一种适应分布式充电系统的电动汽车充电机模块及充电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种适应分布式充电系统的电动汽车充电机模块及充电机。
【背景技术】
[0002]近年来，我国充电基础设施建设取得了一定成绩，积累了大量经验。但是在当前充电设施发展过程中仍然存在认识不统一、协调推进难度大、标准规范不健全等问题。2015年下半年，国家明确提出到2020年要完成为500万辆电动汽车配套建设相应规模的充电基础设施的任务目标，为此，加快全国充电基础设施的规范化、政策的统一化才能保障此项任务目标的顺利完成。
[0003]目前，在运行中的电动汽车充电机单机功率基本都在15kw以下，单机功率根本无法满足电动乘用车汽车和电动大巴车对大功率快速充电的需求，分布式充电系统可以解决这个问题。作为底层的电能转换核心部分，电动汽车充电机也需要适应分布式充电系统；因为如果使用分布式充电系统的话，要求充电功率小到单机单粧工作，充电功率大到多机多粧并机工作。所以开发适应分布式直流充电系统的电动汽车充电机具有非常重要的意义。
【实用新型内容】
[0004]为了解决上述问题，本实用新型提出了一种适应分布式充电系统的电动汽车充电机模块及充电机，采用全数字控制，控制方式更灵活，能实现单机工作、多机并机工作、单粧多机工作、多粧多机工作方式等。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下:
[0006]—种适应分布式充电系统的电动汽车充电机模块，包括:第一数字控制电路、第二数字控制电路、三相交流输入及滤波电路、前级有源功率因数校正电路、后级高频整流电路和整流滤波输出电路；
[0007]所述三相交流输入及滤波电路、前级有源功率因数校正电路、后级高频整流电路和整流滤波输出电路依次串联连接，所述整流滤波输出电路与电动汽车充电电路连接;所述第一数字控制电路和第二数字控制电路连接，第一数字控制电路与整流滤波输出电路、后级高频整流电路分别连接;所述第一数字控制电路通过CAN通信线与充电粧充电控制系统连接。
[0008]在所述第一数字控制电路与整流滤波输出电路之间设置直流电压采样电路和直流电流采样电路;在所述第二数字控制电路与三相交流输入及滤波电路之间设置交流电压米样电路和交流电流米样电路。
[0009]在所述前级有源功率因数校正电路和后级高频整流电路之间分别设置过压保护电路和过流保护电路。
[0010]所述三相交流输入及滤波电路连接系统辅助电源为第一数字控制电路和第二数字控制电路供电。[0011 ]进一步地，一种任一电动汽车充电机模块组成的充电机，若干电动汽车充电机模块并联连接在同一条输出母线上，所述若干电动汽车充电机模块的CAN通信线的高、低电平分别连接在一起，若干电动汽车充电机模块的正、负输出线分别连接在一起。
[0012]进一步地，一种任一电动汽车充电机模块组成的充电机，若干电动汽车充电机模块并联连接在同一个充电粧内，若干电动汽车充电机模块分别与充电粧充电控制系统连接。
[0013]所述若干电动汽车充电机模块的CAN通信线的高、低电平分别连接在一起，若干电动汽车充电机模块的正、负输出线分别连接在一起后输出，其输出端连接电动汽车充电电池。
[0014]进一步地，一种任一电动汽车充电机模块组成的充电机，若干电动汽车充电机模块并联连接在同一个充电粧内，若干电动汽车充电机模块分别与充电粧充电控制系统连接;若干上述充电粧并联连接在一起，每一个充电粧内的充电控制系统之间通过CAN通信线通信。
[0015]每一个所述充电控制系统的CAN通信线的高、低电平分别连接在一起，若干充电粧的正、负输出线分别连接在一起后输出，其输出端连接电动汽车充电电池。
[0016]本实用新型的有益效果:
[0017]本实用新型的充电机能够根据实际需要分别工作在单机工作、多机并机工作、单粧多机工作和多粧多机工作等模式下，并通过接收can通讯的指令进行多种工作模式的控制输出，可以满足适应分布式充电系统对充电机模块的要求。
[0018]充电机模块采用数字控制，控制方式更灵活，能够快速适应充电粧对充电机模块的要求。
【附图说明】
[0019]图1是充电机模块结构示意图；
[0020]图2是多机并机充电结构示意图；
[0021 ]图3是单粧多机充电结构示意图；
[0022]图4是多粧多机充电结构示意图；
