CN108879902A - 交直流一体式非车载充电机及充电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充电设备技术领域，具体涉及交直流一体式非车载充电机及充电控制方法，本发明公开了一种交直流一体式非车载充电机，其包括：交流输入电路、直流输入电路、第一整流模块、充电枪和充电控制板。该充电机以较小的体积实现一台交直流一体式非车载充电机，既能交流输入充电又能直流输入充电。该充电机可以选择直流电源和三相交流电源的其中一种输入，适用范围更广；该充电机的后级共用一套第一整流模块、充电控制板和充电枪，使结构更加紧凑，节约成本。此外，交流输入电路和直流输入电路选择互锁运行；采用双重互锁保护电路，保证交流输入电路和直流输入电路能够正常、高效、安全运行。本发明还公开了该充电机的充电控制方法。

Description

交直流一体式非车载充电机及充电控制方法

技术领域

本发明涉及充电设备技术领域，具体涉及交直流一体式非车载充电机及充电控制方法。

背景技术

目前随着环保问题越来越受到重视，新能源汽车越来越受欢迎。新能源汽车主要是电动车，需要使用非车载充电机充电。非车载充电机多数用在大功率给纯电动公共汽车充电，也可给小型乘用车快速直流充电。在汽油车盛行之前很多国家都采用过轨道交通技术用于城市内部的市政交通技术—有轨电车。有轨电车网络有着特定的直流供电网络，电车的动力来源就是这个直流供电网络。目前还有很多国家和地区的有轨电车一直在为市政交通提供服务。由于城市在高速发展的同时，在发展电动汽车就势必需要大量充电设施，也就会对目前的供电网络造成冲击，找到一种可以利用现有有轨电车的直流供电网络的充电设备就可以有效的缓解新增的充电设施对现有电网的冲击。

中国专利号CN203883534U的实用新型专利，公开了一种交直流一体充电桩，采用直流电源提供交直流充电，由于采用了二选一电路、交流变换器、直流变换器，降低了整个充电机的充电效率同时也增加了系统的成本和体积。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的交直流一体式非车载充电机及充电控制方法成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供交直流一体式非车载充电机及充电控制方法。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

本发明提供了一种交直流一体式非车载充电机，该充电机包括：

与三相交流电源连接的交流输入电路，包括依次连接的交流断路器和交流接触器；

与直流电源连接的直流输入电路，包括依次连接的直流断路器和直流接触器；

第一整流模块，所述第一整流模块与所述交流输入电路和所述直流输入电路分别连接；

与所述第一整流模块的输出端连接的至少一把充电枪；以及

用于输出控制信号以控制所述充电枪开关状态的充电控制板；

其中，所述交流接触器的线圈与所述直流接触器的常闭接触点串联，所述直流接触器的线圈与所述交流接触器的常闭接触点串联，形成互锁控制回路。

优选地，所述交流输入电路还包括：交流防雷器和交流电能表，所述交流防雷器的一端设于所述交流断路器和所述交流电能表之间，所述交流防雷器的另一端接地，所述交流电能表设于所述交流断路器和所述交流接触器之间。

优选地，所述直流输入电路还包括：直流防雷器和第一直流电能表，所述直流防雷器的一端设于所述直流断路器和所述第一直流电能表之间，所述直流防雷器的另一端接地，所述第一直流电能表设于所述直流断路器和所述直流接触器之间。

