用于电动车辆的充电柜及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动车辆充电技术领域，特别涉及一种用于电动车辆的充电柜以及一种用于电动车辆的充电柜的控制方法。
【背景技术】
[0002]当前电动车辆行业标准很多，不同厂商研发的电动车辆所参照的标准各不相同，因此，不同电动车辆的动力电池的数量和电压等级也不尽相同。
[0003]相关技术中，为了保证充电柜能够适应电动车辆的动力电池的电压等级，一般需要在充电柜中增加DC-DC变换器，但是由于充电柜中包含多个AC-DC变换器和多个DC-DC变换器，使充电柜的结构和控制变得复杂，降低了充电柜的运行稳定性和可维护性，并且由于DC-DC变换器中电子开关器件的导通和关断会产生开关损耗，从而降低了充电柜的效率。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
[0005]为此，本发明的一个目的在于提出一种用于电动车辆的充电柜，通过多抽头变压器以适应电动车辆的动力电池的电压等级，无需采用DC-DC变换器，从而结构和控制策略更为简单，运行更加稳定、可靠。
[0006]本发明的另一个目的在于提出一种用于电动车辆的充电柜的控制方法。
[0007]为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种用于电动车辆的充电柜，包括:N个双向AC-DC变换器，所述N个双向AC-DC变换器并联，所述N个双向AC-DC变换器的直流端通过充电口与所述电动车辆相连，其中，N为大于等于I的整数；开关模块，所述开关模块包括多组开关；多抽头变压器，所述多抽头变压器的二次侧具有多个抽头，所述多个抽头中的每个抽头与所述多组开关中的每组开关对应相连，以通过所述开关模块分别与所述N个双向AC-DC变换器的交流端相连，所述多抽头变压器的一次侧与电网相连；控制模块，所述控制模块与所述电动车辆进行通信，且所述控制模块还与每个所述双向AC-DC变换器进行通信，所述控制模块根据所述电动车辆的动力电池的电压等级对所述开关模块进行控制以选择所述多个抽头中的一个抽头分别连接到所述N个双向AC-DC变换器的交流端，并在选择的所述一个抽头分别连接到所述N个双向AC-DC变换器的交流端后，所述控制模块控制所述N个双向AC-DC变换器依次启动。
[0008]根据本发明实施例的用于电动车辆的充电柜，通过控制模块与电动车辆进行通信，以获得电动车辆的动力电池的电压等级，并根据获得的电动车辆的动力电池的电压等级对开关模块进行控制以选择多个抽头中的一个抽头分别连接到N个双向AC-DC变换器的交流端，控制N个双向AC-DC变换器依次启动，N个双向AC-DC变换器的直流端通过充电口与电动车辆相连实现电动车辆的充电功能。因此，本发明实施例的用于电动车辆的充电柜能够通过选择多个抽头中的一个抽头以适应电动车辆的动力电池的电压等级，从而无需采用DC-DC变换器，使得充电柜的结构和控制策略更为简单，并且减少了 DC-DC变换器中开关器件的开关损耗，提高了充电效率，同时也提高了充电柜运行的稳定性、可靠性以及可维护性。
[0009]根据本发明的一个实施例，所述每组开关包括三个开关，所述每个抽头包括三根引出线，所述三根引出线与所述三个开关对应相连。
[0010]根据本发明的一个实施例，所述的用于电动车辆的充电柜还包括:均流模块，所述均流模块与所述控制模块进行通信以接收所述控制模块发送的总目标充电电流ICobj，
[0011]且，所述均流模块还与每个所述双向AC-DC变换器进行通信，并获取正在运行的双向AC-DC变换器的个数，以及根据正在运行的双向AC-DC变换器的个数和所述总目标充电电流ICobj计算正在运行的单个双向AC-DC变换器的目标充电电流1bj，并将计算得到的所述目标充电电流1bj发送给正在运行的每个双向AC-DC变换器。
[0012]其中，根据本发明的一个实施例，在所述均流模块计算所述目标充电电流1bj时，所述均流模块根据正在运行的双向AC-DC变换器的个数和单个双向AC-DC变换器的允许充电电流Ic计算所述充电柜的当前总允许充电电流Itotal，并判断所述总目标充电电流ICobj是否大于等于所述充电柜的当前总允许充电电流Itotal ;如果是，则所述目标充电电流1bj为所述单个双向AC-DC变换器的允许充电电流Ic ;如果否，则所述目标充电电流1bj为所述总目标充电电流ICobj除以正在运行的双向AC-DC变换器的个数。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述均流模块以预设周期产生同步信号，并将所述同步信号发送给每个所述双向AC-DC变换器。
[0014]其中，根据本发明的一个实施例，所述预设周期为控制每个所述双向AC-DC变换器中电子开关的脉宽调制PWM波的载波周期，其中，每个所述双向AC-DC变换器根据所述同步信号分别对所述PWM波的开关频率进行调整。
