一种充电机功率分配装置的制作方法

本实用新型属于直流充电技术领域，尤其涉及一种充电机功率分配装置。

背景技术：

目前，节能减排、低碳生活已经成为世界各国面临的共同课题。电动汽车具有的零排放、低噪声、综合利用各种能源的优点，可以有效的解决能源危机和环境污染两大世界性难题，具有广阔的应用前景和巨大的发展空间。国内对电动汽车的研究主要集中在电机、电池、电控系统等电动汽车本身的研究方面，对充电机等电动汽车能源供给系统的研究较少，充电机的发展还不能满足电动汽车的需求。

实用新型人在实现本实用新型的过程中发现现有技术至少具有以下不足：在同一时间内多个充电终端均有电动汽车在充电时，由于各辆充电汽车的蓄电池种类以及充电阶段的不同，导致充电机对各辆电动汽车的充电效率较低。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供了一种充电机功率分配装置，旨在解决目前充电机输出功率单一导致利用率低的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种充电机功率分配装置，包括转化模块、检测模块和切换模块；所述转化模块和所述切换模块相连接；所述检测模块分别与所述切换模块和充电终端相连接；所述切换模块和所述充电终端相连接；

所述转化模块将输入的交流电转化成多路直流电，并通过多个充电终端为多个外部设备充电；所述检测模块检测各个充电终端实时所需的电压和/或电流；所述切换模块调节各路直流电到各个所述充电终端的流向，以调整各个所述充电终端的电压和/或电流。

本实用新型实施例中，转化模块将交流电转化为直流电，切换模块根据检测模块生成的控制指令，调节各路直流电到各个所述充电终端的流向，以实现对充电终端输出功率的调节。本实用新型实施例能够通过对充电机各个充电终端输出的功率进行分配，使充电机的充电终端输出多种充电功率，并且各充电功率的大小可根据实际情况进行调节，满足不同外部设备的充电需求，提高充电机的利用率和充电效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的充电机功率分配装置的结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的充电机功率分配装置中转化模块和切换模块的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的充电机功率分配装置中切换单元的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的充电机功率分配装置中三相交流电输入时整流单元的结构示意图。

图中：100、转化模块；200、检测模块；300、切换模块；400、充电终端；500、第一可控开关；101、整流单元；301、切换单元；302、第二可控开关。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1为本实用新型实施例提供的充电机功率分配装置的结构框图。一种充电机功率分配装置，包括转化模块100、检测模块200和切换模块300。所述转化模块100和所述切换模块300相连接；所述检测模块200分别与所述切换模块300和充电终端400相连接；所述切换模块300和所述充电终端400相连接。转化模块100将输入的交流电转化成多路直流电，并通过多个充电终端400为多个外部设备充电。检测模块200检测各个充电终端400实时所需的电压和/或电流。切换模块300，调节各路直流电到各个所述充电终端400的流向，以调整各个所述充电终端400的电压和/或电流。

在本实施例中，交流电可以为单相交流电或三相交流电。转化模块100所输出的多路直流电的功率可以相同，也可以不同。多路直流电经过切换模块300的调节后输出到多个充电终端400。切换模块300的调节是指将一路直流电经过切换选择性地输出到多路充电终端400中的一路。例如可以将该路直流电切换到第一个充电终端400，或可以将该路直流电切换到第三个充电终端400。每个充电终端400的输出功率为输出到该充电终端400的多路直流电的功率之和。通过切换模块300的调节，实现对各个充电终端400输出功率的调节。

检测模块200通过对充电终端400进行检测，获取检测信号。检测信号可以反映充电终端400当前所接外部设备的实际适当的充电功率。检测信号包括但不限于电压信号和电流信号中的一种或多种。检测模块200可以根据检测信号生成控制指令。切换模块300可以根据检测模块200发出的控制指令，调节多路直流电和多路充电终端400的连接关系，使充电终端400最终输出和外部设备相匹配的直流电功率。

具体地，检测模块200可以包括电压传感器、电流传感器和处理器。电压传感器和电流传感器分别和处理器相连接。电压传感器将外部设备充电时的电压信号采集传输到处理器，电流传感器将外部设备充电时的电流信号采集传输到处理器。处理器根据接收到的电压信号和电流信号，分析外部设备充电过程中充电功率的变化，得出当前外部设备的充电阶段及所适合的充电功率，生成用于指示切换模块300的控制指令。

本实用新型实施例中，转化模块100将交流电转化为直流电，切换模块300根据检测模块200生成的控制指令，调节各路直流电到各个所述充电终端400的流向，以实现对充电终端400输出功率的调节。本实用新型实施例能够通过对充电机各个充电终端400输出的功率进行分配，使充电机的充电终端400输出多种充电功率，并且各充电功率的大小可根据实际情况进行调节，满足不同外部设备的充电需求，提高充电机的利用率和充电效率。

请参阅图2，作为本实用新型的一个实施例，所述转化模块100包括多个相互独立的整流单元101。各个所述整流单元101均设有一个输入端和多个输出端。每个所述整流单元101将所述交流电转化为一路所述直流电，并通过切换模块300与一个充电终端400相连。需要说明的是，每个所述整流单元101同一时间内只能同一个充电终端400相连，但能够与各个充电终端400相连。

在本实施例中，各个整流单元101可以相对独立的进行交流电到直流电的转化。所有整流单元101的输入端可以接同一交流电。整流单元101的多个输出端通过切换模块300分别和各个充电终端400进行连接。整流单元101的输出端的个数和充电终端400的个数相等，每个输出端连接一个充电终端400。例如整流单元有四个输出端，通过切换模块300分别和四个充电终端400进行连接。一个整流单元101所转化的直流电受切换模块300的调节，选择性的从多个充电终端400中的一个充电终端400输出。

整流单元101可以采用线性稳压电源电路，也可以采用开关稳压电源电路；如果整流单元101采用线性稳压电源电路，则整流单元包括整流电路和滤波电路。具体地，整流电路可以采用全波整流稳压电路，也可以采用半波整流稳压电路，在此不作限定。

请参阅图3，作为本实用新型的一个实施例，所述装置还包括与各个整流单元101对应的多个第一可控开关500。一个可控开关500对应一个整流单元101。各个所述第一可控开关500的一端与所述整流单元101的输入端相连接，另一端接入所述交流电。

在本实施例中，直流电在接入整流单元101之前，先通过第一可控开关500。第一可控开关500根据控制信号可以在闭合和断开两种状态进行切换。如果第一可控开关500闭合，则交流电通过整流单元101被转化为直流电；如果第一可控开关500断开，则该路交流电不能连接整流单元101，该整流单元101也不能转化输出直流电。优选地，第一可控开关500可以为可控硅触发电路或交流接触器。

当某个整流单元101所在的一路线路发生故障时，如整流单元101内部、整流单元101与其他模块的连接线路或该路充电终端400发生故障，可以控制第一可控开关500断开，防止交流电在线路中传输致使故障加重，同时可以避免影响线路中位于整流单元101之前的器件，减小故障损失。

请参阅图2，作为本实用新型的一个实施例，所述切换模块300包括多个相互独立的切换单元301。每个所述多个切换单元301设有与一个所述整流单元101的输出端个数相对应的多个输入端和多个输出端。所述切换单元301的输入端与所述整流单元101的输出端一一对应连接。每个所述切换单元301的各个输出端均分别与各个所述充电终端400相连。

在本实施例中，一个整流单元101对应一个切换单元301。整流单元101的输出端对应连接切换单元301的输入端，切换单元301的输出端分别连接各个充电终端400。切换单元301用于通过切换整流单元101输出的直流电到不同的充电终端400，来实现功率分配的目的。

