CN211892878U - 一种电动汽车的小功率直流充电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车的小功率直流充电器，包括交流功率插头或交流功率插座、温度传感器、交流电缆、直流充电电路、直流电缆和直流充电枪，直流充电电路包括交直流转换单元和充电控制器；温度传感器安装在交流功率插头或交流功率插座中，温度传感器的信号输出端与充电控制器连接，交直流转换单元的主回路中包括由充电控制器控制的过温保护开关。交流功率插头或交流功率插座的温度超过保护阈值时，过温保护开关断开，中止直流充电器对电动汽车的充电或放电。本实用新型当插头或插座过热时，过温保护开关断开，中止直流充电器对电动汽车的充电或放电，不会因为交流电缆插头或插座发热而带来充放电的安全隐患。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及电动汽车的直流充电设备，尤其涉及一种电动汽车的小功率直流充电器。
[背景技术]
随着电动汽车的普及，现有的直流大功率充电和交流小功率充电不能完全满足所有的充电需求。小功率直流充电器可以替代车载充电机，交流充电桩，直接减少车辆的成本。小功率直流充电器类似于交流缆上的充电器，但是直接将交流电流转换为给电动汽车充电的直流电，并且实现实时充电控制。小功率直流充电器还可以工作在反向模式下，将电动汽车的电池直流电转变为交流电给交流负载供电或者逆变到电网。
申请号为CN201821197632.1的实用新型公开了一种新能源电动汽车直流携式智能充电器，包括充电箱、插头和电动汽车充电枪，所述充电箱输入端通过插头与家用电源连通，充电箱的输出端通过电动汽车充电枪与电动汽车充电口连通。
但是在实际充电场景中，交流电缆的插头或插座可能会氧化，或者与其对插的插座或插头老化，导致充电过程中，交流电缆上的插头或插座处接触电阻大，温度升高。也可能交流供电的电缆过细导致温度升高。充电过程中交流侧的温度过高可能带来充电安全隐患。
[实用新型内容]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种不会因为交流电缆插头或插座发热而带来充电安全隐患的电动汽车的小功率直流充电器。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种电动汽车的小功率直流充电器，包括交流功率插头或交流功率插座、温度传感器、交流电缆、直流充电电路、直流电缆和直流充电枪，直流充电电路包括交直流转换单元和充电控制器；温度传感器安装在交流功率插头或交流功率插座中，温度传感器的信号输出端与充电控制器连接，交直流转换单元的主回路中包括由充电控制器控制的过温保护开关。
以上所述的小功率直流充电器，交直流转换单元包括AC/DC变换电路和 DC/DC变换电路，AC/DC变换电路和/或DC/DC变换电路包括复数个开关管，所述的开关管的控制端接充电控制器；AC/DC变换电路和/或DC/DC变换电路的部分或全部的开关管作为所述的过温保护开关，当交流功率插头或交流功率插座的温度超过保护阈值时，所述部分或全部的开关管断开，中止直流充电器对电动汽车的充电或放电。
以上所述的小功率直流充电器，交直流转换单元包括AC/DC变换电路、 DC/DC变换电路和充放电开关，DC/DC变换电路经充放电开关接直流充电枪；充放电开关的控制端接充电控制器，充放电开关为所述的过温保护开关。
以上所述的小功率直流充电器，温度传感器嵌在交流功率插头或交流功率插座中，与交流功率插头或交流功率插座一体成型；交流电缆中包括温度传感器的信号传输线，温度传感器通过信号传输线与直流充电电路的充电控制器连接。
以上所述的小功率直流充电器，所述的温度传感器为温度开关。
本实用新型当插头或插座过热时，过温保护开关断开，中止直流充电器对电动汽车的充电或放电，不会因为交流电缆插头或插座发热而带来充放电的安全隐患。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型实施例1电动汽车的小功率直流充电器的原理框图。
