CN115675155A - 电动车辆充电装置和相应方法 - Google Patents
电动车辆充电装置和相应方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115675155A CN115675155A CN202210873660.5A CN202210873660A CN115675155A CN 115675155 A CN115675155 A CN 115675155A CN 202210873660 A CN202210873660 A CN 202210873660A CN 115675155 A CN115675155 A CN 115675155A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electric vehicle
- module
- charging
- direct current
- charge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/36—Means for starting or stopping converters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/30—Constructional details of charging stations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/11—DC charging controlled by the charging station, e.g. mode 4
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/14—Conductive energy transfer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/30—Constructional details of charging stations
- B60L53/31—Charging columns specially adapted for electric vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00304—Overcurrent protection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
- H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2210/00—Converter types
- B60L2210/30—AC to DC converters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2270/00—Problem solutions or means not otherwise provided for
- B60L2270/20—Inrush current reduction, i.e. avoiding high currents when connecting the battery
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
- H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Abstract
本发明涉及一种用于对电动车辆充电的电动车辆充电装置,包括电动车辆供电设备EVSE,其中,该EVSE包括:被配置用于提供电能以对电动车辆充电的电源模块、被配置用于将电源模块连接到电动车辆以对电动车辆充电的输出端以及直流电DC总线,该直流电DC总线设置在电源模块和输出端之间并连接到电源模块和输出端,并且被配置用于将来自电源模块的电能传输到输出端,其中,电动车辆供电设备包括被配置用于对输出端预充电的预充电模块,其中,该预充电模块与电源模块分离并且电连接到直流电总线。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动车辆充电装置。此外,本发明涉及一种用于通过电动车辆充电装置对电动车辆充电的方法。
背景技术
这样的电动车辆充电装置在现有技术中是已知的。已知的电动车辆充电装置包括电动车辆供电设备EVSE,其具有电源模块,该电源模块具有用于从连接到交流电AC电网的电力输入接收电能的输入端,并将接收的AC转换成直流电DC以对电动车辆充电。EVSE还包括具有用于连接到待充电的电动车辆的连接器的输出端,该输出端通过具有DC+导体和DC-导体的DC总线电连接到电源模块。DC+导体设置有接触器并且DC-导体设置有接触器,其中,两个接触器被配置用于选择性地连接或断开电源模块和输出端。EVSE还包括具有与DC+导体的接触器并联的电阻器和继电器的预充电电路。
发明内容
在对电动车辆充电期间,存在几个阶段,在此期间没有任何或有非常低的电流输送的电压被施加在DC总线上。这些阶段包括电缆检查和预充电。电缆检查包括测量DC+导体和保护接地PE之间以及DC-导体和PE之间的绝缘。电源模块、DC总线和输出端中存在的Y电容会影响执行电缆检查所需的时间,因为电缆检查依赖于AC信号的测量并测量由DC总线上阻抗引起的幅度和相移。电源模块、DC总线和输出端的Y电容越高,电缆检查不利地所需的时间越长。此外,Y电容越高,在发生故障时存储在Y电容中的电能的量就越高。
