CN216331535U - 直流充电桩 - Google Patents

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张国光
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Abstract

本申请提供一种直流充电桩，其包括充电控制模块、功率转换模块、直流输出模块和协议转换模块。功率转换模块用于将交流电转换为第一直流电和/或第二直流电。直流输出模块用于将第一直流电输出给支持第一充电协议的第一待充车辆，还用于将第二直流电输出给支持第二充电协议的第二待充车辆。协议转换模块用于实现第一充电协议和/或第二充电协议与第三充电协议之间的转换，使充电控制模块与第一待充车辆和/或第二待充车辆进行信息交互。充电控制模块用于获取待充车辆的充电参数信息，并根据获取的充电参数信息控制功率转换模块将交流电转换为第一直流电和/或第二直流电。该直流充电桩可以为充电接口符合不同充电协议的不同车辆进行快速供电。

Description

直流充电桩
技术领域
本申请涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种直流充电桩。
背景技术
近几年来，新能源电动汽车发展迅速，对充电桩的需求也在逐年增加。然而，不同国家生产的新能源电动汽车的充电协议各有差异，现有充电桩通常只能满足一种充电协议的充电需求，如果在充电站分别设置满足不同充电协议的多种充电桩，则存在安装调试不便、运行维护复杂的问题。
实用新型内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种直流充电桩，所述直流充电桩可以为充电接口符合不同充电协议的不同车辆进行快速充电。
为实现上述目的，本申请提供一种直流充电桩，包括充电控制模块及分别连接于所述充电控制模块的功率转换模块、直流输出模块和协议转换模块，所述直流输出模块还分别连接于所述功率转换模块和所述协议转换模块；
所述功率转换模块用于连接外部交流电源，并将所述外部交流电源提供的交流电转换为第一直流电和/或第二直流电；
所述直流输出模块包括至少一第一输出接口和至少一第二输出接口；所述第一输出接口用于与支持第一充电协议的第一待充车辆连接，并在所述功率转换模块将所述外部交流电源提供的交流电转换为所述第一直流电时，输出所述第一直流电；所述第二输出接口用于与支持第二充电协议的第二待充车辆连接，并在所述功率转换模块将所述外部交流电源提供的交流电转换为所述第二直流电时，输出所述第二直流电；
所述协议转换模块用于在所述第一输出接口连接有所述第一待充车辆时，通过所述第一充电协议与所述第一待充车辆通讯连接，和/或在所述第二输出接口连接有所述第二待充车辆时，通过所述第二充电协议与所述第二待充车辆通讯连接；所述协议转换模块还用于通过第三充电协议与所述充电控制模块通讯连接，所述协议转换模块用于实现所述第一充电协议和/或所述第二充电协议与所述第三充电协议之间的转换，以使所述充电控制模块与所述第一待充车辆和/或所述第二待充车辆进行信息交互；
所述充电控制模块用于获取所述第一待充车辆的第一充电参数信息和/或所述第二待充车辆的第二充电参数信息，并根据所述第一充电参数信息控制所述功率转换模块将所述交流电转换为所述第一直流电，和/或，根据所述第二充电参数信息控制所述功率转换模块将所述交流电转换为所述第二直流电。
一实施例中，所述功率转换模块包括至少一第一功率转换子模块和至少一第二功率转换子模块，每一所述第一功率转换子模块通过一第一电路对应连接一所述第一输出接口，每一所述第二功率转换子模块通过一第二电路对应连接一所述第二输出接口；其中，全部的所述第一电路和所述第二电路中的任意两条电路之间设有开关元件，所述开关元件连接于所述充电控制模块；
当所述两条电路对应的两个输出接口中的其中一个输出接口用于为所述第一待充车辆或者所述第二待充车辆进行充电时，所述充电控制模块还用于控制所述开关元件闭合，并根据所述第一充电参数信息或者所述第二充电参数信息控制所述两条电路对应的两个功率转换子模块均将所述交流电转换为所述第一直流电或者所述第二直流电，使得所述两个功率转换子模块转换的直流电同时为所述第一待充车辆或者所述第二待充车辆进行充电；
当所述两条电路对应的两个输出接口分别用于为不同的待充车辆进行充电时，所述充电控制模块还用于控制所述开关元件断开。
一种实施方式中，所述第一充电参数信息和所述第二充电参数信息包括充电功率；
当所述两条电路对应的两个输出接口中的其中一个输出接口用于为所述第一待充车辆或者所述第二待充车辆进行充电，且所述第一待充车辆或者所述第二待充车辆的充电功率大于预设功率阈值时，所述充电控制模块控制所述开关元件闭合。