图2是本实用新型实施例1电动汽车的小功率直流充电器的外形图。
图3是本实用新型实施例1电动汽车的小功率直流充电器的主视图。
图4是本实用新型实施例2电动汽车的小功率直流充电器的外形图。
[具体实施方式]
本实用新型实施例1电动汽车的小功率直流充电器的结构如图1至图4所示，包括交流功率插头10、温度传感器12、交流电缆、直流充电电路20、直流电缆和直流充电枪30，直流充电电路20包括交直流转换单元21和直流充电控制器22；温度传感器12嵌在交流功率插头10中，与交流功率插头10一体成型。连接交流功率插头10与直流充电电路20交流电缆中包括温度传感器的信号传输线，温度传感器12的信号输出端通过信号传输线与直流充电电路的直流充电控制器22连接。
交直流转换单元21包括AC/DC变换电路、DC/DC变换电路和和充放电开关， AC/DC变换电路和/或DC/DC变换电路都包括多个开关管，开关管的控制端接直流充电控制器22；AC/DC变换电路和/或DC/DC变换电路的部分或全部的开关管可以作为过温保护开关，当交流功率插头的温度超过保护阈值时，所述部分或全部的开关管断开，控制直流充放电的电流为零，中止直流充电器对电动汽车的充电或放电。
DC/DC变换电路经直流接触器开关23和直流电缆接直流充电枪30；直流接触器开关23的控制端接直流充电控制器22，直流接触器开关23也可以作为过温保护开关，当交流功率插头的温度超过保护阈值时断开，控制直流充放电的电流为零，中止直流充电器对电动汽车的充电或放电。
交流功率插头10可以插入用户侧的交流插座100从而获取交流输入。
如图1所示，交流功率插头10中的插针11通过交流电缆与充电器中的交直流转换单元21的交流端子相连。交直流转换单元21获取的交流电转换为给电动汽车动力电池42充电的直流电。交直流转换单元21的直流侧端子与直流接触器开关23相连，直流接触器开关23的另外一端通过直流电缆线与直流充电枪头30相连。
本实用新型以上实施例在交流电缆的功率插头10中集成一个温度传感器 12，并且将温度传感器12的反馈信号通过交流电缆中的信号传输线，温度传感器12的信号输出端通过信号传输线与直流充电电路的直流传输到直流充电控制器22。直流充电控制器22实时检测交流电缆处功率插头中的温度传感器12的反馈信号。通常温度传感器12使用热敏电阻，通过检测热敏电阻的阻值。当直流充电控制器22检测到热敏电阻的阻值代表的温度高于保护温度点的阈值时，直流充电控制器22判断为交流电缆处功率插头温度过热。直流充电控制器22 控制小功率直流充电器交直流转换电路的功率开关管关断，使得充电电流为零，或者控制小功率直流充电器直流端口侧的直流接触器断开，使得充电电流为零。并且直流充电控制器22可以通过充电枪头CAN总线向车辆端的BMS发送终止充电操作。执行以上操作，可以使得交流侧电流降低到近似0A(还有很小的待机功耗电流)，从而实现对交流电缆处功率插头10处温度过热的保护。
直流充电控制器22的控制信号线及直流接触器开关23的直流端子通过直流电缆线的信号线及动力线和直流充电枪头30与车辆端的直流充电插座41耦合相连。直流充电插座中41的控制信号线与车辆端的BMS车辆控制器43相连。因此直流充电控制器22可以和车辆端BMS车辆控制器43进行握手和通信，可以对充电过程进行控制和监控。
如图3所示，本实施例交直流转换单元的基本电路包括两个部分AC/DC变换电路24和DC/DC变换电路25。AC/DC变换电路24的交流端口与交流功率插头10的L线、N线、PE线相连。AC/DC变换电路24的直流侧与DC/DC变换电路 25原边相连。DC/DC变换电路25的副边整流输出后与直流接触器23相连。DC/DC 变换电路25的原副边通过高频变压器隔离，变压器原边与功率开关26相连。
