专利名称：一种基于400v配网的电动汽车快速充电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于400V配网的电动汽车快速充电系统，尤其是一种能动态调 节充电电流或电压参数的基于400V配网的电动汽车快速充电系统。
背景技术：
随着石油资源的紧张和电池技术的发展，以电动汽车为代表的新一代节能与环保 汽车是汽车工业发展的必然趋势已经成为普遍共识。充电系统为电动汽车运行提供能量补 给，是电动汽车的重要基础支撑系统。充电技术的发展对电动汽车的发展具有决定性的影 响。集中式充电站需架设专用线路及配备电力设备，占地面积较大、造价过高，无法随 道路、停车场、小区等公共设施灵活配置，不能够满足电动汽车随时充电的需求。现有集中 式充电站只针对指定车型进行充电，无法实现对各种车型充电。 现有的电动汽车车载充电装置只能提供市电下的慢速充电功能，直接从低压照明 电路取电，充电功率较小，充电时间甚至长达十几到二十多小时。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于400V配网的电动汽车快速充电系统，无需架设专 用输电线路，直接从400V配电箱取电，利用现有400V配网灵活配置充电系统，采用可变功 率充电，不配置专用充电站也能实现为各型电动汽车进行快速充电。为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种基于400V配网的电动汽车快速充电系统，其特征是，它由400V配电箱、三相 交流充电桩、直流快速充电装置依次连接组成；该直流快速充电装置还与电池管理模块连 接，相互通信进行信息交互；所述的直流快速充电装置的连接结构是，由充电单元分别与变 送单元和充电控制单元连接；充电控制单元又分别与变送单元和人机交互单元连接；该直 流快速充电装置通过电动汽车充电接口为电动汽车充电。本发明所述的400V配电箱与交流配电网连接，提供380V交流电源。本发明所述的三相交流充电桩为常规交流充电桩，固定安装在电动汽车外、通过 400V交流配电箱与交流电网连接，为直流快速充电装置提供交流电源，并可实施自动计费 的功能。本发明所述的直流快速充电装置的充电单元由保护电路、控制电路和功率电路依 次连接组成。本发明所述的功率电路由1 η个功率模块组成；所述的功率模块由软启动电路、 三相全波整流电路、高频逆变桥、隔离变压器、整流电路和滤波电路依次连接组成。本发明所述的软启动电路采用可控硅延时、电阻限流进行快速充电装置保护。本发明的有益效果是，本发明具有在400V配网下为电动汽车动力电池快速、安 全、自动充满电的能力，能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。本发明无需架设专用输电线路，直接从400V配电箱取电，利用现有400V配网灵活配置充电 系统，采用可变功率充电，不用配置专用充电站也能实现为各型电动汽车进行快速充电，从 而降低电动汽车充电对电网环境的依赖，大幅度减少对集中式充电站的投入。 根据上述技术方案，本发明的交流充电桩直接从400V配电箱取电，经计量后送至 直流快速充电装置；直流快速充电装置接入交流充电桩提供的380V交流电源，经过保护电 路、控制电路和软启动电路后，经高频逆变桥调制输出高频交流电，送至隔离变压器，再经 整流、滤波后输出直流；充电控制单元接收电动汽车电池管理模块传来的充电电池的信息 及电压、电流信息，根据电池的信息来决定使用合适的充电参数，根据电压、电流信息控制 功率电路对输入电压进行相应的处理并调整功率电路的伏安特性，使功率电路能够根据不 同汽车电池的需求输出不同的伏安特性为电池充电；变送单元将充电控制单元传来的控制 信息转换为0-5V、4-20mA的信号，采用可控硅延时、电阻限流调节控制软启动电路，从而保 护直流快速充电装置；人机交互单元与充电控制单元连接，提供信息显示、手动控制功能； 在充电的过程中，充电控制单元还不断监测电池的电量信息，直到电池充满电量为止。本发 明可使电动汽车的快速充电不局限于在固定充电站进行充电，不依靠专用输电线路，利用 现有400V配网就可以灵活配置充电系统，充电系统的位置和规模都可任意选择，解决了充 电站专用场地问题，满足电动汽车随时随地进行快速充电，推动电动汽车的普及。以下结合附图对本发明的具体实施方式
进一步详细地说明。
图1是根据本发明的结构示意图；图2是本发明的直流快速充电装置结构图；图3是本发明的直流快速充电装置中充电单元的结构图；图4是本发明的直流快速充电装置中充电单元的功率模块部分的结构图；图5是本发明的直流快速充电装置的主要电路原理示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明由400V配电箱1、三相交流充电桩2、直流快速充电装置3依 次连接组成；该直流快速充电装置3还与电池管理模块5连接，通信进行信息交互；该直流 快速充电装置3通过电动汽车充电接口 4为电动汽车6充电。如图2所示，所述的直流快 速充电装置3的连接结构是，由充电单元3. 1分别与变送单元3. 2和充电控制单元3. 3连 接；充电控制单元又分别与变送单元3. 2和人机交互单元3. 4连接。本发明所述的400V配电箱1与交流配电网连接，提供380V交流电源。本发明所述的三相交流充电桩2为常规交流充电桩，固定安装在电动汽车外、通 过400V交流配电箱1与交流电网连接，为直流快速充电装置提供交流电源，并可实施自动 计费的功能。如图3所示，本发明所述的直流快速充电装置3的充电单元3. 1由保护电路3. 11、 控制电路3. 12和功率电路3. 13依次连接组成。保护电路可采用断路器、快速熔断器组成。 控制电路可采用接触器。如图3、图4所示，本发明所述的功率电路3. 13由1 η个功率模块组成；所述的功率模块由软启动电路3. 131、三相全波整流电路3. 132、高频逆变桥3. 133、隔离变压器 3. 134、整流电路3. 135和滤波电路3. 136依次连接组成。本发明所述的软启动电路3. 131采用可控硅延时、电阻限流进行快速充电装置保 护。如图5所示，输入380VAC/50Hz(电压波动范围士 10，经过保护电路、控制电 路、软启动电路后，送至三相全波整流电路，经高频逆变桥调制输出高频交流电，送至隔离 变压器，再整流滤波输出。由380VAC变压为所需要的交流电压，然后再经整流稳压处理， 为各个控制板提供电源。电压和电流的采集可以采用电压、电流分流器，也可采用霍尔传感 器。采用电压互感器、分流器进行输出电压和电流的测量，作为反馈信号送至控制器，实现 闭环调节稳定电源输出，同时用作保护使用。本发明直流快速充电装置3可以置于车上作为车载充电装置，也可以外置。本发 明的直流快速充电装置外置时可放置在交流充电桩2旁，还可与交流充电桩2组合在同一 个机柜中。 直流快速充电装置是本发明基于400V配网的电动汽车快速充电系统的核心，由 交流充电桩提供380V交流电源，经过保护电路、控制电路和软启动电路后送至三相全波整 流电路处理，经高频逆变桥调制输出高频交流电，送至隔离变压器，再经整流、滤波后输出 直流；由充电控制单元控制功率电路调节输出功率，使功率电路能够根据不同汽车电池的 需求输出不同的伏安特性；充电控制单元接收电动汽车电池管理模块传来的充电电池的信 息及电压、电流信息，根据电池的信息来决定使用合适的充电参数，根据电压、电流信息控 制功率电路对输入电压进行相应的处理，并通过更改功率电路的伏安特性，为电池充电；变 送单元将充电控制单元传来的控制信息转换为0-5V、4-20mA的信号，采用可控硅延时、电 阻限流调节控制软启动电路，从而保护直流快速充电装置；人机交互单元与充电控制单元 连接，提供信息显示、手动控制功能；在充电的过程中，充电控制单元还不断监测电池的电 量信息，直到电池充满电量为止。
权利要求
一种基于400V配网的电动汽车快速充电系统，其特征是，它由400V配电箱(1)、三相交流充电桩(2)、直流快速充电装置(3)依次连接组成；直流快速充电装置(3)还与电池管理模块(5)连接，互相通信进行信息交互；所述的直流快速充电装置(3)的连接结构是，由充电单元(3.1)分别与变送单元(3.2)和充电控制单元(3.3)连接；充电控制单元又分别与变送单元(3.2)和人机交互单元(3.4)连接；直流快速充电装置(3)通过电动汽车充电接口(4)为电动汽车(6)充电。
2.根据权利要求1所述的一种基于400V配网的电动汽车快速充电系统，其特征是，所 述的400V配电箱(1)与交流配电网连接，提供380V交流电源。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于400V配网的电动汽车快速充电系统，其特征 是，所述的三相交流充电桩(2)为常规交流充电桩，固定安装在电动汽车外、通过400V交流 配电箱(1)与交流电网连接，为直流快速充电装置提供交流电源，并可实施自动计费的功 能。
4.根据权利要求1所述的一种基于400V配网的电动汽车快速充电系统，其特征是，所 述的直流快速充电装置⑶的充电单元(3. 1)由保护电路(3. 11)、控制电路(3. 12)和功率 电路(3. 13)依次连接组成。
5.根据权利要求1或4所述的一种基于400V配网的电动汽车快速充电系统，其特 征是，所述的功率电路(3.13)由1 n个功率模块组成；所述的功率模块由软启动电路 (3. 131)三相全波整流电路(3. 132)、高频逆变桥(3. 133)、隔离变压器(3. 134)、整流电路 (3. 135)和滤波电路(3. 136)依次连接组成。
6.根据权利要求1或5所述的一种基于400V配网的电动汽车快速充电系统，其特征 是，所述的软启动电路(3. 131)采用可控硅延时、电阻限流进行快速充电装置保护。
全文摘要
一种基于400V配网的电动汽车快速充电系统，由400V配电箱(1)、三相交流充电桩(2)、直流快速充电装置(3)依次连接组成；直流快速充电装置还与电池管理模块(5)连接，互相通信进行信息交互；直流快速充电装置的连接结构是，由充电单元(3.1)分别与变送单元(3.2)和充电控制单元(3.3)连接；充电控制单元又分别与变送单元(3.2)和人机交互单元(3.4)连接；直流快速充电装置通过电动汽车充电接口(4)为电动汽车(6)充电。本发明提供了一种基于400V配网的电动汽车快速充电系统，可直接从400V配电箱取电，利用现有400V配网灵活配置充电系统，不配置专用充电站也能实现为电动汽车快速充电。
文档编号H02J7/02GK101872993SQ20101020282
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月18日 优先权日2010年6月18日
发明者吴波, 崔玉峰, 张林山, 杨晴, 谭旻, 郑易谷 申请人:云南电力试验研究院(集团)有限公司