一种实施方式中，所述第一功率转换子模块和所述第二功率转换子模块均包括并联的多个AC/DC转换模块；
和/或，所述开关元件为一个第一直流接触器或者多个第一直流接触器，所述多个第一直流接触器串联于所述两条电路之间。
一种实施方式中，所述直流输出模块还包括设于至少一所述第一电路中的第二直流接触器，和/或，所述直流输出模块还包括设于至少一所述第二电路中的第三直流接触器；
其中，所述第二直流接触器和所述第三直流接触器均连接于所述充电控制模块，所述充电控制模块还用于控制所述第二直流接触器和所述第三直流接触器的开合。
一实施例中，所述第一充电参数信息和所述第二充电参数信息包括充电电压，所述第一直流电的输出电压的范围为100V-1000V，和/或，所述第二直流电的输出电压的范围为100V-1000V。
一实施例中，所述第一充电协议、所述第二充电协议和所述第三充电协议分别为中国标准充电协议、欧洲标准充电协议、日本标准充电协议以及美国标准充电协议中互不相同的三种充电协议。
一实施例中，所述直流充电桩还包括连接于所述充电控制模块的交流输入模块，所述交流输入模块连接于所述功率转换模块和所述外部交流电源之间；
其中，所述交流输入模块包括连接于所述功率转换模块和所述外部交流电源之间的交流接触器和/或断路器。
一实施例中，所述直流充电桩还包括至少一第一充电枪和至少一第二充电枪；
每一所述第一充电枪对应连接一所述第一输出接口，所述第一充电枪对应插接于所述第一待充车辆的充电接口内，使得所述第一输出接口通过所述第一充电枪连接于所述第一待充车辆，所述功率转换模块转换的所述第一直流电依次通过所述直流输出模块及所述第一充电枪提供给所述第一待充车辆；
每一所述第二充电枪对应连接一所述第二输出接口，所述第二充电枪对应插接于所述第二待充车辆的充电接口内，使得所述第二输出接口通过所述第二充电枪连接于所述第二待充车辆，所述功率转换模块转换的所述第二直流电依次通过所述直流输出模块及所述第二充电枪提供给所述第二待充车辆。
进一步地，一实施例中，所述直流充电桩还包括充电桩本体，所述充电控制模块、所述功率转换模块、所述直流输出模块和所述协议转换模块分别设置于所述充电桩本体内，所述第一充电枪和所述第二充电枪分别挂接于所述充电桩本体外。
与现有技术相比，本申请具有的有益效果为：本申请提供的所述直流充电桩，通过所述直流输出模块的不同输出接口对应连接不同待充车辆的符合不同充电协议的充电接口，然后通过所述协议转换模块实现多种充电协议之间的转换，以使所述充电控制模块和充电接口满足任一种充电协议的待充车辆进行信息交换并获取所述待充车辆的充电参数信息，进而使所述充电控制模块根据获取的充电参数信息控制所述功率转换模块将所述外部交流电源提供的交流电相应转换不同直流电，即可通过不同输出接口将不同直流电输出给对应的所述待充车辆，实现不同待充车辆的快速充电。所述直流充电桩兼容多种充电协议，可以为充电接口符合不同充电协议的不同车辆进行快速充电，能够满足市场上各种电动车辆的充电需求。再者，所述直流充电桩设于充电站内时，所述充电站不需要设置多种充电桩，也避免了安装调试不便、运行维护复杂的问题。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例中的直流充电桩连接外部交流电源以为不同待充车辆进行供电的框架示意图。
图2是图1所示充电控制模块、协议转换模块及不同待充车辆在其中一种实施方式中的协议转换示意图。
图3是图1所示直流充电桩、外部交流电源及不同待充车辆在其中一种实施方式中的电路结构框图。
图4是图1所示直流充电桩在其中一种实施方式中的通讯架构框图。
主要元件符号说明
直流充电桩 1
外部交流电源 2
第一待充车辆 3
第二待充车辆 4
充电控制模块 10
功率转换模块 20
第一功率转换子模块 21
第二功率转换子模块 22
直流输出模块 30
第一直流接触器 31
第二直流接触器 32
第三直流接触器 33
协议转换模块 40
交流输入模块 50
断路器 51
交流接触器 52
检测计量模块 60
人机交互模块 70
智能支付模块 80
第一充电枪 91
第二充电枪 92
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，或通讯连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
其中，本申请中的A“和/或”B,包括A和B、A或者B在内的关系。
请参阅图1，本申请一实施例中的直流充电桩1，用于连接外部交流电源2，以将所述外部交流电源2提供的交流电转换成第一直流电和/或第二直流电，并将所述第一直流电输出给充电接口符合第一充电协议的第一待充车辆3进行快速充电，和/或将所述第二直流电输出给充电接口符合第二充电协议的第二待充车辆4进行快速充电。其中，需要说明的是，所述外部交流电源2可以是但不限于220V交流电网或者380V交流电网，对此不作限定。
