CN106655421A - 多功能汽车充电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多功能汽车充电机，包括EMI滤波器单元、三相PFC校正&逆变单元、DC‑DC单元、交流输入/输出端口、直流输入/输出端口及直流输出端口，所述交流输入/输出端口连接于EMI滤波器单元，所述EMI滤波器单元还与三相PFC校正&逆变单元相连，所述直流输入/输出端口连接于三相PFC校正&逆变单元及DC‑DC单元，所述直流输入/输出端口还用于将直流电源输出至DC‑DC单元，所述DC‑DC单元还连接于直流输出端口，所述DC‑DC单元用于通过直流输出端口输出至后端的待充电汽车。上述多功能汽车充电机可以达到节能的目的，同时还可以将光伏发电多余的电能回馈到电网，实现一机多种功能的要求，减少设备的投资、最大限度的实现节能的目的。

Description

多功能汽车充电机
技术领域
本发明涉及一种充电机，特别涉及一种多功能汽车充电机。
背景技术
目前电动汽车在整个世界范围内飞速发展，作为给电动汽车充电的设备，电动汽车充电机也取得了快速的发展。目前的电动汽车充电机均采用三相交流输入及直流输出，用于将三相交流电能转换为直流电，以给电池充电。但是，目前的充电机不能满足未来电动汽车充电的要求，主要存在以下缺点：1、随着电动汽车动力电池的发展，容量越来越大，充电时间越来越短，对于电动汽车充电站来讲，需要配置非常大的配电容量才能满足电动汽车的快速充电要求，比如，如果需要将电池的充电时间缩短到0.5小时，且一个充电站有10台车同时充电，每台车充满的电能是80度电，则交流配电的容量至少要达到1600KW，也就意味着每相的电流高达2500A，这给交流配电带来比较大的困难，需要大量的投资，浪费大量的资源。2、不能实现错峰用电，对于充电站来讲，前来充电的汽车大多集中在白天，而晚上充电的就比较少，因此，不利于节能。3、对于一些光伏资源比较好的地区，如果要利用太阳能光伏发电来给汽车充电，还需要建设光伏变换的设备，较为复杂。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于提供了一种多功能汽车充电机，包括EMI滤波器单元、三相PFC校正&逆变单元、DC-DC单元、交流输入/输出端口、直流输入/输出端口及直流输出端口；所述交流输入/输出端口连接于EMI滤波器单元，用于将外部电网的交流电输入至EMI滤波器单元，还用于将经由EMI滤波器单元处理之后的交流电输入至外部电网，所述EMI滤波器单元用于防止外来电磁噪声的干扰，所述EMI滤波器单元还与三相PFC校正&逆变单元相连，用于将经过处理之后的交流电传输至三相PFC校正&逆变单元，所述三相PFC校正&逆变单元用于功率因数校正并将交流电源转换为直流电源，所述三相PFC校正&逆变单元还用于将直流电逆转换为交流电，并将转换的交流电传输至EMI滤波器单元，所述直流输入/输出端口连接于三相PFC校正&逆变单元及DC-DC单元，用于传输由所述三相PFC校正&逆变单元所输出的直流电源，所述直流输入/输出端口还用于将直流电源输出至DC-DC单元，所述DC-DC单元还连接于直流输出端口，所述DC-DC单元用于控制输出的直流电压的大小，并通过直流输出端口输出至后端的待充电汽车。
其中，所述三相PFC校正&逆变单元具有功率双向流动的功能，当其功率正向流动时用于输出一个直流电压，该直流电压作为DC-DC单元的输入；当其功率负向流动时用于将直流电能逆变成交流电压。
本发明还提供了一种多功能汽车充电机，包括N个EMI滤波器单元、N个三相PFC校正&逆变单元、N个交流输入/输出端口、N个直流输入/输出端口、N个直流输出端口及N个DC-DC单元，其中一交流输入/输出端口、一EMI滤波器单元、一三相PFC校正&逆变单元、一直流输入/输出端口、一DC-DC单元及一直流输出端口依次相连形成一组件，且所有组件的的直流输出端口相连；所述交流输入/输出端口用于将外部电网的交流电输入至EMI滤波器单元，还用于将经由EMI滤波器单元处理之后的交流电输入至外部电网，所述EMI滤波器单元用于防止外来电磁噪声的干扰，所述三相PFC校正&逆变单元用于功率因数校正并将交流电源转换为直流电源，所述三相PFC校正&逆变单元还用于将直流电逆转换为交流电，并将转换的交流电传输至EMI滤波器单元，所述直流输入/输出端口用于传输由所述三相PFC校正&逆变单元所输出的直流电源，所述直流输入/输出端口还用于将直流电源输出至DC-DC单元，所述DC-DC单元用于控制输出的直流电压的大小，并通过直流输出端口输出至后端的待充电汽车。
其中，所述三相PFC校正&逆变单元具有功率双向流动的功能，当其功率正向流动时用于输出一个直流电压，该直流电压作为DC-DC单元的输入；当其功率负向流动时，用于将直流电能逆变成交流电压。