[0023]图5是均流控制环路结构图。
【具体实施方式】
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[0024]下面结合附图对本实用新型进行详细说明:
[0025]—种适应分布式充电系统的电动汽车充电机模块，如图1所不，包括:第一数字控制电路、第二数字控制电路、三相交流输入及滤波电路、前级有源功率因数校正电路、后级高频整流电路和整流滤波输出电路；
[0026]三相交流输入及滤波电路、前级有源功率因数校正电路、后级高频整流电路和整流滤波输出电路依次串联连接，整流滤波输出电路与电动汽车充电电路连接;第一数字控制电路和第二数字控制电路连接，第一数字控制电路与整流滤波输出电路、后级高频整流电路分别连接;第一数字控制电路通过CAN通信线与充电粧充电控制系统连接。
[0027]在前级有源功率因数校正电路和后级高频整流电路之间设置保护电路。保护电路是过压保护电路和过流保护电路，防止输出电压过高或者电流过大烧坏开关管。
[0028]三相交流输入及滤波电路连接系统辅助电源为第一数字控制电路和第二数字控制电路供电。系统辅助电源是为整个主功率电路的控制电路、驱动电路、前端显示电路以及通讯电路等提供小功率电源信号。
[0029]上述的过压保护电路和过流保护电路，以及系统辅助电源均采用现有的结构即可，无需改进。
[0030]充电机模块主控控制采用全数字DSP控制结构，相对于模拟控制，控制更灵活，更精确。充电机模块控制原理图如图1所示，本实用新型的充电机模块主功率拓扑包含三相三线制的交流信号依次经过滤波电路、基于三相三电平VIENNA电路的有源功率因数校正电路、基于全桥电路的高频整流电路以及整流滤波输出电路后与电动汽车充电电路连接。弱电部分包含系统所需的辅助电源电路、所需信号的采样电路(交流电压采样电路，交流电流采样电路，直流电压采样电路，直流电流采样电路等)，保护电路，支持模块内部通讯的SCI通讯电路，支持模块对外通讯的Can通讯电路，以及第一数字控制电路和第二数字控制电路，两个数字主控电路的控制芯片都是DSP，本实施例中选用型号是TMS320F28035的DSP控制芯片。充电机根据第一数字控制电路来实现恒流或者恒压下的均流工作。
[0031 ]三相交流输入，让充电机模块内部的辅助电源工作。充电机模块通过对外CAN通讯电路得到充电粧充电控制系统的指令后，将充电指令送到第一数字控制电路中，第一数字控制电路与第二数字控制电路之间也相互传递所需信号。整个主功率系统在两个主控电路的控制下开始工作并最终输出满足直流输出。充电粧充电控制系统的指令一般包含充电粧所需电压电流信息等。充电粧充电控制系统采用原有的充电粧控制系统即可实现，无需另外配置。
[0032]本实用新型中涉及到的三相交流输入及滤波电路、前级有源功率因数校正电路、后级高频整流电路、整流滤波输出电路、电动汽车充电电路、交流电压采样电路、交流电流采样电路、直流电压采样电路、直流电流采样电路以及保护电路等电路结构均采用现有的已知电路结构。
[0033]作为另外一种实施方式，为了进一步满足分布式充电系统就对充电机大功率快速充电的需求，本实用新型公开了几种由上述充电机模块组成的充电机。
[0034]实施例一:
[0035]如图2所示，若干电动汽车充电机模块并联连接在同一条输出母线上，若干电动汽车充电机模块的CAN通信线的高、低电平分别连接在一起，若干电动汽车充电机模块的正、负输出线分别连接在一起。图2中的Can_!^PCan_L实现充电机模块之间均流通讯线，Vout+和Vout-是充电机模块的正负输出线。均流实现方式是数字均流控制，利用每台充电机模块之间Can通讯的电流信息进行相应的均流运算。均流运算过程采用现有方式实现。通过数字均流实现了充电机模块并机工作时的均流功能，保证每台充电机模块的热效应基本一致。
[0036]实施例二:
[0037]若干电动汽车充电机模块并联连接在同一个充电粧内，若干电动汽车充电机模块分别与充电粧充电控制系统连接。若干电动汽车充电机模块的CAN通信线的高、低电平分别连接在一起，若干电动汽车充电机模块的正、负输出线分别连接在一起后输出，其输出端连接电动汽车充电电池。
[0038]—般一个单体充电粧内少有2台，或多达几台甚至十几台充电机模块并机工作。充电粧充电控制系统通过can通讯下发指令给粧内的每台充