CN110203097B

CN110203097B - 一种充电桩

Info

Publication number: CN110203097B
Application number: CN201910597287.3A
Authority: CN
Inventors: 梁秀娟; 嵇海旭
Original assignee: Guangdong Ocean University
Current assignee: Shanghai Meihe New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2024-02-09
Anticipated expiration: 2039-07-04
Also published as: CN110203097A

Abstract

本发明提供一种充电桩，包括：供电电源；充电端口；输出电路，包括至少两种输出支路，所述至少两种输出支路包括直流输出支路和交流输出支路；控制器，所述控制器与所述充电端口和所述输出电路均通信连接，所述控制器用于根据所述充电端口接入的待充电设备的充电类型，选择与所述充电类型匹配的输出支路接入所述供电电源和所述充电端口之间。这样，充电桩即可针对不同充电方式的电动汽车，自动匹配对应的充电电路进行充电，无需分别针对每种充电方式的电动汽车均设置一种对应的充电桩，极大程度地节省了充电桩的布局成本，提高了电动汽车充电的便利性和自动化程度。

Description

一种充电桩

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种充电桩。

背景技术

随着车辆技术的发展，电动汽车的使用也越来越普遍，为电动汽车充电的充电桩也越来越多。电动汽车的充电方式包括交流充电方式和直流充电方式，具体充电方式与车辆类型及车辆电池型号等参数相关。相应的，现有的充电桩主要包括交流充电桩和直流充电桩，交流充电桩专为交流充电方式的电动汽车充电，直流充电桩专为直流充电方式的电动汽车充电。这样，就要在各个地方均布局两种类型的充电桩。电动汽车在需要充电时，必须到对应充电方式的充电桩处才能进行充电。

可见，现有的充电桩存在布局成本较高、充电方式较为受限的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种充电桩，以解决现有充电桩存在布局成本较高、充电方式较为受限的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

本发明实施例提供了一种充电桩，包括：

供电电源；

充电端口；

输出电路，至少包括直流输出支路和交流输出支路；

控制器，所述控制器与所述充电端口和所述输出电路均通信连接，所述控制器用于根据所述充电端口接入的待充电设备的充电类型，选择与所述充电类型匹配的输出支路接入所述供电电源和所述充电端口之间。

可选的，所述输出电路包括第一选择器、第二选择器、直流输出支路和交流输出支路；其中，

所述第一选择器的固定端与所述供电电源的输出端连接，所述第一选择器的选择端与所述直流输出支路的输入端或者交流输出支路的输入端连接；

所述第二选择器的固定端与所述直流输出支路的输入端或者所述交流输出支路的输入端，所述第二选择器的选择端与所述充电端口连接；

所述控制器与所述第一选择器和所述第二选择器均通信连接，所述控制器用于将所述直流输出支路或者交流输出支路接入所述第一选择器的选择端和所述第二选择器的选择端之间。

可选的，所述直流输出支路包括：整流器、计量单元和功率转换单元；其中，

所述整流器的输入端与所述第一选择器的选择端电连接，所述整流器的输出端与所述计量单元的输入端和所述功率转换单元的输入端均连接，功率转换单元的输出端与所述充电端口连接，所述计量单元与所述控制器连接。

可选的，所述交流输出支路包括：

整流器、逆变器、计量单元和功率转换单元；

所述整流器的输入端与所述第一选择器的选择端电连接，所述整流器的输出端与所述计量单元的输入端和所述功率转换单元的输入端均连接，功率转换单元的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述逆变器的输出端与所述充电端口连接，所述计量单元与所述控制器连接。

可选的，所述第一选择器和/或所述第二选择器为单刀双掷开关。

可选的，所述输出电路包括：

直流输出支路、逆变支路、第三选择器和第四选择器，其中，所述直流输出支路的输入端与所供电电源的输出端连接，所述直流输出支路的输出端与所述第三选择器的固定端连接，所述第四选择器的固定端与所述充电端口连接；

所述控制器用于若所述待充电设备的充电类型为直流输出电路，则控制所述直流输出支路的输出端经由第三选择器经由所述第四选择器连接到所述充电端口；

若所述待充电设备的充电类型为交流输出支路，则控制所述直流输出支路的输出端口经由所述第三选择器连接所述逆变支路的输入端，控制所述逆变支路的输出端经由所述第四选择器连接所述充电端口。