优选地，每一把充电枪对应连接有充电开关和第二直流电能表，所述三相交流电源或直流电源输出电能经所述第一整流模块、所述充电开关和所述第二直流电能表输出至所述充电枪；

所述第二直流电能表与所述充电控制板连接，所述充电控制板输出控制信号控制所述充电开关的状态，以控制所述充电枪的开关状态。

优选地，该充电机还包括：

与所述充电控制板连接的计费管理单元；

与所述充电控制板和所述互锁控制回路均连接的监控板，

所述监控板分别与所述交流电能表、所述第一直流电能表、所述第一整流模块连接。

优选地，该充电机还包括：

分别与所述计费管理单元均相连接的读卡器、显示屏和扬声器组件。

优选地，所述第一整流模块和充电开关之间设有用于防止过流的熔断器，第二直流电能表连接有分流器。

优选地，所述充电机还包括二次供电模块，所述二次供电模块包括：

与三相交流电源其中一相连接的二次交流输入回路，所述二次交流输入回路上设有第一微型断路器；

与直流电源连接的二次直流输入回路，所述二次直流输入回路上设有第二微型断路器；

第二整流模块，所述第二整流模块与所述二次交流输入回路和所述二次直流输入回路分别连接；以及

设于所述第二整流模块输出端的辅助电源。

优选地，所述第一微型断路器与所述直流接触器互锁，所述第二微型断路器与所述交流接触器互锁，第一微型断路器和第二微型断路器彼此之间互锁。

优选地，所述计费管理单元、读卡器、显示屏和扬声器组件均设于充电机的正面，所述充电机的正面还设有用于切断交流输入充电和直流输入充电的急停按钮和用于挂装所述充电枪的空枪座。

优选地，所述充电机内具有一腔体，所述腔体包括容纳有第一整流模块和第二整流模块的上部安装区、安装有交流输入充电和直流输入充电的电气器件的下部安装区。

优选地，与所述充电机的正面相邻的两侧分别设有排风装置和空气过滤装置，所述排风装置包括排风风机、风机转接板和风机驱动电缆；所述空气过滤装置包括过滤网、灰尘粒子浓度传感器、湿度传感器。

本发明还提供了一种应用于上述交直流一体式非车载充电机的充电控制方法，该方法包括：

三相交流电源输入充电时，直流输入电路断开使用，二次供电模块选择与三相交流电源其中一相接通；

直流电源输入充电时，交流输入电路断开使用，二次供电模块选择与直流电源接通。

本发明的充电机既能交流输入充电又能直流输入充电，该充电机通过互锁控制回路选择直流电源和三相交流电源的其中一种输入，适用范围更广，保证交流输入电路和直流输入电路能够正常、高效、安全运行；同时，该充电机共用一套第一整流模块、充电控制板和充电枪，节省电气器件，使得结构更加紧凑，节省充电机的利用空间，从而减小充电机的体积，节约成本。本发明还提供了一种交直流一体式非车载充电机的充电控制方法，该方法保证交流输入电路和直流输入电路能够正常、高效、安全运行。

附图说明

图1是本发明的充电机的电气一次原理图。

图2是本发明的充电机的第一种实施例的结构框图。

图3是本发明的充电机的第二种实施例的结构框图。

图4是本发明的充电机的第三种实施例的结构框图。

图5是本发明的充电机中的二次供电模块的结构框图。

图6是本发明的充电机的正视图。

图7是本发明的充电机的立体结构示意图。

图8是本发明的充电机的门体结构示意图。

图9是本发明的充电机的第一侧门打开状态结构示意图。

图10是本发明的充电机的第二侧门打开状态结构示意图。

图11是本发明的充电机中的插框结构示意图。

图12是本发明的充电机在三相交流电源输入时的一种工作方式框图。

图13是本发明的充电机在直流电源输入时的一种工作方式框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在下文中，将参考附图来更好地理解本发明的许多方面。附图中的部件未必按照比例绘制。替代地，重点在于清楚地说明本发明的部件。此外，在附图中的若干视图中，相同的附图标记指示相对应零件。

如本文所用的词语“示例性”或“说明性”表示用作示例、例子或说明。在本文中描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式未必理解为相对于其它实施方式是优选的或有利的。下文所描述的所有实施方式是示例性实施方式，提供这些示例性实施方式是为了使得本领域技术人员做出和使用本公开的实施例并且预期并不限制本公开的范围，本公开的范围由权利要求限定。在其它实施方式中，详细地描述了熟知的特征和方法以便不混淆本发明。出于本文描述的目的，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”和其衍生词将与如图1定向的发明有关。而且，并无意图受到前文的技术领域、背景技术、发明内容或下文的详细描述中给出的任何明示或暗示的理论限制。还应了解在附图中示出和在下文的说明书中描述的具体装置和过程是在所附权利要求中限定的发明构思的简单示例性实施例。因此，与本文所公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特征不应被理解为限制性的，除非权利要求书另作明确地陈述。