具体地，如图1所示，本实施例中，所述直流充电桩1包括充电控制模块10及分别连接所述充电控制模块10的功率转换模块20、直流输出模块30和协议转换模块40，所述直流输出模块30还分别连接所述功率转换模块20和所述协议转换模块40。
所述功率转换模块20用于连接所述外部交流电源2，并将所述外部交流电源2提供的交流电(例如是380V交流电)转换为所述第一直流电和/或所述第二直流电。
所述直流输出模块30包括第一输出接口(图中未示出)和第二输出接口(图中未示出)。所述第一输出接口用于与支持所述第一充电协议的所述第一待充车辆3连接，并在所述功率转换模块20将所述外部交流电源2提供的交流电转换为所述第一直流电时输出所述第一直流电，使所述第一待充车辆3进行快速充电。所述第二输出接口用于与支持所述第二充电协议的所述第二待充车辆4连接，并在所述功率转换模块20将所述外部交流电源2提供的交流电转换为所述第二直流电时输出所述第二直流电，使所述第二待充车辆4进行快速充电。
所述协议转换模块40用于在所述第一输出接口连接有所述第一待充车辆3时，通过所述第一充电协议与所述第一待充车辆3通讯连接，和/或在所述第二输出接口连接有所述第二待充车辆4时，通过所述第二充电协议与所述第二待充车辆4通讯连接。所述协议转换模块40还用于通过第三充电协议与所述充电控制模块10通讯连接。此外，所述协议转换模块40还用于实现所述第一充电协议和/或所述第二充电协议与所述第三充电协议之间的转换，以使所述充电控制模块10与所述第一待充车辆3和/或所述第二待充车辆4进行信息交互。其中，需要说明的是，所述信息包括但不限于待充车辆的充电功率、充电电压、电池容量等充电参数信息，对此不作赘述。
所述充电控制模块10用于获取所述第一待充车辆3的第一充电参数信息和/或所述第二待充车辆4的第二充电参数信息，并根据所述第一充电参数信息控制所述功率转换模块20将所述交流电转换为所述第一直流电，和/或，根据所述第二充电参数信息控制所述功率转换模块20将所述交流电转换为所述第二直流电。
以所述直流充电桩1用于同时给所述第一待充车辆3和所述第二待充车辆4进行快速充电为例，其具体过程为：首先，所述第一待充车辆3的充电接口对应连接一所述第一输出接口，所述第二待充车辆4的充电接口对应连接一所述第二输出接口，使得所述第一待充车辆3和所述第二待充车辆4连接于所述直流充电桩1；然后，所述直流充电桩1通过所述协议转换模块40实现所述第一充电协议和所述第二充电协议与所述第三充电协议之间的转换，使得所述充电控制模块10与所述第一待充车辆3和所述第二待充车辆4进行信息交互，以获取所述第一充电参数信息和所述第二充电参数信息；最后，所述充电控制模块10根据所述第一充电参数信息控制所述功率转换模块20将所述交流电转换为所述第一直流电，以及根据所述第二充电参数信息控制所述功率转换模块20将所述交流电转换为所述第二直流电，所述第一直流电通过所述第一输出接口输出给所述第一待充车辆进行快速充电，所述第二直流电通过所述第二输出接口输出给所述第二待充车辆进行快速充电。
可见，本申请提供的所述直流充电桩1，通过所述直流输出模块30的不同输出接口对应连接不同待充车辆的符合不同充电协议的充电接口，然后通过所述协议转换模块40实现多种充电协议之间的转换，以使所述充电控制模块10和充电接口满足任一种充电协议的待充车辆进行信息交换并获取所述待充车辆的充电参数信息，进而使所述充电控制模块10根据获取的充电参数信息控制所述功率转换模块20将所述外部交流电源2提供的交流电相应转换不同直流电，即可通过不同输出接口将不同直流电输出给对应的所述待充车辆，实现不同待充车辆的快速充电。所述直流充电桩1兼容多种充电协议，可以为充电接口符合不同充电协议的不同车辆进行快速充电，能够满足市场上各种电动车辆的充电需求。再者，所述直流充电桩1设于充电站内时，所述充电站不需要设置多种充电桩，也避免了安装调试不便、运行维护复杂的问题。
需要说明的是，所述第一充电协议、所述第二充电协议和所述第三充电协议可以是但不限于中国标准充电协议、欧洲标准充电协议、日本标准充电协议以及美国标准充电协议中互不相同的三种充电协议，所述第一待充车辆3和所述第二待充车辆4可以是但不限于欧标待充车辆、日标待充车辆、美标待充车辆及国标待充车辆中互不相同的两种待充车辆，对此不作限定。
