CN204089312U - 一种大功率直流充电桩 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种大功率直流充电桩，控制器、多功能电表、LCD触摸屏、读卡器、打印机、断路器和转换电路，其中控制器包括主控芯片，通过CAN总线与电动汽车进行信息交互；转换电路将交流电转换为稳定高效率的直流电给电动汽车供电，无需外部组件即可实现体积更小、集成化更高的充电解决方案，并通过控制器对充电情况进行实施监测，解决目前电动汽车充电速度慢，能源转化效率低等重大问题，达到快速、安全充电的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，特别是一种大功率直流充电桩。
背景技术
电动汽车具有高效、节能、低噪声、零排放等显著优点，在环保和节能方面具有不可比拟的优势，电动汽车主要有纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车3 种类型，目前，由于自身的特性，三种电动汽车都存在着产业化的优势和劣势，而纯电动汽车因为充电时间长、能源转化效率低等问题而难以产业化，不能发挥其经济效益和社会效益。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种高效率的大功率直流充电桩。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一种大功率直流充电桩，包括：
控制器，包括主控芯片，通过CAN总线与电动汽车进行信息交互；
多功能电表，连接于三相四线用电回路，同时通过485通信线连接控制器，实现与控制器的信息传输；
LCD触摸屏，连接于控制器，与控制器进行信息传输，实现人机交互；
读卡器，连接于控制器，实现用户卡和控制器间的信息交互；
断路器，连接于三相四线用电回路，并受控连接于控制器；
打印机，连接于控制器，用于打印消费票据。
转换电路，输入端连接于三相四线用电回路，将交流电转换为直流电后输出为电动汽车充电端,同时与控制器连接通信。
所述转换电路包括第一EMI滤波及采样电路、第二EMI滤波及采样电路、开关电源模块、变压器和整流滤波模块，所述三相四线用电回路中的交流电通过第一EMI滤波及采样电路后输入开关电源模块，经过开关电源模块的导通-截止和截止-导通的交替变化后输入变压器进行变压，再经过整流滤波模块的整流滤波后再经过第二EMI滤波及采样电路后输出供电动汽车充电的直流电源。
所述转换电路还包括检测控制单元，对第一EMI滤波及采样电路输出交流电进行交流检测、APFC控制后进行PWM控制，并对第二EMI滤波及采样电路输出的电流进行直流检测、PID调节后进行均流控制，并通过CS接口输出用于对电动汽车进行充电控制，其中PID调节后同时连接于PWM控制单元，PWM控制单元与监控单元通信并通过485通信线连接于控制器，实现与控制器的信息交互。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
本实用新型提供一种大功率直流充电桩，将交流电转换为稳定高效率的直流电给电动汽车供电，无需外部组件即可实现体积更小、集成化更高的充电解决方案，并通过控制器对充电情况进行实施监测，解决目前电动汽车充电速度慢，能源转化效率低等重大问题，达到快速、安全充电的目的。
附图说明
图1为本实用新型大功率直流充电桩结构示意图；
图2为本实用新型转换电路示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步详细描述。
如图1所示，一种大功率直流充电桩，包括控制器、多功能电表Wh、LCD触摸屏、读卡器、打印机、手动开关K1、断路器K2和转换电路，其中控制器包括主控芯片，通过CAN总线A与电动汽车进行信息交互；手动开关K1、断路器K2和多功能电表Wh串接在三相四线用电回路中，手动开关K1用于对电路的硬关断，断路器K2的关断受控制器的控制，多功能电表Wh计量用电信息并通过485通信线与控制器通信；LCD触摸屏、读卡器和打印机分别连接并受控于控制器，转换电路连接三相四线用电回路，将三相交流电转换为直流电输出B，同时通过485通信线连接控制器,图1中的A端和B端为连接电动汽车的端口，其中A端作为控制端对充电过程进行控制管理以及信息交互，B端作为充电端，将直流电输入电动汽车，实现对电动汽车快速高效的充电。
三相四线用电回路通过断路器，进入电能表计量所用电量，充电计费管理终端通过485通讯抄录电能表的电能量，对用户购得电量进行扣费，把用户的用电信息通过液晶显示屏进行显示。另一方面控制器通过CAN总线与电动汽车电车进行信息交互，动态监测电池情况，达到快速、安全充电。
LCD触摸屏接于控制器，与控制器进行信息传输，实现人机交互；实施例中的人机交互界面采用大屏幕LCD彩色触摸屏，充电可选择定电量、定时间、定金额、自动（充满为止）四种模式；显示当前充电模式、时间（已充电时间、剩余充电时间）、电量（已充电电量、待充电电量）、费率时段、各费率电能，同时进行计费及显示应收取的金额。
读卡器，连接于控制器，实现用户卡和控制器间的信息交互；本实施例的读卡器采用目前国际上最先进非接触式CPU卡，同时，读卡系统采用ESAM身份识别，能确保用户的资金安全；记录电量消费信息。