本发明提供了一种交直流一体式非车载充电机。请参见图1，图1示出了一种交直流一体式非车载充电机的电气一次原理图，该充电机包括：交流输入电路、直流输入电路、第一整流模块PW1-6、充电枪3000和充电控制板CCU。本申请的充电机可以接入两种动力电源，分别是三相交流电源A/B/C/N和直流电源DC，其中，交流输入电路与三相交流电源A/B/C/N连接，直流输入电路与直流电源DC连接，具体地，请参阅图1所示，第一整流模块PW1-6包括一个交流输入端(AC输入端)、一个直流输入端(DC输入端)、一个接地端(PE端)和一个直流输出端(DC输出端)，第一整流模块PW1-6的AC输入端与交流输入电路连接，第一整流模块PW1-6的DC输入端与直流输入电路连接，第一整流模块PW1-6的DC输出端连接至少一把充电枪3000。充电控制板CCU用于输出控制信号以控制充电枪3000的开关状态。

进一步地，第一整流模块PW1-6既可以交流-直流转换，也可以直流-直流转换。三相交流电源A/B/C/N作为动力电源输入时，第一整流模块PW1-6用于交流-直流转换并按电动汽车上的BMS需求输出电压、电流；直流电源DC作为动力电源输入时，第一整流模块PW1-6用于直流-直流转换并按电动汽车上的BMS需求输出电压、电流。本申请采用两用的第一整流模块PW1-6增加了动力电源输入的种类，扩大了充电机的适用范围，减少整流器件，节约成本。

具体地，在本实施例中，请参见图2，三相交流电源A/B/C/N作为动力电源输入时，三相交流电源A/B/C/N的输出端与交流输入电路的输入端连接，交流输入电路的输出端与第一整流模块PW1-6的AC输入端连接，第一整流模块PW1-6的DC输出端与一把以上的充电枪3000连接；直流电源DC作为动力电源输入时，直流电源DC的输出端与直流输入电路的输入端连接，直流输入电路的输出端与第一整流模块PW1-6的DC输入端连接，第一整流模块PW1-6的DC输出端与一把以上的充电枪3000连接。

进一步地，请参见图2，交流输入电路包括：依次连接的交流断路器1QF和交流接触器1KM；直流输入电路包括：依次连接的直流断路器2QF和直流接触器KMDC1-KMDC2。其中，交流接触器1KM的线圈与直流接触器KMDC1-KMDC2的常闭接触点串联，直流接触器KMDC1-KMDC2的线圈与交流接触器1KM的常闭接触点串联，形成互锁控制回路。互锁即交流接触器1KM和直流接触器KMDC1-KMDC2中只能其中一个接触器闭合，则另一个接触器断开。在本申请中，交流接触器1KM与直流接触器KMDC1-KMDC2的互锁方式包括：电气联动互锁和通信联动互锁，电气联动互锁即交流接触器1KM与直流接触器KMDC1-KMDC2电气联动，当交流接触器1KM吸合接通三相交流电源A/B/C/N时，直流接触器KMDC1-KMDC2自动断开并禁止使用，或者当直流接触器KMDC1-KMDC2吸合接通直流电源DC时，交流接触器1KM自动断开并禁止使用；通信联动互锁，即交流接触器1KM受控吸合导通三相交流电源A/B/C/N这一侧的输入同时输出一个摇信信号给充电控制板CCU，充电控制板CCU通过软件驱动使得直流接触器KMDC1-KMDC2断开并禁止使用，或者直流接触器KMDC1-KMDC2受控吸合导通直流电源DC这一侧的输入同时输出一个摇信信号给充电控制板CCU，充电控制板CCU通过软件驱动使得交流接触器1KM断开并禁止使用。本实施例中，采用电气联动互锁和通信联动互锁并行，双重互锁保护电路，保证交流输入电路和直流输入电路能够正常、安全运行，进而保证充电机高效，安全运行。

本发明以较小的体积实现一台非车载充电机既能交流输入充电又能直流输入充电。该充电机的前级，交流输入电路和直流输入电路相对独立，有各自的断路器和接触器，在动力电源输入时，只选择直流电源DC和三相交流电源A/B/C/N的其中一种输入，适用范围更广；该充电机的后级共用一套第一整流模块PW1-6、充电控制板CCU和充电枪3000，节省电气器件，使得结构更加紧凑，节省充电机的利用空间，从而减小充电机的体积，节约成本。

在上述实施例的基础上，本实施例中，请参见图1和图3，交流输入电路还包括：交流防雷器SPD1和交流电能表PJ1，交流防雷器SPD1的一端接入交流断路器1QF和交流电能表PJ1之间，交流防雷器SPD1的另一端接地，交流电能表PJ1设于交流断路器1QF和交流接触器1KM之间，三相交流电源A/B/C/N输出电能经过交流断路器1QF、交流电能表PJ1和交流接触器1KM输送至第一整流模块PW1-6。