可选的，所述供电电源为交流电源。

可选的，所述第三选择器和/或所述第四选择器为单刀双掷开关。

本发明实施例所提供的充电桩，包括供电电源、充电端口、输出电路和控制器，连接于供电电源和充电端口之间的输出电路包括至少两种输出支路，这样，控制器可以根据充电端口接入的待充电设备的充电类型，从输出电路的至少两种输出支路中选择出匹配的输出支路作为充电桩的充电电路。这样，充电桩即可针对不同充电方式的电动汽车，自动匹配对应的充电电路进行充电，分别针对每种充电方式的电动汽车均设置一种对应的充电桩，极大程度地节省了充电桩的布局成本，提高了电动汽车充电的便利性和自动化程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明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性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种充电桩的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种充电桩的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种充电桩的结构示意图。

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作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。

参见图1，图1为本发明实施例提供的,一种充电桩的结构示意图。如图1所示，所述充电桩100主要包括：

供电电源110；

充电端口120；

输出电路130，至少包括直流输出支路131和交流输出支路132；

控制器140，所述控制器140与所述充电端口120和所述输出电路130均通信连接，所述控制器140用于根据所述充电端口120接入的待充电设备的充电类型，选择与所述充电类型匹配的输出支路接入所述供电电源和所述充电端口120之间。

本实施例中，充电桩100的供电电源110与输出电路130连接，输出电路130与充电端口120连接，充电端口120则直接对接到电动汽车上的充电接口。可选的，所述供电电源110为交流电源。

输出电路130包括至少两种输出支路，该至少两种输出支路可以包括直流输出支路131和交流输出支路132，直流输出支路131即输出的电信号类型为直流电，交流输出支路132输出的电信号类型为交流电。

充电端口120为充电桩100与电动汽车之间的对接部件，考虑到不同电动汽车的充电接口可能不同，通常为直流通电接口或者交流充电接口。对应的，充电桩100的充电端口120也包括至少两种充电端口120，即对应直流充电接口的直流充电端口120，以及对应交流充电接口的交流充电端口120，且这两种充电端口120均同时对接到输出电路130的输出端。即是，若直流充电端口120接入直流充电接口，则输出电路130选择直流输出支路131，经由直流充电端口120为外接的电动汽车充电；若交流充电端口120接入交流充电接口，则输出电路130选择交流输出支路132，经由交流充电端口120为外接的电动汽车充电。

另外，所述充电桩100还包括控制器140，所述控制器140与输出电路130和充电端口120均通信连接，用于实现信息获取和指令交互。具体使用时，控制器140与充电端口120和输出电路130均建立控制连接。控制器140获取充电端口120的两个不同类型的充电端口120的接入状态，进而以此确定外接的电动汽车的充电类型。

在一种情况下，若控制器140监测到充电端口120的直流充电端口120接入充电接口，此时确定外接的电动汽车的充电类型为直流充电。控制器140将输出电路130中的直流输出支路131接入供电电源110与充电端口120之间，开始直流充电模式。在另一种情况下，若控制器140监测到充电端口120的交流充电端口120接入充电接口，此时确定外接的电动汽车的充电类型为交流充电。控制器140将输出电路130中的交流输出支路132接入供电电源110与充电端口120之间，开始交流充电模式。

本发明实施例所提供的充电桩，包括供电电源、充电端口、输出电路和控制器，连接于供电电源和充电端口之间的输出电路包括至少两种输出支路，这样，控制器可以根据充电端口接入的待充电设备的充电类型，从输出电路的至少两种输出支路中选择出匹配的输出支路作为充电桩的充电电路。这样，充电桩即可针对不同充电方式的电动汽车，自动匹配对应的充电电路进行充电，无需分别针对每种充电方式的电动汽车均设置一种对应的充电桩，极大程度地节省了充电桩的布局成本，提高了电动汽车充电的便利性和自动化程度。

在一种具体实施方式中，如图2所示，所述输出电路130包括第一选择器133、第二选择器134、直流输出支路131和交流输出支路132；其中，所述第一选择器133的固定端与所述供电电源110的输出端连接，所述第一选择器133的选择端与所述直流输出支路131的输入端或者交流输出支路132的输入端连接；