在预充电期间,电动车辆的车辆电池尚未连接到DC总线。预充电涉及将输出端处的电压充电到接近车辆电池的电池电压,容差为±20V,并对在输出端处的内部电容器充电,以防止车辆电池连接到DC总线时出现高浪涌电流。预充电通常通过具有与DC+接触器并联的电阻器和继电器的预充电电路结合电源模块来完成。一个缺点在于,如果在电动车辆的输出端和输入端处的电阻和电容不平衡,则当车辆电池被连接到DC总线时,可能会出现非常高的不受控制的浪涌电流。
已知电动车辆充电装置的另一个缺点可能是,由于只有DC+路径中的电阻器和电动车辆中Y电容器中的不平衡,因此可能存在通过DC-路径的高浪涌电流。
本发明的一个目的是提供一种电动车辆充电装置或一种用于对电动车辆充电的方法,其中,防止出现高浪涌电流。
根据第一方面,本发明提供一种用于对电动车辆充电的电动车辆充电装置,包括电动车辆供电设备EVSE,其中,该电动车辆供电设备包括:
电源模块,其被配置用于提供电能以对电动车辆充电,
输出端,其被配置用于将电源模块连接到电动车辆以对电动车辆充电,以及
直流电DC总线,其设置在电源模块和输出端之间并连接到电源模块和输出端,并且被配置用于将电能从电源模块传输到输出端,
其中,电动车辆供电设备包括被配置用于对输出端预充电的预充电模块,其中,预充电模块与电源模块分离并电连接到直流电总线。
根据本发明的电动车辆供电设备因此包括与电源模块分离的预充电模块。因此,预充电模块是独立的预充电模块,因为其独立于电源模块工作,使得预充电模块用于预充电,而电源模块用于对电动车辆充电。预充电涉及在DC上施加电压,但没有任何或有非常低的电流输送,使得预充电模块必须不输出或输出非常少的电流。相反,电源模块必须能够输出非常高的电流,例如或超过500A、600A或3000A。由于预充电模块仅必须不输出或输出非常少的电流,因此预充电模块的Y电容可以保持最小和/或预充电模块的输出阻抗可以很高。由于具有最小的Y电容和/或高输出阻抗,因此在预充电模块处没有或只有非常少的电能被收集和存储,而没有或只有非常少的电流被输出到DC总线。这有利地导致当车辆电池在预充电之后连接到DC总线时减小或在理想情况下防止高浪涌电流。
此外,由于预充电模块的最小的Y电容,因此与现有技术相比,可以在更短的时间内执行电缆检查。此外,在故障的情况下,预充电模块的Y电容器中存储的能量更少,这会导致用户的安全性提高。
在本专利申请的上下文中,输出端可以理解为包括充电电缆和充电连接器、受电弓和/或用于将电动车辆连接到EVSE的自动连接系统。
此外,在本申请的上下文中,电动车辆供电设备(EVSE)可以被称为电动车辆充电器、电动车辆、EV、充电站、电再充电点、充电点、充电桩或电子充电站(ECS)。电动车辆充电器是基础设施中的元件,其例如通过充电电缆和充电连接器、通过受电弓和/或通过到EV的自动连接系统,为电动车辆(包括电动汽车、社区电动车辆、电动巴士和插电式混合动力车)的再充电供应电能。电动车辆充电器通常符合电动车辆快速充电的标准,例如根据在美国和欧盟EU用于对电动车辆充电的IEC 61851-23和SAE J1772标准的所谓组合充电系统(CCS)协议。组合充电系统(CCS)协议是一种用于对电动车辆充电的快速充电方法,通过源自SAE J1772标准(IEC类型1)的充电连接器或IEC类型2连接器输送高压直流电。所提出的电动车辆充电装置可以有利地用于甚至更高的充电电流,例如或超过500A、600A或3000A,例如1000V、1500V或3000V或更高的电压和/或结合尚未定义的需要更高电流的新标准。
在一个实施例中,DC总线包括DC+导体和DC-导体,其中,预充电模块连接到DC+导体和DC-导体。由于预充电模块连接到DC总线的DC+导体和DC-导体,因此,预充电模块可以用于对DC+导体和DC-导体预充电。因此,在预充电之后将车辆电池连接到DC总线时的浪涌电流在DC+和DC-导体上都会减少或在理想情况下消除。
在一个实施例中,DC总线包括电源模块和输出端之间的接触器,该接触器被配置用于连接电源模块和输出端、或断开电源模块和输出端。在一个实施例中,预充电模块连接到接触器下游的DC总线。在另一实施例中,预充电开关矩阵设置在预充电模块和DC总线之间,并且被配置用于选择性地断开或连接预充电模块和接触器下游的DC总线。根据该实施例,可以将预充电模块与DC总线断开,从而防止预充电模块参与电动车辆的实际充电。
在一个实施例中,预充电模块连接到接触器上游的DC总线。根据该实施例,预充电模块还连接到接触器下游的DC总线。在使用EVSE期间,在接触器内的触点闭合期间或在接触器内的触点打开并立即重新闭合期间,例如由于浪涌电流超过接触器的接通能力,可能会发生接触器中的触点焊接。根据该实施例,使预充电模块能够执行接触器的焊接检测(如果有的话)和/或测量接触器的在电源模块侧在DC总线处的电压。
在一个实施例中,测量开关矩阵设置在预充电模块和DC总线之间,并且被配置用于选择性地断开或连接预充电模块和接触器上游的DC总线。
在一个实施例中,EVSE包括一个或多个另外的输出端,以及用于将一个或多个另外的输出端连接到DC总线和/或电源模块的一个或多个另外的DC总线,并且,