具体地，在交流输入电路中，三相交流电源A/B/C/N的输出端与交流断路器1QF的输入端相连，交流防雷器SPD1的一端设于交流断路器1QF和交流电能表PJ1之间，交流防雷器SPD1的另一端接地，交流电能表PJ1的输入端设于交流断路器1QF和交流接触器1KM之间，交流接触器1KM的输出端与第一整流模块PW1-6相连。

进一步地，请参见图1和图3，直流输入电路还包括：直流防雷器SPD2和第一直流电能表PJ2，直流防雷器SPD2的一端接入直流断路器2QF和第一直流电能表PJ2之间，直流防雷器SPD2的另一端接地，第一直流电能表PJ2设于直流断路器2QF和直流接触器KMDC1-KMDC2之间，直流电源DC输出电能经过直流断路器2QF、第一直流电能表PJ2和直流接触器KMDC1-KMDC2输送至第一整流模块PW1-6。

具体地，在直流输入电路中，直流电源DC的输出端与直流断路器2QF的输入端相连，直流防雷器SPD2的一端设于直流断路器2QF和第一直流电能表PJ2之间，直流防雷器SPD2的另一端接地，第一直流电能表PJ2输入端设于直流断路器2QF和直流接触器KMDC1-KMDC2之间，直流接触器KMDC1-KMDC2的输出端与第一整流模块PW1-6相连。

在上述实施例的基础上，本实施例中，请参见图4，每一把充电枪3000对应连接有充电开关KMA1/KMA2和第二直流电能表PJA，三相交流电源A/B/C/N或直流电源DC输出电能经第一整流模块PW1-6、充电开关KMA1/KMA2和第二直流电能表PJA输出至充电枪3000；第二直流电能表PJA与充电控制板CCU连接，充电控制板CCU输出控制信号控制充电开关KMA1/KMA2的状态，以控制充电枪3000的开关状态。

在上述实施例的基础上，本实施例中，请参见图1，该充电机还包括：计费管理单元TCU和监控板MNU；其中，计费管理单元TCU与充电控制板CCU连接，监控板MNU与充电控制板CCU和互锁控制回路均相连接，监控板MNU还分别与交流电能表PJ1、第一直流电能表PJ2、第一整流模块PW1-6连接。

进一步地，请参见图1，监控板MNU与互锁控制回路连接，对交流接触器1KM与直流接触器KMDC1-KMDC2之间的互锁运行状态进行监控。

进一步地，请参见图1，该充电机还包括：读卡器DKQ、显示屏LCD、扬声器组件SP，计费管理单元TCU分别与读卡器DKQ、显示屏LCD和扬声器组件SP连接。

第二直流电能表PJA将输出至充电枪3000的电量信息传输给充电控制板CCU，再由充电控制板CCU传输给计费管理单元TCU，由计费管理单元TCU计算本次充电的费用并通过显示屏LCD或扬声器组件SP告知用户。用户可以根据显示屏LCD的提示选择按金额、按时长、按电量、自动充满等模式进行选择直流输入充电模式或交流输入充电模式。

在上述实施例的基础上，本实施例中，请参见图1，为了防止电路短路过载烧坏充电机内的电气器件，保证充电机在充电过程中安全运行，第一整流模块PW1-6和充电开关KMA2之间设有用于防止过流的熔断器FU1，第二直流电能表PJA连接有分流器FL1。

在上述实施例的基础上，本实施例中，请参见图1和图5，该充电机还包括二次供电模块，该二次供电模块包括：与三相交流电源A/B/C/N其中一相连接的二次交流输入回路、与直流电源DC连接的二次直流输入回路、与二次交流输入回路和二次直流输入回路均连接的第二整流模块PW7、设于第二整流模块PW7输出端的辅助电源。

二次供电模块可以从三相交流电源A/B/C/N其中一相或直流电源DC处直接取电，并且后级完全共用，节约成本，节省充电机的利用空间，从而减小充电机的体积。

第二整流模块PW7用于交流-直流转换、直流-直流转换并给接触器控制以及计费管理单元TCU、监控板MNU和充电控制板CCU的运行提供所需的电流、电压。本申请采用两用的第二整流模块PW7增加了动力电源输入的种类，扩大了充电机的适用范围，减少整流器件，节约成本。

