CN206155206U - 一种自动调整输出功率的电动车充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于新能源应用以及电动车充电技术领域，提供了一种自动调整输出功率的电动车充电装置，包括高压直流充电模块、充电桩控制板、直流充电枪组成；还包括恒功率带电网检测调节设备，直流充电枪分别与充电桩控制板和恒功率带电网检测调节设备以CAN总线方式线性连接；恒功率带电网检测调节设备分别与高压直流充电模块、直流充电枪以及充电桩控制板分别以CAN总线方式线性连接；恒功率带电网检测调节设备还与高压直流充电模块电连接，高压直流充电模块向恒功率带电网检测调节设备输送电流；本实用新型能适应不同的输出功率以及输出电压，能任意调整输出的电流，因此提高了高压直流充电模块的利用率，同时能调整输出的功率，保证电网的安全性和稳定性。

Description

一种自动调整输出功率的电动车充电装置

技术领域

本发明为电动汽车充电技术领域，涉及电动汽车用的充电设备，尤其涉及一种实现电动汽车充电模块在全电压范围内实现全功率输出，并随电网质量自动调整功率的一种装置。

背景技术

一方面随着电动车的发展，电动车充电装置越来越广泛地应用在各种场合。目前市面的充电装置普遍为恒功率、大功率，由于充电桩安装的数量和位置受输出功率受变电站的变压器容比限制以及用电情况确定，假如这些大功率输出在用电高峰期使用的话会导致当地电网瘫痪，对此现有的解决方案是通过通讯方式实现智能电网调控，如果由于通信出现中断或调度出现问题导致无法实现智能电网调控的时候产生不良后果。

另一方面目前市场上直流快速充电越来越得到大家的认可，里面的核心部件高压直流充电模块越来越得到普及，但由于模块技术特点限制，理论上以目前市面上电压为750V输出功率为15W的模块而言：输出电压范围已经可以满足现有客户的需求即输出电压范围为200V到750V，实际从各生产充电模块的厂家参数发现，充电电流只有20A或是24A，恒功率输出的只有750V-625V；但是目前乘用车的电池电压为400V，这样实际上一个模块最大输出功率只有400*24A＝9.6KW(目前市面最好的)而实际模块能输出15kw，如此就是让用户花15kw的钱只用9.6KW的电量，给客户造成损失。

发明内容

为了解决上述两个问题，让模块利用率最大化，我们设计了一个装置，通过充电模块与这个装置对接，我们可以把电压覆盖到低速电动车48V-950V,功率范围也可以实现全电压恒功率。大大提高模块的利用率。

进一步的，加入此装置以后的充电设备使用时，由于对外功率输出是我们来控制，电网变压器配置出现问题前会反应到输出三相电的电网质量上，通过我们模块实时检测，通过算法实时调整功率输出，在第一时间完成电网波峰波谷的过度。从而保证充电电网不受当地电网限制。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种自动调整输出功率的电动车充电装置：包括高压直流充电模块、充电桩控制板、直流充电枪组成；还包括恒功率带电网检测调节设备，直流充电枪分别与充电桩控制板和恒功率带电网检测调节设备以CAN总线方式线性连接；恒功率带电网检测调节设备分别与高压直流充电模块、直流充电枪以及充电桩控制板分别以CAN总线方式线性连接；恒功率带电网检测调节设备还与高压直流充电模块电连接，高压直流充电模块向恒功率带电网检测调节设备输送电流；充电桩控制板与直流充电枪相连时从直流充电枪采集充电终端需要的电压和电流数据，充电桩控制板通过CAN总线连接方式将采集到的电压和电流信息传输给恒功率带电网检测调节设备，恒功率带电网检测调节设备根据收到的充电电流和电压信息进行分析，恒功率带电网检测调节设备对来自高压直流充电模块的电压和电流进行调节，接着将调节后合适的电压和电流输出给直流充电枪进行电动车充电。

进一步的充电桩控制板通过电池管理系统以CAN总线连接方式向直流充电枪采集数据，并实现所采集的检测数据在直流充电枪与充电桩控制板之间共享，有益效果是使充电桩控制板够获得直流充电枪实时输出的的电压和电流数据。

具体的，高压直流充电模块在现有恒功率段固定向恒功率带电网检测调节设备输出D+D-，恒功率带电网检测调节设备根据充电桩控制板给予的电压和电流数据，通过CAN通信协议对高压直流充电模块进行调节。

具体的，恒功率带电网检测调节设备通过CAN总线与充电桩控制板互相共享数据。

进一步的，恒功率带电网检测调节设备跟高压直流充电模块通信让高压直流充电模块输出最大功率，当电网出现负载过重情况，恒功率带电网检测调节设备自行调节输出功率，有益效果是满足当时电网的实际负载量从而不损坏电网。

