專利名稱：一機多充電動車充電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于對電動車進行充電的充電機。
背景技術：
目前電動車行業(yè)正在興起，隨之配備的電動車充電機也跟著發(fā)展起來，但目前由于價格高、電池可靠性低、充電時間長等影響，只能在局部小范圍應用，電動車的充電設施也無法進行大規(guī)模布局，因而電動車活動范圍受到極大限制，必須加大充電設施的大規(guī)模布局，才能促進電動車的大規(guī)模發(fā)展。充電設施的大規(guī)模布局又受到充電設施投入高、城市中心地帶地皮稀缺昂貴無法大規(guī)模建設充電站、電動車少、充電時間長影響充電站效益等影響，嚴重影響電動車行業(yè)的快速發(fā)展，因此目前交流充電樁就出現(xiàn)了一種一機兩充(輸出充電插口)或一機四充的交流充電設施，因交流充電設施輸出功率可直接來自電網(wǎng)，中間不用進行功率變換，只要輸入與輸出間的配電器件電流等級滿足總功率最大要求就可以。但交流充電時間長，無法滿足快速充電要求，同時對于電動公交等大功率的電動汽車充電電池，電壓等級較高，無法直接采用交流進行充電，必須采用直流充電機進行充電，目前的直流充電機絕大部分為單機單充，一次只能給一輛電動汽車進行充電，也有部分充電機采用一機兩充的直流充電機，但只能做到將充電模塊分成兩組，分別接兩個充電輸出插頭，能同時給兩輛電動汽車進行充電，如圖1所示，將兩個充電機簡單裝在一個柜子里，利用一套控制管理系統(tǒng)，沒有根本解決問題。這種由于充電機體積不變或單機功率不變的情況下一機兩充的直流充電機存在著充電時間變長將近一倍的問題。另一種一機兩充的直流充電機如圖2所不,它在充電機的輸出端設計了一套切換系統(tǒng)，多了一組輸出口，同一時間只能給一輛電動車充電，另一輛電動汽車必須等前一輛電動汽車充電完成后才能開始充電，也沒有解決電動車充電設施發(fā)展面臨的實際難題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為解決現(xiàn)有充龜機模塊利用率低、投資大、占地大、不能同時給多模塊充電，充電功率·受限等問題而提出一種多模塊化多輸出口的直流電動汽車充電機。本實用新型采用的技術方案是:三相輸入端連接N個整流模塊，有M個輸出充電口，M > 2，每個整流模塊的輸出正負極與每組輸出充電口間都連接有一組雙向可控電子開關，每個整流模塊輸出通過可控電子開關連接不同輸出充電口，主控制、顯示、通信單元模塊分別連接各個整流模塊和輸出控制切換單元模塊，輸出控制切換單元模塊連接雙向可控電子開關。本實用新型的優(yōu)點是:整流模塊的利用率大幅提升，不同充電口都能得到系統(tǒng)最大功率對外進行充電，能實現(xiàn)快速充電要求，解決客戶對充電時間的要求；同時也可以根據(jù)客戶或BMS要求對電動車電池進行定制化充電，當客戶不需快速充電時，采用這種充電模式可以提聞電池的壽命。
圖1和圖2是兩種不同的現(xiàn)有充電機的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實用新型多充電動車充電機的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實用新型的實例圖；圖5是圖3的應用例圖。
具體實施方式
如圖3所示，本實用新型在三相輸入端連接N個整流模塊，有M個輸出充電口，M > 2，每個整流模塊的輸出正負極與每組輸出充電口間都連接有一組雙向可控電子開關裝置，每個整流模塊輸出通過雙向可控電子開關可接到不同的輸出充電口。也可以將幾個整流模塊并聯(lián)在一起當作一個模塊。主控制、顯示、通信單元模塊分別連接各個整流模塊和輸出控制切換單元模塊，輸出控制切換單元模塊連接于雙向可控電子開關裝置。每個整流模塊輸出通過可控電子開關可接到不同輸出充電口，整流模塊切換可根據(jù)被充電的電池充電電流的大小切換，可根據(jù)要求進行快充或BMS (電池管理系統(tǒng))要求進行切換，可根據(jù)模塊效率最大點范圍區(qū)間進行切換。當任意一個充電口有電動車需要充電時，通過通信充電機與車建立信息交互，獲取電動車的電池信息，如車有BMS時，就可以獲取電動車充電所需的電壓電流，整流模塊開啟，根據(jù)每個模塊所能輸出電流的大小，系統(tǒng)主控制單元控制開啟整流模塊的個數(shù)，使這部分開啟的整流模塊輸出電流能滿足這輛電動車充電需求，所開啟整流模塊的輸出電壓上升至與電動車電池電壓接近相等時，這部分整流模塊的輸出可控電子開關在輸出控制切換單元的控制下開始導通，整流模塊開始給電動車電池充電。輸出可控電子開關應該用雙向可控開關，可以防止不同電動車在充電時由于它們電池電壓不同相互影響甚至造成一定的危險。當充電電量逐步上升時 ，充電電流會開始下降，這時，主控制單元根據(jù)電流大小計算能否關閉一個整流模塊，當關閉一個整流模塊也能滿足此時的充電電流要求時，主控制單元關閉一個整流模塊，相應的此整流模塊的輸出可控電子開關全部斷開。這樣，根據(jù)充電電流的變化，逐步將所有整流模塊切換出來，當最后一個斷開后，充電完成。所斷開整流模塊可以切換到另一需要充電的輸出充電口，對另一輛電動進行充電；也可以根據(jù)需要暫時閑置，處于待機態(tài)。同時，由于模塊的效率最高點通常有一個范圍，這種充電機對每個充電口都能實行節(jié)能充電模式，當各充電口對應工作模塊都工作在效率最高點范圍間，提高系統(tǒng)整體充電效率，達到節(jié)能目的。模塊個數(shù)也可以不用在一開始就配齊，可能根據(jù)電動車的發(fā)展靈活增加，當電動車增加時，再逐步補充模塊，達到節(jié)省投資的目的，同時，不用進行重復建設。本實用新型采用了一種多模塊化直流充電機及自動切換輸出模塊，它的主要特點是根據(jù)不同電動汽車電池充電電壓、電流的不同，將模塊化的直流充電系統(tǒng)所有模塊輸出進行按需切換。由于電池充電的電壓與充電電流是與電池的內(nèi)特性直接相關，不同電池均有不同的充電曲線要求，如:鉛酸電池有浮充、均充等不同狀態(tài)，浮充電壓與均充電壓不同，充電電流隨著充電容量的增加是不斷變化的，因而在充電過程中不同時間對充電機的功率要求也是變化的，本實用新型就是根據(jù)電池充電的電壓電流隨充電時間的變化而變化這一特點而充電。本實用新型中的每個整流模塊的輸出可以只在輸出一極加雙向可控電子開關，另一極并聯(lián)在一起，即每個整流模塊輸出兩極中有一極是通過雙向可控電子開關可接到不同輸出充電口，如輸出正加雙向可控開關，所有輸出負并聯(lián)有一起，也能達到同樣的效果。如圖4所示。本實用新型中的輸出雙向可控電子開關可以選用不同的開關，如雙M0SFET、繼電器、接觸器、可控空開等，圖5就是 以雙MOSFET為例的一種具體應用。
權利要求1.一種一機多充電動車充電機，在三相輸入端連接N個整流模塊，有M個輸出充電口，M ^ 2，其特征是:每個整流模塊的輸出正負極與每組輸出充電口間都連接有一組雙向可控電子開關，每個整流模塊輸出通過可控電子開關連接不同輸出充電口，主控制、顯示、通信單元模塊分別連接各個整流模塊和輸出控制切換單元模塊，輸出控制切換單元模塊連接雙向可控電子開關。
2.根據(jù)權利要求1所述的一機多充電動車充電機，其特征是:每個整流模塊的輸出兩極中有一極通過雙向可控電子開關連接不同的輸出充電口，另一級并聯(lián)在一起。
3.根據(jù)權利要求1所述的一機多充電動車充電機，其特征是:雙向可控電子開關是雙MOSFET、繼電器或 接觸器。
專利摘要本實用新型公開一種一機多充電動機充電機，在每個整流模塊的輸出正負極與每組輸出充電口間都連接有一組雙向可控電子開關，當任意一個充電口有電動車需要充電時，獲取電動車電池信息，開啟整流模塊，根據(jù)每個整流模塊所能輸出電流的大小，由主控制單元控制開啟整流模塊的個數(shù)；當所開啟整流模塊的輸出電壓上升至與電動車電池電壓接近相等時，與所開啟的整流模塊相應的可控電子開關在輸出控制切換單元的控制下導通，給電動車電池充電；當充電電量逐步上升時，主控制單元根據(jù)電流大小逐步關閉所有整流模塊，完成充電，整流模塊的利用率大幅提升，能實現(xiàn)快速充電要求，提高電池壽命。
文檔編號H02J7/04GK203151126SQ20122065710
公開日2013年8月21日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權日2012年12月4日
發(fā)明者吳連日 申請人:江蘇嘉鈺新能源技術有限公司