进一步地，请参见图1和图5，二次交流输入回路上设有第一微型断路器QF02；二次直流输入回路上设有第二微型断路器QF03。

在一个优选实施方式中，辅助电源包括用于给监控板MNU、充电控制板CCU、计费管理单元TCU运行供电的第一辅助电源PSU3和用于给直流接触器KMDC1-KMDC2、交流接触器1KM的控制供电的第二辅助电源PSU4。

具体地，请参见图1和图5，二次交流输入回路通过第一微型断路器QF02与三相交流电源A/B/C/N相连，三相交流电源A/B/C/N输出电能经过第一微型断路器QF02、第二整流模块PW7输出至第一辅助电源PSU3和第二辅助电源PSU4；二次直流输入回路通过第二微型断路器QF03与直流电源DC相连，直流电源DC输出电能经过第二微型断路器QF03、第二整流模块PW7输出至第一辅助电源PSU3和第二辅助电源PSU4。第二整流模块PW7还接地。

请参见图1，在三相交流电源A/B/C/N输入模式下，三相交流电源A/B/C/N通过二次交流输入回路利用第二整流模块PW7先把输入380V交流转换成300V直流，然后第二整流模块PW7的输出端接入第一辅助电源PSU3进行二次降压，输出24V或12V直流给充电控制板CCU、监控板MNU、计费管理单元TCU的运行供电；第二整流模块PW7的输出端同时接入第二辅助电源PSU4进行二次降压，输出24V或12V直流给直流接触器KMDC1-KMDC2和交流接触器1KM的控制供电。在直流电源DC输入模式下，直流电源DC通过二次直流输入回路利用第二整流模块PW7先把输入750V直流转换成300V直流，然后第二整流模块PW7的输出端接入第一辅助电源PSU3进行二次降压，输出24V、12V直流给充电控制板CCU、监控板MNU、计费管理单元TCU的运行供电；第二整流模块PW7的输出端同时接入第二辅助电源PSU4进行二次降压，输出24V、12V直流给直流接触器KMDC1-KMDC2和交流接触器1KM的控制供电。

进一步地，在本实施例中，第一微型断路器QF02和第二微型断路器QF03互锁运行，即第一微型断路器QF02吸合时，第二微型断路器QF03断开。此外，第一微型断路器QF02与直流接触器KMDC1-KMDC2互锁，即第一微型断路器QF02的状态与交流接触器1KM的状态保持一致，即第一微型断路器QF02处于吸合/断开状态，交流接触器1KM也相应的处于吸合/断开状态，此时，第二微型断路器QF03与交流接触器1KM互锁，即第二微型断路器QF03的状态与交流接触器1KM的状态相反，即其中一个吸合，则另一个断开。该设置方式使得二次直流输入回路与直流输入充电回路相互联系，二次交流输入回路与三相交流输入充电回路相互联系，此处的直流输入充电回路是指由直流输入电路、第一整流模块PW1-6、充电枪3000以及充电控制板CCU形成的回路；交流输入充电回路是指由交流输入电路、第一整流模块PW1-6、充电枪3000以及充电控制板CCU形成的回路。

具体地，请参见图1，在直流电源DC输入模式下，第二微型断路器QF03吸合，则第一微型断路器QF02断开，交流接触器1KM断开，直流接触器KMDC1-KMDC2吸合；在二次直流输入回路中，直流电源DC通过二次直流输入回路利用第二整流模块PW7先把输入750V直流转换成300V直流，然后第二整流模块PW7的输出端接入第一辅助电源PSU3进行二次降压，输出24V或12V直流给充电控制板CCU、监控板MNU、计费管理单元TCU的运行供电，第二整流模块PW7的输出端同时接入第二辅助电源PSU4进行二次降压，输出24V或12V直流给直流接触器KMDC1-KMDC2和交流接触器1KM的控制供电；同时，在直流输入充电回路中，直流电源DC输出的电能通过直流输入电路、第一整流模块PW1-6、充电开关KMA1/KMA2和第二直流电能表PJA输出至充电枪3000。