在充电过程中，当直流充电控制器22检测热敏电阻12的阻值所反映的温度超过保护温度阈值后，直流充电控制器22执行过温保护动作。直流充电控制器22通过控制功率开关26关断或者直流接触器23关断来使得充电电流为零，并且向车辆端BMS车辆控制器43发送停止充电指令。当直流侧电流为零后，交流功率插头10处电流也近似为零(小功率直流充电器的待机电流为mA级别)，从而实现交流端过温保护功能。
如图4所示，本实用新型实施例2的电动汽车的小功率直流充电器可以工作在反向模式。直流充电电路20的交流侧通过交流电缆线与交流放电排插50 相连。在交流放电排插50内集成了温度传感器12，在本实施例中温度传感器 12采用热敏电阻。热敏电阻的两端通过交流电缆线中的信号线与直流充电控制器22相连。在本实施例的其他部分与实施例其相同。电动汽车的动力电池42 通过直流充电电路20反向工作时转变成交流电，通过交流放电排插50接交流负载后进行放电。
在放电过程中，当直流充电控制器22检测到热敏电阻的阻值所反映的温度超过保护温度阈值后，直流充电控制器22执行过温保护动作。直流充电控制器 22通过控制功率开关26关断或者直流接触器23关断来使得充电电流为零，并且向车辆端BMS车辆控制器43发送停止放电指令。当直流侧电流为零后，交流功率插头10处电流也为零，从而实现交流端过温保护功能。
在本实用新型中的温度传感器12也可以使用温度开关，温度开关的通断信号通过交流电缆中的信号线给直流充电控制器22执行过温保护动作，温度开关可以利用双金属片的感温，温度改变时使金属片变形，带动触点切断或接通传感器电路。当其温度达到保护阈值时，温度开关的触点断开，当直流充电控制器22检测到温度开关断开时，识别为交流功率插头或交流功率插座需要过温保护。当温度开关温度下降到恢复阈值下时，温度开关的触点闭合，当直流充电控制器22检测温度开关的触点闭合时，识别为交流功率插头或交流功率插座的温度正常。也可以将温度开关的通断信号直接控制功率开关26关断驱动执行温度保护动作。
本实用新型以上实施例不需要单独增加集成在交流电缆中的交流断路开关，减少了交流线缆的体积和成本，也减少了可能带来的失效故障。本实用新型的交直流功率转换单元可以直接在不增加另外断路部件情况下，实现对直流侧功率回路的断开。因为在交直流功率转换单元中已经有必须要有的功率开关和物理开关，可以实现功率回路的开通与关断。只需要将交流插头处的温度检测装置的反馈信号通过交流电缆传递到直流充电控制器，当检测到温度达到保护阈值后关断交直流功率转换单元中的功率开关和物理开关，从而实现对交流侧的过温保护。
Claims (5)
1.一种电动汽车的小功率直流充电器，包括交流功率插头或交流功率插座、交流电缆、直流充电电路、直流电缆和直流充电枪，直流充电电路包括交直流转换单元和充电控制器，其特征在于，包括温度传感器，温度传感器安装在交流功率插头或交流功率插座中，温度传感器的信号输出端与充电控制器连接，交直流转换单元的主回路中包括由充电控制器控制的过温保护开关。
2.根据权利要求1所述的小功率直流充电器，其特征在于，交直流转换单元包括AC/DC变换电路和DC/DC变换电路，AC/DC变换电路和/或DC/DC变换电路包括复数个开关管，所述的开关管的控制端接充电控制器；AC/DC变换电路和/或DC/DC变换电路的部分或全部的开关管作为所述的过温保护开关。
3.根据权利要求1所述的小功率直流充电器，其特征在于，交直流转换单元包括AC/DC变换电路、DC/DC变换电路和充放电开关，DC/DC变换电路经充放电开关接直流充电枪；充放电开关的控制端接充电控制器，充放电开关为所述的过温保护。
4.根据权利要求1所述的小功率直流充电器，其特征在于，温度传感器嵌在交流功率插头或交流功率插座中，与交流功率插头或交流功率插座一体成型；交流电缆中包括温度传感器的信号传输线，温度传感器通过信号传输线与直流充电电路的充电控制器连接。
5.根据权利要求1所述的小功率直流充电器，其特征在于，所述的温度传感器为温度开关。
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