(jù)所述充電控制參數(shù)輸出所述充電電流。

可選的，所述負(fù)荷分配控制模塊包括第一控制單元和第二控制單元，其中：

所述第一控制單元用于當(dāng)有部分所述電能輸出模塊連接有待充電動(dòng)汽車時(shí)，對(duì)后續(xù)接入的待充電動(dòng)汽車?yán)盟瞿芰砍啬K的剩余功率進(jìn)行充電；

所述第二控制單元用于當(dāng)有部分所述電能輸出模塊連接有待充電動(dòng)汽車時(shí)，降低先前接入的部分或全部的代充電動(dòng)汽車的充電功率，對(duì)后續(xù)接入的待充電動(dòng)汽車?yán)盟瞿芰砍啬K的剩余負(fù)荷進(jìn)行充電。

可選的，還包括第一can總線、第二can總線和第三can總線，其中：

所述第一can總線用于將所述負(fù)荷分配模塊與所述能量池模塊相連接；

所述第二can總線用于將所述負(fù)荷分配模塊分別與每個(gè)所述電能輸出模塊相連接；

所述第三can總線用于將所述負(fù)荷分配模塊與充電控制模塊相連接。

一種充電樁，設(shè)置有如上所述的充電系統(tǒng)。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本申請(qǐng)公開了一種電動(dòng)汽車的充電系統(tǒng)和充電樁，應(yīng)用于對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的充電樁，具體包括能量池模塊、連接模塊和多個(gè)電能輸出模塊，能量池模塊的電能輸入端用于連接市電網(wǎng)絡(luò)，并將從市電網(wǎng)絡(luò)接收交流市電轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)電壓的直流電；連接模塊用于將能量池的電能輸出端與電能輸出模塊的電能輸入端相連接，并將直流電輸出到電能輸出模塊；電能輸出模塊用于與待充電動(dòng)汽車相連接，根據(jù)電動(dòng)汽車上傳的充電參數(shù)對(duì)直流電進(jìn)行直-直轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后與充電參數(shù)所指定的充電電壓和充電功率相匹配的充電電流輸出到代充電動(dòng)汽車。由于本技術(shù)方案中電能輸出模塊輸出的電壓與功率不是固定不變的，而是與連接的待充電動(dòng)汽車的充電參數(shù)所指定的充電電壓和充電功率相匹配，從而能夠滿足不同電動(dòng)汽車對(duì)相應(yīng)充電充電電壓和充電功率的需求。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N電動(dòng)汽車的充電系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖1a為本申請(qǐng)?zhí)峁┑牧硪环N電動(dòng)汽車的充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本申請(qǐng)?zhí)峁┑某潆娤到y(tǒng)的通信架構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

圖1為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N電動(dòng)汽車的充電系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖1所示，本實(shí)施例提供的充電系統(tǒng)應(yīng)用于對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的充電樁，具體包括能量池模塊10、連接模塊20和多個(gè)電能輸出模塊30，其中連接模塊分別與能量池模塊的電能輸出端、每個(gè)電能輸出模塊的電能輸入端相連接。

能量池模塊用于連接市電網(wǎng)絡(luò)，并接收市電網(wǎng)絡(luò)上的交流市電，這里的交流市電可以為380伏三相交流電，也可以為220伏的單相交流電。能量池模塊具體在于市電網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，在連接線上設(shè)置有進(jìn)線總開會(huì)jk，用于在市電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)過(guò)載、欠壓、失壓或斷路的情況下閉合或斷開能量池模塊與市電網(wǎng)絡(luò)的連接；連接線上還設(shè)置有交流接觸器，用于根據(jù)系統(tǒng)的控制要求切斷系統(tǒng)的主回路的供電，只保留監(jiān)控系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。

能量池模塊在接收到市電網(wǎng)絡(luò)的交流市電后，將該交流市電轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)電壓的直流電，該預(yù)設(shè)電壓為200～750伏這一數(shù)值范圍的任意數(shù)值，也可以根據(jù)這一原理提供其他電壓的直流電。

能量池模塊具體包括一個(gè)或多個(gè)交-直轉(zhuǎn)換單元組成，當(dāng)由多個(gè)交-直轉(zhuǎn)換單元組成時(shí)，單元之間通過(guò)并聯(lián)方式連接，每個(gè)交-直轉(zhuǎn)換單元用于將交流市電轉(zhuǎn)換為上述電壓的直流電。

連接模塊用于將能量池模塊與多個(gè)電能輸出模塊分別相連接，從而使能量池模塊能夠?yàn)槊總€(gè)電能輸出模塊進(jìn)行供電。本實(shí)施例中優(yōu)選用直流母線21作為該連接模塊，如圖1a所示。直流母線分別與能量池模塊的電能輸出端、每個(gè)電能輸出模塊的電能輸入端相連接。

本實(shí)施例采用8個(gè)電能輸出模塊的實(shí)例，分別為1#～8#電能輸出模塊，除了這些電能輸出模塊外，還可以利用直流母線方便地根據(jù)實(shí)際需要和新設(shè)計(jì)規(guī)范新增任意個(gè)電能輸出模塊，也可以新增能量池模塊或者交-直轉(zhuǎn)換單元。

本實(shí)施中8個(gè)電能輸出模塊與用于對(duì)待充電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的充電終端100相連接，用于在接收到直流母線上的直流電后，根據(jù)待充電動(dòng)汽車上傳的充電參數(shù)進(jìn)行直-直變換，變換為電壓和功率分別該充電參數(shù)所指定的充電電壓和充電功率，并利用具有上述電壓和功率的直流電實(shí)現(xiàn)對(duì)待充電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。