具体地，请参考图2，本实施例的其中一种实施方式中，所述第一待充车辆3为欧标待充车辆，其充电接口符合欧洲标准充电协议，所述第一充电协议可以是基于PLC通信的ISO15118协议或者DIN70121协议。所述第二待充车辆4为日标待充车辆，其充电接口符合日本标准充电协议，所述第二充电协议为基于CAN通信的CHAdeMo协议；所述充电控制模块10包括国标充电控制器，所述国标充电控制器与所述协议转换模块40通过中国标准充电协议进行信息交互，所述第三充电协议可以为基于CAN通信的GB/T27930协议。需要说明的是，如图2所示，本实施例中，所述充电控制模块10与所述协议转换模块40同时采用RS232串口通讯和CAN通讯，从而实现所述协议转换模块40与所述充电控制模块10中的国标充电控制器实现协议交互转换。如此，本实施例中，所述直流充电桩1可以连接中国交流电网(即所述外部交流电源2)，并将中国交流电网提供的交流电转换为所述第一直流电和所述第二直流电，所述第一直流电通过所述第一输出接口输出给欧标待充车辆(即所述第一待充车辆3)进行快速充电，所述第二直流电通过所述第二输出接口输出给日标待充车辆(即所述第二待充车辆4)进行快速充电。
可以理解的是，本申请的实施例中，所述第一输出接口可以设置一个或多个，所述第二输出接口也可以设置一个或多个，所述第一输出接口和所述第二输出接口的数量可以根据实际需要进行设置。本实施例中，所述第一输出接口和所述第二输出接口均优选设置为多个，由此，所述直流充电桩1可以为多个所述第一待充车辆3的快速充电，也可以为多个所述第二待充车辆4的快速充电，有利于提高所述直流充电桩1的利用率。
可选地，请再次参阅图1，本实施例中，所述直流充电桩1还包括至少一第一充电枪91和至少一第二充电枪92。
每一所述第一充电枪91对应连接一所述第一输出接口，所述第一充电枪91对应插接于所述第一待充车辆3的充电接口内，使得所述第一输出接口通过所述第一充电枪91连接于所述第一待充车辆3，所述功率转换模块20转换的所述第一直流电依次通过所述直流输出模块30及所述第一充电枪91提供给所述第一待充车辆3。每一所述第二充电枪92对应连接一所述第二输出接口，所述第二充电枪92对应插接于所述第二待充车辆4的充电接口内，使得所述第二输出接口通过所述第二充电枪92连接于所述第二待充车辆4，所述功率转换模块20转换的所述第二直流电依次通过所述直流输出模块30及所述第二充电枪92提供给所述第二待充车辆4。
可以理解的是，每一所述第一充电枪91可以通过电缆、连接器组件等导电件可拆卸连接于或者固定连接于对应的所述第一输出接口，每一所述第二充电枪92也可以通过电缆、连接器组件等导电件可拆卸连接于或者固定连接于对应的所述第二输出接口，对此不作限定。本实施例中，每一所述第一充电枪91和每一所述第二充电枪92均优选可拆卸连接于对应的输出接口，由此，有利于在所述第一充电枪91和所述第二充电枪92损坏时进行拆卸和更换，从而延长所述直流充电桩1的使用寿命。
其中，需要说明的是，所述第一充电枪91和所述第二充电枪92分别与所述第一待充车辆3和所述第二待充车辆4的充电接口适配，即所述第一充电枪91为符合所述第一充电协议的充电枪，所述第二充电枪92为符合所述第二充电协议的充电枪。换言之，所述第一充电枪91和所述第二充电枪92可以是但不限于欧标充电枪、日标充电枪、国标充电枪及美标充电枪中互不相同的两种充电枪，对此不作限定。本实施例中，所述第一待充车辆3为欧标待充车辆，所述第一充电枪91即为欧标充电枪；所述第二待充车辆4为日标待充车辆，所述第二充电枪92即为日标充电枪。其中，所述第一充电枪91和所述第二充电枪92的具体结构及功能分别和现有欧标充电枪和日标充电枪的结构及功能相同，对此不作赘述。
进一步地，本实施例中，所述直流充电桩1还包括充电桩本体(图中未示出)，所述充电控制模块10、所述功率转换模块20和所述协议转换模块40分别设置于所述充电桩本体内，所述第一充电枪91和所述第二充电枪92分别挂接于所述充电桩本体外。可以理解的是，所述充电桩本体开设有多个开口，所述多个开口用于供所述第一输出接口和所述第二输出接口外露以连接对应的充电枪。
可选地，所述充电桩本体内可以分隔出多个模块仓，所述直流充电桩1中的各个模块分别设置于一所述模块仓内。如此，所述直流充电桩1采用模块化设计，并将不同功能模块整合于相应的所述模块仓中，便于对各个模块进行安装调试，而且运行维护也更加简单。
如上所述，所述第一输出接口和所述第二输出接口均可以设置为一个或者多个，相应地，其对应的所述第一充电枪91和所述第二充电枪92也可以设置一个或者多个。为了便于描述，下面将以所述第一充电枪91和所述第二充电枪92均为一个为例，进一步详细地描述所述直流充电桩1的结构及功能。