在三相交流电源A/B/C/N输入模式下，第一微型断路器QF02吸合，则第二微型断路器QF03断开，交流接触器1KM吸合，直流接触器KMDC1-KMDC2断开；在二次交流输入回路中，三相交流电源A/B/C/N通过二次交流输入回路利用第二整流模块先把输入380V交流转换成300V直流，然后第二整流模块PW7的输出端接入第一辅助电源PSU3进行二次降压，输出24V或12V直流给充电控制板CCU、监控板MNU、计费管理单元TCU的运行供电，第二整流模块PW7的输出端同时接入第二辅助电源PSU4进行二次降压，输出24V或12V直流给直流接触器KMDC1-KMDC2和交流接触器1KM的控制供电；同时，在交流输入充电回路中，三相交流电源A/B/C/N输出的电能通过交流输入电路、第一整流模块PW1-6、充电开关KMA1/KMA2和第二直流电能表PJA输出至充电枪3000。

为了提高用户使用交直流一体式非车载充电机的便捷性，如图6和图7所示，充电机包括具有一腔体20的机体10以及与机体10转动连接的门体30，该门体30包括前门301和与前门301相邻设置的第一侧门302、第二侧门303。请参见图6，读卡器3010、显示屏3011、扬声器组件3012设于充电机的前门301上，打开前门301即可直接维护和检修，提高维护和检修的效率和便捷性。

进一步地，请参见图6和图10，该充电机的前门301上还设有用于指示充电机的工作状态的状态指示灯3013，充电机的工作状态包括：待机状态、故障状态和充电状态，状态指示灯3013包括待机指示灯、故障指示灯和充电指示灯。其中，待机状态时，待机指示灯的灯条显绿色；故障状态时，故障指示灯的灯条显红色；充电状态时，充电指示灯的灯条根据车辆的SOC值，进行黄色跑马状滚动闪烁。状态指示灯3013呈灯条的设置方式可以使状态指示灯3013起到明显的指引作用，可以明确指引电动汽车从较远距离识别到此处的充电桩的工作状态。

进一步地，请参见图6和图10，充电机的前门301上还设有用于切断交流输入充电回路和直流输入充电回路的急停装置3014和用于挂装充电枪3000的空枪座3015。

具体地，显示屏3011设于状态指示灯3013的正下方，读卡器3010和急停装置3014均设于显示屏3011的正下方，容置充电枪3000的空枪座3015设于前门301的中部，空枪座3015的内部还装设有用于检测充电枪3000是否归位的接近开关(图中未示出)。为了保证设备运行的安全，交直流一体式非车载充电机前门301上还设置了急停装置3014，紧急情况下拍下急停装置3014，交流输入充电回路或直流输入充电回路切断输入，显示屏3011显示急停前系统锁定的故障状态或急停告警。

进一步地，请参见图7和图10，交直流一体式非车载充电机的第二侧门303对应的一侧底部出充电枪3000的接口300，前门301中部设挂装充电枪3000的空枪座3015，方便用户取用充电枪3000。

进一步地，请参见图8，第一侧门302和第二侧门303上分别设有排风装置3020和空气过滤装置3030，在本实施例中，为了便于整个系统的维护，第一侧门302上安装有排风装置3020，排风装置3020包括排风风机、风机转接板和风机驱动电缆；第二侧门303上安装有空气过滤装置3030，空气过滤装置3030包括过滤网、灰尘粒子浓度传感器、湿度传感器。

进一步地，请参见图9和图10，上述腔体20包括容纳有第一整流模块2011和第二整流模块2012的上部安装区201、安装有交流输入充电回路和直流输入充电回路的电气器件的下部安装区202。

充电机内电气器件安装分区能够快速定位、处理直流输入充电回路和交流输入充电回路的各种故障。

进一步地，请参见图9，打开第一侧门302对应的下部安装区202安装有直流输入充电回路和充电控制的电气器件，例如：直流断路器2021、直流接触器2022、第一直流电能表2023、第二直流电能表(图中未示出)、充电控制板(图中未示出)、监控板2024。请参见图10，打开第二侧门303对应的下部安装区202安装有交流输入充电回路的电气器件，例如：交流断路器2025、交流接触器(图中未示出)、交流电能表2026。