本发明的多功能汽车充电机机可以以较低的成本和一次性的投资，既可以解决电动汽车快速充电对配电容量的要求、还可以实现错峰充电，将晚上多余的电能搬到白天，达到节能的目的，同时还可以方便的接入光伏电池，实现光伏发电给电池充电，同时，还可以将光伏发电多余的电能回馈到电网，实现一机多种功能的要求，减少设备的投资、最大限度的实现节能的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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发明的一些实施例，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是本发明多功能汽车充电机的较佳实施方式的方框图。
图2-图5是图1中多功能汽车充电机的工作状态示意图。
图6是本发明多功能汽车充电机的另一较佳实施方式的方框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先，在对实施例进行描述之前，有必要对本文中出现的一些术语进行解释。例如：
本文中若出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此，“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本发明的教导。
另外，应当理解的是，当提及一元件“连接”或者“联接”到另一元件时，其可以直接地连接或直接地联接到另一元件或者也可以存在中间元件。相反地，当提及一元件“直接地连接”或“直接地联接”到另一元件时，则不存在中间元件。
在本文中出现的各种术语仅仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本发明的限定。除非上下文另外清楚地指出，则单数形式意图也包括复数形式。
当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时，这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在和/或附加。
关于实施例：
请参见图1，图1是本发明多功能汽车充电机的较佳实施方式的方框图。所述多功能汽车充电机的较佳实施方式包括EMI滤波器单元1、三相PFC校正&逆变单元2、DC-DC单元3、交流输入/输出端口5、直流输入/输出端口6及直流输出端口7。
所述交流输入/输出端口5连接于EMI滤波器单元1，用于将外部电网8的交流电输入至EMI滤波器单元1，还用于将经由EMI滤波器单元1处理之后的交流电输入至外部电网8。所述EMI滤波器单元1用于防止外来电磁噪声的干扰。
所述EMI滤波器单元1还与三相PFC校正&逆变单元2相连，用于将经过处理之后的交流电传输至三相PFC校正&逆变单元2。所述三相PFC校正&逆变单元2用于功率因数校正并将交流电源转换为直流电源，所述三相PFC校正&逆变单元2还用于将直流电逆转换为交流电，并将转换的交流电传输至EMI滤波器单元1。具体来说，本实施方式中，所述三相PFC校正&逆变单元2具有功率双向流动的功能，当其功率正向流动时可实现功率因数校正的功能，用于输出一个直流电压，该直流电压作为后级DC-DC单元的输入；当其功率负向流动时，具有逆变功能，其可将直流电能逆变成交流电压。
所述直流输入/输出端口6连接于三相PFC校正&逆变单元2及DC-DC单元3，用于传输由所述三相PFC校正&逆变单元2所输出的直流电源。本实施方式中，所述直流输入/输出端口6可与蓄电池相连，亦可与光伏电池相连。所述直流输入/输出端口6还用于将直流电源输出至DC-DC单元3。
所述DC-DC单元3还连接于直流输出端口7，所述DC-DC单元3用于控制输出的直流电压的大小，并通过直流输出端口7输出至后端的待充电汽车9。本实施方式中，所述DC-DC单元3通过调整直流电的占空比来控制输出的有效电压的大小。
下面将对上述多功能汽车充电机的工作原理进行说明：
请继续参考图2所示，上述多功能汽车充电机在第一种工作模式时，外部电网8的交流电经由交流输入/输出端口5到达EMI滤波器单元1，再通过EMI滤波器单元1处理，之后传输至所述三相PFC校正&逆变单元2，升压且转换为直流电源后，再经过DC-DC单元3被调整至合适的大小，以给后端的待充电汽车9进行充电。
请继续参考图3所示，所述多功能汽车充电机在第二种工作模式时，当所述外部电网8无法供应交流电时(比如停电的情况下)，此时，如果所述直流输入/输出端口6连接有光伏电池或者蓄电池，则所述光伏电池或蓄电池则直接将直流电源输出至DC-DC单元3，由所述DC-DC单元调整后，输出给后端的待充电汽车9进行充电。
请继续参考图4所示，所述多功能汽车充电机在第三种工作模式时，此工作模式适用于没有汽车充电或者晚上充电的汽车较少的情况下。此时，所述直流输入/输出端口6连接有蓄电池。工作时，外部电网8的交流电经由交流输入/输出端口5到达EMI滤波器单元，再通过EMI滤波器单元1处理，之后传输至所述三相PFC校正&逆变单元2，升压且转换为直流电源后，再经过DC-DC单元3被调整至合适的大小，以给后端的待充电汽车9进行充电，且所述三相PFC校正&逆变单元2所输出的直流电源通过直流输入/输出端口6传输至蓄电池，以给蓄电池进行充电。