其中，每個(gè)電能輸出模塊由igbt元件構(gòu)成的轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，該轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)優(yōu)選全橋移相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，輸出與輸入通過(guò)高頻隔離，將前級(jí)直流母線上的直流電的電壓等級(jí)通過(guò)直-直轉(zhuǎn)換得到電動(dòng)汽車所需的充電電壓和充電功率。

另外，一般來(lái)說(shuō)電能輸出模塊會(huì)因?yàn)槌潆姷膶?shí)際需求，有時(shí)不會(huì)全部連接有待充電動(dòng)汽車，因此，可以多個(gè)電能輸出模塊的最大輸出功率之和設(shè)置為大于能量池模塊的最大輸出功率。

從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)施例提供了一種電動(dòng)汽車的充電系統(tǒng)，應(yīng)用于對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的充電樁，具體包括能量池模塊、連接模塊和多個(gè)電能輸出模塊，能量池模塊的電能輸入端用于連接市電網(wǎng)絡(luò)，并將從市電網(wǎng)絡(luò)接收交流市電轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)電壓的直流電；連接模塊用于將能量池的電能輸出端與電能輸出模塊的電能輸入端相連接，并將直流電輸出到電能輸出模塊；電能輸出模塊用于與待充電動(dòng)汽車相連接，根據(jù)電動(dòng)汽車上傳的充電參數(shù)對(duì)直流電進(jìn)行直-直轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后與充電參數(shù)所指定的充電電壓和充電功率相匹配的充電電流輸出到代充電動(dòng)汽車。由于本技術(shù)方案中電能輸出模塊輸出的電壓與功率不是固定不變的，而是與連接的待充電動(dòng)汽車的充電參數(shù)所指定的充電電壓和充電功率相匹配，從而能夠滿足不同電動(dòng)汽車對(duì)相應(yīng)充電充電電壓和充電功率的需求。

實(shí)施例二

圖2為本申請(qǐng)?zhí)峁┑某潆娤到y(tǒng)的通信架構(gòu)圖。

本實(shí)施例中的充電系統(tǒng)相比上一實(shí)施例而言，具有負(fù)荷分配控制模塊40，該模塊用于接收待充電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)相連接，具體的連接方式如圖2所示。

負(fù)荷分配模塊用于當(dāng)待充電動(dòng)汽車通過(guò)充電終端與電能輸出模塊相連接時(shí)，通過(guò)充電終端上的數(shù)據(jù)端口接收電池管理系統(tǒng)輸出的充電參數(shù)，并根據(jù)該充電參數(shù)向電能輸出模塊輸出與充電參數(shù)相匹配的充電控制參數(shù)，該充電控制參數(shù)中包含有上述充電參數(shù)所指定的充電電壓和充電功率，從而使電能輸出模塊能夠輸出具有該充電電壓和充電功率的充電電流。

另外，本實(shí)施例中還包括充電控制器50，充電控制器主要負(fù)責(zé)電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，響應(yīng)電動(dòng)汽車充電參數(shù)需求，控制充電流程、測(cè)控充電終端各元器件信號(hào)反饋及動(dòng)作、生成并上傳充電業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、連接ui設(shè)備(顯示屏、讀卡器及指示燈等)、連接智能負(fù)荷分配控制器請(qǐng)求充電功率需求等等。

用戶在使用充電終端連接待充電動(dòng)汽車并啟動(dòng)充電流程，充電控制器與電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)進(jìn)行信息交互。充電過(guò)程中，充電控制器接收電池管理系統(tǒng)的充電參數(shù)，并轉(zhuǎn)發(fā)給負(fù)荷分配控制模塊，負(fù)荷分配控制模塊采集能量池模塊和電能輸出模塊的模塊信息，根據(jù)電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)的充電需求，控制電壓和電流輸出。

負(fù)荷分配控制模塊通過(guò)3路can總線分別和能量池模塊、電能輸出模塊和充電控制器相連，即與能量池模塊相連接的第一can總線41、與電能輸出模塊相連接的第二can總線42和與充電控制模塊相連接的第三can總線43。以能量池模塊的最大功率為約束條件，對(duì)多路電能書模塊的輸出功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，實(shí)施有序充電控制，既能合理保障用戶充電需求，又能確保充電負(fù)荷控制在能量池模塊的安全限額之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)控。

當(dāng)各電能輸出模塊的電動(dòng)汽車充電需求總功率小于能量池模塊的功率時(shí)，充電系統(tǒng)滿負(fù)荷響應(yīng)全部車輛的充電需求

當(dāng)各電能輸出模塊的電動(dòng)汽車充電需求總功率大于能量池模塊的功率時(shí)，有2種控制方案可供選擇，鑒于此，該負(fù)荷分配控制模塊包括第一控制單元和第二控制單元。

第一控制單元按照“先來(lái)后到”的原則進(jìn)行功率控制，即先到車輛滿負(fù)荷運(yùn)行，以求快速充電結(jié)束，后續(xù)車輛排隊(duì)等待；

第二控制單元按照“劫富濟(jì)貧”的原則進(jìn)行功率控制，即主動(dòng)降低大功率車輛的充電需求，保證有充電終端處于閑置狀態(tài)時(shí)就可以使用，提高充電終端的利用率，避免用戶焦急排隊(duì)等待。

實(shí)施例三

本實(shí)施例提供了一種充電樁，該充電樁設(shè)置有上述實(shí)施例所提供的充電系統(tǒng)。由于本技術(shù)方案中充電系統(tǒng)的電能輸出模塊輸出的電壓與功率不是固定不變的，而是與連接的待充電動(dòng)汽車的充電參數(shù)所指定的充電電壓和充電功率相匹配，從而能夠滿足不同電動(dòng)汽車對(duì)相應(yīng)充電充電電壓和充電功率的需求。

本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請(qǐng)。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請(qǐng)的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本申請(qǐng)將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。