进一步地，请参见图9和图10，上部安装区201中设有一插框200，第一整流模块2011和第二整流模块2012依次排列设于插框200中，该插框200周围设有用于布线的接线点。请参见图11，接线点包括位于一侧的依次排列的PE(保护地)、TPA1(A相)、TPB1(B相)、TPC1(C相)接线点；位于另一侧的TP1⁺、TP1^-、TP2⁺、TP2^-、TP3⁺、TP3^-、TP4⁺、TP4^-接线点。三相交流电源A/B/C/N输入工作模式下，依次经过交流断路器2025、交流电能表2026、交流接触器后，三相火线和保护地线接入PE(保护地)、TPA1(A相)、TPB1(B相)、TPC1(C相)四个接线点。插框输出端接到TP1⁺、TP1^-、TP2⁺、TP2^-、TP3⁺、TP3^-、TP4⁺、TP4^-共八个输出端接线点。直流电源DC输入工作模式下，依次经过直流输入的DC⁺、DC^-两条动力电缆依次通过直流断路器2021、第一直流电能表2023和直流接触器2022后，接入第一整流模块2011的输入端DC⁺和DC^-上，此时，第一整流模块2011的输入只有DC⁺、DC^-两个直流输入点，输出部分和三相交流电源A/B/C/N输入工作模式的保持一致。插框200是提前做好布线的，充电机的动力电源输入模式的选择不会影响到从动力电源输入侧到插框200输入接口的接线。

本发明还提供了一种应用于上述交直流一体式非车载充电机的充电控制方法，该方法包括：

三相交流电源A/B/C/N输入充电时，直流输入电路断开使用，二次供电模块选择与三相交流电源A/B/C/N其中一相接通；

在本实施例中，三相交流电源A/B/C/N输入充电时，直流输入电路断开使用，二次供电模块选择与三相交流电源A/B/C/N其中一相接通。

具体地，请参见图1和图12，三相交流电源A/B/C/N输入充电时，互锁控制回路受监控板MNU控制，受控导通交流接触器1KM吸合，同时，直流接触器KMDC1-KMDC2断开，三相交流电源A/B/C/N输出的电能通过第一整流模块PW1-6、充电开关KMA1/KMA2和第二直流电能表PJA输出至充电枪3000；二次供电模块选择与三相交流电源A/B/C/N其中一相接通，第一微型断路器QF02吸合，第二微型断路器QF03断开，三相交流电源A/B/C/N输出的电能经过第二整流模块PW7整流输出至辅助电源。

直流电源DC输入充电时，交流输入电路断开使用，二次供电模块选择与直流电源DC接通。

在本实施例中，直流电源DC输入充电时，交流输入电路断开使用，二次供电模块选择与直流电源DC接通。

具体地，请参见图1和图13，直流电源DC输入充电时，互锁控制回路受监控板MNU控制，受控导通直流接触器KMDC1-KMDC2吸合，同时，交流接触器1KM断开，直流电源DC输出的电能通过第一整流模块PW1-6、充电开关KMA1/KMA2和第二直流电能表PJA输出至充电枪3000；二次供电模块选择与直流电源DC接通，第二微型断路器QF03吸合，第一微型断路器QF02断开，直流电源DC输出的电能经过第二整流模块PW7整流输出至辅助电源。

本发明提供了一种交直流一体式非车载充电机，该充电机以较小的体积实现一台交直流一体式非车载充电机，既能交流输入充电又能直流输入充电。该充电机的前级，交流输入电路和直流输入电路相对独立，有各自的断路器和接触器，在动力电源输入时，只选择直流电源DC和三相交流电源A/B/C/N的其中一种输入，动力电源输入的种类更多，适用范围更广；同时，该充电机的后级共用一套第一整流模块PW1-6、充电控制板CCU、监控板MNU、计费管理单元TCU、显示屏LCD、读卡器DKQ、扬声器组件SP、状态指示灯3013和充电枪3000，节省电气器件，使得结构更加紧凑，节约成本。此外，交流输入电路和直流输入电路选择互锁运行；采用双重互锁保护电路，保证交流输入充电回路和直流输入充电回路能够正常、高效、安全运行。本申请还利用二次供电模块进行二次降压给接触器控制以及充电控制板CCU、监控板MNU、计费管理单元TCU的运行供电，二次供电模块可以从三相交流电源A/B/C/N其中一相或直流电源DC处直接取电，并且后级完全共用，节约成本，节省充电机的利用空间，从而减小充电机的体积。本发明还提供了一种交直流一体式非车载充电机的充电控制方法，该方法保证交流输入电路和直流输入电路相互独立，能够正常、高效、安全运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种交直流一体式非车载充电机，其特征在于，该充电机包括：

