CN106740195B - 一种电动汽车充电电源及对电动汽车的充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电电源及对电动汽车的充电方法，包括：两个直流输出模块，分别连接电源输出端，用于输出直流电源对外供电；以及，开关模块，分别连接所述两个直流输出模块和所述电源输出端，用于通过导通或关断来切换所述两个直流输出模块之间的连接关系，以使所述两个直流输出模块通过不同的连接关系对外供电。本发明能够拓宽电动汽车的适用范围，且提高充电效率。

Description

一种电动汽车充电电源及对电动汽车的充电方法

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种电动汽车充电电源及对电动汽车的充电方法。

背景技术

现有的通用电动汽车有大巴、中巴和轿车。其中，大巴的动力电池的电压一般在600V左右，而中巴和轿车的动力电池电压一般在400V左右，因此目前市面上的充电电源分为两种：满足中巴和轿车的快速充电所用到的低电压输出的充电系统，一般此系统输出电压为450-200V，其输出电流是恒定的，且只有在最高输出电压时才输出最大功率，而在低压时输出功率较小；满足大巴车的快速充电所用到的高压输出的充电系统，一般此系统的输出电压为750-350V，输出电流也是恒定的，其也只有在最高输出电压时才输出最大功率。其中，高压充电系统可以给部分中巴和轿车的充电，但充电时间会比低压充电系统长，而且不能完整覆盖所有低续航轿车的充电电压范围。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种电动汽车充电电源及对电动汽车的充电方法，能够拓宽电动汽车的适用范围，且提高充电效率。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种电动汽车充电电源，包括：

两个直流输出模块，分别连接电源输出端，用于输出直流电源对外供电；以及，

开关模块，分别连接所述两个直流输出模块和所述电源输出端，用于根据电动汽车的类型，分别对应导通或关断来切换所述两个直流输出模块之间的连接关系，以使所述两个直流输出模块通过相应的连接关系对所述电动汽车进行充电。

进一步地，所述充电电源还包括：控制模块，与所述开关模块连接，用于控制所述开关模块的导通或闭合。

进一步地，所述两个直流输出模块包括：第一直流输出模块和第二直流输出模块；所述第一直流输出模块包括：变压器的第一副边绕组，所述第一副边绕组的两个输出端分别连接第一正极输出端和第一负极输出端，用于输出第一直流电源；

所述第二直流输出模块包括：变压器的第二副边绕组，所述第二副边绕组的两个输出端分别连接第二正极输出端和第二负极输出端，用于输出第二直流电源。

进一步地，所述开关模块包括：第一开关和第二开关；所述第一开关串接在所述第一正极输出端和第二正极输出端之间，所述第二开关连接在所述第一负极输出端、第二正极输出端和第二负极输出端之间；

在所述第一开关和所述第二开关导通时，所述第一直流输出模块和所述第二直流输出模块并联后对所述电动汽车进行充电；

在所述第一开关和所述第二开关关断时，所述第一直流输出模块和所述第二直流输出模块串联后对所述电动汽车进行充电。

进一步地，所述第一正极输出端包括第一二极管和第二二极管，所述第一负极输出端包括第三二极管和第四二极管；所述第一副边绕组的第一输出端分别与所述第一二极管的正极、所述第三二极管的负极连接，所述第一副边绕组的第二输出端分别与所述第二二极管的正极、所述第四二极管的负极连接；所述第一二极管和所述第二二极管的负极分别与所述电源输出端的正极、所述第一开关连接，所述第三二极管和所述第四二极管的正极分别与所述第二开关连接；

所述第二正极输出端包括第五二极管和第六二极管，所述第二负极输出端包括第七二极管和第八二极管；所述第二副边绕组的第一输出端分别与所述第五二极管的正极、第七二极管的负极连接，所述第二副边绕组的第二输出端分别与所述第六二极管的正极、所述第八二极管的负极连接；所述第五二极管和所述第六二极管的负极分别与所述第一开关、所述第二开关连接，所述第七二极管和所述第八二极管的正极分别与所述第二开关、所述电源输出端的负极连接。

进一步地，所述第一开关和所述第二开关均为继电器开关。

进一步地，所述第一开关和所述第二开关均包括动触点、第一静触点和第二静触点；所述第一开关的动触点分别与所述第一正极输出端和所述电源输出端的正极连接，所述第一开关的第一静触点与所述第二正极输出端连接，所述第一开关的第二静触点悬空；

