CN105827004B - 电动汽车充电桩 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车充电桩，属于电动汽车技术领域。所述电动汽车充电桩包括：直流充电机、控制器、储能模块、耦合电路、控制接口。本发明使用直流充电机与储能模块相结合的技术，可以避免单独使用储能模块的容量限制，充电不受储能模块电量的影响，且能在低谷时期进行储能，高效合理地利用电网，减少谐波畸变率，减轻电网污染。

Description

电动汽车充电桩
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车充电桩。
背景技术
电动汽车的蓬勃发展带动充电设施的大量建设，充电设施分为两种：快充与慢充。快充使用的是直流冲充电桩，现有直流充电桩分为两种技术方案：第一种方案是利用储能模块实现电池对充，类似于充电宝对手机进行充电。第二种方案是利用AC/DC与DC/DC相结合的方法将交流电转化为可控的直流电实现对车的充电。
采取上述第一种方案的直流桩具有容量限制。如果储能模块处于低电量状态，则充电桩无法为车充电。
采取第二种方案直流桩无法利用用电低谷期进行储能，如果用户在用电高峰进行充电，一方面电费高另一方面增大了电网负担。而且，采取第二种方案直流桩功率为30KW-200KW不等，大功率的非线性负荷会造成谐波畸变，电网电压失真，引起电网质量恶化。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题：之一是如何实现充电过程中充电桩不受储能模块电量的影响，任意时刻都能进行充电；之二是如何合理利用电网，减轻电网负担，减少用户充电费用；之三是如何降低谐波畸变率，减少电网污染。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电动汽车充电桩，包括：直流充电机、控制器、储能模块、耦合电路和控制接口；
所述控制器用于检测是否有电动汽车使用充电桩，并且在检测到没有电动汽车使用充电桩时，控制所述控制接口内部呈连接状态，从而将直流充电机与储能模块相连接，使直流充电机对储能模块进行充电；在检测到有电动汽车使用充电桩时，控制所述控制接口内部呈断开状态，从而将直流充电机与储能模块断开，使直流充电机停止对储能模块进行充电，此时控制所述耦合电路将储能模块与直流充电机共同输出给电动汽车充电。
优选地，所述控制器具体用于在检测到没有电动汽车使用充电桩时，采集储能模块的状态，根据储能模块的充电曲线控制直流充电机输出适用于储能模块状态的电压和电流，从而实现直流充电机对储能模块充电，所述充电曲线包括恒流预充电，大电流恒流充电和恒压充电。
优选地，所述耦合电路将直流充电机与储能模块串联输出，此时储能模块提供基准电压，直流充电机提供可调的电压输出，储能模块的输出与直流充电机输出相互耦合。
优选地，所述耦合电路还用于检测储能模块，防止储能模块过放从而引起直流充电机对储能模块的反充。
（三）有益效果
本发明使用直流充电机与储能模块相结合的技术，可以避免单独使用储能模块的容量限制，充电不受储能模块电量的影响，且能在低谷时期进行储能，高效合理地利用电网，减少谐波畸变率，减轻电网污染。本发明使用简单的电路结构同时解决了现有直流桩存在的三个技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，本发明提供了一种电动汽车充电桩，包括：直流充电机、控制器、储能模块、耦合电路和控制接口；
所述控制器作为整个充电桩的核心模块，用于首先检测是否有电动汽车使用充电桩，在检测到没有电动汽车使用充电桩时，在用电低谷控制所述控制接口内部呈连接状态，从而将直流充电机与储能模块相连接，使直流充电机对储能模块进行充电；而在检测到有电动汽车使用充电桩时，控制所述控制接口内部呈断开状态，从而将直流充电机与储能模块断开，使直流充电机停止对储能模块进行充电，此时控制所述耦合电路将储能模块与直流充电机共同输出给电动汽车充电，此时储能模块的输出与直流充电机输出相互耦合。因此，所述控制器的功能包括：控制直流充电机输出的电压、电流变化；操作控制接口内部电路，从而控制储能模块是否进行充电；控制储能模块，选择其工作于充电状态还是放电状态；控制耦合电路，实现储能模块的输出与直流充电机输出相互耦合，共同给电动汽车充电。
直流充电机作用：一是可以给储能模块充电，二是可以直接给电动汽车充电，从而解决现有技术中在储能模块处于低电量状态时，则充电桩无法为车充电的技术问题。现有的直流充电机只能根据电动汽车BMS（电池管理系统）通信报文来调节充电电压，充电电流对电动汽车进行充电，而对于没有携带BMS的储能模块是无法充电的，储能模块有特定的充电曲线，本发明正是通过控制器采集储能模块的状态，然后根据充电曲线控制充电机输出适用于储能模块的电压和电流，充电曲线包括恒流预充电，大电流恒流充电，恒压充电，从而实现直流充电机对储能模块充电。
控制接口作用是：控制接口内部呈连接状态，则直流充电机给储能模块充电，控制接口内部呈断开状态，则直流充电机给电动汽车充电。
储能模块作用：一是在用电低谷的时候，如果控制接口连接，则进行储能，从而解决现有技术中直流桩无法利用用电低谷期进行储能，如果用户在用电高峰进行充电，一方面电费高另一方面增大了电网负担的技术问题。二是在给电动汽车充电的时候，通过耦合电路接入，与充电机共同输出，从而解决现有技术中直流桩功率为30KW-200KW不等，大功率的非线性负荷会造成谐波畸变，电网电压失真，引起电网质量恶化的技术问题。
耦合电路作用是：实现储能模块与直流充电机通过充电接口共同给电动汽车充电。耦合电路相当于将直流充电机与储能模块串联输出，储能模块提供基准电压，直流充电机提供可调的电压输出，耦合电路并且具有检测储能模块的作用，可以防止储能模块过放，引起充电机对储能模块的反充。
可以看出，本发明使用直流充电机与储能模块相结合的技术，可以避免单独使用储能模块的容量限制，充电不受储能模块电量的影响，且能在低谷时期进行储能，高效合理地利用电网，减少谐波畸变率，减轻电网污染。本发明可用于居民小区的电动汽车充电站。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围 。

Claims (1)

1.一种电动汽车充电桩，其特征在于，包括：直流充电机、控制器、储能模块、耦合电路和控制接口；所述控制器用于检测是否有电动汽车使用充电桩，并且在检测到没有电动汽车使用充电桩时，控制所述控制接口内部呈连接状态，从而将直流充电机与储能模块相连接，使直流充电机对储能模块进行充电；在检测到有电动汽车使用充电桩时，控制所述控制接口内部呈断开状态，从而将直流充电机与储能模块断开，使直流充电机停止对储能模块进行充电，此时控制所述耦合电路将储能模块与直流充电机共同输出给电动汽车充电；
所述控制器具体用于在检测到没有电动汽车使用充电桩时，采集储能模块的状态，根据储能模块的充电曲线控制直流充电机输出适用于储能模块状态的电压和电流，从而实现直流充电机对储能模块充电，所述充电曲线包括恒流预充电，大电流恒流充电和恒压充电；
所述耦合电路将直流充电机与储能模块串联输出，此时储能模块提供基准电压，直流充电机提供可调的电压输出，储能模块的输出与直流充电机输出相互耦合；
所述耦合电路还用于检测储能模块，防止储能模块过放从而引起直流充电机对储能模块的反充。
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