其中,预充电模块电连接到一个或多个另外的DC总线,和/或其中,EVSE包括用于一个或多个另外的输出端中的每一个的另外的预充电模块。根据该实施例,EVSE具有带有单个电源模块和多个输出端的单个预充电模块,或者具有单个电源模块、多个输出端和用于每个输出的预充电模块。根据该实施例,EVSE能够使用电源模块对连接到输出端的电动车辆充电,并在另一输出端中同时执行预充电和/或电缆检查。如果连接到另外的输出端的电动车辆支持,则EVSE可以在另外的输出端处以0A充电或暂停,以保持两个充电会话运行。当在输出端处的充电会话完成时,电源模块可以切换到另外的输出端,以开始对连接到另外的输出端的电动车辆充电。因此,该实施例的一个优点在于,其允许对多个电动车辆进行顺序充电。
替代地,EVSE包括一个或多个另外的电源模块、用于将一个或多个另外的电源模块连接到一个或多个电动车辆的一个或多个另外的输出端以及设置在一个或多个另外的电源模块和一个或多个另外的输出端之间并且连接到一个或多个另外的电源模块和一个或多个另外的输出端的一个或多个另外的DC总线,并且
其中,预充电模块电连接到一个或多个另外的DC总线,和/或其中,EVSE包括用于一个或多个另外的输出端中的每一个的另外的预充电模块。
在一个实施例中,EVSE包括操作性地连接到预充电模块并且被配置用于控制预充电模块的控制器。在其实施例中,控制器被配置用于用交流电AC或直流电DC为预充电模块供电。根据该实施例,预充电模块由控制器供电,从而不需要电源模块来为预充电模块供电。另外,控制器可以从待充电的电动车辆接收信息,例如,关于车辆电池的电池电压的信息,从而使控制器能够基于接收的信息控制预充电模块。
在一个实施例中,预充电模块集成在印刷电路板PCB中。例如,该PCB可用于控制由EVSE执行的充电会话。当预充电模块嵌入PCB中时,优选地没有任何开关矩阵,预充电模块有利地可以是廉价且安全的。
在一个实施例中,预充电模块具有高输出阻抗和/或低Y电容。具有高输出阻抗的预充电模块必须理解为预充电模块不向DC总线输出功率或输出功率非常少。低电容必须理解为预充电模块以电荷的形式收集和存储能量的能力非常低。
根据第二方面,本发明提供了一种通过根据本发明第一方面的电动车辆充电装置对电动车辆充电的方法,其中,该方法包括以下步骤:
-将待充电的电动车辆连接到电动车辆供电设备的输出端,而不将电动车辆的车辆电池连接到DC总线;
-通过预充电模块将输出预充电到接近或对应于车辆电池的电池电压的电压;
-在输出端被预充电时,将车辆电池连接到DC总线;和
-对电动车辆充电。
根据本发明的方法具有至少与关于本发明的第一方面所描述的相同的技术优点。
在一个实施例中,EVSE包括一个或多个另外的输出端,以及用于将一个或多个另外的输出端连接到DC总线的一个或多个另外的DC总线,并且
其中,预充电模块电连接到一个或多个另外的DC总线,和/或其中,EVSE包括用于一个或多个另外的输出端中的每一个的一个或多个另外的预充电模块,其中,该方法包括以下步骤:
-将待充电的另一电动车辆连接到电动车辆供电设备的一个或多个另外的输出端中的一个,而不将相应的电动车辆的车辆电池连接到另外的DC总线;
-在对连接到输出端的电动车辆充电的同时,对一个或多个另外的输出端中的一个预充电;
-当一个或多个另外的输出端中的所述一个被预充电时,在一个或多个另外的输出端中的所述一个处以0A充电、或暂停;和
-当连接到输出端的电动车辆被充电时,开始对连接到一个或多个另外的输出端中的一个的另一电动车辆充电。
说明书中描述和示出的各个方面和特征可以在可能的情况下单独应用。这些单独的方面,特别是所附从属权利要求中描述的方面和特征,可以成为分案专利申请的主题。
附图说明
本发明将基于附图中所示的示例性实施例进行阐述,其中:
图1示出了根据本发明实施例的电动车辆充电装置的示意图;
图2示出了根据本发明的替代实施例的电动车辆充电装置的示意图;
图3示出了根据本发明另外的实施例的电动车辆充电装置的示意图;
图4示出了根据本发明另外的实施例的电动车辆充电装置的示意图;
图5示出了根据本发明另外的实施例的电动车辆充电装置的示意图;
图6示出了根据本发明另外的实施例的电动车辆充电装置的示意图;和
图7示出了根据本发明另外的实施例的电动车辆充电装置的示意图。
具体实施方式
图1中示出了根据本发明实施例的电动车辆充电装置1的示意图。电动车辆充电装置1包括电动车辆供电设备EVSE 2,用于向电动车辆3供应电能以对电动车辆3充电。EVSE 2可选地包括隔离变压器4,该隔离变压器4被配置用于例如通过电力输入端5从交流电AC电网接收电力并且用于保护连接到EVSE的电动车辆3免受任何例如可能在另一辆电动车辆或电网上发生的短路事件。在隔离变压器3的下游设置断开装置6,该断开装置6被配置用于将隔离变压器4连接到布置在断开装置6下游的电源模块7或用于将隔离变压器4从布置在断开装置6下游的电源模块7断开。电源模块7被配置用于将交流电AC转换成直流电DC,并且可以包括一组链接的电源模块。电源模块7通过具有DC+导体10和DC-导体11的DC总线9将DC输出到布置在电源模块下游的输出端8。输出端8被配置用于连接到待充电的电动车辆3。DC+导体10和DC-导体11中的每一个都设置有布置在电源模块7和输出端8之间的接触器12。接触器12被配置用于连接或断开电源模块7和输出端8。