所述第二开关的动触点与所述第一负极输出端连接，所述第二开关的第一静触点分别与所述第二负极输出端和所述电源输出端的负极连接，所述第二开关的第二静触点与所述第二正极输出端连接；

在所述第一开关和所述第二开关的动触点与第一静触点闭合时，所述第一开关和所述第二开关导通；

在所述第一开关和所述第二开关的动触点与第二静触点闭合时，所述第一开关和所述第二开关关断。

进一步地，所述第一开关和所述第二开关均进一步包括线圈；所述控制模块分别连接所述第一开关和所述第二开关的线圈，用于向所述第一开关和所述第二开关输出相同的控制信号，以控制所述第一开关和所述第二开关同时导通或关断。

优选地，所述第一副边绕组和所述第二副边绕组所采用的材料、匝数和输出的电压均相同。

优选地，所述第一副边绕组和所述第二副边绕组位于同一变压器上或分别位于不同变压器上。

另一方面，本发明提供一种利用上述充电电源对电动汽车的充电方法，包括：

获取电动汽车的类型；

根据所述电动汽车的类型，切换两个直流输出模块之间的连接关系，以使所述两个直流输出模块通过相应的连接关系对所述电动汽车进行充电。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

将两个直流输出模块与开关模块连接，根据电动汽车的类型通过开关模块的导通或关断切换两个直流输出模块之间的连接关系，以使两个直流输出模块通过相应的连接关系对电动汽车进行充电，拓宽电源电压的输出范围，达到既能给大巴充电，又能给中巴和轿车充电的需求，提高电动汽车的适用范围，且两个直流模块通过不同的连接关系均能输出较高的功率，提高充电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例一提供的电动汽车充电电源的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的对电动汽车的充电方法的流程示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术的充电系统存在的充电范围窄、充电时间长等技术问题，本发明旨在提供一种电动汽车充电电源，其核心思想是：提供了分别连接电源输出端的两个直流输出模块，以及分别连接两个直流输出模块、电源输出端的开关模块，根据电动汽车的类型，开关模块通过导通或关断来切换两个直流输出模块之间的连接关系，使两个直流输出模块输出的直流电源经过相应的连接关系后对相应的电动汽车进行充电。本发明所提供的充电电源能够拓宽电源电压的输出范围，提高电动汽车的适用范围，且两个直流模块通过不同的连接关系均能输出较高的功率，提高充电效率。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种电动汽车充电电源，参见图1，该充电电源包括：

两个直流输出模块1、2，分别连接电源输出端VOUT，用于输出直流电源对外供电；以及，

开关模块3，分别连接所述两个直流输出模块1、2和所述电源输出端VOUT，用于根据电动汽车的类型，分别对应导通或关断来切换所述两个直流输出模块1、2之间的连接关系，以使所述两个直流输出模块1、2通过相应的连接关系对所述电动汽车进行充电。

需要说明的是，两个直流输出模块1、2分别输出直流电源，根据电动汽车的类型，与两个直流输出模块1、2连接的开关模块3通过导通或关断来切换两个直流输出模块1、2为串联或并联，从而使两个直流输出模块1、2输出的直流电源在串联或并联后对相应的电动汽车进行充电。若电动汽车为中巴或轿车，则开关模块导通，两个直流输出模块1、2并联后对电动汽车进行充电；若电动汽车为大巴，则开关模块关断，两个直流输出模块1、2串联后对电动汽车进行充电。两种方式的供电拓宽电源电压的输出范围，使充电电源既能给大巴充电，又能给中巴和轿车充电，提高电动汽车的适用范围，且两个直流模块通过不同的连接关系均能输出较高的功率，提高充电效率。

进一步地，所述充电电源还包括：控制模块4，与所述开关模块3连接，用于控制所述开关模块3的导通或闭合。

需要说明的是，控制模块4通过向开关模块3发送DSP控制信号来控制开关模块3的导通或闭合，以使两个直流输出模块1、2通过串联或并联的方式对外供电。

进一步地，所述两个直流输出模块包括：第一直流输出模块1和第二直流输出模块2；所述第一直流输出模块1包括：变压器T2A的第一副边绕组，所述第一副边绕组的两个输出端A4、A5分别连接第一正极输出端11和第一负极输出端12，用于输出第一直流电源；