请参阅图3，本实施例中，所述功率转换模块20包括第一功率转换子模块21和第二功率转换子模块22，所述第一功率转换子模块21和所述第二功率转换子模块22均包括并联的多个AC/DC转换模块。所述第一功率转换子模块21和所述第二功率转换子模块22均可以用于将所述外部交流电源2提供的交流电转换为所述第一直流电或者所述第二直流电，直流电的类型需要根据所述第一功率转换子模块21和所述第二功率转换子模块22连接的充电枪类型进行确定。
具体地，如图3所示，本实施例中，所述第一功率转换子模块21通过第一电路对应连接所述第一输出接口(图中未示出)，进而通过所述第一输出接口对应连接所述第一充电枪91(欧标充电枪)，所述第一功率转换子模块21在所述充电控制模块10(参见图1)的控制下将所述外部交流电源2提供的交流电转换为所述第一直流电，并通过所述第一充电枪91将所述第一直流电输出给所述第一待充车辆3(即欧标待充车辆)进行快速充电。所述第二功率转换子模块22通过第二电路对应连接所述第二输出接口(图中未示出)，进而通过所述第二输出接口对应连接所述第二充电枪92(日标充电枪)，所述第二功率转换子模块22在所述充电控制模块10(参见图1)的控制下将所述外部交流电源2提供的交流电转换为所述第二直流电，并通过所述第二充电枪92将所述第二直流电输出给所述第二待充车辆4(即日标待充车辆)进行快速充电。需要说明的是，本实施例中，所述第一电路是指所述第一功率转换子模块21与对应的所述第一输出接口之间的连接电路，所述第二电路是指所述第二功率转换子模块22与对应的所述第二输出接口之间的连接电路，所述第一电路和/或所述第二电路中可以设置有接触器等其他的一些电子元器件，对此不作赘述。
可以理解的是，在其他实施例中，所述第一输出接口和所述第二输出接口设置为多个，且其各自对应的所述第一充电枪91和所述第二充电枪92也设置多个时，所述第一功率转换子模块21和所述第二功率转换子模块22也设置为多个，多个所述第一功率转换子模块21和多个所述第一输出接口、多个所述第一充电枪91分别一一对应，多个所述第二功率转换子模块22和多个所述第二输出接口、多个所述第二充电枪92分别一一对应。
优选地，如图3所示，本实施例中，所述第一电路和所述第二电路之间设有开关元件，所述开关元件连接于所述充电控制模块10(图中未示出)。其中，所述开关元件可以是但不限于直流接触器。本实施例中，所述开关元件为设于所述第一电路和所述第二电路之间的一个第一直流接触器31。在其他实施例中，所述开关元件也可以是串联于所述第一电路和所述第二电路之间的多个第一直流接触器31，避免所述充电控制模块10对单个所述第一直流接触器31的控制失效的问题。
当所述第一电路对应的所述第一输出接口用于为所述第一待充车辆3进行充电，而所述第二电路对应的所述第二输出接口未用于为所述第二待充车辆4进行充电时，所述充电控制模块10还用于控制所述开关元件闭合，并根据所述第一待充车辆3的第一充电参数信息控制所述第一功率转换子模块21和所述第二功率转换子模块22均将所述外部交流电源2提供的交流电转换为所述第一直流电，使所述第一功率转换子模块21和所述第二功率转换子模块22转换的所述第一直流电同时为所述第一待充车辆3进行充电，利于提升所述直流充电桩1的充电效率，缩短所述第一待充车辆3的充电时间。
类似地，当所述第一电路对应的所述第一输出接口未用于为所述第一待充车辆3进行充电，而所述第二电路对应的所述第二输出接口用于为所述第二待充车辆4进行充电时，所述充电控制模块10还用于控制所述开关元件闭合，并根据所述第二待充车辆4的第二充电参数信息控制所述第一功率转换子模块21和所述第二功率转换子模块22均将所述外部交流电源2提供的交流电转换为所述第二直流电，使得所述第一功率转换子模块21和所述第二功率转换子模块22转换的所述第二直流电同时为所述第二待充车辆4进行充电，同样利于提升所述直流充电桩1的充电效率，缩短所述第二待充车辆4的充电时间。
反之，当所述第一电路和所述第二电路各自对应的所述第一输出接口和所述第二输出接口分别用于为不同的待充车辆进行充电时，所述充电控制模块10还用于控制所述开关元件断开，以使所述第一输出接口为所述第一待充车辆3进行充电，所述第二输出接口为所述第二待充车辆4进行充电。
在其他实施例中，所述直流充电桩1设有多个所述第一功率转换子模块21和多个所述第二功率转换子模块22，并相应通过多个所述第一电路和多个所述第二电路连接于对应的第一输出接口和第二输出接口时，全部的所述第一电路和所述第二电路中的任意两条电路之间均可以设有所述开关元件，从而使任意两条电路各自对应的两个功率转换子模块转换的直流电同时为同一待充车辆进行充电，也可以提升所述直流充电桩1的充电效率，缩短所述待充车辆的充电时间，对此不作赘述。