根据本发明的该实施例的EVSE 2还设置有独立于电源模块7或与电源模块7分离的预充电模块15。预充电模块15,特别是其输出端,通过DC+预充电导体16连接到DC+导体10,并通过接触器12下游的DC-预充电导体17连接到DC-导体11。DC+预充电导体16和DC-预充电导体17设置有预充电开关矩阵18,用于选择性地将预充电模块15与DC总线9连接或断开。此外,在EVSE 2内设置控制器19,该控制器19操作性地连接到预充电模块15。控制器19被配置用于例如基于待充电的电动车辆3的电池电压的指示控制预充电模块15,使得预充电模块15可以将输出端8处的电压充电到基本上对应于电池电压。此外,控制器19被配置用于向预充电模块15提供DC控制电力以为预充电模块15供电。因此,预充电模块15旨在独立于电源模块7操作,使得电源模块7的电气部件在EVSE 2的预充电阶段不发挥作用。注意,预充电模块15的Y电容保持最小,以减少或在理想情况下消除DC+导体10和DC-导体11中两个接触器15中的电流浪涌。例如,预充电模块15可以包括DC/DC转换器,例如1:1DC/DC转换器,和/或将足够且具有成本效益的反激转换器。
可选地,预充电模块15可用于执行电缆检查,其中,测量DC+导体10与未示出的保护接地PE之间以及DC-导体与PE之间的绝缘电阻。
在EVSE的预充电阶段,待充电的电动车辆3的电池通过电动车辆3内的未示出的断开装置与DC总线9断开。控制器19控制预充电模块15对EVSE 2充电以达到接近或对应于电动车辆3的电池的电池电压的电压,例如容差为±20V,并且在对输出端8处的内部电容器充电。由此,当电动车辆3关闭其断开装置以将其电池连接到DC总线9时,降低或在理想情况下防止了高浪涌电流。
如图1所示,预充电模块15还通过DC-测量导体20和DC+测量导体21连接到接触器12上游的DC总线9。预充电模块15由此能够执行接触器12的焊接检测,和/或测量接触器12的电源模块侧的电压。
预充电模块15能够输出EVSE 2的最大电压,例如1000V DC,以及足够的电流,例如250mA,以对电源模块7和输出端8之间的电容器充电。可选地,预充电模块15可集成在印刷电路板PCB中,用于控制与EVSE 2的充电会话。
图2中示出了根据本发明的替代实施例的电动车辆充电装置1的示意图。为了避免重新介绍对应或相似的特征,通过关于图1使用的相同附图标记来指代对应的或相似的特征。
如图2所示的替代实施例与图1所示实施例的不同之处在于,预充电模块15通过DC+预充电导体16和DC-预充电导体17永久连接到DC总线9,从而避免使用预充电开关矩阵18。
图3中示出了根据本发明的另外的实施例的电动车辆充电装置1的示意图。为了避免重新介绍对应或相似的特征,通过关于图1和图2使用的相同附图标记来指代对应的或相似的特征。
图3所示的另外的实施例与图2所示实施例的不同之处在于,EVSE 2包括具有预充电电阻器23和预充电继电器24的常规预充电电路22,该预充电电路22与接触器12并联设置在DC+导体10中。根据该实施例,预充电模块15可以在移除常规预充电电路22的需要内追加到现有EVSE 2。在根据本发明添加预充电模块15之后,常规预充电电路22将不再使用。
此外,如图3所示,预充电模块15没有DC-测量导体20和DC+测量导体21,使得预充电模块15不在接触器12上游的位置处连接到DC总线9。
图4和5中示出了根据本发明另外的实施例的电动车辆充电装置1的示意图。为了避免重新介绍对应或相似的特征,通过关于图1使用的相同附图标记(增加了100)来指代对应的或相似的特征。
如图4和5所示的EVSE 102除了电源模块107之外还包括另外的电源模块130。另外的电源模块130通过另外的DC总线132将DC输出到布置在另外的电源模块130下游的另外的输出端131,该另外的DC总线132具有另外的DC+导体133和另外的DC-导体134。另外的输出端131被配置用于连接到待充电的另一电动车辆103。另外的DC+导体133和另外的DC-导体134中的每一个设置有布置在另外的电源模块130和另外的输出端131之间的另外的接触器135。另外的接触器135被配置用于连接或断开另外的电源模块130和另外的输出端。预充电模块115由从电力输入端105接收的AC供电,其中,断开装置106设置在电力输入端105和预充电模块115之间。此外,控制器119也操作性地连接到电源模块107和另外的电源模块130。
在图4所示的实施例中,预充电模块115(特别是其输出端)通过另外的DC+预充电导体136连接到另外的DC+导体133,并且通过在另外的接触器136下游的另外的DC-预充电导体137连接到另外的DC-导体134。预充电开关矩阵118被配置用于选择性地将预充电模块115与DC总线109或与另外的DC总线132连接或断开。
如图4所示,预充电模块115还通过另外的DC-测量导体138和另外的DC+测量导体139连接到另外的接触器135上游的另外的DC总线132。测量导体120、121、138、139设置有测量开关矩阵140,用于选择性地将预充电模块115与DC总线109或与接触器112、135上游的另外的DC总线132连接或断开。
在图5所示的实施例中,EVSE 102设置有另外的预充电模块145。该另外的预充电模块145(特别是其输出端)通过另外的DC+预充电导体136连接到另外的DC+导体133,并且通过另外的接触器136下游的另外的DC-预充电导体137连接到另外的DC-导体134。设置了另外的预充电开关矩阵146,其被配置用于选择性地连接或断开另外的预充电模块145与另外的DC总线132。此外,另外的预充电模块145还通过另外的DC-测量导体138和另外的DC+测量导体139连接到另外的接触器135上游的另外的DC总线132,其中,另外的测量开关矩阵147被设置用于选择性地连接或断开另外的预充电模块145与接触器135上游的另外的DC总线132。
