CN218430883U - 车辆充电系统及作业车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆充电技术领域，尤其涉及一种车辆充电系统及作业车辆。车辆充电系统包括交流输入分线盒、直流输出分线盒和N个交直流转换装置，其中，N为大于1的整数；交流输入分线盒的交流输入接口连接三相交流电；每一个交直流转换装置的转换输入接口，连接交流输入分线盒的交流输出接口；直流输出分线盒的直流输入接口，连接每一个交直流转换装置的转换输出接口；直流输出分线盒的直流输出接口连接作业车辆的动力电池。本实用新型用以解决现有技术中电动作业车辆充电所需时间较长、充电效率低的缺陷，实现作业车辆高效率充电。

Description

车辆充电系统及作业车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆充电技术领域，尤其涉及一种车辆充电系统及作业车辆。

背景技术

近年来，电动履带起重机等电动作业车辆成为一个发展趋势。而大型的电动作业车辆对电池续航要求较高，因此电动作业车辆所配备电池的容量也较大，相应的电池充电所需时间也越长。以一种电动履带起重机为例，该电动履带起重机配备的电池容量为282千瓦时，以一个较小功率的交直流转换装置进行充电时，例如，国内标准40千瓦交流功率的车载充电机，基于损耗等原因该电池充满大概需要8小时，充电时间较长。越大型的作业车辆，电池容量越大，由一个较小功率的交直流转换装置进行充电所需要的时间越长，充电效率越低。

实用新型内容

本实用新型提供一种车辆充电系统及作业车辆，用以解决现有技术中电动作业车辆充电所需时间较长、充电效率低的缺陷，实现作业车辆高效率充电。

本实用新型提供一种车辆充电系统，包括交流输入分线盒、直流输出分线盒和N个交直流转换装置，其中，N为大于1的整数；所述交流输入分线盒的交流输入接口连接三相交流电；每一个所述交直流转换装置的转换输入接口，连接所述交流输入分线盒的交流输出接口；所述直流输出分线盒的直流输入接口，连接每一个所述交直流转换装置的转换输出接口；所述直流输出分线盒的直流输出接口连接作业车辆的动力电池。

根据本实用新型提供一种车辆充电系统，所述交直流转换装置为车载充电机。

根据本实用新型提供一种车辆充电系统，还包括插头；所述插头用于连接所述三相交流电和所述交流输入分线盒的所述交流输入接口。

根据本实用新型提供一种车辆充电系统，所述插头的额定功率，等于或小于N个所述交直流转换装置的额定功率之和。

根据本实用新型提供一种车辆充电系统，所述交流输入分线盒用于将所述三相交流电拆分为N路子交流电，其中，N路所述子交流电通过所述交流输出接口，分别传输给N个所述交直流转换装置。

根据本实用新型提供一种车辆充电系统，所述交流输入分线盒的所述交流输出接口包括N个子交流输出接口，N个所述子交流输出接口分别输出N路所述子交流电；N个所述子交流输出接口，分别与N个所述交直流转换装置的所述转换输入接口一一对应连接。

根据本实用新型提供一种车辆充电系统，所述直流输出分线盒，用于将N个所述交直流转换装置分别输出的N路子直流电合并为直流输出电，其中，所述直流输出电通过所述直流输出接口传输给所述动力电池。

根据本实用新型提供一种车辆充电系统，所述直流输出分线盒的所述直流输入接口包括N个子直流输入接口；N个所述子直流输入接口，分别与N个所述交直流转换装置的所述转换输出接口一一对应连接，其中，N个子直流输入接口分别输入N路所述子直流电。

根据本实用新型提供一种车辆充电系统，还包括充电开关；所述充电开关的第一端与所述作业车辆的低压供电系统连接；所述充电开关的第二端连接至N个所述交直流转换装置的唤醒控制接口。

本实用新型还提供一种作业车辆，包括动力电池；所述动力电池通过上述任一项所述的车辆充电系统进行充电。

本实用新型提供的车辆充电系统及作业车辆，车辆充电系统包括交流输入分线盒、直流输出分线盒和N个交直流转换装置。该车辆充电系统形成N个支路，三相交流电通过交流输入分线盒分别传输至N个交直流转换装置，完成交直流转换，进而通过直流输出分线盒为作业车辆的动力电池进行充电。相对于交直流转换过程仅由一个较小功率的交直流转换装置完成充电，导致充电时间较长的情况，上述车辆充电系统由N个交直流转换装置实现交直流的转换，作业车辆的总体充电功率不会被一个较小功率的交直流转换装置所限制，而是可以通过N个交直流转换装置实现以更大功率对动力电池进行充电，进而缩短充电所需时间，加快充电速度，提高充电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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是本实用新型提供的车辆充电系统连接结构示意图之一；

图2是本实用新型提供的车辆充电系统连接结构示意图之二；

图3是本实用新型提供的车辆充电系统连接结构示意图之三。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1至图3描述本实用新型的车辆充电系统。

一个实施例中，如图1所示，一种车辆充电系统，包括交流输入分线盒、直流输出分线盒和N个交直流转换装置，其中，N为大于1的整数。

交流输入分线盒的交流输入接口连接三相交流电；每一个交直流转换装置的转换输入接口，连接交流输入分线盒的交流输出接口；直流输出分线盒的直流输入接口，连接每一个交直流转换装置的转换输出接口；直流输出分线盒的直流输出接口连接作业车辆的动力电池。

本实施例中，以电能为动力的作业车辆，即电动型作业车辆一般配备动力电池。将动力电池充电后，由动力电池为作业车辆提供能量。而动力电池无法直接由三相交流电进行充电，而是需要将交流电转换为直流电后完成充电。交直流转换装置则是能够将交流电转换成直流电的装置。

本实施例中，生产生活中常用的三相交流电不能直接为动力电池充电。而仅使用一个固定的较小功率交直流转换装置，则限制了为动力电池充电的速度。尤其是对于大型的作业车辆，例如，电动履带起重机、电动挖掘机等大型车辆，其配置的动力电池的容量越大。若仅通过一个较小功率的交直流转换装置为动力电池进行充电，则需要的充电时间越长。本实用新型提供的车辆充电系统，通过交流输入分线盒，将三相交路电源分别传输至N个交直流转换装置，由N个交直流转换装置并行完成交直流转换，避免了转换功率的限制。具体的，N的取值可以根据三相交流电的性能参数、动力电池的性能参数和/或充电损耗等条件来确定。

一个实施例中，交直流转换装置为车载充电机。车载充电机(On Board Charger，OBC)用于连接交流电源，并将交流电转换成直流电，为动力电池进行充电。OBC还可以根据需要实现电气隔离、电气保护等功能，以更安全的为作业车辆充电。

本实施例中，根据安全需要等原因，一个OBC具有最大充电功率，例如，国内标准规定，交流充电功率最大为40千瓦(kW)，即OBC的最大充电功率也为40kW。

一个实施例中，车辆充电系统还包括插头。插头用于连接三相交流电和交流输入分线盒的交流输入接口。

本实施例中，三相交流电与交流输入分线盒之间通过插头进行连接。而任意一个插头或充电枪等电气设备安全工作时，均需要在安全的额定功率之内。本实施例中为了保证充电速度较快，需要选用额定功率尽可能较大的插头，即采用交流大功率插头。需要说明的是，该插头的额定功率可以根据三相交流电的功率、动力电池的性能参数和/或OBC的性能参数等条件来确定。

一个实施例中，插头的额定功率，等于或大于N个交直流转换装置的额定功率之和。

本实施例中，插头需要能够安全地为N个交直流转换装置安全提供交流电，更具体的，该插头能够安全地为N个OBC提供交流电，以保证动力电池充电正常。

一个实施例中，交流输入分线盒用于将三相交流电拆分为N路子交流电，其中，N路子交流电通过交流输出接口，分别传输给N个交直流转换装置。

本实施例中，交流输入分线盒主要用于将一路三相交流电拆分为N路子交流电，每一路子交流电的功率则会相应的降低，再分别由N个交直流转换装置将交流电转换成直流电，将转换后的N路子直流电输入直流输出分线盒进行合并。

一个实施例中，交流输入分线盒的交流输出接口包括N个子交流输出接口，N个子交流输出接口分别输出N路子交流电；N个子交流输出接口，分别与N个交直流转换装置的转换输入接口一一对应连接。

也就是说，通过N个子交流输出接口与N个交直流转换装置的一一连接，形成并联的N个转换支路，N个支路并行完成交流电和支流电的转换。

一个实施例中，直流输出分线盒，用于将N个交直流转换装置分别输出的N路子直流电合并为直流输出电，其中，直流输出电通过直流输出接口传输给动力电池。

本实施例中，N个交直流转换装置分别输出的N路子直流电，并行输入直流输出分线盒中，然后由直流输出分线盒输出一路直流输出电，即实现了N个小功率直流电的合并，形成较大功率的直流输出电为动力电池快速充电。

一个实施例中，直流输出分线盒的直流输入接口包括N个子直流输入接口；N个子直流输入接口，分别与N个交直流转换装置的转换输出接口一一对应连接，其中，N个子直流输入接口分别输入N路子直流电。

本实施例中，N个交直流转换装置分别通过N个子直流输入接口，连接至直流输出分线盒进行合并。更具体的，直流输出分线盒内可以设置用于合并直流电的铜排，包括正铜排和负铜排，通过N个子直流输入接口输入的N路子直流电均传输至该铜排，实现N路子直流电的合并。

一个实施例中，车辆充电系统还包括充电开关。充电开关的第一端与作业车辆的低压供电系统连接；充电开关的第二端连接至N个交直流转换装置的唤醒控制接口。

本实施例中，充电开关用于控制N个交直流转换装置在休眠和唤醒两个状态的切换。该充电开关由作业车辆的低压供电系统供电，具体的，低压供电系统可以提供24伏(V)控制用常电。充电开关断开情况下，交直流转换装置保持休眠状态，需要充电时打开开关唤醒交直流转换装置进行充电，充电结束后关闭开关结束充电。

本实施例中，充电开关还可以为配备的其他检测装置。与充电开关类似，该检测装置的第一端与作业车辆的低压供电系统连接；N个交直流转换装置的唤醒控制接口，分别与该检测装置的第二端连接。检测模块未检测到唤醒信号闭合的情况下，交直流转换装置保持休眠状态，需要充电时检测模块检测到唤醒信号闭合时，唤醒交直流转换装置进行充电，充电结束后关闭开关结束充电。

一个具体的实施例中，提供一种具体的车辆充电系统。如图2所示，该具体的车辆充电系统包括80kW的插头；N取值为2，2个交直流转换装置为2个40kW的OBC；交流输入分线盒包括2个子交流输出接口；直流输出分线盒包括2个子直流输入接口。

通过配电柜上的断路器输出三相交流电(Alternating Current，AC)，该断路器的型号和性能参数根据实际情况而定，例如，该断路器为塑壳断路器，其额定电流为80A，或者，其额定电流为126A。更具体的，图2中，该断路器额定功率为80kW，额定交流电压为380V(即380AVC)，额定电流为126A。L1、L2和L3表示引出的三条火线，N表示零线，PE表示地线。

将从配电柜引出的三相交流电，通过80kW插头与交流输入分线盒的交流输入接口连接。具体的，交流输入分线盒配置有插座，该插座实现交流输入接口的功能，该插座与插头的型号和性能参数相互匹配，能够实现插头和插座对插，进而实现交流电的传输。在交流输入分线盒内部将1路三相交流电拆分为2路三相子交流电，并通过2个子交流输出接口输出。

将2个子交流输出接口分别与2台40kW车载充电机(OBC)转换输入接口连接，该转换输入接口用于输入子交流电。将2台40kW车载充电机(OBC)转换输出接口与直流输出分线盒的2个直流输入接口连接。转换输出接口用于输出子直流电(Direct Current，DC)。

2台40kW车载充电机(OBC)转换输出接口输出的2路子直流电，通过2个子直流输入接口输入直流输出分线盒，并内部合并输出成1路直流输出电，通过直流输出接口为动力电池充电。子直流电的合并是通过直流输出分线盒内部的正铜排和负铜排实现的。

本实施例中，车辆交流输入分线盒内安装一个充电开关(或检测装置)用来控制两台车载充电机(OBC)。该开关一端与车辆24V常电连接，即连接图2中的24V电瓶，VCC+表示电瓶正极，VCC-表示电瓶负极，另一端与车载充电机(OBC)唤醒信号接口连接。平时充电开关断开(检测模块未检测到唤醒信号闭合)情况下，车载充电机(OBC)保持休眠状态，需要充电时打开开关(检测模块检测到唤醒信号闭合)唤醒车载充电机(OBC)，充电结束后关闭开关结束充电。更具体的，该充电开关或检测装置的具体型号可以根据实际情况和需要选用。

本实施例中，车辆充电系统还包括电池管理系统(Battery Management System，BMS)装置，图2中，CANH表示高电平使能端，CANL表示低电瓶使能端。该BMS装置连接至2个OBC，用于对OBC的安全性能进行监控。

需要说明的是，图2中的实线连接线表示为动力电池充电的线路，虚线表示控制所需的线路。不论是实线还是虚线，仅用于指示连接关系，并不代表连接线路的实际工程用线。

本实施例中，将1路交流输入拆分为2路交流输出分别给2台车载充电机，将2台车载充电机直流输出合并成1路直流输出。采用大功率交流充电插头与车辆插座对插，车辆插座通过分线盒的方式，与2台40KW车载充电机的交流输入接插件相连，并通过直流输出分线盒合并输出给动力电池进行充电。提升动力电池充电速度，提高充电效率。

一个实施例中，车辆充电系统可以根据实际情况和需要设置更多的OBC并行运作，例如，如图3所示，设置6个并行的OBC，以更快的为动力电池进行充电。图3中的连接线仅用于指示连接关系，并不代表连接线路的实际工程用线。AC1和AC2表示转换输入接口的不同交流端子，DC+表示转换输出接口的正极端子，DC-表示转换输出接口的负极端子。

本实用新型提供的车辆充电系统，包括交流输入分线盒、直流输出分线盒和N个交直流转换装置。该车辆充电系统形成N个支路，三相交流电通过交流输入分线盒分别传输至N个交直流转换装置，完成交直流转换，进而通过直流输出分线盒为作业车辆的动力电池进行充电。相对于交直流转换过程仅由一个较小功率的交直流转换装置完成充电，导致充电时间较长的情况，上述车辆充电系统由N个交直流转换装置实现交直流的转换，作业车辆的总体充电功率不会被一个较小功率的交直流转换装置所限制，而是可以通过N个交直流转换装置实现以更大功率对动力电池进行充电，进而缩短充电所需时间，加快充电速度，提高充电效率。

本使用新型还提供一种作业车辆，该作业车辆包括动力电池。动力电池通过上述任意一个实施例提供的车辆充电系统进行充电。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种车辆充电系统，其特征在于，包括交流输入分线盒、直流输出分线盒和N个交直流转换装置，其中，N为大于1的整数；

所述交流输入分线盒的交流输入接口连接三相交流电；

每一个所述交直流转换装置的转换输入接口，连接所述交流输入分线盒的交流输出接口；

所述直流输出分线盒的直流输入接口，连接每一个所述交直流转换装置的转换输出接口；

所述直流输出分线盒的直流输出接口连接作业车辆的动力电池；

其中，直流输出分线盒内设置用于合并直流电的铜排，包括正铜排和负铜排，通过N个子直流输入接口输入的N路子直流电均传输至该铜排，实现N路子直流电的合并。

2.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述交直流转换装置为车载充电机。

3.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，还包括插头；

所述插头用于连接所述三相交流电和所述交流输入分线盒的所述交流输入接口。

4.根据权利要求3所述的车辆充电系统，其特征在于，所述插头的额定功率，等于或大于N个所述交直流转换装置的额定功率之和。

5.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述交流输入分线盒用于将所述三相交流电拆分为N路子交流电，其中，N路所述子交流电通过所述交流输出接口，分别传输给N个所述交直流转换装置。

6.根据权利要求5所述的车辆充电系统，其特征在于，所述交流输入分线盒的所述交流输出接口包括N个子交流输出接口，N个所述子交流输出接口分别输出N路所述子交流电；

N个所述子交流输出接口，分别与N个所述交直流转换装置的所述转换输入接口一一对应连接。

7.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述直流输出分线盒，用于将N个所述交直流转换装置分别输出的N路子直流电合并为直流输出电，其中，所述直流输出电通过所述直流输出接口传输给所述动力电池。

8.根据权利要求7所述的车辆充电系统，其特征在于，所述直流输出分线盒的所述直流输入接口包括N个子直流输入接口；

N个所述子直流输入接口，分别与N个所述交直流转换装置的所述转换输出接口一一对应连接，其中，N个子直流输入接口分别输入N路所述子直流电。

9.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，还包括充电开关；

所述充电开关的第一端与所述作业车辆的低压供电系统连接；

所述充电开关的第二端连接至N个所述交直流转换装置的唤醒控制接口。

10.一种作业车辆，其特征在于，包括动力电池；

所述动力电池通过权利要求1至9任一项所述的车辆充电系统进行充电。

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