所述第二直流输出模块2包括：变压器T2B的第二副边绕组，所述第二副边绕组的两个输出端B6、B7分别连接第二正极输出端21和第二负极输出端22，用于输出第二直流电源。

需要说明的是，第一直流输出模块1中的变压器输出电压后，通过第一正极输出端11和第一负极输出端12输出第一直流电源。第二直流输出模块2中的变压器输出电压后，通过第二正极输出端21和第二负极输出端22输出第二直流电源。其中，第一正极输出端11与电源输出端的正极VOUT+连接，第二负极输出端22与电源输出端的负极VOUT-连接，开关模块3分别与第一负极输出端12、第二正极输出端21、电源输出端的正极VOUT+和电源输出端的负极VOUT-连接，从而可通过开关模块3的导通或关断，使第一直流电源和第二直流电源串联或并联后对外供电。

进一步地，所述开关模块3包括：第一开关RY1和第二开关RY2；所述第一开关RY1串接在所述第一正极输出端11和第二正极输出端21之间，所述第二开关RY2连接在所述第一负极输出端12、第二正极输出端21和第二负极输出端22之间；

在所述第一开关RY1和所述第二开关RY2导通时，所述第一直流输出模块1和所述第二直流输出模块2并联后对所述电动汽车进行充电；

在所述第一开关RY1和所述第二开关RY2关断时，所述第一直流输出模块1和所述第二直流输出模块2串联后对所述电动汽车进行充电。

需要说明的是，开关模块3中具有两个开关RY1、RY2，分别对应连接第一负极输出端12、第二正极输出端21、电源输出端的正极VOUT+和电源输出端的负极VOUT-。在两个开关RY1、RY2均导通时，两个直流输出模块1、2构成并联的连接方式，从而使第一直流电源和第二直流电源并联后对外供电，并联供电方式可用于给中巴和轿车充电；在两个开关RY1、RY2均关断时，两个直流输出模块1、2构成串联的连接方式，从而使第一直流电源和第二直流电源串联后对外供电，串联供电方式可用于给大巴充电。

具体地，所述第一正极输出端11包括第一二极管D1和第二二极管D2，所述第一负极输出端12包括第三二极管D3和第四二极管D4；所述第一副边绕组的第一输出端A4分别与所述第一二极管D1的正极、所述第三二极管D3的负极连接，所述第一副边绕组的第二输出端A5分别与所述第二二极管D2的正极、所述第四二极管D4的负极连接；所述第一二极管D1和所述第二二极管D2的负极分别与所述电源输出端的正极VOUT+连接，所述第三二极管D3和所述第四二极管D4的正极分别与所述第二开关RY2连接；

所述第二正极输出端21包括第五二极管D5和第六二极管D6，所述第二负极输出端22包括第七二极管D7和第八二极管D8；所述第二副边绕组的第一输出端B6分别与所述第五二极管D5的正极、第七二极管D7的负极连接，所述第二副边绕组的第二输出端B7分别与所述第六二极管D6的正极、所述第八二极管D8的负极连接；所述第五二极管D5和所述第六二极管D6的负极分别与所述第一开关RY1、所述第二开关RY2连接，所述第七二极管D7和所述第八二极管D8的正极分别与所述电源输出端的负极VOUT-连接。

进一步地，所述第一开关RY1和所述第二开关RY2均为继电器开关。

进一步地，所述第一开关RY1和所述第二开关RY2均包括动触点、第一静触点和第二静触点；所述第一开关RY1的动触点X3与所述电源输出端的正极VOUT+连接，所述第一开关RY1的第一静触点X4与所述第二正极输出端21连接，所述第一开关RY1的第二静触点X5悬空；

所述第二开关RY2的动触点Y3与所述第一负极输出端12连接，所述第二开关RY2的第一静触点Y4与所述电源输出端的负极VOUT-连接，所述第二开关RY2的第二静触点Y5与所述第二正极输出端21连接；