断路器，连接于三相四线用电回路，并受控连接于控制器；控制器通过CAN总线与电动汽车电车进行信息交互，能实时监测充电机、充电站；电池电量的计算、指导和智能化管理；电池故障的自动诊断和维护技术等，同时还可以检测安全性能，如输出过流保护功能，输出漏电保护功能，自动判断充电连接器、充电电缆是否正确连接。当交流充电桩与电动汽车正确连接后，充电桩才能允许启动充电过程；当交流充电桩检测到与电动汽车连接不正常或者出现故障时，立即断开断路器停止充电，很好地解决了安全性问题。
打印机，连接于控制器，具备完善打印机功能用于消费票据打印。
转换电路，输入端连接于三相四线用电回路，将交流电转换为直流电后输出为电动汽车充电端,同时与控制器连接通信。本着子系统小型化和多功能化的要求，以及电池可靠性和稳定性要求的提高，充电系统将和电动汽车能量管理系统集成为一个整体，该转换电路集成传输晶体管、电流检测和反向放电保护等功能，无需外部组件即可实现体积更小、集成化更高的充电解决方案，从而为电动汽车其余部件节约出布置空间，大大降低系统成本，并可优化充电效果，延长电池寿命。
所述转换电路包括第一EMI滤波及采样电路、第二EMI滤波及采样电路、开关电源模块、变压器、整流滤波模块以及检测控制单元，所述三相四线用电回路中的交流电通过第一EMI滤波及采样电路后输入开关电源模块，经过开关电源模块的导通-截止和截止-导通的交替变化后输入变压器进行变压，再经过整流滤波模块的整流滤波后再经过第二EMI滤波及采样电路后输出供电动汽车充电的直流电源；
检测控制单元两端分别连接第一EMI滤波及采样电路和第二EMI滤波及采样电路，对第一EMI滤波及采样电路输出交流电进行交流检测、APFC控制后进行PWM控制，并对第二EMI滤波及采样电路输出的电流进行直流检测、PID调节后进行均流控制，并通过CS接口输出用于对电动汽车进行充电控制，其中PID调节后同时连接于PWM控制单元，PWM控制单元与监控单元通信并通过485通信线连接于控制器，实现与控制器的信息交互。
如图2所示，其中开关电源模块包括多个晶体管，本实施例采用绝缘栅双极型晶体管，并在每个晶体管的发射极和集电极之间并联二极管，放置高电压使得晶体管反向击穿。三相四线用电回路中的交流电通过第一EMI滤波及采样电路后三路交流电分别经过电感后分别连接一晶体管的发射极和另一晶体管的集电极，则分别连接了六个晶体管，发射极连接交流电的晶体管的集电极相互连接后连接电容的一端，同时连接两两并联的另四个晶体管的一端；集电极连接交流电的晶体管的发射极相互连接后连接电容的另一端，同时连接另四个晶体管并联支路的另一端，两两并联的另四个晶体管中间还连接一电容，且在该处连接于变压器的初级线圈；变压器的 次级线圈连接整流滤波电路的整流桥后通过一电感和电容的滤波后输入第二EMI滤波及采样电路，通过第二EMI滤波及采样电路输出可工电动汽车快速高效充电的直流电。
本实用新型公开的大功率直流充电桩为模块化设计，转换电路输入采用有源功率因数校正电路，单个转换电路的输出功率为10kW，10kW以上的充电机采用2个或以上的转换电路并联工作，满足整机输出功率需求。解决了快速充电问题。
本实用新型中未具体介绍的功能模块均可采用现有技术中的成熟功能模块, 例如控制器、LCD触摸屏、读卡器、打印机和多功能电表Wh等；其中控制器中的主控芯片为现有的微处理器，其中输出的控制程序可用常用程序。
以上为本实用新型的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种大功率直流充电桩，其特征在于，包括：
控制器，包括主控芯片，通过CAN总线与电动汽车进行信息交互；
多功能电表，连接于三相四线用电回路，同时通过485通信线连接控制器，实现与控制器的信息传输；
LCD触摸屏，连接于控制器，与控制器进行信息传输，实现人机交互；
读卡器，连接于控制器，实现用户卡和控制器间的信息交互；
断路器，连接于三相四线用电回路，并受控连接于控制器；
打印机，连接于控制器，用于打印消费票据；
转换电路，输入端连接于三相四线用电回路，将交流电转换为直流电后输出为电动汽车充电端,同时与控制器连接通信。
2.根据权利要求1所述的大功率直流充电桩，其特征在于：所述转换电路包括第一EMI滤波及采样电路、第二EMI滤波及采样电路、开关电源模块、变压器和整流滤波模块，所述三相四线用电回路中的交流电通过第一EMI滤波及采样电路后输入开关电源模块，经过开关电源模块的导通-截止和截止-导通的交替变化后输入变压器进行变压，再经过整流滤波模块的整流滤波后再经过第二EMI滤波及采样电路后输出供电动汽车充电的直流电源。
3.根据权利要求2所述的大功率直流充电桩，其特征在于：所述转换电路还包括检测控制单元，对第一EMI滤波及采样电路输出交流电进行交流检测、APFC控制后进行PWM控制，并对第二EMI滤波及采样电路输出的电流进行直流检测、PID调节后进行均流控制，并通过CS接口输出用于对电动汽车进行充电控制，其中PID调节后同时连接于PWM控制单元，PWM控制单元与监控单元通信并通过485通信线连接于控制器，实现与控制器的信息交互。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN106696737A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-24 | 南通东源新能源科技发展有限公司 | 一种交流充电桩 |
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2014
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