本申请的实施例中，通过在任意两条电路之间设置所述开关元件，并通过所述充电控制模块10的相应控制，以使所述任意两条电路各自对应的两个功率转换子模块同时转换直流电以为同一所述待充车辆进行充电，在待充车辆的充电功率不变时，相比于只有一条电路对应的一个功率转换子模块转换直流电以为所述待充车辆进行充电，两条电路各自对应的两个功率转换子模块包含更多个所述AC/DC转换器，即参与充电的所述AC/DC转换器数量增多，使得单一所述AC/DC转换器的输出电流较小、输出功率也较小，有利于延长所述AC/DC转换器的使用寿命。
可选地，本申请的实施例中，所述第一待充车辆3的第一充电参数信息和所述第二待充车辆4的第二充电参数信息包括充电功率。当所述两条电路对应的两个输出接口中的其中一个输出接口用于为所述第一待充车辆3或者所述第二待充车辆4进行充电，且所述第一待充车辆3或者所述第二待充车辆4的充电功率大于预设功率阈值时，所述充电控制模块10控制所述开关元件闭合，如此，所述两条电路各自对应的两个功率转换子模块转换的直流电同时为同一待充车辆进行充电。即，只有在待充车辆的充电功率大于所述预设功率阈值时，所述充电控制模块10才会控制所述开关元件闭合，以使所述两条电路对应的两个功率转换子模块同时转换直流电以为同一所述待充车辆进行充电。其中，所述预设功率阈值的大小可以根据不同待充车辆的充电功率进行设定，例如，所述待充车辆的充电功率为60kW时，所述预设功率阈值可以为50kW、45kW、40kW等任一小于60kW的功率值，对此不作限定。
一般地，充电接口符合不同充电协议的不同待充车辆的充电功率不同，因此，不同待充车辆所对应的充电枪的输出功率也不同。现有技术中，欧标充电枪的输出电压最大可达1000V，其输出电流最大可达200A，即欧标充电枪的输出功率最大为200kW，而绝大多数欧标待充车辆通过直流充电桩进行充电时，该直流充电桩的欧标充电枪的输出功率的取值范围为60kW至80kW；此外，日标充电枪的输出电压最大可达500V，其输出电流最大可达125A，即日标充电枪的输出功率最大可达62.5kW，而绝大多数日标待充车辆通过直流充电桩进行充电时，该直流充电桩的日标充电枪的输出功率一般为60kW。
本申请的实施例中，所述充电控制模块10获取所述第一待充车辆3和所述第二待充车辆4的充电参数信息时，所述第一充电参数信息和所述第二充电参数信息均包括充电电压和充电电流，所述充电控制模块10控制所述功率转换模块20的每一所述AC/DC转换模块进行功率转换，以使每一所述AC/DC转换模块转换的所述第一直流电和/或所述第二直流电的输出电压的范围为100V-1000V。
其中，需要说明的是，每一所述AC/DC转换模块的最大输出功率不同时，即AC/DC转换模块为不同功率级别的转换模块时，其对应的输出电流的取值范围不同。例如，在一些实施方式中，每一所述AC/DC转换模块的最大输出功率为30kW时，其对应的输出电流的范围可以为0A-100A；在另一些实施方式中，每一所述AC/DC转换模块的最大输出功率为40kW时，其对应的输出电流的范围可以为0A-133.3A。
可以理解的是，所述第一充电枪91的输出功率等于其对应连接的多个AC/DC转换模块的输出功率之和，同样地，所述第二充电枪92的输出功率也等于其对应连接的多个AC/DC转换模块的输出功率之和。如此，所述第一充电枪91和所述第二充电枪92的输出电压范围宽、输出功率高，从而可满足市场上绝大部分欧标待充车辆和日标待充车辆的充电需求。但需要说明的是，所述直流充电桩1的最大输出功率为全部的AC/DC转换模块的输出功率之和。
还可以理解的是，通过所述充电控制模块10合理控制所述功率转换模块20，可以使所述第一充电枪91和/或所述第二充电枪92在一定的输出电压范围内保持恒功率输出。例如，在一些实施方式中，当所述待充车辆的充电功率一定时，所述第一充电枪91和所述第二充电枪92可以在输出电压为300V-1000V之间时保持30kW的输出功率，从而使以恒定功率给所述待充车辆进行充电。
请再次参阅图3，本申请的实施例中，所述直流输出模块30还包括设于至少一所述第一电路中的第二直流接触器32，和/或，所述直流输出模块30还包括设于至少一所述第二电路中的第三直流接触器33。其中，所述第二直流接触器32和所述第三直流接触器33均连接于所述充电控制模块10，所述充电控制模块10还用于控制所述第二直流接触器32和所述第三直流接触器33的开合。本实施例中，所述第一电路中设有一所述第二直流接触器32，所述第二电路中设有一所述第三直流接触器33。通过在所述第一电路和所述第二电路中分别设置直流接触器，在所述功率转换模块20出现过压等问题时，所述充电控制模块10可以控制所述第一电路和所述第二电路的通断，从而保护所述直流输出模块30及其连接待充车辆的电池。
