专利名称：一机多充电动车充电机及充电方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对电动车进行充电的充电机。
背景技术：
目前电动车行业正在兴起，随之配备的电动车充电机也跟着发展起来，但目前由于价格高、电池可靠性低、充电时间长等影响，只能在局部小范围应用，电动车的充电设施也无法进行大规模布局，因而电动车活动范围受到极大限制，必须加大充电设施的大规模布局，才能促进电动车的大规模发展。充电设施的大规模布局又受到充电设施投入高、城市中心地带地皮稀缺昂贵无法大规模建设充电站、电动车少、充电时间长影响充电站效益等影响，严重影响电动车行业的快速发展，因此目前交流充电桩就出现了一种一机两充(输出充电插口)或一机四充的交流充电设施，因交流充电设施输出功率可直接来自电网，中间不用进行功率变换，只要输入与输出间的配电器件电流等级满足总功率最大要求就可以。但交流充电时间长，无法满足快速充电要求，同时对于电动公交等大功率的电动汽车充电电池，电压等级较高，无法直接采用交流进行充电，必须采用直流充电机进行充电，目前的直流充电机绝大部分为单机单充，一次只能给一辆电动汽车进行充电，也有部分充电机采用一机两充的直流充电机，但只能做到将充电模块分成两组，分别接两个充电输出插头，能同时给两辆电动汽车进行充电，如图1所示，将两个充电机简单装在一个柜子里，利用一套控制管理系统，没有根本解决问题。这种由于充电机体积不变或单机功率不变的情况下一机两充的直流充电机存在着充电时间变长将近一倍的问题。另一种一机两充的直流充电机如图2所不,它在充电机的输出端设计了一套切换系统，多了一组输出口，同一时间只能给一辆电动车充电，另一辆电动汽车必须等前一辆电动汽车充电完成后才能开始充电，也没有解决电动车充电设施发展面临的实际难题。
发明内容
本发明的目的是为解决现有充龟机模块利用率低、投资大、占地大、不能同时给多模块充电，充电功率受限等问题而提出一种多模块化多输出口的直流电动汽车充电机及其充电方法。本发明多充电动车充电机采用的技术方案是在三相输入端连接N个整流模块，有M个输出充电口，2，每个整流模块的输出正负极与每组输出充电口间都连接有一组双向可控电子开关，每个整流模块输出通过可控电子开关连接不同输出充电口，主控制、显示、通信单元模块分别连接各个整流模块和输出控制切换单元模块，输出控制切换单元模块连接双向可控电子开关。本发明多充电动车充电机的充电方法采用的技术方案是具有如下步骤
O当任意一个充电口有电动车需要充电时，获取电动车电池信息，开启整流模块，根据每个整流模块所能输出电流的大小，由主控制单元控制开启整流模块的个数，使所开启的整流模块输出电流满足充电需求；当所开启整流模块的输出电压上升至与电动车电池电压接近相等时，与所开启的整流模块相应的可控电子开关在输出控制切换单元的控制下导通，给电动车电池充电；
2)当充电电量逐步上升时，充电电流开始下降，主控制单元根据电流大小计算能否关闭一个整流模块，当关闭一个整流模块也能满足此时的充电电流要求时，主控制单元关闭一个整流模块，此关闭的整流模块的相应的可控电子开关断开；如此根据充电电流的变化，逐步切换所有整流模块后，完成充电
本发明的优点是整流模块的利用率大幅提升，不同充电口都能得到系统最大功率对外进行充电，能实现快速充电要求，解决客户对充电时间的要求；同时也可以根据客户或BMS要求对电动车电池进行定制化充电，当客户不需快速充电时，采用这种充电模式可以提闻电池的寿命。
图1和图2是两种不同的现有充电机的结构 图3是本发明多充电动车充电机的结构 图4是本发明的实例图；·
图5是图3的应用例图。
具体实施例方式如图3所示，本发明在三相输入端连接N个整流模块，有M个输出充电口，M彡2，每个整流模块的输出正负极与每组输出充电口间都连接有一组双向可控电子开关装置，每个整流模块输出通过双向可控电子开关可接到不同的输出充电口。也可以将几个整流模块并联在一起当作一个模块。主控制、显示、通信单元模块分别连接各个整流模块和输出控制切换单元模块，输出控制切换单元模块连接于双向可控电子开关装置。每个整流模块输出通过可控电子开关可接到不同输出充电口，整流模块切换可根据被充电的电池充电电流的大小切换，可根据要求进行快充或BMS (电池管理系统)要求进行切换，可根据模块效率最大点范围区间进行切换。当任意一个充电口有电动车需要充电时，通过通信充电机与车建立信息交互，获取电动车的电池信息，如车有BMS时，就可以获取电动车充电所需的电压电流，整流模块开启，根据每个模块所能输出电流的大小，系统主控制单元控制开启整流模块的个数，使这部分开启的整流模块输出电流能满足这辆电动车充电需求，所开启整流模块的输出电压上升至与电动车电池电压接近相等时，这部分整流模块的输出可控电子开关在输出控制切换单元的控制下开始导通，整流模块开始给电动车电池充电。输出可控电子开关应该用双向可控开关，可以防止不同电动车在充电时由于它们电池电压不同相互影响甚至造成一定的危险。当充电电量逐步上升时，充电电流会开始下降，这时，主控制单元根据电流大小计算能否关闭一个整流模块，当关闭一个整流模块也能满足此时的充电电流要求时，主控制单元关闭一个整流模块，相应的此整流模块的输出可控电子开关全部断开。这样，根据充电电流的变化，逐步将所有整流模块切换出来，当最后一个断开后，充电完成。所断开整流模块可以切换到另一需要充电的输出充电口，对另一辆电动进行充电；也可以根据需要暂时闲置，处于待机态。
同时，由于模块的效率最高点通常有一个范围，这种充电系统对每个充电口都能实行节能充电模式，当各充电口对应工作模块都工作在效率最高点范围间，提高系统整体充电效率，达到节能目的。系统模块个数也可以不用在一开始就配齐，可能根据电动车的发展灵活增加，当电动车增加时，再逐步补充模块，达到节省投资的目的，同时，不用进行重复建设。本发明采用了一种多模块化直流充电机及自动切换输出模块，它的主要特点是根据不同电动汽车电池充电电压、电流的不同，将模块化的直流充电系统所有模块输出进行按需切换。由于电池充电的电压与充电电流是与电池的内特性直接相关，不同电池均有不同的充电曲线要求，如铅酸电池有浮充、均充等不同状态，浮充电压与均充电压不同，充电电流随着充电容量的增加是不断变化的，因而在充电过程中不同时间对充电机的功率要求也是变化的，本发明就是根据电池充电的电压电流随充电时间的变化而变化这一特点而充电。本发明中的每个整流模块的输出可以只在输出一极加双向可控电子开关，另一极并联在一起，即每个整流模块输出两极中有一极是通过双向可控电子开关可接到不同输出充电口，如输出正加双向可控开关，所有输出负并联有一起，也能达到同样的效果。如图4所示。本发明中的输出双向可控电子开关可以选用不同的开关，如双M0SFET、继电器、接触器、可控空开等，图5就是以双MOSFET为例的一种具体应用。
权利要求
1.一机多充电动车充电机，在三相输入端连接N个整流模块，有M个输出充电口， M ^ 2，其特征是每个整流模块的输出正负极与每组输出充电口间都连接有一组双向可控电子开关，每个整流模块输出通过可控电子开关连接不同输出充电口，主控制、显示、通信单元模块分别连接各个整流模块和输出控制切换单元模块，输出控制切换单元模块连接双向可控电子开关。
2.根据权利要求1所述的一机多充电动车充电机，其特征是每个整流模块的输出两极中有一极通过双向可控电子开关连接不同的输出充电口，另一级并联在一起。
3.根据权利要求1所述的一机多充电动车充电机，其特征是双向可控电子开关是双 MOSFET、继电器或接触器。
4.一种如权利要求1所述多充电动车充电机的充电方法，其特征是具有如下步骤O当任意一个充电口有电动车需要充电时，获取电动车电池信息，开启整流模块，根据每个整流模块所能输出电流的大小，由主控制单元控制开启整流模块的个数，使所开启的整流模块输出电流满足充电需求；当所开启整流模块的输出电压上升至与电动车电池电压接近相等时，与所开启的整流模块相应的可控电子开关在输出控制切换单元的控制下导通，给电动车电池充电；2)当充电电量逐步上升时，充电电流开始下降，主控制单元根据电流大小计算能否关闭一个整流模块，当关闭一个整流模块也能满足此时的充电电流要求时，主控制单元关闭一个整流模块，此关闭的整流模块的相应的可控电子开关断开；如此根据充电电流的变化， 逐步切换所有整流模块后，完成充电。
全文摘要
本发明公开一种用于对电动车充电的一机多充充电机及充电方法，在每个整流模块的输出正负极与每组输出充电口间都连接有一组双向可控电子开关，当任意一个充电口有电动车需要充电时，获取电动车电池信息，开启整流模块，根据每个整流模块所能输出电流的大小，由主控制单元控制开启整流模块的个数；当所开启整流模块的输出电压上升至与电动车电池电压接近相等时，与所开启的整流模块相应的可控电子开关在输出控制切换单元的控制下导通，给电动车电池充电；当充电电量逐步上升时，主控制单元根据电流大小逐步关闭所有整流模块，完成充电，整流模块的利用率大幅提升，能实现快速充电要求，提高电池寿命。
文档编号H01M10/42GK103036280SQ20121051048
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者吴连日 申请人:江苏嘉钰新能源技术有限公司