图6和7中示出了根据本发明另外的实施例的电动车辆充电装置1的示意图。为了避免重新介绍对应或相似的特征,通过关于图1使用的相同附图标记(增加了200)来指代对应的或相似的特征。
如图6和图7所示的EVSE 102包括另外的输出端231,该另外的输出端231通过另外的DC总线232连接到电源模块207。根据该实施例的EVSE 202因此包括单个电源模块207和两个输出端208、231。另外的DC总线232包括连接到DC总线209的DC+导体210的另外的DC+导体233,以及连接到DC总线209的DC-导体的另外的DC-导体234。因此,另外的输出端231由电源模块207并通过DC总线209供电。如图6和7所示,在接触器212、235的上游,预充电模块215通过DC+预充电导体216和DC-预充电导体217连接到DC总线209。
如图6所示的实施例具有单个预充电模块215,其通过另外的DC+预充电导体236和另外的DC-预充电导体237连接到另外的DC总线232。预充电矩阵218被设置用于选择性地连接或断开预充电模块215与DC总线209和/或另外的DC总线232。
在接触器212的下游,预充电模块215通过测量DC-导体220和测量DC+导体221仅连接到DC总线209。测量DC-导体220和测量DC+导体221设置有测量开关矩阵240,用于选择性地在接触器212上游以及在另外的DC总线232到DC总线209的连接的上游将预充电模块215连接到DC总线209或将预充电模块215与DC总线209断开。
在如图7所示的实施例中,另外的输出端231设置有另外的预充电模块245,使得每个输出端208、231都设置有其自己的预充电模块215、245。另外的预充电模块245通过另外的DC+预充电导体236和另外的DC-预充电导体237连接到另外的DC总线232(特别是其另外的DC+导体233和另外的DC-导体234)。另外的预充电开关矩阵246设置在另外的预充电模块245和另外的DC总线232之间,用于选择性地连接或断开另外的预充电模块245和另外的DC总线232。
此外,预充电模块215在接触器212下游和和另外的DC总线232到DC总线209的连接的上游永久地连接到DC总线209。
图6和图7的实施例使EVSE 202能够例如对连接到输出端208的EV 203充电并且同时预充电并且可选地在另外的输出端231处执行电缆检查。如果EV 203支持,则EVSE可以在另外的输出端231处以0A充电,以保持两个过程运行。一旦在输出端208处的充电会话完成,电源模块207就可以切换到另外的输出端231,以开始对连接到另外的输出端231的EV 203充电,而无需开始新的充电会话。
应当理解,包括以上描述是为了说明优选实施例的操作,并不意味着限制本发明的范围。根据以上讨论,对于本领域技术人员来说,许多变化将是显而易见的,这些变化仍将包含在本发明的范围内。
附图标记列表
1 电动车辆充电装置
2 电动车辆供电设备
3 电动车辆
4 隔离变压器
5 电力输入端
6 断开装置
7 电源模块
8 输出端
9 DC总线
10 DC+导体
11 DC-导体
12 接触器
15 预充电模块
16 DC+预充电导体
17 DC-预充电导体
18 预充电开关矩阵
19 控制器
20 DC-测量导体
21 DC+测量导体
22 预充电电路
23 预充电电阻器
24 预充电继电器
101 电动车辆充电装置
102 电动车辆供电设备
103 电动车辆
104 隔离变压器
105 电力输入端
106 断开装置
107 电源模块
108 输出端
109 DC总线
110 DC+导体
111 DC-导体
112 接触器
115 预充电模块
116 DC+预充电导体
117 DC-预充电导体
118 预充电开关矩阵
119 控制器
120 DC-测量导体
121 DC+测量导体
130 另外的电源模块
131 另外的输出端
132 另外的DC总线
133 另外的DC+导体
134 另外的DC-导体
135 另外的接触器
136 另外的DC+预充电导体
137 另外的DC-预充电导体
138 另外的DC-测量导体
139 另外的DC+测量导体
140 测量开关矩阵
145 另外的预充电模块
146 另外的预充电开关矩阵
147 另外的测量开关矩阵
201 电动车辆充电装置
202 电动车辆供电设备
203 电动车辆
204 隔离变压器
205 电力输入端
206 断开装置
207 电源模块
208 输出端
209 DC总线
210 DC+导体
211 DC-导体
212 接触器
215 预充电模块
216 DC+预充电导体
217 DC-预充电导体
218 预充电开关矩阵
219 控制器
220 DC-测量导体
221 DC+测量导体
231 另外的输出端
232 另外的DC总线
233 另外的DC+导体
234 另外的DC-导体
235 另外的接触器
236 另外的DC+预充电导体
237 另外的DC-预充电导体
240 测量开关矩阵
245 另外的预充电模块
246 另外的预充电开关矩阵
Claims (15)