进一步的，恒功率带电网检测调节设备包括线性连接的升降压模块和电网质量在线检测模块，电网质量在线检测模块和充电桩控制板进行CAN总线通信获取电池管理系统所需要的电压电流，升降压模块来完成实时调整输出电压电流的工作。

进一步的，电网检测模块通过电网的电压、电路采样，将采集到的三相电路转成DSP能识别的0-3V电压信号，通过AD采样实时测量电压电流的关系，利用FFT基波比较法测量其谐波阻抗，通过PID调节输出功率大小，让其谐波阻抗在一个合理的范围，有益效果是用电高峰时不加速电网质量变坏。

具体的，升降压模块的拓扑图分为以下几种：

1)通过与电池管理系统通信了解其电动车所需要的电压根据实时比较电池电压与输入电压的关系实现降压式变换器/升压式变换器的自由转换，此用的是同步整流方式。

2)通过与电池管理系统通信了解其电动车所需要的电压根据实时比较电池电压与输入电压的关系实现降压式变换器/升压式变换器的自由转换，此用的普通的降压式变换器/升压式变换器。

3)为了降低成本，通过降压式变换器和升压式变换器的电路特性，只要改变输入输出方式，就能做到降压式变换器和升压式变换器的切换。此控制方式为恒功率带电网检测调节设备通过与充电桩控制板获取电池管理系统电池的最大电压，与输入电压进行比较当输入大于输出。这K1保持默认不变，K2保持默认不变。当输入小于输出，这K2、K1进行切换。然后让此电路进行工作。此电路在工作前必须通过与电动汽车的交互后才能工作。

有益效果为，由于现有充电模块的拓扑，导致输出的电流不能随着电压范围的扩大也任意调整。达到恒功率，增加我们此装置，前面高压直流充电模块只要工作在其恒功率状态。后面电压电流调整通过自动调整输出功率的电动车充电装置来完成。这样大大提高了模块的利用率。

本发明的有益效果为：本发明的安装设备应用到快充充电桩，通过增加此装置，可以让充电桩输出功率大大增加，输出电压范围大大加大，在不重新更改原有配件的情况下，增加此设备适合各种电压范围的电动汽车。

附图说明

图1为本发明控制流程图。

图2为本发明恒功率带电网检测调节设备的控制流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1

参见图1所示，一种自动调整输出功率的电动车充电装置：包括高压直流充电模块1、恒功率带电网检测调节设备2、充电桩控制板3、直流充电枪4；直流充电枪4分别与充电桩控制板3线性连接；恒功率带电网检测调节设备2分别与高压直流充电模块1和充电桩控制板3分别线性连接；高压直流充电模块1和充电桩控制板3二者不直接相连。

充电桩控制板3通过线性连接将采集到的电流和充电电压信息传输给恒功率带电网检测调节设备2，恒功率带电网检测调节设备2根据收到的电流和充电电压信息对来自高压直流充电模块1的电压和电流进行调节后输出给直流充电枪4进行电动车充电。

充电桩控制板3通过电池管理系统CAN总线向直流充电枪4采集数据并实现检测数据在直流充电枪4与充电桩控制板3的数据共享，使充电桩控制板3够获得所有的监控数据。

高压直流充电模块1与恒功率带电网检测调节设备2通过CAN总线连接；恒功率带电网检测调节设备2直流输入部分工作为高压直流充电模块在现有恒功率段固定输出D+D-通过恒功率带电网检测调节设备2的can通信对模块进行调节。

恒功率带电网检测调节设备2通过CAN总线与充电桩控制板3互相共享数据。

恒功率带电网检测调节设备2跟高压直流充电模块1通信只让其输出最大功率即可，当电网出现负载过重情况，恒功率带电网检测调节设备2可以自行调节输出功率，满足当时电网的实际负载量从而不损坏电网。

恒功率带电网检测调节设备2包括线性连接的升降压模块和电网质量在线检测模块，电网质量在线检测模块和充电桩的主控板进行CAN总线通信中获取电池管理系统所需要的电压电流，升降压模块来完成实时调整输出电压电流的工作；电网检测模块通过跟电网的电压、电路采样，然后通过软件DSP分析电网的电网阻抗和谐波，将几个电网相关参数合并转换成功率调节相关参数。

DSP控制方式如下：

电网检测模块通过电网的电压、电路采样，将采集到的三相电路转成DSP能识别的0-3V电压信号，通过AD采样实时测量电压电流的关系，利用FFT基波比较法测量其谐波阻抗，通过PID调节输出功率大小，让其谐波阻抗在一个合理的范围，有益效果是用电高峰时不加速电网质量变坏。

升降压模块的拓扑图为：

通过降压式变换器和升压式变换器的电路特性，只要改变输入输出方式，就能做到降压式变换器和升压式变换器的切换。此控制方式为恒功率带电网检测调节设备2通过与充电桩控制板3获取电池管理系统电池的最大电压，与输入电压进行比较当输入大于输出。这K1保持默认不变，K2保持默认不变。当输入小于输出，这K2、K1进行切换。然后让此电路进行工作。此电路在工作前必须通过与电动汽车的交互后才能工作。

