一种多用途新能源交流直流充放电装置的制作方法

本技术涉及新能源车充电，具体涉及一种多用途新能源交流直流充放电装置。

背景技术：

1、近年来，国内新能源车产业发展迅猛。

2、2023年上半年，全国新注册登记机动车1688万辆，同比增长1.9％。汽车新注册登记1175万辆，同比增长5.8％。

3、截至6月底，全国新能源车保有量达1620万辆，占汽车总量的4.9％。其中，纯电动汽车保有量1259.4万辆，占新能源车总量的77.8％。上半年新注册登记新能源车312.8万辆，同比增长41.6％，创历史新高。新能源车新注册登记量占汽车新注册登记量的26.6％。

4、随着新能源电动汽车的快速发展，人们对充电设备需求不断增长，目前充电设备大致分为交流充电桩、直流充电桩。充电桩一般安装于居民小区停车场、充电站、公共停车场或高速服务区等场所，为电动汽车提供供电需求。

5、新能源车日益增多，后期的售后服务维修等也随之增多，新能源车结构不同于传统燃油车，它使用的是电机驱动，依靠电池提供电力。当传统燃油车燃油不足时，导致车辆熄火，驾驶员可通过保险公司免费进行送油服务，也可通过其他方式进行补油，直至开到就近加油站进行加油；传统燃油车油表等点亮时，一般可以继续行驶50公里左右，在此期间可以寻找附近的加油站。当新能源电动车在行驶途中出现电量不足时，并且就近没有充电站，只能通过拖车救援方式将车辆拖至充电站进行充电；新能源车的电量显示表电量时，目前无法具体确认还能够继续行驶多少公里。

6、随着人们生活水平提升，新能源车的逐渐普及，人们对大自然的向往，缓解工作中的压力，自驾游是近几年较为常见的旅行方式，在旅途中需要加热食物，传统采用气炉、油炉、酒精炉等加热食物，但是在旅途中携带较为危险不利于安全出行。

7、目前新能源车主为了追求高效充电，大多数选择使用快充桩进行充电，一般充电时长为1小时左右充至80％的电量，充至100％时，因为动力电池管理系统的特性充电末端充电电流较小，充电等待时间需要更久一些，充电等待过程中极为枯燥，传统燃油车加满一箱油大概需要5～10分钟，等待时间较短。

8、房车旅行逐年增多，高速服务区快充桩较多，房车内有储能装置，储能装置通过外置充电器进行补电，采用家用电220v交流电，服务区的快充桩输出的是高压直流电，无法对其补电；其次目前新能源车型中，插电混合动力车型也较为普遍，一般插电混合动力车充电方式多数是慢充口，无快充口，在高速服务区只能通过加油的方式行驶，违背节能减排的初衷。

技术实现思路

1、针对以上传统新能源车使用过程中及用电需求所存在问题，本实用新型提出了一种多用途新能源交流直流充放电装置。

2、本实用新型的多用途新能源交流直流充放电装置包括：壳体、取电枪、取电枪线束、取电枪连接端口、充电座、第一数据显示屏、第一开关、放电枪连接端口、放电枪、放电枪线束、插座、第二开关、第二数据显示屏、三相交流电线束连接端口、三相交流电输入插头、辅助电源充电口、辅助电源电量显示、交流转直流模块、直流升压模块、主控制器、第一高压继电器、第二高压继电器、放电协议板、取电协议板、直流转直流低压模块、直流转交流电源模块和辅助电源；其中，壳体具有内部空间；取电枪连接端口、充电座、第一数据显示屏、第一开关、放电枪连接端口、插座、第二开关、第二数据显示屏、三相交流电线束连接端口、辅助电源充电口和辅助电源电量显示安装在壳体的表面；交流转直流模块、直流升压模块、主控制器、第一高压继电器、第二高压继电器、放电协议板、取电协议板、直流转直流低压模块、直流转交流电源模块和辅助电源安装在壳体的内部；位于壳体外部的取电枪通过取电枪线束连接至取电枪连接端口；位于壳体外部的放电枪通过放电枪线束连接至放电枪连接端口；位于壳体外部的三相交流电输入插头通过电源线连接至三相交流电线束连接端口；

3、三相交流电线束连接端口连接至交流转直流模块，交流转直流模块连接至直流升压模块，直流升压模块分别连接至第一高压继电器、第二高压继电器、直流转交流电源模块和直流转直流低压模块；直流转直流低压模块连接至辅助电源，辅助电源经过第一开关分别与第一数据显示屏、第二数据显示屏、取电协议板、主控制器和放电协议板相连，辅助电源还分别连接至辅助电源电量显示和辅助电源充电口；直流转交流电源模块与第二开关相连接，第二开关分别与插座以及第二数据显示屏相连接；第一高压继电器与放电协议板的高压正极端相连接，第二高压继电器与放电协议板的高压负极端相连接，放电协议板分别连接放电枪连接端口和充电座，从而放电协议板经放电枪连接端口并通过放电枪线束连接至放电枪；取电枪连接端口连接至取电协议板，从而取电枪通过取电枪线束并经取电枪连接端口连接至取电协议板；主控制器分别与第一数据显示屏、第二数据显示屏、第一高压继电器、第二高压继电器、放电协议板和取电协议板连接。

