用于電動汽車的充電系統(tǒng)和充電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及動力電池充電技術領域，特別涉及一種用于電動汽車的充電系統(tǒng)和一種充電機。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發(fā)展需要和行業(yè)技術的日趨成熟，電動汽車(包括混合動力汽車HEV和純電動汽車EV)變得越來越盛行。目前電動汽車用于家庭充電的方式如圖1所示，從電網(家用插座)直接取電給電動汽車的充電機，然后通過充電機將電壓轉換成高壓直流電給整車動力電池充電，或者通過專用充電盒/粧取電給到電動汽車的充電機，充電機轉換成高壓直流電給整車動力電池充電。其中，充電機的輸出跟隨動力電池包電壓變化，動力電池包電壓抬升，充電機的輸出及其內部功率器件的耐受電壓也需跟隨抬升。
[0003]雖然動力電池包電壓抬升對整車會有諸多優(yōu)點，但會迫于充電機中的功率器件例如功率二極管、MOS管或IGBT的耐壓而受限，從而導致各車廠開發(fā)的電池平臺多數會基于650V功率器件電壓等級(主要是目前功率器件的耐壓一般為650V)，使整車開發(fā)受限。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種用于電動汽車的充電系統(tǒng)，通過N個充電模組來給動力電池包充電，在動力電池包電壓抬升時，動力電池包電壓可分為N個電壓疊加，從而避免充電機中功率器件的電壓升高而受限，有利于動力電池包電壓抬升優(yōu)化。
[0005]本實用新型的另一個目的在于提出一種充電機。
[0006]為達到上述目的，本實用新型一方面提出的一種用于電動汽車的充電系統(tǒng)，包括:充電機，所述充電機包括N個充電模組，所述N個充電模組分別并聯(lián)連接到電網以分別從所述電網取電，所述N個充電模組之間通過CAN總線進行相互通信，且所述N個充電模組中的任意一個充電模組為主充電模組，其中，N為大于I的整數;動力電池包，所述動力電池包包括N個電池單元；電池管理器，所述電池管理器與所述主充電模組中的控制單元通過CAN總線進行通信，所述電池管理器采集所述N個電池單元中每個電池單元的電壓信息，并獲取所述動力電池包的充電需求信息，以及將所述每個電池單元的電壓信息和所述動力電池包的充電需求信息發(fā)送給所述控制單元，所述控制單元根據所述每個電池單元的電壓信息和所述動力電池包的充電需求信息控制所述N個充電模組中每個充電模組的充電功率以使所述N個充電模組對所述動力電池包進行充電。
[0007]根據本實用新型提出的用于電動汽車的充電系統(tǒng)，充電機包括N個充電模組，N個充電模組分別并聯(lián)連接到電網以分別從電網取電，這樣通過N個充電模組來給動力電池包充電，在動力電池包電壓抬升時，動力電池包電壓可分為N個電壓疊加，從而避免充電機中功率器件的電壓升高而受限，不僅有利于充電機模塊設計和開發(fā)，還有利于動力電池包電壓抬升優(yōu)化，也容易在現有版本上升級，給設計人員帶來方便。
[0008]其中，所述每個充電模組均包括充電接口，并通過相應的充電接口與所述每個電池單元--對應相連。
[0009]或者，所述N個充電模組的輸出端串聯(lián)連接以形成一個充電接口，所述充電機通過該一個充電接口與所述動力電池包相連。
[0010]具體地，所述每個充電模組均包括PFC模塊和DC-DC轉換模塊。
[0011]或者，所述每個充電模組均包括DC-DC轉換模塊，且所述每個充電模組中的DC-DC轉換模塊共用一個PFC模塊。
[0012]并且，所述每個充電模組還分別通過充電盒/粧與所述電網相連，以通過所述充電盒/粧從所述電網取電。
[0013]具體地，所述充電機還具有逆變工作模式，所述動力電池包通過所述充電機向所述電網放電。
[0014]為達到上述目的，本實用新型另一方面提出的一種充電機，包括N個充電模組，所述N個充電模組分別并聯(lián)連接到電網以分別從所述電網取電，所述N個充電模組之間通過CAN總線進行相互通信，且所述N個充電模組中的任意一個充電模組為主充電模組，所述主充電模組中的控制單元與電池管理器通過CAN總線進行通信以接收所述電池管理器發(fā)送的動力電池包的充電需求信息和所述動力電池包中每個電池單元的電壓信息，并根據所述每個電池單元的電壓信息和所述動力電池包的充電需求信息控制所述N個充電模組中每個充電模組的充電功率以使所述N個充電模組對所述動力電池包進行充電，其中，N為大于I的整數。
[0015]根據本實用新型提出的充電機，N個充電模組分別并聯(lián)連接到電網以分別從電網取電，這樣通過N個充電模組來給動力電池包充電，在動力電池包電壓抬升時，動力電池包電壓可分為N個電壓疊加，從而避免充電機中功率器件的電壓升高而受限，不僅有利于充電機模塊設計和開發(fā)，還有利于動力電池包電壓抬升優(yōu)化，也容易在現有版本上升級，給設計人員帶來方便。
[0016]其中，所述動力電池包包括N個電池單元，所述每個充電模組均包括充電接口，并通過相應的充電接口與所述N個電池單元中的每個電池單元--對應相連。
[0017]或者，所述N個充電模組的輸出端串聯(lián)連接以形成一個充電接口，以使所述充電機通過該一個充電接口與所述動力電池包相連。
[0018]具體地，所述每個充電模組均包括PFC模塊和DC-DC轉換模塊。
[0019]或者，所述每個充電模組均包括DC-DC轉換模塊，且所述每個充電模組中的DC-DC轉換模塊共用一個PFC模塊。
【附圖說明】
[0020]圖1為現有的一種電動汽車充電系統(tǒng)的方框示意圖；
[0021]圖2為根據本實用新型一個實施例的用于電動汽車的充電系統(tǒng)的方框示意圖；
[0022]圖3為根據本實用新型另一個實施例的用于電動汽車的充電系統(tǒng)的方框示意圖；
[0023]圖4為根據本實用新型一個實施例的充電機的結構示意圖；
[0024]圖5為根據本實用新型另一個實施例的充電機的結構示意圖；以及
[0025]圖6為根據本實用新型還一個實施例的用于電動汽車的充電系統(tǒng)的方框示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0027]下面參考附圖來描述本實用新型實施例提出的用于電動汽車的充電系統(tǒng)和充電機。
[0028]結合圖2至圖5所示，本實用新型實施例提出的用于電動汽車的充電系統(tǒng)包括充電機10、動力電池包20和電池管理器30。
[0029]充電機10包括N個充電模組11、12、13、……、1N，N個充電模組11、12、13、……、1N分別并聯(lián)連接到電網以分別從電網取電，N個充電模組11、12、13、……、1N之間進行相互通信，且N個充電模組11、12、13、……、IN中的任意一個充電模組例如第一充電模組11為主充電模組，其中，N為大于I的整數。動力電池包20包括N個電池單元21、22、23、……、2N，電池管理器30與主充電模組例如第一充電模組11中的控制單元110進行通信，電池管理器30采集N個電池單元中每個電池單元的電壓信息，并獲取動力電池包20的充電需求信息，以及將每個電池單元的電壓信息和動力電池包20的充電需求信息發(fā)送給控制單元110，控制單元110根據每個電池單元的電壓信息和動力電池包的充電需求信息控制N個充電模組中每個充電模組的充電功率以使N個充電模組對動力電池包20進行充電。
[0030]根據本實用新型的一個實施例，每個充電模組均包括充電接口，并通過相應的充電接口與每個電池單元一一對應相連。例如如圖2所示，充電模組為兩個，即第一充電模組11和第二充電模組12，第一充電模組11的充電接口用于連接第一電池單元21，從而第一充電模組11給第一電池單元21充電，第二充電模組12的充電接口用于連接第二電池單元22，從而第二充電模組12給第二電池單元22充電。其中，每個充電單元由多個電池組例如M個電池組串聯(lián)構成，N個電池單元串聯(lián)連接以構成動力電池包，M為正整數。
[0031]也就是說，如圖2所示，可將動力電池包20的電壓分組為U=U1+U2，第一電池單元21對應Ul，第二電池單元22對應U2，第一電池單元21通過第一充電模組11充電，第二電池單元22通過第二充電模組12充電。第一充電模組11與第二充電模組12之間進行通信以進行數據交互，第一充電模組11和第二充電模組12可借用通用的車載充電機模塊。
[0032]即言，在本實施例中，當動力電池包電壓抬升時，可將動力電池包的電壓分為U=Ul+U2+……+UN，N個充電模組的輸入并聯(lián)，輸出分別對應每個電池單元，從而在動力電池包電壓抬升時，每個充電模組中功率器件的電壓無需抬升，避免功率器件的電壓升高而受限。
[0033]根據本實用新型的另一個實施例，N個充電模組11、12、13、……、IN的輸出端串聯(lián)連接以形成一個充電接口，充電機10通過該一個充電接口與動力電池包20相連。例如如圖3所示，充電模組為兩個，即第一充電模組11和第二充電模組12，第一充電模組11和第二充電模組12的輸出端串聯(lián)以形成一個充電接口，用來連接動力電池包20，從而第一充電模組11和第二充電模組12共同給動力電池包充電。其中，每個充電單元由多個電池組例如M個電池組串聯(lián)構成，N個電池單元串聯(lián)連接以構成動力電池包。
[0034]即言，在本實施例中，當動力電池包電壓抬升時，可將動力電池包的電壓分為U=Ul+U2+……+UN，N個充電模組的輸入并聯(lián)，輸出串聯(lián)，從而在動力電池包電壓抬升時，每個充電模組中功率器件的電壓無需抬升，避免功率器件的電壓升高而受限。
[0035]在本實用新型的實施例中，N個充電模組之間通過CAN總線進行相互通信，電池管理器30與控制單元110之間通過CAN總線進行通信。
[0036]根據本實用新型的一個實施例，如圖4所示，每個充電模組均包括PFC(PowerFactor Correct1n，功率因數校正)模塊和DC-DC轉換模塊。
[0037]根據本實用新型的另一個實施例，如圖5所示，每個充電模組均包括DC-DC轉換模塊，且每個充電模組中的DC-DC轉換模塊共用一個PFC模塊。
[0038]其中，如圖6所示，每個充電模組還分別通過充電盒/粧與電網相連，以通過充電盒/粧從電網取電。
[0039]具體而言，在設計充電模組時，從電網或充電盒取電假