所述第二选择器134的选择端与所述直流输出支路131的输入端或者所述交流输出支路132的输入端，所述第二选择器134的固定端与所述充电端口120连接；

所述控制器140与所述第一选择器133和所述第二选择器134均通信连接，所述控制器140用于将所述直流输出支路131或者交流输出支路132接入所述第一选择器133的选择端和所述第二选择器134的选择端之间。

本实施方式中，对输出电路130的具体结构作了进一步限定。具体的，输出电路130包括第一选择器133、第二选择器134、直流输出支路131和交流输出支路132，第一选择器133和第二选择器134均用于辅助在直流输出支路131和交流输出支路132之间选择一种输出支路接入电路。可选的，所述第一选择器133和/或所述第二选择器134可以为单刀双掷开关。

如图2所示，具体连接时，将第一选择器133的固定端与所述供电电源110的输出端连接，第二选择器134的固定端与充电端口120连接，第一选择器133的选择端和第二选择器134的选择端则用于在所提供的直流输出支路131和交流输出支路132之间进行选择。需要说明的是，第一选择器133和第二选择器134要同时选择同一种输出支路，以保证输出电路130的完整连接。

在一种情况下，若控制器140监测到充电端口120的直流充电端口120接入充电接口，此时确定外接的电动汽车的充电类型为直流充电。控制器140将输出电路130中的直流输出支路131接入第一选择器133的选择端和第二选择器134的选择端之间，即为将直流输出支路131接入供电电源110与充电端口120之间，开始直流充电模式。在另一种情况下，若控制器140监测到充电端口120的交流充电端口120接入充电接口，此时确定外接的电动汽车的充电类型为交流充电。控制器140将输出电路130中的交流输出支路132接入第一选择器133的选择端和第二选择器134的选择端之间，即为将交流输出支路132接入供电电源110与充电端口120之间，开始交流充电模式。

上述本实施方式提供的充电桩100，输出电路130包括第一选择器133、第二选择器134、直流输出支路131和交流输出支路132，通过第一选择器133和第二选择器134匹配选择接入供电电源110和充电端口120之间的输出支路的类型，进而选择与外接电动汽车的充电方式匹配的输出电路130充电。

可选的，所述直流输出支路131可以包括：

整流器、计量单元和功率转换单元；其中，

所述整流器的输入端与所述第一选择器133的选择端电连接，所述整流器的输出端与所述计量单元的输入端和所述功率转换单元的输入端均连接，功率转换单元的输出端与所述充电端口120连接，所述计量单元与所述控制器140连接。

本实施例给出了直流输出支路131的一种具体连接结构，主要是通过整流器、计量单元和功率转换单元配合实现直流信号的输出。具体的，整流器用于对供电电源110提供的三相交流电进行整流，经滤波后，形成稳定的直流母线电压到功率转换单元，功率转换单元通过充电端口120与电动汽车的充电接连接，进行功率转换，输出电池所需要的电压、电流，而计量单元则用于直流电能的计量。当然，直流输出支路131的具体结构还可以有其他实施方式，不再赘述。

可选的，所述交流输出支路132可以包括：

整流器、逆变器、计量单元和功率转换单元；

所述整流器的输入端与所述第一选择器133的选择端电连接，所述整流器的输出端与所述计量单元的输入端和所述功率转换单元的输入端均连接，功率转换单元的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述逆变器的输出端与所述充电端口120连接，所述计量单元与所述控制器140连接。

本实施方式提供了交流输出支路132的具体结构，包括：整流器将供电电源110转换为能够输出的直流母线电压后，经由功率转换单元进行功率转换为电动汽车需要的功率后，再由逆变器进行直流-交流转换，以输出电动汽车的交流充电接口能够直接接收的信号。需要说明的是，整流器的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，即为交流电的整流过程，整流器主要由整流二极管组成。经过整流后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压，称为单向脉动性直流电压。逆变器则是将低电压变为高电压，把直流电变成交流电，将中间直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。逆变器由逆变桥、控制单元和滤波电路组成。当然，交流输出支路132的具体结构还可以有其他实施方式，不再赘述。

