CN220483100U - 一种交直流集成一体的充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交直流集成一体的充电系统，包括交流充电设备或直流充电设备、转换插头、直流充电座、线缆、和动力电池；转换插头与直流充电座可拆卸电连接，转换插头的交流接口连接交流充电设备或转换插头的直流接口连接直流充电设备，交流端子的输出端和直流端子的输出端分别连接形成公共输出端依次连接直流充电座、线缆和动力电池；转换插头集成有控制模块、电流识别模块、直流管理单元和交流转直流管理单元，控制模块配置为根据电流识别模块获取电流波形执行交流充电模式或直流充电模式，带有公共输出端和带有交直流管理功能的转换插头通过直流充电座为动力电池供电，节省一组线束及及线束上附件的数量，大大降低了成本。

Description

一种交直流集成一体的充电系统

技术领域

本实用新型涉及汽车的连接器技术领域，尤其涉及一种交直流集成一体的充电系统。

背景技术

随着新能源技术的迅速发展，电动车辆随之普及，当前市场上充电座的充电接口标准较多，如国标、欧标或美标，另外还分直流充电接口和交流充电接口，因此电动车辆为了适配多种充电接口，汽车充电插座一般都集成有交流接口和直流接口，交流接口和直流接口分别用线缆连接充电机与车载电池。由于充电电流较大，充电线束的线缆线径也较粗，充电线束上用于辅助装配的附件的数量也很多，大大增加了充电线束的重量和成本。

因此，亟需一种新的技术方案解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种交直流集成一体的充电系统，可以减少汽车充电接口的类型，减少充电线束的用量以及线束上附件的数量，降低成本。

本实用新型提供了一种交直流集成一体的充电系统，包括交流充电设备或直流充电设备、转换插头、直流充电座、线缆、和动力电池；

所述转换插头与所述直流充电座可拆卸电连接，

所述转换插头包括交流接口和直流接口，所述转换插头的交流接口连接所述交流充电设备的输出端或所述转换插头的直流接口连接所述直流充电设备的输出端，所述交流接口内设置用于接入交流电的至少一个交流端子，所述直流接口内设置用于接入直流电的至少一个直流端子，所述交流端子的输出端和所述直流端子的输出端分别连接形成公共输出端，所述公共输出端与所述直流充电座的输入端连接，所述直流充电座的输出端通过所述线缆连接所述动力电池输入端；

所述转换插头集成有控制模块、电流识别模块、直流管理单元和交流转直流管理单元，

所述控制模块配置为由所述电流识别模块获取电流波形并根据所述电流波形执行交流充电模式或直流充电模式，其中，所述交流充电模式或所述直流充电模式为通过所述交流转直流管理单元给所述动力电池供电或通过所述直流管理单元给所述动力电池供电。

优选地，所述交流端子包括交流负极端子、交流PE端子和交流正极端子，所述直流端子包括直流负极端子、直流PE端子和直流正极端子，所述交流正极端子的输出端通过第一转接结构转接至所述直流正极端子的输出端，所述交流负极端子的输出端通过第二转接结构转接至所述第一直流负极端子的输出端，所述交流PE端子的输出端通过第三转接结构转接至所述直流PE端子的输出端，所述直流正极端子的输出端、所述直流负极端子的输出端和所述直流PE端子的输出端共同形成所述公共输出端。

优选地，所述第一转接结构、所述第二转接结构和所述第三转接结构均为转接排或转接线中的任意一种或组合。

优选地，所述交流端子包括交流负极端子、交流PE端子和交流正极端子，所述直流端子包括直流负极端子、直流PE端子和直流正极端子，所述交流正极端子的输出端和所述直流正极端子的输出端通过第一输出结构连接，所述交流负极端子的输出端和所述直流负极端子的输出端通过第二输出结构连接，所述交流PE端子的输出端和所述直流PE端子通过第三输出结构连接，所述第一输出结构、所述第二输出结构和所述第三输出结构共同形成所述公共输出端。

优选地，所述第一输出结构、所述第二输出结构和所述第三输出结构均为转接排或转接线中的任意一种或组合。

优选地，所述公共输出端与所述电流识别模块的输入端连接，所述电流识别模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述直流充电管理单元与所述交流转直流管理单元并联，所述控制模块的输出端分别与所述直流管理单元和所述交流转直流管理单元的输入端连接，所述直流管理单元的输出端或所述交流转直流管理单元的输出端与所述直流充电座的输入端连接。

优选地，所述直流充电座与所述动力电池之间还依次串连接有高压分配单元和BMS。

优选地，所述高压分配单元的输出端还连接汽车微控制器、直流变换器、加热器和空调系统，所述高压分配单元的输出端通过母排及线束连接所述汽车微控制器、所述直流变换器、所述加热器和所述空调系统。