在所述第一开关RY1和所述第二开关RY2的动触点与第一静触点闭合时，所述第一开关RY1和所述第二开关RY2导通；

在所述第一开关RY1和所述第二开关RY2的动触点与第二静触点闭合时，所述第一开关RY1和所述第二开关RY2关断。

需要说明的是，两个开关RY1、RY2均为单刀双掷的继电器开关。在第一开关RY1的动触点X3与第一静触点X4闭合时，第一开关RY1导通，在第二开关RY2的动触点Y3与第一静触点Y4闭合时，第二开关RY2导通，两个开关RY1、RY2的导通使得开关模块3导通，从而使两个直流输出模块1、2并联后向外供电。在第一开关RY1的动触点X3与第二静触点X5闭合时，第一开关RY1关断，在第二开关RY2的动触点Y3与第一静触点Y5闭合时，第二开关RY2关断，两个开关RY1、RY2的关断使得开关模块3关断，从而使两个直流输出模块1、2串联后向外供电。开关模块中仅采用两个继电器开关器件，所采用的开关器件少，提高整机可靠性。

进一步地，所述第一开关RY1和所述第二开关RY2均进一步包括线圈；所述控制模块4分别连接所述第一开关RY1和所述第二开关RY2的线圈，用于向所述第一开关RY1和所述第二开关RY2输出相同的控制信号，以控制所述第一开关RY1和所述第二开关RY2同时导通或关断。

具体地，第一开关RY1还包括线圈端X1、X2，第二开关RY2还包括线圈端Y1、Y2，控制模块4分别连接第一开关RY1的线圈端X1、X2和第二开关RY2的线圈端Y1、Y2。控制模块4向两个开关RY1、RY2发送相同的控制信号，以控制两个开关RY1、RY2的动触点与第一静触点或第二静触点闭合，从而控制两个开关RY1、RY2同时导通或关断。仅采用一个控制信号共同控制两个开关，使得控制端口占用少，且能够有效避免误操作和短路逻辑。

优选地，所述第一副边绕组和所述第二副边绕组所采用的材料、匝数和输出的电压均相同。

优选地，所述第一副边绕组和所述第二副边绕组位于同一变压器上或分别位于不同变压器上。

需要说明的是，本发明实施例所提供的充电电源可以设置一个或两个变压器。当充电电源设置一个变压器时，该变压器具有两个副边绕组，即第一副边绕组和第二副边绕组；当充电电源设置两个变压器时，每个变压器分别具有一个副边绕组，如图1所示，一个变压器T2A具有第一副边绕组，另一个变压器T2B具有第二副边绕组。

本发明实施例通过开关模块与两个直流输出模块的连接，根据电动汽车的类型切换两个直流输出模块之间的连接关系，以使两个直流输出模块通过不同的连接关系对外供电，拓宽电源电压的输出范围，提高电动汽车的适用范围，且两个直流模块通过不同的连接关系均能输出较高的功率，提高充电效率。

实施例二

本发明实施例提供了利用上述实施例中的充电电源对电动汽车的充电方法，参见图2，包括：

S1、获取电动汽车的类型；

S2、根据所述电动汽车的类型，切换两个直流输出模块之间的连接关系，以使所述两个直流输出模块通过相应的连接关系对所述电动汽车进行充电。

需要说明的是，在电动汽车的类型为中巴或轿车时，控制开关模块导通，切换两个直流输出模块之间的连接关系为并联，使两个直流输出模块输出的直流电源并联后对电动汽车进行充电；在电动汽车的类型为大巴时，控制开关模块关断，切换两个直流输出模块之间的连接关系为串联，使两个直流输出模块输出的直流电源串联后对电动汽车进行充电。

本发明实施例根据电动汽车的类型切换两个直流输出模块之间的连接关系，以使两个直流输出模块通过不同的连接关系对外供电，拓宽电源电压的输出范围，提高电动汽车的适用范围，且两个直流模块通过不同的连接关系均能输出较高的功率，提高充电效率。

综上所述，本发明提出了一种电动汽车充电电源及对电动汽车的充电方法，其具有较好的实用效果。本发明的充电电源将两个直流输出模块与开关模块连接，根据电动汽车的类型以通过开关模块的导通或关断切换两个直流输出模块之间的连接关系，以使两个直流输出模块通过不同的连接关系对外供电，拓宽电源电压的输出范围，达到既能给大巴充电，又能给中巴和轿车充电的需求，提高电动汽车的适用范围，且两个直流模块通过不同的连接关系均能输出较高的功率，提高充电效率，另外，开关模块中仅采用两个继电器开关器件，所采用的开关器件少，提高整机可靠性，而且，仅采用一个控制信号共同控制两个开关，使得控制端口占用少，且能够有效避免误操作和短路逻辑。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动汽车充电电源，其特征在于，包括：

