CN108718100A - 一种集中式快速充电电路及*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种集中式快速充电电路及***，该集中式快速充电电路包括：功率模块、高频变压器、第一交流直流转换单元，串并联控制单元，其中，功率模块的输入端与输入电源连接，功率模块的输出端接于高频变压器的一次侧；高频变压器的二次侧接于第一交流直流转换单元的输入端；直流转换单元的输出端与串并联控制单元连接，串并联控制单元用于控制第一交流直流转换单元的连接关系。本发明所设计的集中式快速充电电路，通过串并联控制单元的设置，实现了隔离变压器二次侧之间功率能量的交换；并且通过调节输出的充电电流及充电电压，提高了整个***的灵活性，从而使***由普通的直流充电***拓展为高电压、高电流的超级快速充电***。

Description

一种集中式快速充电电路及***
技术领域
本发明涉及电动汽车充电领域，具体涉及一种集中式快速充电电路及***。
背景技术
随着电动汽车的快速发展，快速充电需求变多，发展快速直流充电技术是电动汽车充电技术的关键技术。直流快速充电，充电功率大，充电时间短，节约用户时间，但同时一般直流充电桩比交流充电桩成本高，控制交复杂。
目前直流快速充电***，主要缺陷是硬件成本较高，无法实现隔离变压器二次侧之间功率能量的交换；并且现有充电桩没有拓展空间，一旦桩体设计完成，最大功率就已确定，如果想拓展为更高功率等级，如超级快充，则需要整体改造或者重新设计，直流充电***的灵活性较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有直流快速充电***，无法实现隔离变压器二次侧之间功率能量的交换；并且现有直流充电***的灵活性较差，充电功率无法调节的问题。
为此，本发明提供一种集中式快速充电电路，包括：功率模块、高频变压器、第一交流直流转换单元，串并联控制单元，其中，所述功率模块的输入端与输入电源连接，所述功率模块的输出端接于所述高频变压器的一次侧；所述高频变压器的二次侧接于所述第一交流直流转换单元的输入端；所述直流转换单元的输出端与所述串并联控制单元的输入端连接，所述串并联控制单元的输出端与分布式充电桩终端连接，所述串并联控制单元用于控制所述第一交流直流转换单元的连接关系。
可选地，所述功率模块包括：第二交流直流转换单元，用于将所述输入电源的交流电转换为直流信号；直流交流转换单元，用于接收所述直流信号，并将所述直流信号转换为高频交流信号传送至所述高频变压器的一次侧。
可选地，所述直流交流转换单元包括一个或多个直流交流变换器。
可选地，所述第一交流直流转换单元包括一个或多个所述交流直流变换器。
可选地，当所述直流交流变换器为多个时，所述直流交流变换器与所述交流直流变换器通过所述高频变压器一一对应，分别连接于所述高频变压单元的一次侧及二次侧。
可选地，所述串并联控制单元具体用于：控制多个所述交流直流变换器的输出端并联连接。
可选地，当n个所述交流直流变换器的输出端并联连接时，n-1个所述交流直流变换器的第一输出端与第1个所述交流直流变换器的第一输出端连接、n-1个所述交流直流变换器的第二输出端与第1个所述交流直流变换器的第二输出端连接。
可选地，所述串并联控制单元具体用于：控制多个所述交流直流变换器的输出端串联连接。
可选地，当n个所述交流直流变换器的输出端串联连接时，第1个所述交流直流变换器的第一输出端和第n个所述交流直流变换器的第二输出端接于所述分布式充电桩终端，其余n-2个所述交流直流变换器的第二输出端接于相邻所述交流直流变换器的第一输出端。
可选地，所述串并联控制单元包括多个控制开关。
为此，本发明还提供一种集中式快速充电***，包括：分布式充电桩终端及所述的集中式快速充电电路，其中，所述集中式快速充电电路的输入端与输入电源连接，所述集中式快速充电电路的输出端与所述的分布式充电桩终端连接。
本发明技术方案，具有如下优点：
通过串并联控制单元的设置，实现了隔离变压器二次侧之间功率能量的交换；并且通过调节输出的充电电流及充电电压，提高了整个***的灵活性，从而使***由普通的直流充电***拓展为高电压、高电流的超级快速充电***。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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发明的一些实施方式，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为本发明实施例集中式快速充电电路的结构示意图；
图2为本发明实施例功率模块的结构示意图；
图3为本发明实施例功率模块的另一结构示意图；
图4为本发明实施例集中式快速充电电路的另一结构示意图；
图5为本发明实施例集中式快速充电电路的另一结构示意图；
图6为本发明实施例集中式快速充电***的结构示意图；
图7为本发明实施例分布式充电桩终端的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供一种电动汽车直流充电电路，如图1所示，包括：功率模块11，用于将输入电源3的交流电转换为高频交流电信号；高频变压器12，用于接收高频交流电信号，并对高频交流电信号进行物理隔离；第一交流直流转换单元13，用于接收物理隔离后的高频交流电信号，并将物理隔离后的高频交流电信号转换为输出直流电信号；串并联控制单元15，该串并联控制单元15与第一交流直流转换单元13的输出端连接，用于控制第一交流直流转换单元13中多个交流直流变换器的连接关系。
在一较佳实施例中，如图2及图3所示，上述功率模块11包括：第二交流直流转换单元111，用于将输入电源3的交流电转换为直流信号；直流交流转换单元112，用于接收直流信号，并将直流信号转换为高频交流信号传送至高频变压器12的一次侧。
具体地，在一实施例中，如图2及图3所示，上述直流交流转换单元112包括一个或多个直流交流变换器。
具体地，在一实施例中，如图2及图3所示，上述第一交流直流转换单元13包括一个或多个交流直流变换器。
具体地，如图3所示，当直流交流变换器为多个时，直流交流变换器与交流直流变换器通过高频变压器12一一对应，分别连接于高频变压器的一次侧及二次侧。
具体地，在一实施例中，如图4所示，上述串并联控制单元15具体用于：控制多个交流直流变换器的输出端并联连接。当n个交流直流变换器的输出端并联连接时，n-1个交流直流变换器的第一输出端与第1个交流直流变换器的第一输出端连接、n-1个交流直流变换器的第二输出端与第1个交流直流变换器的第二输出端连接。
具体地，在一实施例中，如图5所示，上述串并联控制单元15具体用于：控制多个交流直流变换器的输出端串联连接。当n个交流直流变换器的输出端串联连接时，第1个交流直流变换器的第一输出端和第n个交流直流变换器的第二输出端接于分布式充电桩终端2，其余n-2个交流直流变换器的第二输出端接于相邻交流直流变换器的第一输出端。
具体地，在一实施例中，如图4及图5所示，上述串并联控制单元15包括多个控制开关，通过控制开关实现多个交流直流变换器的串并联。
需要说明的是，上述实施例是以接入负载为电动汽车电池为例进行说明，但在实际应用中接入负载还可以是其他类型，例如：电动自行车电池等，本发明并不以此为限。
通过上述串并联控制单元15的设置，实现了隔离变压器二次侧之间功率能量的交换；并通过调节***输出的充电电流及充电电压，提高了整个***的灵活性，从而使***由普通的直流充电***拓展为高电压、高电流的超级快速充电***。
实施例2
本发明实施例提供一种电动汽车直流充电***，如图6所示，包括：集中式快速充电电路1及分布式充电桩终端2，其中，集中式快速充电电路1设置于变电站中，输入电源3接于集中式快速充电电路1的输入端，集中式快速充电电路1的输出端与分布式充电桩终端2相连。在实际应用中，输入电源3可为市电电源或三相电源等，本发明并不以此为限。
在一较佳实施例中，该集中式充电电路1包括：功率模块11，用于将输入电源3的交流电转换为高频交流电信号；高频变压器12，用于接收高频交流电信号，并对高频交流电信号进行物理隔离；第一交流直流转换单元13，用于接收物理隔离后的高频交流电信号，并将物理隔离后的高频交流电信号转换为输出直流电信号，串并联控制单元15，该串并联控制单元15与第一交流直流转换单元13的输出端连接，用于控制第一交流直流转换单元13中多个交流直流变换器的连接关系。该功率模块11、高频变压器12、第一交流直流转换单元13及串并联控制单元15的具体结构及功能请参考上述实施例1中所述。
在一较佳实施例中，如图7所示，上述分布式充电桩终端2包括：人机交互单元21，用于接收用户的操作指令；计量单元22，用于根据操作指令计算充电费用；充电枪头23,用于为电动汽车电池充电；控制单元24，用于根据操作指令控制充电枪头为电动汽车电池充电。
在一较佳实施例中，如图7所示上述与集中式快速充电电路1的输出端连接的分布式充电桩终端2可设置一个或多个。
需要说明的是，上述实施例是以接入负载为电动汽车电池为例进行说明，但在实际应用中接入负载还可以是其他类型，例如：电动自行车电池等，本发明并不以此为限。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种集中式快速充电电路，其特征在于，包括：功率模块(11)、高频变压器(12)、第一交流直流转换单元(13)，串并联控制单元(15)，其中，
所述功率模块(11)的输入端与输入电源(3)连接，所述功率模块(11)的输出端接于所述高频变压器(12)的一次侧；
所述高频变压器(12)的二次侧接于所述第一交流直流转换单元(13)的输入端；
所述直流转换单元的输出端与所述串并联控制单元(15)输入端连接；所述串并联控制单元(15)的输出端与分布式充电桩终端(2)连接；所述串并联控制单元(15)用于控制所述第一交流直流转换单元(13)的连接关系。
2.根据权利要求1所述的集中式快速充电电路，其特征在于，所述功率模块(11)包括：
第二交流直流转换单元(111)，用于将所述输入电源(3)的交流电转换为直流信号；
直流交流转换单元(112)，用于接收所述直流信号，并将所述直流信号转换为高频交流信号传送至所述高频变压器(12)的一次侧。
3.根据权利要求2所述的集中式快速充电电路，其特征在于，所述直流交流转换单元(112)包括一个或多个直流交流变换器；所述第一交流直流转换单元(13)包括一个或多个所述交流直流变换器。
4.根据权利要求3所述的集中式快速充电电路，其特征在于，当所述直流交流变换器为多个时，所述直流交流变换器与所述交流直流变换器通过所述高频变压器(12)一一对应，分别连接于所述高频变压单元的一次侧及二次侧。
5.根据权利要求3所述的集中式快速充电电路，其特征在于，所述串并联控制单元(15)具体用于：
控制多个所述交流直流变换器的输出端并联连接。
6.根据权利要求5所述的集中式快速充电电路，其特征在于，当n个所述交流直流变换器的输出端并联连接时，n-1个所述交流直流变换器的第一输出端与第1个所述交流直流变换器的第一输出端连接、n-1个所述交流直流变换器的第二输出端与第1个所述交流直流变换器的第二输出端连接。
7.根据权利要求1所述的集中式快速充电电路，其特征在于，所述串并联控制单元(15)具体用于：
控制多个所述交流直流变换器的输出端串联连接。
8.根据权利要求7所述的集中式快速充电电路，其特征在于，当n个所述交流直流变换器的输出端串联连接时，第1个所述交流直流变换器的第一输出端和第n个所述交流直流变换器的第二输出端接于所述分布式充电桩终端(2)，其余n-2个所述交流直流变换器的第二输出端接于相邻所述交流直流变换器的第一输出端。
9.根据权利要求6或8所述的集中式快速充电电路，其特征在于，所述串并联控制单元(15)包括多个控制开关。
10.一种集中式快速充电***，其特征在于，包括：分布式充电桩终端(2)及如权利要求1-9中任一权利要求所述的集中式快速充电电路(1)，其中，所述集中式快速充电电路(1)的输入端与输入电源(3)连接，所述集中式快速充电电路(1)的输出端与所述的分布式充电桩终端(2)连接。
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