CN205017073U - 一种电动汽车柔性充电机 - Google Patents

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袁庆民
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Xi'an Telai Intelligent Charging Technology Co ltd
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Xian Tgood Intelligent Charging Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车柔性充电机，包括能够接入电动汽车充电口的输出单元控制系统，输出单元控制系统连接有功率转换模块，能够在充电时实时采集电动汽车的BMS数据，再通过与目标充电数据进行对比，在控制功率转换模块调整至最佳充电电流，直至充电结束，本实用新型在满足用户需求下，输出一个合适的动态充电电流对电池进行充电，减缓电池老化速度，提高电池使用寿命。

Description

一种电动汽车柔性充电机
【技术领域】
本实用新型属于新能源以及电动汽车领域，具体涉及一种电动汽车柔性充电机。
【背景技术】
如今，大规模的新能源电动汽车开始普及，电动汽车使用数量在未来几年规模还会持续增加。显而易见，电动汽车核心部件之一的电池是决定电动汽车使用寿命的关键因素。在使用中如何提高电动汽车电池寿命、降低电池老化程度显得非常重要。
电池的充电过程是一个复杂的电化学反应过程，这个过程与许多的环境因素相关，包括电池单体电压差异，荷电状态(SOC)，电池环境温度的差异，成组后电池间的不均衡性，电池老化后特性(SOH)的差异等。现实中会发生以下情况：
(1)电动汽车的BMS(电池管理系统，BatteryManagementSystem)充电管理方法参差不一，有些BMS有预充电功能，有些没有；有些BMS会根据电池温度、单体压差、充电时间等条件调节充电电流，有些BMS没有该功能。
(2)现实中，比如在上班或者晚上休息时间，电动汽车用户可能不需要快速大电流充电，但BMS无法获取到客户真实需要，使得电动汽车的BMS在充电设计时，一直采用较大的充电电流给电池快速充电。
(3)充电桩本身没有分析、处理能力，被动地按照BMS的需求给电池进行充电；
以上情况使得电池在充电时，经常被动接受较大的充电电流，实验已经表明这样会加速电池的老化，降低电池循环寿命。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种电动汽车柔性充电机，延缓电池老化，提高电池寿命。
为了达到上述目的，本实用新型包括能够接入电动汽车充电口的输出单元控制系统，输出单元控制系统连接若干功率转换模块；
所述输出单元控制系统包括若干输出单元，所有输出单元均连接控制单元，每个输出单元连接所有功率转换模块，每个功率转换模块通过电网供电，控制单元连接所有功率转换模块，输出单元连接充电枪。
所述所有功率转换模块均设置有DC+接口、DC-接口和通信接口，第一功率转换模块的DC+接口和DC-接口分别连接所有输出单元中的S-1接口和L-1接口，第二功率转换模块的DC+接口和DC-接口分别连接所有输出单元中的S-2接口和L-2接口，第M功率转换模块的DC+接口和DC-接口分别连接所有输出单元中的S-K接口和L-K接口，所有功率转换模块均通过信号接口与控制单元连接。
所述控制单元连接有用于监控并显示当前电动汽车的BMS数据的监控单元，监控单元具有人机交互界面。
所述控制单元连接有远程服务器，远程服务器内存储有电动汽车历史充电数据。
所述远程服务器连接有能够查看充电状态的手机APP。
所述输出单元包括微控制器和若干通过微控制器控制的开关，控制单元连接输出单元的微控制器。
与现有技术相比，本实用新型能够在充电时实时采集电动汽车的BMS数据，再通过与目标充电数据进行对比，在控制功率转换模块调整至最佳充电电流，直至充电结束，本实用新型在满足用户需求下，输出一个合适的动态充电电流对电池进行充电，减缓电池老化速度，提高电池使用寿命。
进一步的，本实用新型能够通过人机交互界面控制充电时间、需补充电量、充电金额、电网波峰或波谷或波平状态的充电指令。
进一步的，本实用新型能够在充电前和充电时观察BMS数据，了解车辆电池信息。
进一步的，本实用新型连接有手机APP，能够远程观察充电状态。
进一步的，本实用新型在输出单元内设置有通过微控制器MCU，并通过其控制输出电路上的电子开关闭合实现不同的功率出输出。
【附图说明】
图1为本实用新型充电机的系统结构图；
图2为本实用新型在不同电池温度条件下的充电电流曲线图；
图3为本实用新型充电机的系统控制图；
图4为本实用新型实施例的输出单元原理图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
参见图1和图2，一种电动汽车柔性充电机，包括能够接入电动汽车充电口的输出单元控制系统，输出单元控制系统连接若干功率转换模块；
输出单元控制系统包括若干输出单元，所有输出单元均连接控制单元，每个输出单元连接所有功率转换模块，每个功率转换模块通过电网供电，控制单元连接所有功率转换模块，输出单元连接充电枪，控制单元连接有用于监控并显示当前电动汽车的BMS数据的监控单元，监控单元具有人机交互界面。
参见图3，三个功率转换模块均设置有DC+接口、DC-接口和通信接口，第一功率转换模块的DC+接口和DC-接口分别连接所有输出单元中的S-1接口和L-1接口，第二功率转换模块的DC+接口和DC-接口分别连接所有输出单元中的S-2接口和L-2接口，第M功率转换模块的DC+接口和DC-接口分别连接所有输出单元中的S-K接口和L-K接口，所有功率转换模块均通过信号接口与控制单元连接。
本实用新型的充电方法，包括以下步骤：
步骤一，将输出单元控制系统的充电枪接入电动汽车的充电口，通过人机接口设置充电开始、结束时间、需补充电量、充电金额、电网波峰或波谷或波平状态的充电指令。；
步骤二，输出单元控制系统采集电动汽车的BMS数据，并将BMS数据反馈至控制单元，电动汽车的BMS数据包括电池SOC、电池温度、BMS请求的充电电流曲线和BMS请求的充电电压曲线；
步骤三，控制单元将采集到的电动汽车BMS数据与控制单元内置的若干充电数据进行对比，并计算出最佳充电电流曲线I1和电压曲线U1，控制单元内置的若干充电数据包括不同电池的SOC、电池温度和充电时间的充电曲线，充电曲线包括不同SOC值的充电电流曲线、不同电池温度充电电流曲线和不同充电时间充电电流曲线；
步骤四，控制单元根据I1和U1分配若干功率转换模块进行电压和电流输出；
步骤五，输出单元控制系统实时采集电动汽车BMS数据，并重复步骤三和步骤四，直至输出单元控制系统采集电动汽车的BMS数据与I1或U1结束充电的值相同，则充电结束。
本实用新型能够通过监控单元显示当前电动汽车的BMS数据。
实施例1：
控制单元连接有远程服务器，远程服务器内存储有电动汽车历史充电数据，远程服务器连接有能够查看充电状态的手机APP。
远程服务器内存储由输出单元上传的电动汽车历史充电数据；
所电动汽车历史充电数据包括以下全部或者部分信息：电池类型、电池的充电电流和电压；电池总容量、单体电池容量；单体电压、电池总电压；单体电池温度、电池包温度(电池PACK温度)；各充电阶段的电池SOC，包括充电开始前、充电过程中、充电结束时；BMS传输的电池告警和故障信息、BMS自身告警和故障信息、BMS正常状态下传输的数据信息；远程服务器可以依据专家平台根据电池的不同寿命状况计算出当前最佳充电曲线M8。
实施例2：
参见图4，输出单元包括接入控制单元的输入电流和若干具有电子开关的输出电路，电子开关均通过微控制器MCU控制，控制单元连接微控制器MCU，依据车辆参数和充电机内置充电曲线和\或历史充电数据得出最优充电曲线，最后控制多个电子开关的闭合实现不同的功率出输出。