在另一种具体实施方式中，如图3所示，所述输出电路130可以包括：

直流输出支路131、逆变支路135、第三选择器13613和第四选择器137，其中，所述直流输出支路131的输入端与所述供电电源的输出端连接，所述直流输出支路131的输出端与所述第三选择器136的固定端连接，所述第四选择器137的固定端与所述充电端口120连接；

所述控制器140用于若所述待充电设备的充电类型为直流输出电路130，则控制所述直流输出支路131的输出端经由第三选择器136经由所述第四选择器137连接到所述充电端口120；

若所述待充电设备的充电类型为交流输出支路132，则控制所述直流输出支路131的输出端口经由所述第三选择器136连接所述逆变支路135的输入端，控制所述逆变支路135的输出端经由所述第四选择器137连接所述充电端口120。

本实施方式提供的充电桩100，通过直流输出支路131、逆变支路135、第三选择器136和第四选择器137之间的配合实现不同类型输出电路130的连接。若外接的电动汽车为直流充电方式，则直接将直流输出支路131接入供电电源110与充电端口120之间。若外接的电动汽车为交流充电方式，则通过第三选择器136和第四选择器137将逆变支路135串接在直流输出支路131上，形成交流输出支路132。这样，可以节省较多电路设置，简化整体电路结构布局。可选的，所述第三选择器136和/或所述第四选择器137为单刀双掷开关，控制灵敏，成本较低。

在其他实施方式中，所述充电桩100还包括均衡电路，所述均衡电路串联在所述输出电路的输出端与所述充电端口120之间；

所述充电端口120处设置有温度传感器，所述均衡电路的通断控制端和所述温度传感器均与所述控制器140连接。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种充电桩，其特征在于，包括：

供电电源；

充电端口；

输出电路，至少包括直流输出支路和交流输出支路；

控制器，所述控制器与所述充电端口和所述输出电路均通信连接，所述控制器用于根据所述充电端口接入的待充电设备的充电类型，选择与所述充电类型匹配的输出支路接入所述供电电源和所述充电端口之间；

其中，所述输出电路包括第一选择器、第二选择器、直流输出支路和交流输出支路；其中，

所述控制器与所述第一选择器和所述第二选择器均通信连接，所述控制器用于将所述直流输出支路或者交流输出支路接入所述第一选择器的选择端和所述第二选择器的选择端之间；

或者，所述输出电路包括：

直流输出支路、逆变支路、第三选择器和第四选择器，其中，所述直流输出支路的输入端与所述供电电源的输出端连接，所述直流输出支路的输出端与所述第三选择器的固定端连接，所述第四选择器的固定端与所述充电端口连接，所述直流输出支路和所述逆变支路连接时组成所述交流输出支路；

所述控制器用于若所述待充电设备的充电类型为直流输出电路，则控制所述直流输出支路的输出端经由第三选择器和所述第四选择器连接到所述充电端口；

若所述待充电设备的充电类型为交流输出电路，则控制所述直流输出支路的输出端口经由所述第三选择器连接所述逆变支路的输入端，控制所述逆变支路的输出端经由所述第四选择器连接所述充电端口；

所述直流输出支路包括：

整流器、计量单元和功率转换单元；其中，

所述整流器的输入端与所述第一选择器的选择端电连接，所述整流器的输出端与所述计量单元的输入端和所述功率转换单元的输入端均连接，功率转换单元的输出端与所述充电端口连接，所述计量单元与所述控制器连接；

所述交流输出支路包括：

整流器、逆变器、计量单元和功率转换单元；

所述整流器的输入端与所述第一选择器的选择端电连接，所述整流器的输出端与所述计量单元的输入端和所述功率转换单元的输入端均连接，功率转换单元的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述逆变器的输出端与所述充电端口连接，所述计量单元与所述控制器连接；

所述充电桩还包括均衡电路，所述均衡电路串联在所述输出电路的输出端与所述充电端口之间；

所述充电端口处设置有温度传感器，所述均衡电路的通断控制端和所述温度传感器均与所述控制器连接。

2.根据权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述第一选择器和/或所述第二选择器为单刀双掷开关。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的充电桩，其特征在于，所述供电电源为交流电源。

4.根据权利要求3所述的充电桩，其特征在于，所述第三选择器和/或所述第四选择器为单刀双掷开关。