请继续参考图5所示，所述多功能汽车充电机在第四种工作模式时，此工作模式适用于没有汽车充电且光伏电池具有电能的情况。此时，所述直流输入/输出端口6连接有光伏电池。工作时，所述光伏电池内部的电能通过直流输入/输出端口6将电能传输至所述三相PFC校正&逆变单元2，所述三相PFC校正&逆变单元2将直流电转换为交流电并输出至EMI滤波器单元1，所述EMI滤波器单元1经过滤波除燥处理之后，将交流电输出至外部电网8。
请继续参考图6所示，是本发明多功能汽车充电机的另一较佳实施方式的方框图，所述多功能汽车充电机包括N个EMI滤波器单元、N个三相PFC校正&逆变单元、N个交流输入/输出端口、N个直流输入/输出端口、N个直流输出端口及N个DC-DC单元，其中一交流输入/输出端口、一EMI滤波器单元、一三相PFC校正&逆变单元、一直流输入/输出端口、一DC-DC单元及一直流输出端口依次相连形成一组件100，且所有组件100的的直流输出端口相连，如此可以增大整个充电机的充电电流，进而解决电动汽车快速充电对配电容量的要求。
本发明所述的多功能汽车充电机可以以较低的成本和一次性的投资，既可以解决电动汽车快速充电对配电容量的要求，还可以实现错峰充电，将晚上多余的电能搬到白天，达到节能的目的，同时还可以方便的接入光伏电池，实现光伏发电给待充电汽车充电，同时，还可以将光伏发电多余的电能回馈到电网，实现一机多种功能的要求，减少设备的投资、最大限度的实现节能的目的。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种多功能汽车充电机，其特征在于：包括EMI滤波器单元、三相PFC校正&逆变单元、DC-DC单元、交流输入/输出端口、直流输入/输出端口及直流输出端口；所述交流输入/输出端口连接于EMI滤波器单元，用于将外部电网的交流电输入至EMI滤波器单元，还用于将经由EMI滤波器单元处理之后的交流电输入至外部电网，所述EMI滤波器单元用于防止外来电磁噪声的干扰，所述EMI滤波器单元还与三相PFC校正&逆变单元相连，用于将经过处理之后的交流电传输至三相PFC校正&逆变单元，所述三相PFC校正&逆变单元用于功率因数校正并将交流电源转换为直流电源，所述三相PFC校正&逆变单元还用于将直流电逆转换为交流电，并将转换的交流电传输至EMI滤波器单元，所述直流输入/输出端口连接于三相PFC校正&逆变单元及DC-DC单元，用于传输由所述三相PFC校正&逆变单元所输出的直流电源，所述直流输入/输出端口还用于将直流电源输出至DC-DC单元，所述DC-DC单元还连接于直流输出端口，所述DC-DC单元用于控制输出的直流电压的大小，并通过直流输出端口输出至后端的待充电汽车。
2.如权利要求1所述的多功能汽车充电机，其特征在于：所述三相PFC校正&逆变单元具有功率双向流动的功能，当其功率正向流动时用于输出一个直流电压，该直流电压作为DC-DC单元的输入；当其功率负向流动时用于将直流电能逆变成交流电压。
3.如权利要求1所述的多功能汽车充电机，其特征在于：所述DC-DC单元通过调整直流电的占空比来控制输出的有效电压的大小。
4.一种多功能汽车充电机，其特征在于：包括N个EMI滤波器单元、N个三相PFC校正&逆变单元、N个交流输入/输出端口、N个直流输入/输出端口、N个直流输出端口及N个DC-DC单元，其中一交流输入/输出端口、一EMI滤波器单元、一三相PFC校正&逆变单元、一直流输入/输出端口、一DC-DC单元及一直流输出端口依次相连形成一组件，且所有组件的的直流输出端口相连；所述交流输入/输出端口用于将外部电网的交流电输入至EMI滤波器单元，还用于将经由EMI滤波器单元处理之后的交流电输入至外部电网，所述EMI滤波器单元用于防止外来电磁噪声的干扰，所述三相PFC校正&逆变单元用于功率因数校正并将交流电源转换为直流电源，所述三相PFC校正&逆变单元还用于将直流电逆转换为交流电，并将转换的交流电传输至EMI滤波器单元，所述直流输入/输出端口用于传输由所述三相PFC校正&逆变单元所输出的直流电源，所述直流输入/输出端口还用于将直流电源输出至DC-DC单元，所述DC-DC单元用于控制输出的直流电压的大小，并通过直流输出端口输出至后端的待充电汽车。
5.如权利要求4所述的多功能汽车充电机，其特征在于：所述三相PFC校正&逆变单元具有功率双向流动的功能，当其功率正向流动时用于输出一个直流电压，该直流电压作为DC-DC单元的输入；当其功率负向流动时，用于将直流电能逆变成交流电压。
6.如权利要求4所述的多功能汽车充电机，其特征在于：所述DC-DC单元通过调整直流电的占空比来控制输出的有效电压的大小。
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