Claims (6)

1.一种电动汽车柔性充电机，其特征在于，包括能够接入电动汽车充电口的输出单元控制系统，输出单元控制系统连接若干功率转换模块；
所述输出单元控制系统包括若干输出单元，所有输出单元均连接控制单元，每个输出单元连接所有功率转换模块，每个功率转换模块通过电网供电，控制单元连接所有功率转换模块，输出单元连接充电枪。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车柔性充电机，其特征在于，所述所有功率转换模块均设置有DC+接口、DC-接口和通信接口，第一功率转换模块的DC+接口和DC-接口分别连接所有输出单元中的S-1接口和L-1接口，第二功率转换模块的DC+接口和DC-接口分别连接所有输出单元中的S-2接口和L-2接口，第M功率转换模块的DC+接口和DC-接口分别连接所有输出单元中的S-K接口和L-K接口，所有功率转换模块均通过信号接口与控制单元连接。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车柔性充电机，其特征在于，所述控制单元连接有用于监控并显示当前电动汽车的BMS数据的监控单元，监控单元具有人机交互界面。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车柔性充电机，其特征在于，所述控制单元连接有远程服务器，远程服务器内存储有电动汽车历史充电数据。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车柔性充电机，其特征在于，所述远程服务器连接有能够查看充电状态的手机APP。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车柔性充电机，其特征在于，所述输出单元包括微控制器和若干通过微控制器控制的开关，控制单元连接输出单元的微控制器。
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