两个直流输出模块，分别连接电源输出端，用于输出直流电源对外供电；以及，

开关模块，分别连接所述两个直流输出模块和所述电源输出端，用于根据电动汽车的类型，分别对应导通或关断来切换所述两个直流输出模块之间的连接关系，以使所述两个直流输出模块通过相应的连接关系对所述电动汽车进行充电；

所述充电电源还包括：控制模块，与所述开关模块连接，用于控制所述开关模块的导通或闭合；

所述充电电源设置有两个变压器，所述两个直流输出模块包括：第一直流输出模块和第二直流输出模块；所述第一直流输出模块包括：一个变压器的第一副边绕组，所述第一副边绕组的两个输出端分别连接第一正极输出端和第一负极输出端，用于输出第一直流电源；

所述第二直流输出模块包括：另一个变压器的第二副边绕组，所述第二副边绕组的两个输出端分别连接第二正极输出端和第二负极输出端，用于输出第二直流电源；

所述开关模块包括：第一开关和第二开关；所述第一开关串接在所述第一正极输出端和第二正极输出端之间，所述第二开关连接在所述第一负极输出端、第二正极输出端和第二负极输出端之间；

在所述第一开关和所述第二开关导通时，所述第一直流输出模块和所述第二直流输出模块并联后对所述电动汽车进行充电；

在所述第一开关和所述第二开关关断时，所述第一直流输出模块和所述第二直流输出模块串联后对所述电动汽车进行充电。

2.如权利要求1所述的电动汽车充电电源，其特征在于，所述第一正极输出端包括第一二极管和第二二极管，所述第一负极输出端包括第三二极管和第四二极管；所述第一副边绕组的第一输出端分别与所述第一二极管的正极、所述第三二极管的负极连接，所述第一副边绕组的第二输出端分别与所述第二二极管的正极、所述第四二极管的负极连接；所述第一二极管和所述第二二极管的负极分别与所述电源输出端的正极、所述第一开关连接，所述第三二极管和所述第四二极管的正极分别与所述第二开关连接；

所述第二正极输出端包括第五二极管和第六二极管，所述第二负极输出端包括第七二极管和第八二极管；所述第二副边绕组的第一输出端分别与所述第五二极管的正极、第七二极管的负极连接，所述第二副边绕组的第二输出端分别与所述第六二极管的正极、所述第八二极管的负极连接；所述第五二极管和所述第六二极管的负极分别与所述第一开关、所述第二开关连接，所述第七二极管和所述第八二极管的正极分别与所述第二开关、所述电源输出端的负极连接。

3.如权利要求1所述的电动汽车充电电源，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关均为继电器开关。

4.如权利要求3所述的电动汽车充电电源，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关均包括动触点、第一静触点和第二静触点；所述第一开关的动触点分别与所述第一正极输出端和所述电源输出端的正极连接，所述第一开关的第一静触点与所述第二正极输出端连接，所述第一开关的第二静触点悬空；

所述第二开关的动触点与所述第一负极输出端连接，所述第二开关的第一静触点分别与所述第二负极输出端和所述电源输出端的负极连接，所述第二开关的第二静触点与所述第二正极输出端连接；

在所述第一开关和所述第二开关的动触点与第一静触点闭合时，所述第一开关和所述第二开关导通；

在所述第一开关和所述第二开关的动触点与第二静触点闭合时，所述第一开关和所述第二开关关断。

5.如权利要求4所述的电动汽车充电电源，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关均进一步包括线圈；所述控制模块分别连接所述第一开关和所述第二开关的线圈，用于向所述第一开关和所述第二开关输出相同的控制信号，以控制所述第一开关和所述第二开关同时导通或关断。

6.如权利要求1至5任一项所述的电动汽车充电电源，其特征在于，所述第一副边绕组和所述第二副边绕组所采用的材料、匝数和输出的电压均相同。

7.一种利用权利要求1所述的充电电源对电动汽车的充电方法，其特征在于，包括：

获取电动汽车的类型；

根据所述电动汽车的类型，切换两个直流输出模块之间的连接关系，以使所述两个直流输出模块通过相应的连接关系对所述电动汽车进行充电。

Images