1.一种用于对电动车辆(3、103、203)充电的电动车辆充电装置(1、101、201),包括电动车辆供电设备EVSE(2、102、202),其中,所述电动车辆供电设备包括:
电源模块(7、107、207),所述电源模块被配置为提供电能以对所述电动车辆充电,
输出端(8、108、208),所述输出端被配置用于将所述电源模块(7、107、207)连接到所述电动车辆,以对所述电动车辆充电,和
直流电DC总线(9、109、209),所述直流电DC总线设置在所述电源模块(7、107、207)和所述输出端(8、108、208)之间并连接到所述电源模块(7、107、207)和所述输出端(8、108、208),并且被配置用于将来自所述电源模块(7、107、207)的电能传输到所述输出端(8、108、208),
其中,所述电动车辆供电设备(2、102、202)包括预充电模块(15、115、215),所述预充电模块被配置用于对所述输出端(8、108、208)预充电,其中,所述预充电模块(15、115、215)与所述电源模块(7、107、207)分离并电连接到直流电总线(9、109、209)。
2.根据权利要求1所述的电动车辆充电装置(1、101、201),其中,所述直流电总线(9、109、209)包括DC+导体(10、110、210)和DC-导体(11、111、211),其中,所述预充电模块(15、115、215)连接到所述DC+导体(10、110、210)和所述DC-导体(11、111、211)。
3.根据权利要求1或2所述的电动车辆充电装置(1、101、201),其中,所述直流电总线包括在所述电源模块(7、107、207)和所述输出端(8、108、208)之间的接触器(12、112、212),所述接触器(12、112、212)被配置用于连接所述电源模块(7、107、207)和所述输出端(8、108、208)、或断开所述电源模块(7、107、207)和所述输出端(8、108、208)。
4.根据权利要求2或3所述的电动车辆充电装置(1、101、201),其中,所述预充电模块(15、115、215)在所述接触器(12、112、212)下游连接到所述直流电总线(9、109、209)。
5.根据权利要求4所述的电动车辆充电装置(1、101、201),包括预充电开关矩阵(18、118、218),所述预充电开关矩阵设置在所述预充电模块(15、115、215)和所述直流电总线(9、109、209)之间,并且被配置用于选择性地断开所述预充电模块(15、115、215)和所述接触器(12、112、212)下游的所述直流电总线(9、109、209)、或连接所述预充电模块(15、115、215)和所述接触器(12、112、212)下游的所述直流电总线(9、109、209)。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的电动车辆充电装置(1、101、201),其中,所述预充电模块(15、115、215)连接到所述接触器(12、112、212)上游的直流电总线(9、109、209)。
7.根据权利要求6所述的电动车辆充电装置(1、101、201),包括测量开关矩阵(140、240),所述测量开关矩阵设置在所述预充电模块(115、215)和所述直流电总线(109、209)之间,并且被配置用于选择性地断开所述预充电模块(115、215)和所述接触器(112、212)上游的直流电总线(109、209)、或连接所述预充电模块(115、215)和所述接触器(112、212)上游的直流电总线(109、209)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电动车辆充电装置(1、101、201),其中,所述电动车辆供电设备(202)包括一个或多个另外的输出端(231)、以及用于将所述一个或多个另外的输出端(231)连接到所述直流电总线(209)和/或所述电源模块的一个或多个另外的直流电总线(232),并且
其中,所述预充电模块(215)电连接到所述一个或多个另外的直流电总线(232),和/或其中,所述电动车辆供电设备(202)包括用于所述一个或多个另外的输出端(231)中的每一个的另外的预充电模块(245)。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的电动车辆充电装置,其中,所述电动车辆供电设备(102)包括一个或多个另外的电源模块(130)、用于将所述一个或多个另外的电源模块(130)连接到一个或多个电动车辆(103)的一个或多个另外的输出端(131)、以及一个或多个另外的直流电总线(109),所述一个或多个另外的直流电总线设置在所述一个或多个另外的电源模块(130)和所述一个或多个另外的输出端(131)之间并连接到所述一个或多个另外的电源模块(130)和所述一个或多个另外的输出端(131),并且
其中,所述预充电模块(115)电连接到所述一个或多个另外的直流电总线(132),和/或其中,所述电动车辆供电设备(102)包括用于所述一个或多个另外的输出端(131)中的每一个的另外的预充电模块(145)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电动车辆充电装置,其中,所述电动车辆供电设备(2、102、202)包括控制器(19、119、219),所述控制器操作性地连接到所述预充电模块(15、115、215)并且被配置用于控制所述预充电模块(15、115、215)。