由于现有充电模块的拓扑，导致输出的电流不能随着电压范围的扩大也任意调整。达到恒功率，增加我们此装置，前面充电模块只要工作在其恒功率状态。后面电压电流调整通过我们设备来完成。这样大大提高了模块的利用率。

实施例2：

除了升降压模块的拓扑图不同外，其余部分与实施例1相同，升降压模块的拓扑图为：

通过与电池管理系统通信了解其电动车所需要的电压根据实时比较电池电压与输入电压的关系实现降压式变换器/升压式变换器的自由转换，此用的普通的降压式变换器/升压式变换器。

实施例3

升降压模块的拓扑图为：

是通过与电池管理系统通信了解其电动车所需要的电压根据实时比较电池电压与输入电压的关系实现降压式变换器/升压式变换器的自由转换，此用的是同步整流方式。

由于现有充电模块的拓扑，导致输出的电流不能随着电压范围的扩大也任意调整。达到恒功率，增加我们此装置，前面充电模块只要工作在其恒功率状态。后面电压电流调整通过我们设备来完成。这样大大提高了模块的利用率。

Claims (7)

1.一种自动调整输出功率的电动车充电装置：由高压直流充电模块、充电桩控制板、直流充电枪组成；特征在于还包括恒功率带电网检测调节设备，直流充电枪分别与充电桩控制板和恒功率带电网检测调节设备以CAN总线方式线性连接；恒功率带电网检测调节设备分别与高压直流充电模块、直流充电枪以及充电桩控制板以CAN总线方式线性连接；恒功率带电网检测调节设备还与高压直流充电模块连接，高压直流充电模块向恒功率带电网检测调节设备输送电流；充电桩控制板与直流充电枪相连时从直流充电枪采集充电终端需要的电压和电流信息，充电桩控制板通过CAN总线连接方式将采集到的电压和电流信息传输给恒功率带电网检测调节设备，恒功率带电网检测调节设备根据收到的电流和电压信息进行分析，恒功率带电网检测调节设备对来自高压直流充电模块的电压和电流进行调节，将调节后的电压和电流输出给直流充电枪进行电动车充电。

2.如权利要求1所述的一种自动调整输出功率的电动车充电装置：特征在于充电桩控制板通过电池管理系统以CAN总线连接方式向直流充电枪采集数据，并实现所采集的检测数据在直流充电枪与充电桩控制板之间共享，使充电桩控制板够获得直流充电枪实时输出的电压和电流数据。

3.如权利要求2所述的一种自动调整输出功率的电动车充电装置：特征在于高压直流充电模块在现有恒功率段固定向一个或多个恒功率带电网检测调节设备输出D+D-，一个或多个恒功率带电网检测调节设备根据充电桩控制板给予的电压和电流数据独立给一个或多个充电枪进行独立输出调节，通过CAN通信协议对高压直流充电模块进行调节。

4.如权利要求1所述的一种自动调整输出功率的电动车充电装置：特征在于恒功率带电网检测调节设备通过CAN总线与充电桩控制板互相共享数据。

5.如权利要求1所述的一种自动调整输出功率的电动车充电装置：特征在于恒功率带电网检测调节设备跟高压直流充电模块通信让高压直流充电模块输出最大功率，当电网出现负载过重情况，恒功率带电网检测调节设备自行调节输出功率，满足当时电网的实际负载量从而不损坏电网。

6.如权利要求2所述的一种自动调整输出功率的电动车充电装置：特征在于恒功率带电网检测调节设备包括线性连接的升降压模块和电网质量在线检测模块，电网质量在线检测模块和充电桩控制板进行CAN总线通信获取电池管理系统所需要的电压电流，升降压模块来完成实时调整输出电压电流的工作。

7.如权利要求6所述的一种自动调整输出功率的电动车充电装置：特征在于升降压模块的拓扑图分为以下几种：

1)是通过与电池管理系统通信了解其电动车所需要的电压，根据实时比较电池电压与输入电压的关系实现降压式变换器/升压式变换器的自由转换，此用的是同步整流方式；

2)通过与电池管理系统通信了解其电动车所需要的电压根据实时比较电池电压与输入电压的关系实现降压式变换器/升压式变换器的自由转换，此用的普通的降压式变换器/升压式变换器；

3)通过降压式变换器和升压式变换器的电路特性，只要改变输入输出方式，就能做到降压式变换器和升压式变换器的切换，此控制方式为恒功率带电网检测调节设备通过与充电桩控制板获取电池管理系统电池的最大电压，与输入电压进行比较当输入大于输出，这K1保持默认不变，K2保持默认不变，当输入小于输出，这K2、K1进行切换，然后让此电路进行工作，此电路在工作前必须通过与电动汽车的交互后才能工作。