CN208782552U - 一种充电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电设备，所述充电设备接入交流电网，并对所述接入的交流电网电压进行检测，控制单元根据检测交流电网不同的输入电压确定不同的充电设备配电方案；充电设备与负载进行信息通讯，根据负载的直流充电要求和充电设备与检测电压对应的配电方案，进行交流/直流能量转换，在满足电网配电容量的情况下，输出符合负载充电要求的直流电压或电流。采用本实用新型的充电设备，可以适用多变的配电环境，并可以通过检测交流电网不同的输入电压，智能确定充电设备配电方案，主动调节输入最大电流或充电设备输出功率，从而防止由于电网配电容量不足，导致充电设备无法正常充电使用或出现意外电气事故的问题，便于用户安全、便捷使用。

Description

一种充电设备

技术领域

本实用新型涉及一种充电设备。

背景技术

目前市场上的家用直流充电设备功率一般在7～30KW，并且功率固定。在这种情况下，例如：3相15KW的充电设备，只能在3相配电情况使用，输出功率固定为15KW，在单相配电情况下，该设备不能使用，而且，当使用场地电力容量不足时，设备不能自动调整工作功率和接入电流并主动减载，有可能会由于电力负荷太大，造成前端线路发热或者损坏，严重情况下导致意外发生，同时，用户也不能限制此类设备的充电工作功率。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是现有充电设备不能根据交流电网不同的输入电压，自动确定充电设备配电方案，例如：充电设备根据交流电网不同的输入电压对应不同的输出功率。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种充电设备，包括：交流输入单元，用于接入交流电网；交流检测单元，用于检测所接入交流电网的电压，获得对应的检测电压；控制单元，用于根据所述的检测电压，确定交流电网不同的输入电压对应的充电设备配电方案，包括：确定与检测电压对应的交流电网接线方式以及充电设备输出功率；通讯单元，用于充电设备与负载之间进行信息通讯，获取负载充电要求；交流/直流转换单元，用于根据负载的直流充电要求和所述充电设备与检测电压对应的配电方案，进行交流/直流能量转换，输出符合负载充电要求的直流电压或电流。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述交流输入单元接入的交流电网包括：3相或单相交流电网。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述控制单元用于根据所述的检测电压，确定交流电网不同的输入电压对应的充电设备配电方案，还包括：确定与检测电压对应的允许接入交流电网输入的最大工作电流，用于保护交流输入单元端的用电安全。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述控制单元还用于根据充电设备允许的交流电网不同的输入电压，预先设置对应的配电方案，包括：预先设置至少一种设备允许输入的交流电网接线方式及其对应的电压范围，以及对应的充电设备输出功率和允许接入交流电网输入的最大工作电流；通过将所述的检测电压与预先设置的配电方案内容进行匹配，确定与检测电压对应的充电设备配电方案。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述交流输入单元将接入的交流电网输入分成两路，分别输出到交流检测单元和交流/直流转换单元。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述交流检测单元将所述检测电压输出给控制单元，用于确定所述充电设备与检测电压对应的配电方案。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述交流/直流转换单元由两级转换电路构成，前级是功率因数校正电路，用于实现交流到直流的能量转换，后级是带隔离功能的DC/DC电路，用于实现电气隔离和稳压稳流功能。

本实用新型提出的充电设备与现有技术相比，通过检测交流电网不同的输入电压，智能确定与交流电网输入对应的配电方案，以及对应于不同交流电网输入下的充电设备输出功率，从而便于用户在多种供电条件下安全、便捷使用。

附图说明

图1为一种充电设备的结构示意图；

图2为一种接入3相交流电网输入的充电设备结构示意图；

图3为多种接入单相、三相交流电网输入的充电设备连线输入接口示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

在本实用新型实施例中，充电设备可以根据充电设备允许的交流电网不同的输入电压，智能确定与交流电网输入对应的配电方案，例如：对应的充电设备输出功率和允许接入交流电网输入的最大工作电流。在本实施例中，交流电网不同的输入电压是由交流电网不同的接线方式决定的。

实施例一：请参考图1，在本实施例中，一种充电设备20包括交流输入单元21、交流检测单元22、控制单元23、交流/直流转换单元24和通讯单元25。

用户的负载30使用充电设备20时，例如：使用充电设备20给电动汽车充电。首先通过交流输入单元21接入来自交流电网00的输入，在本实施例中，该交流电网输入包括：不同国家、地区的3相或单相交流电网。如图1所示，从交流输入单元21将接入的交流电网输入分成两路，分别输出到交流检测单元 22和交流/直流转换单元24。其中，交流检测单元22对接入的交流电网输入的电压进行检测，获得对应的检测电压，包括：检测每相输入的电压值，并将检测得到的电压值发送至控制单元23。控制单元23中根据交流电网不同的输入电压对应的不同检测电压，确定交流电网不同的输入电压对应的充电设备配电方案，其中，配电方案包括：确定与检测电压对应的交流电网接线方式，以及对应的充电设备输出功率和允许接入交流电网输入的最大工作电流。在本实施例的充电设备中，根据充电设备允许的交流电网不同的输入电压，预先设置对应的配电方案，即：预先设置了至少一种充电设备允许输入的交流电网接线方式及其对应的电压范围，以及与接线方式对应的充电设备输出功率和允许接入交流电网输入的最大工作电流，通过将检测得到的电压值与预先设置的配电方案内容进行匹配，确定与检测电压对应的充电设备配电方案，并将配电方案中对应的充电设备输出功率值和允许接入交流电网输入的最大工作电流值输出到交流/直流转换单元24。在本实施例中，确定与检测电压对应的允许接入交流电网输入的最大工作电流，用于保护交流电网接入时的用电安全。通讯单元25用于在充电设备20和负载30之间进行信息通讯，获取负载30的充电要求，例如：充电需要的直流电压或直流电流等。交流/直流转换单元24根据负载的直流充电要求和充电设备与检测电压对应的配电方案，将接入的交流电网能量转换成负载充电所需的直流电压或电流，输出到负载30供充电使用。所述交流/直流转换单元24还根据与检测电压对应的允许接入交流电网输入的最大工作电流值限制交流输入单元21中输入的电流大小，以保护充电设备用电安全。