进一步地，如图3所示，本实施例中，所述直流充电桩1还包括连接于所述充电控制模块10的交流输入模块50，所述交流输入模块50连接于所述功率转换模块20和所述外部交流电源2之间。其中，所述交流输入模块50包括串联于所述功率转换模块20以及所述外部交流电源2之间的交流接触器52和/或断路器51。本实施例中，所述外部交流电源2与所述功率转换模块20之间依次串联有所述断路器51和所述交流接触器52。
通过在所述功率转换模块20与所述外部交流电源2之间依次设置所述断路器51和所述交流接触器52，当所述外部交流电源2出现不正常情况时，如过载、失压、欠压、短路等，所述断路器51能自动断开所述外部交流电源2与所述功率转换模块20之间的连接；再者，当所述外部交流电源2正常时，通过所述充电控制模块10控制所述交流接触器52的开合，也可以断开所述外部交流电源2与所述功率转换模块20之间的连接，使得所述直流充电桩1不带电，以满足一些实际需求，例如对所述直流充电桩1进行维修和调试。
进一步地，请再次参阅图1，本申请的实施例中，所述直流充电桩1还包括分别连接于所述充电控制模块10的检测计量模块60、人机交互模块70和智能支付模块80。
所述检测计量模块60用于所述直流充电桩1的系统绝缘检测及电压检测，还用于通过所述充电控制模块10连接于所述直流输出模块30，从而获取所述直流输出模块30向待充车辆输出的直流电的电压及电流等用电数据计算输出电量，并将所述用电数据及计算得出的电量数据实时传输给所述充电控制模块10。即，所述检测计量模块60可以用于所述直流充电桩1给车辆进行充电过程中的电量计量。
所述人机交互模块70具有显示窗口，所述显示窗口用于显示所述直流充电桩1的操作界面、及所述直流充电桩1当前给所述第一待充车辆3或者所述第二待充车辆4进行充电时的充电参数和充电数据等，用户可以通过所述显示窗口显示的操作界面高效快捷地控制所述直流充电桩1给用户的电动车辆充电，例如，用户可以通过所述操作界面设置所述直流充电桩1给车辆的充电时间、调节充电枪的输出功率等。
所述智能支付模块80可以是但不限于基于安卓系统的多功能支付刷卡模块，所述智能支付模块80用于供用户支付充电费用，所述支付方式包括但不限于苹果支付、谷歌支付、银行卡刷卡支付、信用卡刷卡支付、微信支付、支付宝支付等支付方式。
请参阅图4，如前所述，本实施例中，所述充电控制模块10和所述协议转换模块40同时采用RS232串口通讯和CAN通讯，从而实现协议交互转换。如图4所示，本实施例中，所述充电控制模块10与所述功率转换模块20之间采用CAN通讯、所述充电控制模块10与所述检测计量模块60之间采用RS485通讯、所述充电控制模块10与所述人机交互模块70及所述智能支付模块80之间均采用RS232通讯，从而有利于提高所述充电控制模块10与所述协议转换模块40以外的其他模块之间的通讯性能。
当然，在其他实施例中，所述充电控制模块10也可以采用其他的连接方式与各个模块实现通讯连接，对此不作限定。
在其他实施例中，所述直流充电桩1还可以包括通讯模块，所述通讯模块通过有线网络连接或者无线网络连接于其他的所述直流充电桩1和/或服务总机，从而实现多个所述直流充电桩1之间的互联互通。
其中，需要说明的是，本申请实施例提供的所述直流充电桩1中，其包括的各个功能模块的具体结构及工作原理，与现有充电桩中相应模块的结构及工作原理基本相同，对此不作赘述。
此外，上述实施例描述的所述直流充电桩1中，所述第一输出接口和所述第二输出接口分别用于连接符合不同充电协议的所述第一充电枪91和所述第二充电枪92，但可以理解的是，在其他实施例中，所述第一输出接口和所述第二输出接口也可以都用于连接符合同种充电协议的所述第一充电枪91或者所述第二充电枪92，从而使所述直流充电桩1也可以同时为充电接口符合同种充电协议的多辆待充车辆进行快速充电，具体充电原理和现有技术中的多枪直流充电桩的充电原理基本相同，对此不作赘述。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种直流充电桩，其特征在于，包括充电控制模块及分别连接于所述充电控制模块的功率转换模块、直流输出模块和协议转换模块，所述直流输出模块还分别连接于所述功率转换模块和所述协议转换模块；
所述功率转换模块用于连接外部交流电源，并将所述外部交流电源提供的交流电转换为第一直流电和/或第二直流电；
所述直流输出模块包括至少一第一输出接口和至少一第二输出接口；所述第一输出接口用于与支持第一充电协议的第一待充车辆连接，并在所述功率转换模块将所述外部交流电源提供的交流电转换为所述第一直流电时，输出所述第一直流电；所述第二输出接口用于与支持第二充电协议的第二待充车辆连接，并在所述功率转换模块将所述外部交流电源提供的交流电转换为所述第二直流电时，输出所述第二直流电；