与三相交流电源连接的交流输入电路，包括依次连接的交流断路器和交流接触器；

与直流电源连接的直流输入电路，包括依次连接的直流断路器和直流接触器；

第一整流模块，所述第一整流模块与所述交流输入电路和所述直流输入电路分别连接；

与所述第一整流模块的输出端连接的至少一把充电枪；以及

用于输出控制信号以控制所述充电枪开关状态的充电控制板；

其中，所述交流接触器的线圈与所述直流接触器的常闭接触点串联，所述直流接触器的线圈与所述交流接触器的常闭接触点串联，形成互锁控制回路。

2.根据权利要求1所述的交直流一体式非车载充电机，其特征在于，所述交流输入电路还包括：交流防雷器和交流电能表，所述交流防雷器的一端设于所述交流断路器和所述交流电能表之间，所述交流防雷器的另一端接地，所述交流电能表设于所述交流断路器和所述交流接触器之间。

3.根据权利要求2所述的交直流一体式非车载充电机，其特征在于，所述直流输入电路还包括：直流防雷器和第一直流电能表，所述直流防雷器的一端设于所述直流断路器和所述第一直流电能表之间，所述直流防雷器的另一端接地，所述第一直流电能表设于所述直流断路器和所述直流接触器之间。

4.根据权利要求1所述的交直流一体式非车载充电机，其特征在于，每一把充电枪对应连接有充电开关和第二直流电能表，所述三相交流电源或直流电源输出电能经所述第一整流模块、所述充电开关和所述第二直流电能表输出至所述充电枪；

所述第二直流电能表与所述充电控制板连接，所述充电控制板输出控制信号控制所述充电开关的状态，以控制所述充电枪的开关状态。

5.根据权利要求4所述的交直流一体式非车载充电机，其特征在于，该充电机还包括：

与所述充电控制板连接的计费管理单元；

与所述充电控制板和所述互锁控制回路均连接的监控板，

所述监控板分别与所述交流电能表、所述第一直流电能表、所述第一整流模块连接。

6.根据权利要求5所述的交直流一体式非车载充电机，其特征在于，该充电机还包括：

分别与所述计费管理单元均相连接的读卡器、显示屏和扬声器组件。

7.根据权利要求4所述的交直流一体式非车载充电机，其特征在于，所述第一整流模块和充电开关之间设有用于防止过流的熔断器，第二直流电能表连接有分流器。

8.根据权利要求1所述的交直流一体式非车载充电机，其特征在于，所述充电机还包括二次供电模块，所述二次供电模块包括：

与三相交流电源其中一相连接的二次交流输入回路，所述二次交流输入回路上设有第一微型断路器；

与直流电源连接的二次直流输入回路，所述二次直流输入回路上设有第二微型断路器；

第二整流模块，所述第二整流模块与所述二次交流输入回路和所述二次直流输入回路分别连接；以及

设于所述第二整流模块输出端的辅助电源。

9.根据权利要求8所述的交直流一体式非车载充电机，其特征在于，所述第一微型断路器与所述直流接触器互锁，所述第二微型断路器与所述交流接触器互锁，第一微型断路器和第二微型断路器彼此之间互锁。

10.根据权利要求6所述的交直流一体式非车载充电机，其特征在于，所述计费管理单元、读卡器、显示屏和扬声器组件均设于充电机的正面，所述充电机的正面还设有用于切断交流输入充电和直流输入充电的急停按钮和用于挂装所述充电枪的空枪座。

11.根据权利要求1至10所述的交直流一体式非车载充电机，其特征在于，所述充电机内具有一腔体，所述腔体包括容纳有第一整流模块和第二整流模块的上部安装区、安装有交流输入充电和直流输入充电的电气器件的下部安装区。

12.根据权利要求11所述的交直流一体式非车载充电机，其特征在于，与所述充电机的正面相邻的两侧分别设有排风装置和空气过滤装置，所述排风装置包括排风风机、风机转接板和风机驱动电缆；所述空气过滤装置包括过滤网、灰尘粒子浓度传感器、湿度传感器。

13.一种应用于权利要求1至12任意一项的交直流一体式非车载充电机的充电控制方法，其特征在于，该方法包括：

三相交流电源输入充电时，直流输入电路断开使用，二次供电模块选择与三相交流电源其中一相接通；

直流电源输入充电时，交流输入电路断开使用，二次供电模块选择与直流电源接通。