11.根据权利要求10所述的电动车辆充电装置,其中,所述控制器(19、119、219)被配置用于用交流电AC或直流电DC对所述预充电模块(15、115、215)供电。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电动车辆充电装置,其中,所述预充电模块(15、115、215)集成在印刷电路板PCB中。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电动车辆充电装置(1、101、201),其中,所述预充电模块(15、115、215)具有高输出阻抗和/或低Y电容。
14.一种用于通过根据前述权利要求中任一项所述的电动车辆充电装置(1、101、201)对电动车辆(3、103、203)充电的方法,其中,所述方法包括以下步骤:
-将待充电的电动车辆(3、103、203)连接到所述电动车辆供电设备(2、102、202)的所述输出端(8、108、208),而不将所述电动车辆(3、103、203)的车辆电池连接到所述直流电总线(9、109、209);
-通过所述预充电模块将所述输出端(8、108、208)预充电到接近或对应于所述车辆电池的电池电压的电压;
-当所述输出端(8、108、208)被预充电时,将所述车辆电池连接到所述直流电总线(9、109、209);以及
-对所述电动车辆(3、103、203)充电。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,所述电动车辆供电设备(202)包括一个或多个另外的输出端(231)、以及用于将所述一个或多个另外的输出端(231)连接到所述直流电总线(209)的一个或多个另外的直流电总线(232),并且
其中,所述预充电模块(215)电连接到所述一个或多个另外的直流电总线(232),和/或其中,所述电动车辆供电设备(202)包括用于所述一个或多个另外的输出端(231)中的每一个的一个或多个另外的预充电模块(245),其中,所述方法包括以下步骤:
-将待充电的另一电动车辆(203)连接到所述电动车辆供电设备(202)的所述一个或多个另外的输出端(231)中的一个,而不将相应的电动车辆(203)的车辆电池连接到另外的直流电总线(232);
-在对连接到所述输出端(208)的所述电动车辆(203)充电的同时,对所述一个或多个另外的输出端(231)中的所述一个预充电;
-当所述一个或多个另外的输出端(231)中的所述一个被预充电时,在所述一个或多个另外的输出端(231)中的所述一个处以0A充电、或暂停;和
-当连接到所述输出端(208)的所述电动车辆(203)被充电时,开始对连接到所述一个或多个另外的输出端(231)中的所述一个的另一电动车辆(203)充电。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP21187014.2 | 2021-07-21 | ||
EP21187014.2A EP4122750A1 (en) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | Electric vehicle charging arrangement and respective method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115675155A true CN115675155A (zh) | 2023-02-03 |
Family
ID=77021179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210873660.5A Pending CN115675155A (zh) | 2021-07-21 | 2022-07-21 | 电动车辆充电装置和相应方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230024483A1 (zh) |
EP (1) | EP4122750A1 (zh) |
CN (1) | CN115675155A (zh) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL2004746C2 (en) * | 2010-05-19 | 2011-11-22 | Epyon B V | Charging system for electric vehicles. |
WO2014000649A1 (en) * | 2012-06-27 | 2014-01-03 | Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited | Charging system, vehicle comprising the same and method for controlling charging vehicle with the same |
CN104253465B (zh) * | 2013-06-28 | 2017-01-04 | 比亚迪股份有限公司 | 电动汽车的充电控制系统及具有其的电动汽车 |