所述协议转换模块用于在所述第一输出接口连接有所述第一待充车辆时，通过所述第一充电协议与所述第一待充车辆通讯连接，和/或在所述第二输出接口连接有所述第二待充车辆时，通过所述第二充电协议与所述第二待充车辆通讯连接；所述协议转换模块还用于通过第三充电协议与所述充电控制模块通讯连接，所述协议转换模块用于实现所述第一充电协议和/或所述第二充电协议与所述第三充电协议之间的转换，以使所述充电控制模块与所述第一待充车辆和/或所述第二待充车辆进行信息交互；
所述充电控制模块用于获取所述第一待充车辆的第一充电参数信息和/或所述第二待充车辆的第二充电参数信息，并根据所述第一充电参数信息控制所述功率转换模块将所述交流电转换为所述第一直流电，和/或，根据所述第二充电参数信息控制所述功率转换模块将所述交流电转换为所述第二直流电。
2.如权利要求1所述的直流充电桩，其特征在于，所述功率转换模块包括至少一第一功率转换子模块和至少一第二功率转换子模块，每一所述第一功率转换子模块通过一第一电路对应连接一所述第一输出接口，每一所述第二功率转换子模块通过一第二电路对应连接一所述第二输出接口；其中，全部的所述第一电路和所述第二电路中的任意两条电路之间设有开关元件，所述开关元件连接于所述充电控制模块；
当所述两条电路对应的两个输出接口中的其中一个输出接口用于为所述第一待充车辆或者所述第二待充车辆进行充电时，所述充电控制模块还用于控制所述开关元件闭合，并根据所述第一充电参数信息或者所述第二充电参数信息控制所述两条电路对应的两个功率转换子模块均将所述交流电转换为所述第一直流电或者所述第二直流电，使得所述两个功率转换子模块转换的直流电同时为所述第一待充车辆或者所述第二待充车辆进行充电；
当所述两条电路对应的两个输出接口分别用于为不同的待充车辆进行充电时，所述充电控制模块还用于控制所述开关元件断开。
3.如权利要求2所述的直流充电桩，其特征在于，所述第一充电参数信息和所述第二充电参数信息包括充电功率；
当所述两条电路对应的两个输出接口中的其中一个输出接口用于为所述第一待充车辆或者所述第二待充车辆进行充电，且所述第一待充车辆或者所述第二待充车辆的充电功率大于预设功率阈值时，所述充电控制模块控制所述开关元件闭合。
4.如权利要求2所述的直流充电桩，其特征在于，所述第一功率转换子模块和所述第二功率转换子模块均包括并联的多个AC/DC转换模块；
和/或，所述开关元件为一个第一直流接触器或者多个第一直流接触器，所述多个第一直流接触器串联于所述两条电路之间。
5.如权利要求2所述的直流充电桩，其特征在于，所述直流输出模块还包括设于至少一所述第一电路中的第二直流接触器，和/或，所述直流输出模块还包括设于至少一所述第二电路中的第三直流接触器；
其中，所述第二直流接触器和所述第三直流接触器均连接于所述充电控制模块，所述充电控制模块还用于控制所述第二直流接触器和所述第三直流接触器的开合。
6.如权利要求1所述的直流充电桩，其特征在于，所述第一充电参数信息和所述第二充电参数信息包括充电电压，所述第一直流电的输出电压的范围为100V-1000V，和/或，所述第二直流电的输出电压的范围为100V-1000V。
7.如权利要求1所述的直流充电桩，其特征在于，所述第一充电协议、所述第二充电协议和所述第三充电协议分别为中国标准充电协议、欧洲标准充电协议、日本标准充电协议以及美国标准充电协议中互不相同的三种充电协议。
8.如权利要求1所述的直流充电桩，其特征在于，所述直流充电桩还包括连接于所述充电控制模块的交流输入模块，所述交流输入模块连接于所述功率转换模块和所述外部交流电源之间；
其中，所述交流输入模块包括连接于所述功率转换模块和所述外部交流电源之间的交流接触器和/或断路器。
9.如权利要求1至8任一项所述的直流充电桩，其特征在于，所述直流充电桩还包括至少一第一充电枪和至少一第二充电枪；
每一所述第一充电枪对应连接一所述第一输出接口，所述第一充电枪对应插接于所述第一待充车辆的充电接口内，使得所述第一输出接口通过所述第一充电枪连接于所述第一待充车辆，所述功率转换模块转换的所述第一直流电依次通过所述直流输出模块及所述第一充电枪提供给所述第一待充车辆；
每一所述第二充电枪对应连接一所述第二输出接口，所述第二充电枪对应插接于所述第二待充车辆的充电接口内，使得所述第二输出接口通过所述第二充电枪连接于所述第二待充车辆，所述功率转换模块转换的所述第二直流电依次通过所述直流输出模块及所述第二充电枪提供给所述第二待充车辆。
10.如权利要求9所述的直流充电桩，其特征在于，所述直流充电桩还包括充电桩本体，所述充电控制模块、所述功率转换模块、所述直流输出模块和所述协议转换模块分别设置于所述充电桩本体内，所述第一充电枪和所述第二充电枪分别挂接于所述充电桩本体外。
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