优选地，所述交流转直流管理单元集成有整流器并通过所述整流器将所述公共端输出的交流电转换成直流电。

优选地，所述直流管理单元包括降压电路和升压电路。

本实用新型的有益效果：

本设计的转换插头的交流接口内的交流端子的输出端和直流接口内的直流端子的输出端分别连接形成公共输出端，公共输出端通过线缆依次连接直流充电座和动力电池，取消了交流端子输出端或直流端子的输出端的输出线缆，只在公共输出端连接线缆，交流与直流共线，取消了充电座的交流接口，只采用直流充电座，减少了充电线束的用量以及线束用的扎带、胶带、支架等所有线束附件的数量，大大降低了成本；

而且转换插头集成有控制模块、电流识别模块、直流管理单元和交流转直流管理单元，转换插头可根据电流识别模块获取所述公共输出端的电流波形，执行交流充电模式或直流充电模式，转换插头自带直流充电管理和交流充电管理二合一的充电管理功能。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型的交直流集成一体的充电系统的结构原理框图。

图2为本实用新型的交直流集成一体的充电系统的连接示意图。

图3为本实用新型交流端子的输出端和直流端子的输出端分别连接形成公共输出端的一种结构示意图。

图4为本实用新型交流端子的输出端和直流端子的输出端分别连接形成公共输出端的另一种结构示意图。

图中标示如下：1、转换插头；11、交流接口；12、直流接口；111、交流正极端子；112、交流负极端子；113、交流PE端子；121、直流正极端子；122、直流负极端子；123、直流PE端子；13、第一转接结构；14、第二转接结构；15、第三转接结构；16、第一输出结构；17、第二输出结构；18、第三输出结构。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

交直流集成一体的充电系统，如图1-图4所示，包括交流充电设备或直流充电设备、转换插头1、直流充电座、线缆、和动力电池；

所述转换插头1与所述直流充电座可拆卸电连接，

所述转换插头1包括交流接口11和直流接口12，所述转换插头1的交流接口11连接所述交流充电设备的输出端或所述转换插头1的直流接口12连接所述直流充电设备的输出端，所述交流接口11内设置用于接入交流电的至少一个交流端子，所述直流接口12内设置用于接入直流电的至少一个直流端子，所述交流端子的输出端和所述直流端子的输出端分别连接形成公共输出端，所述公共输出端与所述直流充电座的输入端连接，所述直流充电座的输出端通过所述线缆连接所述动力电池输入端；

所述转换插头1集成有控制模块、电流识别模块、直流管理单元和交流转直流管理单元，

所述控制模块配置为由所述电流识别模块获取电流波形并根据所述电流波形执行交流充电模式或直流充电模式，其中，所述交流充电模式或所述直流充电模式为通过所述交流转直流管理单元给所述动力电池供电或通过所述直流管理单元给所述动力电池供电。

随着新能源技术的迅速发展，电动车辆随之普及，当前市场上充电座的充电接口标准较多，如国标、欧标或美标，另外还分直流充电接口和交流充电接口，因此电动车辆为了适配多种充电接口，汽车充电插座一般都集成有交流接口11和直流接口12，交流接口11和直流接口12分别用线缆连接充电机与车载电池。由于充电电流较大，充电线束的线缆线径也较粗，充电线束上用于辅助装配的附件的数量也很多，大大增加了充电线束的重量和成本，

本设计的转换插头1的交流接口11内的交流端子的输出端和直流接口12内的直流端子的输出端分别连接形成公共输出端，公共输出端通过线缆依次连接直流充电座和动力电池，取消了交流端子输出端或直流端子的输出端的输出线缆，只在公共输出端连接线缆，交流与直流共线，取消了充电座的交流接口11，只采用直流充电座，减少了充电线束的用量以及线束用的扎带、胶带、支架等所有线束附件的数量，大大降低了成本；

而且转换插头1集成有控制模块、电流识别模块、直流管理单元和交流转直流管理单元，转换插头1可根据电流识别模块获取所述公共输出端的电流波形，执行交流充电模式或直流充电模式，转换插头1自带直流充电管理和交流充电管理二合一的充电管理功能。

在一些实施例中，直流充电设备的输出端可以直接连接直流充电座，通过直流充电座为动力电池供电。

在一些实施例中，如图3所示，所述交流端子包括交流负极端子112、交流PE端子113和交流正极端子111，所述直流端子包括直流负极端子122、直流PE端子123和直流正极端子121，所述交流正极端子111的输出端通过第一转接结构13转接至所述直流正极端子121的输出端，所述交流负极端子112的输出端通过第二转接结构14转接至所述第一直流负极端子122的输出端，所述交流PE端子113的输出端通过第三转接结构15转接至所述直流PE端子123的输出端，所述直流正极端子121的输出端、所述直流负极端子122的输出端和所述直流PE端子123的输出端共同形成所述公共输出端。

交流端子的输出端通过转接结构转接至直流端子的输出端，只由直流端子的直流正极端子121的输出端、直流负极端子122的输出端和直流PE端子123的输出端共同形成公共输出端通过线缆连接车载充电机，车载充电机的输出端与动力电池连接，可以减少交流端子输出端连接的交流线缆以及线缆用的扎带、胶带、支架等所有附件的数量，大大降低了成本。

在一些实施例中，所述第一转接结构13、所述第二转接结构14和所述第三转接结构15均为转接排或转接线中的任意一种或组合。

第一转接结构13、第二转接结构14和第三转接结构15均采用导电的转接排或转接线，

转接排可为铜排或铝排，铜排又称铜母排或铜汇流排，是由铜材质制作的，截面为矩形或倒角(圆角)矩形的长导体(一般都用圆角铜排，以免产生尖端放电)，是一种大电流导电产品，在电路中起输送电流和电连接的作用。

铝排:是以铝及铝合金为原材料而且截面为矩形的长条铝制产品，有时也称母线排。

转接线即为导电线缆，用于连接交流端子和直流端子之间的导电的部件。

在一些实施例中，如图4所示，所述交流端子包括交流负极端子112、交流PE端子113和交流正极端子111，所述直流端子包括直流负极端子122、直流PE端子123和直流正极端子121，所述交流正极端子111的输出端和所述直流正极端子121的输出端通过第一输出结构16连接，所述交流负极端子112的输出端和所述直流负极端子122的输出端通过第二输出结构17连接，所述交流PE端子113的输出端和所述直流PE端子123通过第三输出结构18连接，所述第一输出结构16、所述第二输出结构17和所述第三输出结构18共同形成所述公共输出端。

交流端子的输出端和直流端子的输出端通过第一输出结构16连接，第一输出结构16、第二输出结构17和第三输出结构18共同形公共输出端，再通过线缆连接车载充电机，车载充电机的输出端与动力电池连接，可以减少交流端子或直流端子输出端连接的线缆以及线缆用的扎带、胶带、支架等所有附件的数量，大大降低了成本。

在一些实施例中，所述第一输出结构16、所述第二输出结构17和所述第三输出结构18均为转接排或转接线中的任意一种或组合。

第一输出结构16、第二输出结构17和第三输出结构18均采用导电的转接排或转接线，

转接排可为铜排或铝排，铜排又称铜母排或铜汇流排，是由铜材质制作的，截面为矩形或倒角(圆角)矩形的长导体(一般都用圆角铜排，以免产生尖端放电)，是一种大电流导电产品，在电路中起输送电流和电连接的作用。

铝排:是以铝及铝合金为原材料而且截面为矩形的长条铝制产品，有时也称母线排。

转接线即为导电线缆，用于连接交流端子和直流端子之间的导电的部件。

在一些实施例中，所述公共输出端与所述电流识别模块的输入端连接，所述电流识别模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述直流充电管理单元与所述交流转直流管理单元并联，所述控制模块的输出端分别与所述直流管理单元和所述交流转直流管理单元的输入端连接，所述直流管理单元的输出端或所述交流转直流管理单元的输出端与所述直流充电座的输入端连接。

可以理解为：电流识别模块识别公共输出端电流波形，控制模块控制充电枪根据电流波形执行充电模式，若为交流波形时通过交流转直流管理单元给所述动力电池充电，若为直流波形时通过直流充电管理单元给所述动力电池充电。

在一些实施例中，所述直流充电座与所述动力电池之间还依次串连接有高压分配单元和BMS。

高压分配单元是分配动力电池能量的控制单元,是电动汽车关键零部件之一，它主要起到电源分配、短路过载保护，为动力电池和车上电器件供电。

BMS(Battery Management System，电池管理系统)，是对电池进行管理的系统，BMS主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充和过放，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。BMS是电动汽车电池管理系统是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带。BMS实时采集、处理、存储电池组运行过程中的重要信息，与外部设备如整车控制器交换信息，解决锂电池系统中安全性、可用性、易用性、使用寿命等关键问题。

在一些实施例中，所述高压分配单元的输出端还连接汽车微控制器、直流变换器、加热器和空调系统，所述高压分配单元的输出端通过母排及线束连接所述汽车微控制器、所述直流变换器、所述加热器和所述空调系统。

高压分配单元可以将动力电池的电能有效地分配到直流变换器、加热器和空调系统上,从而实现用电的高效安排，高压分配单元通过母排(母排是一种电子元件，可为铜排或铝排，它是电子设备中的重要组成部分，用于连接和传递电流和信号，表面有做绝缘处理，主要作用是做导线用)及线束连接直流变换器、加热器和空调系统，为新能源汽车电器提供充电控制和监控电器系统的运行。

在一些实施例中，所述交流转直流管理单元集成有整流器并通过所述整流器将所述公共端输出的交流电转换成直流电。

交流充电管理单元集成的整流器是一种电气设备，可将周期性反转方向的交流电转换为仅沿一个方向流动的直流电。

在一些实施例中，所述直流管理单元包括降压电路和升压电路。

直流管理单元可将公共输出端的电能通过降压电路和升压电路转化为动力电池需求的预设需求电能，在通过直流充电座将预设需求电能供给动力电池。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种交直流集成一体的充电系统，其特征在于，包括：交流充电设备或直流充电设备、转换插头、直流充电座、线缆、和动力电池；

所述转换插头与所述直流充电座可拆卸电连接，

所述转换插头包括交流接口和直流接口，所述转换插头的交流接口连接所述交流充电设备的输出端或所述转换插头的直流接口连接所述直流充电设备的输出端，所述交流接口内设置用于接入交流电的至少一个交流端子，所述直流接口内设置用于接入直流电的至少一个直流端子，所述交流端子的输出端和所述直流端子的输出端分别连接形成公共输出端，所述公共输出端与所述直流充电座的输入端连接，所述直流充电座的输出端通过所述线缆连接所述动力电池输入端；

所述转换插头集成有控制模块、电流识别模块、直流管理单元和交流转直流管理单元，

所述控制模块配置为由所述电流识别模块获取电流波形并根据所述电流波形执行交流充电模式或直流充电模式，其中，所述交流充电模式或所述直流充电模式为通过所述交流转直流管理单元给所述动力电池供电或通过所述直流管理单元给所述动力电池供电。

2.根据权利要求1所述的交直流集成一体的充电系统，其特征在于，所述交流端子包括交流负极端子、交流PE端子和交流正极端子，所述直流端子包括直流负极端子、直流PE端子和直流正极端子，所述交流正极端子的输出端通过第一转接结构转接至所述直流正极端子的输出端，所述交流负极端子的输出端通过第二转接结构转接至所述直流负极端子的输出端，所述交流PE端子的输出端通过第三转接结构转接至所述直流PE端子的输出端，所述直流正极端子的输出端、所述直流负极端子的输出端和所述直流PE端子的输出端共同形成所述公共输出端。

3.根据权利要求2所述的交直流集成一体的充电系统，其特征在于，所述第一转接结构、所述第二转接结构和所述第三转接结构均为转接排或转接线中的任意一种或组合。

4.根据权利要求1所述的交直流集成一体的充电系统，其特征在于，所述交流端子包括交流负极端子、交流PE端子和交流正极端子，所述直流端子包括直流负极端子、直流PE端子和直流正极端子，所述交流正极端子的输出端和所述直流正极端子的输出端通过第一输出结构连接，所述交流负极端子的输出端和所述直流负极端子的输出端通过第二输出结构连接，所述交流PE端子的输出端和所述直流PE端子通过第三输出结构连接，所述第一输出结构、所述第二输出结构和所述第三输出结构共同形成所述公共输出端。

5.根据权利要求4所述的交直流集成一体的充电系统，其特征在于，所述第一输出结构、所述第二输出结构和所述第三输出结构均为转接排或转接线中的任意一种或组合。

6.根据权利要求1所述的交直流集成一体的充电系统，其特征在于，所述公共输出端与所述电流识别模块的输入端连接，所述电流识别模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述直流管理单元与所述交流转直流管理单元并联，所述控制模块的输出端分别与所述直流管理单元和所述交流转直流管理单元的输入端连接，所述直流管理单元的输出端或所述交流转直流管理单元的输出端与所述直流充电座的输入端连接。

7.根据权利要求1所述的交直流集成一体的充电系统，其特征在于，所述直流充电座与所述动力电池之间还依次串连接有高压分配单元和BMS。

8.根据权利要求7所述的交直流集成一体的充电系统,其特征在于，所述高压分配单元的输出端还连接汽车微控制器、直流变换器、加热器和空调系统，所述高压分配单元的输出端通过母排及线束连接所述汽车微控制器、所述直流变换器、所述加热器和所述空调系统。

9.根据权利要求1所述的交直流集成一体的充电系统，其特征在于，所述交流转直流管理单元集成有整流器并通过所述整流器将所述公共输出端输出的交流电转换成直流电。

10.根据权利要求1所述的交直流集成一体的充电系统，其特征在于，所述直流管理单元包括降压电路和升压电路。