例如，监控系统有16个整流单元101，每个整流单元101的直流电输出的电压和功率分别为750V和15KW。那么整个直流充电机的总功率的240KW。监控系统设有4个充电终端400，即共有4路直流电输出通道。为方便叙述，将整流单元101编号为1号到16号。在默认情况下，切换单元301设置为将1号至4号整流单元101输出到1号充电终端400；5号至8号整流单元101输出到2号充电终端400；9号至12号整流单元101输出到3号充电终端400；13号至16号整流单元101输出到4号充电终端400。此时，各充电终端400的输出功率相等，均为60KW。当对外部设备进行充电时，假设监测到1号充电终端400所接的外部设备的功率需求量减小为30KW(如外部设备即将充电完成、进行慢充模式或外部设备本身为小功率充电的设备)，2号和3号充电终端400的外部设备的功率需求量增大为75KW(如外部设备为快充模式或者外部设备为大功率充电的设备)。此时，通过切换单元301进行切换，将3号整流单元101的输出切换为接入2号充电终端400，将4号整流单元101的输出切换为接入3号充电端。经过调节后的充电终端400能够同时满足1号至3号充电终端400所接的外部设备的充电需求。

通过切换单元301将整流单元101输出的直流电适当地切换到充电终端400，来调节充电各路直流电的功率，避免直流电资源使用不合理，资源浪费的情况发生，提高直流充电机的充电效率。

请参阅图3，作为本实用新型的一个实施例，所述切换单元301包括多个第二可控开关302。各个所述第二可控开关302的两端分别与所述整流单元101的一个输出端和一个所述充电终端400相连。可选的，一个第二可控开关302对应一个充电终端400，一个充电终端400对应各个切换单元301的一个第二可控开关302。

在本实施例中，第二可控开关302用于根据控制信号进行闭合或断开，选择性地将整流单元101输出的直流电接入到一路充电终端400中。例如，假设共有4个充电终端400，每个整流单元101设有4个输出端，每个输出端分别通过一个第二可控开关302连接一个充电终端400。为方便叙述，对整流单元101的4个第二可控开关302和监控系统的充电终端400分别进行标号，第二可控开关302依次为1号、2号、3号和4号第二可控开关302，充电终端400依次为1号、2号、3号和4号充电终端400。1号到4号第二可控开关302中至多有一个进行闭合。根据充电控制信号，如果3号第二可控开关302闭合，则该整流单元101的直流电输出到3号充电终端400。

通过第二可控开关302可以实现对整流单元101输出直流电的切换。此外，当充电终端400发生故障时，可以控制连接该充电终端400的第二可控开关302断开。这样可以防止由于直流电的接入加重充电终端400的故障，还可以防止充电终端400的故障影响到线路中的整流单元101以及其他充电终端400，起到隔离保护的作用。

请参阅图3，作为本实用新型的一个实施例，所述第二可控开关302包括可控硅触发电路。可控硅触发电路是通过调整可控硅的导通角来实现电气设备的电压电流功率调整的一种移相型的电力控制器，可以用来实现电路的通断控制。

作为本实用新型的另一个实施例，所述第二可控开关302包括直流接触器。直流接触器是用在直流回路中的一种接触器，与交流接触器对应，其一般也有主触点、辅助触点和线圈触点。主要工作原理是当接触器线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动触点动作：常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原：常开触点断开，常闭触点闭合。

作为本实用新型的一个实施例，所述整流单元101的个数为16，每个所述整流单元101的输出的所述直流电的电压和功率分别为750V和15KW，所述整流单元101的输出端的数目和所述切换模块300的输出端的个数均为4，所述第二可控开关302的个数为64。这种配置使充电机的输出功率的范围大大增加，可以包含目前大多数型号的如充电汽车等外部设备的充电功率在内。

请参阅图4，作为本实用新型的一个实施例，所述交流电为三相交流电。充电极的输入为三相交流电时，整流单元101设有三个输入端分别连接三相交流电的A相、B相和C相。具体实现功率分配的原理与前面所述相同，在此不再赘述。

本实用新型实施例中，可以通过转化模块100将交流电转化为直流电，切换模块300根据检测模块200生成的控制指令，调节各路直流电到各个所述充电终端400的流向，以实现对充电终端400输出功率的调节。本实用新型实施例能够通过对充电机各个充电终端400输出的功率进行分配，使充电机的充电终端输出多种充电功率，并且各充电功率的大小可根据实际情况进行调节，满足不同外部设备的充电需求，提高充电机的利用率和充电效率。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。