JP6643678B2 (ja) * | 2016-03-16 | 2020-02-12 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | スイッチング電源装置 |
EP3652850A2 (en) * | 2017-07-10 | 2020-05-20 | ABB Schweiz AG | Variable power charging |
US10773601B2 (en) * | 2018-10-18 | 2020-09-15 | Ford Global Technologies, Llc | Integrated precharging and discharging for electric vehicle drive system capacitors |
EP3815958A1 (en) * | 2019-11-04 | 2021-05-05 | ABB Schweiz AG | Electrical vehicle charging arrangement and respective method |
-
2021
- 2021-07-21 EP EP21187014.2A patent/EP4122750A1/en active Pending
-
2022
- 2022-07-21 US US17/870,057 patent/US20230024483A1/en active Pending
- 2022-07-21 CN CN202210873660.5A patent/CN115675155A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230024483A1 (en) | 2023-01-26 |
EP4122750A1 (en) | 2023-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11161424B2 (en) | On-board vehicle electrical system for charging an electrically operated vehicle, and method | |
CN103858297B (zh) | 电动车辆用充放电装置 | |
EP2858202B1 (en) | In-vehicle power supply device | |
CN103072490B (zh) | 车辆用的电源装置和具备该电源装置的车辆 | |
US10513185B2 (en) | Electrified vehicle ground fault monitoring system | |
US9139100B2 (en) | Vehicle power supply apparatus | |
US20130278273A1 (en) | Method and device for detecting short circuit | |
KR20180066611A (ko) | 전기 자동차의 충전 제어 장치 | |
US20130200731A1 (en) | Method and device for discharging an intermediate circuit of a power supply network | |
WO2015128423A1 (en) | Pre-charging switch arrangement, power supplying arrangement and method for connecting a load to a high direct-current voltage source | |
CN104756387A (zh) | 电荷传递方法和相关电气装置 | |
KR20180019448A (ko) | 전기 자동차의 충전 장치 | |
JP5104520B2 (ja) | 電動車両の充電装置 | |
CN102074823A (zh) | 电动汽车与交流供电装置之间的电气接口设备 | |
CN115675155A (zh) | 电动车辆充电装置和相应方法 | |
CN111169300A (zh) | 用于为电驱动的机动车的电池充电的装置 | |
CN114599545A (zh) | 用于防止插座接触器同时闭合的电动车辆充电系统 | |
CN202004476U (zh) | 电动汽车与交流供电装置之间的电气接口设备 | |
EP4140800A1 (en) | Electric vehicle charging arrangement with pre-arging and method for charging an electric vehicle | |
KR20210115479A (ko) | 전기 자동차 충전 컨트롤러 및 이를 포함하는 전기 자동차 충전 장치 | |
CN110661331A (zh) | 一种交直变换器 | |
CN111376725A (zh) | 动力电池及其维修保护装置、车辆 | |
CN218997759U (zh) | 新能源汽车用可移动式充电装置 | |
CN112895987B (zh) | 一种融合供电系统 | |
CN110816316B (zh) | 用于测试充电过程的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication |