CN220447669U - 一种新能源汽车充电系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种新能源汽车充电系统，涉及充电系统的领域，其包括至少一个充电输入端，每个所述充电输入端均连接于外部供电电源；新能源汽车充电系统还包括控制单元、蓄能单元、变流单元和电能输出端；所述控制单元分别连接于所述蓄能单元、所述变流单元、所述电能输出端和每个所述充电输入端，每个所述充电输入端均与所述蓄能单元的输入端电连接，所述蓄能单元的输出端连接于所述变流单元的输入端，所述变流单元的输出端连接于所述电能输出端。本申请具有降低了大电流变为热能从而造成的能量损失，从根本上解决了移动充电站的散热问题，减少了对新能源汽车的损害的可能，从而保证了人们的安全的效果。
Description
技术领域
本申请涉及充电系统的领域，尤其是涉及一种新能源汽车充电系统。
背景技术
随着新能源电动车的快速发展，在充电站和配套充电桩不足，以及电动车续航里程短等的背景下，出现了很多可移动的蓄电池充电站。
目前,移动蓄电池充电站多采用低压电池组升压的方式实现为新能源汽车进行充电,但是采用低压电池组升压技术进行充电,大电流升压效率低,损失的能量均变为热量,还会引起移动充电站的散热问题，最终造成能源的浪费，更严重的可能会对新能源汽车造成损坏，危机人们安全。
发明内容
为了提高充电效率，减少能量损耗，本申请提供一种新能源汽车充电系统。
本申请提供的一种新能源汽车充电系统，采用如下的技术方案：
一种新能源汽车充电系统，包括至少一个充电输入端，每个所述充电输入端均连接于外部供电电源；新能源汽车充电系统还包括控制单元、蓄能单元、变流单元和电能输出端；所述控制单元分别连接于所述蓄能单元、所述变流单元、所述电能输出端和每个所述充电输入端，每个所述充电输入端均与所述蓄能单元的输入端电连接，所述蓄能单元的输出端连接于所述变流单元的输入端，所述变流单元的输出端连接于所述电能输出端。
通过采用上述技术方案，当需要使用新能源汽车充电系统对新能源汽车进行充电时，电能输出端连接于新能源汽车的充电输入端，控制单元检测到电能输出端与新能源汽车的充电输入端连通，则此时控制单元控制蓄能单元向新能源汽车供电，在为新能源汽车进行充电的过程中，变流单元对蓄能单元输出的电压进行斩波降压，从而解决了大电流升压效率低，减少了能量转变为热量造成的损耗。
可选的，所述变流单元包括：所述变流单元包括IGBT模块、电感器、二极管和电阻器；所述IGBT模块的栅极连接于所述控制单元，所述IGBT模块的集电极连接于所述蓄能单元，所述IGBT模块的发射极连接于所述电感器的一端和所述二极管的阴极；所述电感器的另一端连接于所述钱租期的一端，所述电阻器的另一端连接于新能源汽车充电输入端的负极，新能源汽车充电输入端的正极分别与所述二极管的阳极和所述蓄能单元输出端的负极电连接。
通过采用上述技术方案，在为新能源汽车进行充电的过程中，当电流流经变流单元时，由于电感器具有感抗性，导致当IGBT模块控制电路从通路变为断路时，电路中的电流不会立即消失，而是逐渐减小，同时电路中存在单向导通的二极管，当电感器对外提供电流时，二极管呈现断路，使得电路无法对新能源汽车提供电压，当IGBT模块控制电路从断路变为通路时，由于电感器具有感抗性，电路中的电流不会突然增加，而是逐渐增加，此时对新能源汽车提供的电流也是逐渐增加的，对新能源汽车提供的电压低于蓄能单元提供的电压，从而导致对新能源汽车提供的平均电压低于蓄能单元电压，实现蓄能单元通过斩波降压对新能源汽车供电，解决了大电流升压效率低，减少了能量转变为热量造成的损耗。
可选的，所述蓄能单元包括多个电池组，所述电池组中的蓄电池优选型号为铁锂电池。
通过采用上述技术方案，铁锂电池中间有一层隔膜可以防止正负极短路，更为安全。
可选的，所述充电输入端的数量为两个，分别为第一充电输入端和第二充电输入端；所述第一充电输入端为充电桩充电输入端；所述第二充电输入端为220V充电输入端。
通过采用上述技术方案，对新能源汽车充电系统进行充电时，可选充电桩充电输入端，也可选220V充电输入端，可应对多种充电情况，使新能源汽车充电系统充电更方便。
可选的，在所述蓄能单元和所述控制单元之间还电连接有BMS电池管理子系统，所述蓄能单元的信号输出端电连接所述BMS电池管理子系统的信号输入端，所述BMS电池管理子系统的信号输出端电连接所述控制单元的信号输入端。
通过采用上述技术方案，BMS电池管理子系统对蓄能单元的电量进行实时监控，并将蓄能单元的电量情况实时传送至控制单元，控制单元连接有显示屏，操作人能时刻了解蓄能单元的电量，并且当蓄能单元电量充满时，BMS电池管理子系统将监控到的蓄能单元电量充满的结果传输至控制单元，控制单元控制电能输入口与蓄能单元断开，实现了对蓄能单元的保护，减小蓄能单元由于过充而发生爆炸的可能性，从而对蓄能单元进行保护。
可选的，所述控制单元电连接有显示器和报警单元。
通过采用上述技术方案，当BMS电池管理子系统将检测到的蓄能单元的电量传送至控制单元时，控制单元能够通过显示器将蓄能单元的电量进行显示；当控制单元检测到蓄能单元的电量低于预设电量值时，控制单元控制报警单元输出，以提醒工作人员为蓄能单元充电，方便工作人员能够实时了解蓄能单元的电量情况。
可选的，所述蓄能单元连接有变压单元，所述变压单元的输入端连接于所述蓄能单元的输出端，所述变压单元的输出端连接于所述控制单元电源端。
通过采用上述技术方案，变压单元将蓄能单元为控制单元提供的电压进行转变，从而使蓄能单元能为控制单元提供电能，使得控制单元的供电更为方便。
可选的，所述控制单元还无线连接有智能终端。
通过采用上述技术方案，工作人员能够操作智能终端了解新能源汽车充电系统的工作情况，更加的方便。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.当需要使用新能源汽车充电系统对新能源汽车进行充电时，电能输出端连接于新能源汽车的充电输入端，控制单元检测到电能输出端与新能源汽车的充电输入端连通，则此时控制单元控制蓄能单元向新能源汽车供电，在为新能源汽车进行充电的过程中，变流单元对蓄能单元输出的电压进行斩波降压，从而解决了大电流升压效率低，减少了能量转变为热量造成的损耗。
2.当BMS电池管理子系统将检测到的蓄能单元的电量传送至控制单元时，控制单元能够通过显示器将蓄能单元的电量进行显示；当控制单元检测到蓄能单元的电量低于预设电量值时，控制单元控制报警单元输出，以提醒工作人员为蓄能单元充电，方便工作人员能够实时了解蓄能单元的电量情况。
附图说明
图1是新能源汽车充电系统结构框图。
图2是蓄能单元通过变流单元为新能源汽车供电电路图。
图3是蓄能单元通过变流单元为新能源汽车供电电路波形图。
附图标记说明：1、充电输入端；11、第一充电输入端；12、第二充电输入端；2、控制单元；3、蓄能单元；4、变流单元；41、IGBT模块；5、电能输出端；6、BMS电池管理子系统；7、报警单元；8、变压单元。
具体实施方式
以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种新能源汽车充电系统。参照图1，一种新能源汽车充电系统包括至少一个充电输入端1，每个充电输入端1均连接于外部供电电源，新能源汽车充电系统还包括控制单元2、蓄能单元3、变流单元4和电能输出端5；控制单元2分别连接于蓄能单元3、变流单元4、电能输出端5和每个充电输入端1，每个充电输入端1均与蓄能单元3的输入端电连接，蓄能单元3的输出端连接于变流单元4的输入端，变流单元4的输出端连接于电能输出端5。
当需要对新能源汽车充电系统进行充电时，充电输入端1连接于外部供电电源，控制单元2检测到充电输入端1与外部供电电源连通，则此时控制单元2控制充电输入端1与蓄能单元3导通，使外部供电电源为蓄能单元3提供电能，当外部供电电源为蓄能单元3充满电时，控制单元2控制充电输入端1与蓄能单元3断开，减小蓄能单元3由于过充而发生爆炸的可能性，从而对蓄能单元3进行保护。
当需要新能源汽车充电系统对新能源汽车进行充电时，电能输出端5连接于新能源汽车的充电输入端，控制单元2检测到电能输出端5与新能源汽车的充电输入端连通，则此时控制单元2控制蓄能单元3向新能源汽车供电，在为新能源汽车进行充电的过程中，变流单元4对蓄能单元3输出的电压进行转换，使蓄能单元3能够为新能源汽车提供电能。当控制单元2检测到新能源汽车充满电时，控制单元2控制蓄能单元3停止对新能源汽车输送电能。
在本实施例中，充电输入端1的数量为两个，分别为第一充电输入端11和第二充电输入端12，第一充电输入端11为充电桩充电输入端，以充电桩为外部供电电源；第二充电输入端12为220V充电输入端，其中220V充电输入端需要适配器进行充电，适配器为公知技术，在此不再多做赘述。
在本实施例中，控制单元2包括能够接收信号和控制功能的主控板，当充电输入端1连接于外部供电电源时，控制单元2能够检测到外部供电电源，并控制外部供电电源与蓄能单元3导通，使外部供电电源为蓄能单元3提供电能。
作为本实施例的一种可选实施方式，主控板的可选型号为S7-200的PLC，可选型号还可以为51系列单片机,在此不做限定。
在本实施例中，蓄能单元3包括多个电池组，其中，电池组的数量根据新能源汽车的充电需求设置，如当新能源汽车需要的充电电压为340V时，电池组的数量为十组，其中，每组电池组包括蓄电池十二节，每一节的蓄电池输出电压为2.0V-3.6V，十组电池组的输出电压为240V-432V。
进一步的，在本实施例中，蓄电池的优选型号为铁锂电池，铁锂电池中间有一层隔膜可以防止正负极短路，更加安全。
在本实施例中，为了能够实时监控蓄能单元3的电量情况，在蓄能单元3和控制单元2之间还电连接有BMS电池管理子系统6，BMS电池管理子系统6对蓄能单元3的电量进行实时监控，并将蓄能单元3的电量情况实时传送至控制单元2。
在本实施例中，控制单元2还电连接有显示器和报警单元7，当BMS电池管理子系统6将检测到的蓄能单元3的电量传送至控制单元2时，控制单元2能够通过显示器将蓄能单元3的电量进行显示，方便工作人员能够实时了解蓄能单元3的电量情况。
当控制单元2检测到蓄能单元3的电量低于预设电量值时，控制单元2控制报警单元7输出，以提醒工作人员为蓄能单元3充电。
作为本实施例的一种可选实施方式，报警单元7可以是红外报警器，还可以是声光报警器，在此不做限定。
在本实施例中，控制单元2还无线连接有智能终端，工作人员能够通过操作智能终端了解新能源汽车充电系统的工作情况，更加方便。
参照图2和图3，变流单元4包括降压斩波电路，其中降压斩波电路包括IGBT模块41、二极管VD、电感器L和电阻器R，蓄能单元3输出端的正极连接于IGBT模块41的集电极，IGBT模块的栅极电连接控制单元2的信号输入端，IGBT模块41的发射极分别与二极管VD的阴极和电感器L的一端连接，电感器L的另一端与电阻器R的一端电连接，电阻器R的另一端与新能源汽车充电输入端的负极电连接，新能源汽车充电输入端的正极分别与二极管VD的阳极和蓄能单元3输出端的负极电连接。
在本实施例中，IGBT模块41是一个三端半导体开关器件，其中栅极为控制IGBT模块41开断的控制端子，集电极和发射极为导通端子，IGBT模块41所在的电路通过IGBT模块41栅极的开断控制电路中电流的通断，在IGBT模块41的输出端连接有电感器的输入端，由于电感器43具有感抗性，导致当IGBT模块41控制电路从通路变为断路时，电路中的电流不会立即消失，而是逐渐减小，并且当IGBT模块41控制电路从断路变为通路时，电路中的电流不会突然增加，而是逐渐增加，导致电感器输出端的电流呈现为交流。
参照图2和图3，i1为IGBT模块输出电流；i2为电感器43输出电流；对新能源汽车提供的电压EM；当IGBT模块41控制电路从断路变为通路时，即为t0时间段,电流i1突然增加，由于电感器43具有感抗性，电流i2不会突然增加而是逐渐增加，此时对新能源汽车提供的电流也是逐渐增加的，导致对新能源汽车提供的电压EM也是逐渐增加的；当IGBT模块41控制电路从通路变为断路时，即为t1时间段,电流i1突然减少，由于电感器43具有感抗性，电流i2不会突然减少而是逐渐减少，同时电路中存在单向导通的二极管42，当电感器43对外提供电流时，二极管42呈现断路，导致电路不对新能源汽车提供的电压。
在本实施例中，为了对控制单元2方便供电，蓄能单元3的输出端电连接有变压单元8的输入端，变压单元8的输出端连接于控制单元2的电源输入端，变压单元8将蓄能单元3输出的电压变为只为控制单元2输入的电压，对控制单元2进行供电。例如：当控制单元2为S7-200的PLC模块时，S7-200的PLC模块输入电压为24V，变压单元8将蓄能单元3输出的电压变为24V。
在本实施例中，变压单元8包括DC/DC模块，对于主控板输入电压来说，电池组的电压过高无法直接对主控板进行供电，DC/DC模块将电池组输出的电压进行降压，使降压后的电压对主控板进行供电。
本实施例一种新能源汽车充电系统的实施原理为：当使用者需要对新能源汽车进行充电时，可以将电能输出端5插入新能源汽车的充电输入端，主控板检测到电能输出端5连接新能源汽车的充电输入端，电池组对新能源汽车的充电输入端进行供电，当电流经过IGBT模块时，IGBT模块通过控制电路中电流的开断，从而实现电池组通过斩波降压对新能源汽车进行供电。
新能源汽车充电系统通过斩波降压的方式对新能源汽车进行供电，相比于低压电池组升压技术来说，解决了大电流升压效率低的问题，降低了大电流变为热能从而造成的能量损失，从根本上解决了移动充电站的散热问题，减少了对新能源汽车的损害，从而保证了人们的安全。
Claims (8)
1.一种新能源汽车充电系统，其特征在于：包括至少一个充电输入端（1），每个所述充电输入端（1）均连接于外部供电电源；新能源汽车充电系统还包括控制单元（2）、蓄能单元（3）、变流单元（4）和电能输出端（5）；所述控制单元（2）分别连接于所述蓄能单元（3）、所述变流单元（4）、所述电能输出端（5）和每个所述充电输入端（1），每个所述充电输入端（1）均与所述蓄能单元（3）的输入端电连接，所述蓄能单元（3）的输出端连接于所述变流单元（4）的输入端，所述变流单元（4）的输出端连接于所述电能输出端（5）。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电系统，其特征在于：所述变流单元（4）包括IGBT模块（41）、电感器L、二极管VD和电阻器R；所述IGBT模块（41）的栅极连接于所述控制单元（2），所述IGBT模块（41）的集电极连接于所述蓄能单元（3），所述IGBT模块（41）的发射极连接于所述电感器L的一端和所述二极管VD的阴极；所述电感器L的另一端连接于所述电阻器R的一端，所述电阻器R的另一端连接于新能源汽车充电输入端的负极，新能源汽车充电输入端的正极分别与所述二极管VD的阳极和所述蓄能单元（3）输出端的负极电连接。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电系统，其特征在于：所述蓄能单元（3）包括多个电池组，所述电池组中的蓄电池型号为铁锂电池。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电系统，其特征在于：所述充电输入端（1）的数量为两个，分别为第一充电输入端（11）和第二充电输入端（12）；所述第一充电输入端（11）为充电桩充电输入端；所述第二充电输入端（12）为220V充电输入端。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电系统，其特征在于：在所述蓄能单元（3）和所述控制单元（2）之间还电连接有BMS电池管理子系统（6），所述蓄能单元（3）的信号输出端电连接所述BMS电池管理子系统（6）的信号输入端，所述BMS电池管理子系统（6）的信号输出端电连接所述控制单元（2）的信号输入端。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电系统，其特征在于：所述控制单元（2）电连接有显示器和报警单元（7）。
7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电系统，其特征在于：所述蓄能单元（3）连接有变压单元（8），所述变压单元（8）的输入端连接于所述蓄能单元（3）的输出端，所述变压单元（8）的输出端连接于所述控制单元（2）电源端。
8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电系统，其特征在于：所述控制单元（2）还无线连接有智能终端。
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