在现有技术中，交流/直流转换单元24由两级转换电路构成，前级是功率因数校正电路(PFC)，实现交流到直流的初步能量转换，后级是隔离的DC/DC电路，实现输入/输出的电气隔离和输出的稳压稳流功能。其中，前级的功率因数校正电路可以工作在3相模式，也可以工作在单相模式。交流/直流能量转换后输出的直流电压或电流，用于负载充电，所述的直流电压或电流符合与交流电网输入对应的配电方案和负载充电要求。

本实施例中的充电设备可以接入不同类型的交流电网，例如：不同国家或地区的3相或单相交流电网，而且，可以根据充电设备允许的交流电网不同的输入电压，实现充电设备输出功率和允许接入交流电网输入的最大工作电流可调，从而防止由于配电容量不足，导致充电设备无法正常充电使用或出现意外电气事故的问题，便于用户安全、便捷使用。其中，与检测电压对应的充电设备输出功率会限制允许接入的交流电网电流大小，用于保护交流输入单元端的用电安全，例如：允许接入交流电网输入的最大工作电流值可以对应的充电设备输出功率值除以交流电网输入的电压值得到。此外，充电设备通过与负载进行信息通讯，根据充电设备与交流电网输入对应的配电方案实现智能可调充电所需的直流电压和电流，特别是当负载所需的充电功率大于充电设备配电方案的输出功率时，充电设备按照与检测电压对应的充电设备输出功率进行输出，既提高了使用的便利性，又保证了用电安全。

确定不同交流电网输入下的充电设备配电方案的具体操作过程参见图2和表1所示，例如：一种额定功率为15KW的充电设备20通过交流输入单元21 与3相电网01相连，具体接线方式是通过L1、L2、L3、N和GND接入220V 的3相交流电网输入，从交流输入单元21分成两路，分别输出到交流检测单元 22和交流/直流转换单元24。交流检测单元22对接入的交流电网的输入电压进行检测，并将得到的检测电压值发送至控制单元23。控制单元23中根据交流电网不同的输入电压，预先设置了对应的配电方案，如表1所示。将检测电压值与预先设置的配电方案内容进行匹配，即：根据表1和检测电压，可以确定与检测电压对应的充电设备配电方案，例如：当充电设备接入3相5线交流电网时，设备所检测得到三相L1、L2、L3与N之间的相电压均为220V，与检测电压对应的配电方案是：充电设备输出功率为15KW，对应允许最大输入电流为 32A*3相。控制单元23将该配电方案结果输出到交流/直流转换单元24，交流/ 直流转换单元24还接收来自通讯单元25的负载30的充电要求。交流/直流转换单元24根据负载的直流充电要求，在充电设备输出功率为15KW的条件下，输出可调直流电压或电流对负载进行充电，同时，限制交流输入单元21中三相交流电网输入的最大电流均不超过32A。

如图2、图3和表1所示，以中国交流电网为例，列举交流电网02不同接线方式对应的输入电压与对应配电方案的一些典型用例，其中，图3中省略了控制单元23和通讯单元25部分。

表1

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1.一种充电设备，其特征在于包括：

交流输入单元，用于接入交流电网；

交流检测单元，用于检测所接入交流电网电压，获得对应的检测电压；

控制单元，用于根据所述的检测电压，确定交流电网不同的输入电压对应的充电设备配电方案，包括：确定与检测电压对应的交流电网接线方式以及充电设备输出功率；

通讯单元，用于充电设备与负载之间进行信息通讯，获取负载充电要求；

交流/直流转换单元，用于根据负载的直流充电要求和所述充电设备与检测电压对应的配电方案，进行交流/直流能量转换，输出符合负载充电要求的直流电压或电流。

2.如权利要求1所述设备，其特征在于：所述交流输入单元接入的交流电网包括：3相或单相交流电网。

3.如权利要求1所述设备，其特征在于：所述控制单元用于根据所述的检测电压，确定交流电网不同的输入电压对应的充电设备配电方案，还包括：确定与检测电压对应的允许接入交流电网输入的最大工作电流，用于保护交流输入单元端的用电安全。

4.如权利要求1所述设备，其特征在于：所述控制单元还用于根据充电设备允许的交流电网不同的输入电压，预先设置对应的配电方案，包括：预先设置至少一种设备允许输入的交流电网接线方式及其对应的电压范围，以及对应的充电设备输出功率和允许接入交流电网输入的最大工作电流；通过将所述的检测电压与预先设置的配电方案内容进行匹配，确定与检测电压对应的充电设备配电方案。

5.如权利要求1所述设备，其特征在于：所述交流输入单元将接入的交流电网输入分成两路，分别输出到交流检测单元和交流/直流转换单元。

6.如权利要求1所述设备，其特征在于：所述交流检测单元将所述检测电压输出给控制单元，用于确定所述充电设备与检测电压对应的配电方案。

7.如权利要求1所述设备，其特征在于：所述交流/直流转换单元由两级转换电路构成，前级是功率因数校正电路，用于实现交流到直流的能量转换，后级是带隔离功能的DC/DC电路，用于实现电气隔离和稳压稳流功能。