[0015]根据本发明的一个实施例，每个所述双向AC-DC变换器对所述同步信号的出现时刻进行判断，其中，如果所述同步信号出现在所述PWM波的上升阶段，所述双向AC-DC变换器以预设步长减小所述PWM波的开关频率；如果所述同步信号出现在所述PWM波的下降阶段，所述双向AC-DC变换器以所述预设步长增大所述PffM波的开关频率。
[0016]优选的，所述均流模块可以通过光纤线将所述同步信号发送给每个所述双向AC-DC变换器。
[0017]根据本发明的一个实施例，选择的所述一个抽头的线电压满足以下关系:
[0018]Uac < (n XUdc)/1.414
[0019]其中，Uac为所述一个抽头的线电压，Udc为所述电动车辆的动力电池的直流电压，η为转换系数。
[0020]为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种用于电动车辆的充电柜的控制方法，其中，所述充电柜包括并联的N个双向AC-DC变换器、具有多组开关的开关模块、多抽头变压器、控制模块和均流模块，所述多抽头变压器的二次侧具有多个抽头，所述多个抽头中的每个抽头与所述多组开关中的每组开关对应相连以通过所述开关模块分别与所述N个双向AC-DC变换器的交流端相连，所述多抽头变压器的一次侧与电网相连，其中，N为大于等于I的整数，所述控制方法包括以下步骤:所述控制模块与所述电动车辆进行通信以根据所述电动车辆的动力电池的电压等级对所述开关模块进行控制以选择所述多个抽头中的一个抽头分别连接到所述N个双向AC-DC变换器的交流端；在选择的所述一个抽头分别连接到所述N个双向AC-DC变换器的交流端后，所述控制模块与每个所述双向AC-DC变换器进行通信以控制所述N个双向AC-DC变换器依次启动。
[0021 ] 根据本发明实施例的用于电动车辆的充电柜的控制方法，通过控制模块与电动车辆进行通信以根据电动车辆的动力电池的电压等级对开关模块进行控制以选择多个抽头中的一个抽头分别连接到N个双向AC-DC变换器的交流端，在选择的一个抽头分别连接到N个双向AC-DC变换器的交流端后，控制模块与每个双向AC-DC变换器进行通信以控制N个双向AC-DC变换器依次启动。因此，本发明实施例的用于电动车辆的充电柜的控制方法能够通过选择多个抽头中的一个抽头以适应电动车辆的动力电池的电压等级，从而无需采用DC-DC变换器，使得充电柜的结构和控制策略更为简单，并且减少了 DC-DC变换器中开关器件的开关损耗，提高了充电柜的充电效率，同时也提高了充电柜运行的稳定性、可靠性以及可维护性。
[0022]根据本发明的一个实施例，在控制所述N个双向AC-DC变换器依次启动后，所述控制方法还包括:所述控制模块与所述均流模块进行通信以将总目标充电电流ICobj发送给所述均流模块；所述均流模块与每个所述双向AC-DC变换器进行通信以获取正在运行的双向AC-DC变换器的个数，并根据正在运行的双向AC-DC变换器的个数和所述总目标充电电流ICobj计算正在运行的单个双向AC-DC变换器的目标充电电流1bj，以及将计算得到的所述目标充电电流1bj发送给正在运行的每个双向AC-DC变换器。
[0023]其中，根据本发明的一个实施例，计算正在运行的单个双向AC-DC变换器的目标充电电流1bj，具体包括:所述均流模块根据正在运行的双向AC-DC变换器的个数和单个双向AC-DC变换器的允许充电电流Ic计算所述充电柜的当前总允许充电电流Itotal，并判断所述总目标充电电流ICobj是否大于等于所述充电柜的当前总允许充电电流Itotal ;如果是，则所述目标充电电流1bj为所述单个双向AC-DC变换器的允许充电电流Ic ;如果否，则所述目标充电电流1bj为所述总目标充电电流ICobj除以正在运行的双向AC-DC变换器的个数。
[0024]根据本发明的一个实施例，所述的用于电动车辆的充电柜的控制方法还包括:所述均流模块以预设周期产生同步信号，并将所述同步信号发送给每个所述双向AC-DC变换器，其中，所述预设周期为控制每个所述双向AC-DC变换器中电子开关的脉宽调制PWM波的载波周期；每个所述双向AC-DC变换器根据所述同步信号分别对所述PffM波的开关频率进行调整。
[0025]其中，根据本发明的一个实施例，对所述PffM波的开关频率进行调整，具体包括:每个所述双向AC-DC变换器对所述同步信号的出现时刻进行判断；如果所述同步信号出现在所述PffM波的上升阶段，所述双向AC-DC变换器以预设步长减小所述PffM波的开关频率；如果所述同步信号出现在所述PWM波的下降阶段，所述双向AC-DC变换器以所述预设步长增大所述PWM波的开关频率。
[0026]优选的，所述均流模块可以通过光纤线将所述同步信号发送给每个所述双向AC-DC变换器。
[0027]根据本发明的一个实施例，选择的所述一个抽头的线电压满足以下关系:
[0028]Uac < (n XUdc)/1.414
[0029]其中，Uac为所述一个抽头的线电压，Udc为所述电动车辆的动力电池的直流电压，η为转换系数。
[0030]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描