4、多用途新能源交流直流充放电装置具有六种工作模式：

5、第一种工作模式：三相交流电输入插头连接市电，放电枪插入至被充电新能源车的直流快充口，闭合第一开关，通过市电提供的交流电为新能源车直流充电；

6、第二种工作模式：三相交流电输入插头连接市电，插座连接外部的用电器，闭合第一开关，闭合第二开关，通过市电提供的交流电为外部的用电器供电；

7、第三种工作模式：取电枪插入被放电新能源车的直流充电口，放电枪插入被充电新能源车的直流充电口，闭合第一开关，通过被放电新能源车向被充电新能源车进行直流充电；

8、第四种工作模式：取电枪插入被放电新能源车的直流充电口，被充电新能源车的交流充电口与插座连接或外部的用电器与插座连接，闭合第一开关，闭合第二开关，通过被放电新能源车为被充电新能源车或外部的用电器提供交流电；

9、第五种工作模式：外部直流快充桩的充电枪头插入充电座，插座连接外部的用电器，闭合第一开关，闭合第二开关，通过外部直流快充桩提供的高压直流电为外部的用电器提供交流电；

10、第六种工作模式：外部直流快充桩的充电枪头插入充电座，放电枪插入被充电新能源车的直流充电口内，插座连接外部的用电器，闭合第一开关，闭合第二开关，通过外部直流快充桩提供的高压直流电向被充电新能源车进行直流充电并为外部的用电器提供交流电。

11、在第一种工作模式下，辅助电源通过第一开关为第一数据显示屏、主控制器和放电协议板供电；从市电获取的交流电通过三相交流电线束连接端口至交流转直流模块，交流转直流模块将交流电整流成直流电，传输至直流升压模块，直流升压模块将直流电升压至高压直流电；直流升压模块为第一高压继电器、第二高压继电器和直流转直流低压模块提供高压直流电；直流转直流低压模块将直流升压模块的高压直流电转降至低压直流电；直流转直流低压模块输出的低压直流电高于辅助电源，直流转直流低压模块为辅助电源充电，辅助电源停止为第一数据显示屏、主控制器和放电协议板供电，直流转直流低压模块为第一数据显示屏、主控制器和放电协议板供电；主控制器控制第一高压继电器和第二高压继电器闭合或开启，主控制器控制放电协议板工作，并且获取放电协议板中的通信信息、电压信息、插枪信息和故障报警信息，主控制器将数据信息传递至第一数据显示屏；放电协议板经过放电枪与被充电新能源车进行数据交换和握手确认，放电协议板确认无故障，放电协议板将信息发送至主控制器，主控制器控制第一高压继电器和第二高压继电器闭合；直流升压模块的高压直流电经过第一高压继电器、第二高压继电器、放电协议板和放电枪为被充电新能源车充电。

12、在第二种工作模式下，辅助电源通过第一开关为第二数据显示屏供电；从市电获取的交流电通过三相交流电线束连接端口至交流转直流模块，交流转直流模块将交流电整流成直流电，传输至直流升压模块，直流升压模块将直流电升压至高压直流电；直流升压模块为直流转直流低压模块、直流转交流电源模块提供高压直流电；直流转直流低压模块将直流升压模块的高压直流电转降至低压直流电；直流转直流低压模块输出的低压直流电高于辅助电源，直流转直流低压模块为辅助电源充电，辅助电源停止为第二数据显示屏供电，直流转直流低压模块为第二数据显示屏供电；直流转交流电源模块将直流升压模块的高压电逆变为交流电；通过第二开关控制直流转交流电源模块中的交流电输出；第二开关处于闭合状态，第二数据显示屏显示电压值、电流值和输出电量值，交流电传输至插座；通过市电提供的交流电为连接至插座的新能源车的随车充电器充电或者为交流电用电器供电。

13、在第三种工作模式下，辅助电源通过第一开关为第一数据显示屏、主控制器、取电枪、取电协议板和放电协议板供电，并唤醒被放电新能源车的动力电池系统和被充电车的动力电池系统；主控制器控制取电协议板、放电协议板、第一高压继电器和第二高压继电器，并获取取电协议板和放电协议板的信息，主控制器将来自放电协议板和取电协议板的信息发送至第一数据显示屏；取电协议板通过取电枪获取被放电新能源车的高压直流电；取电枪将获取的被放电新能源车的高压直流电输送至直流升压模块，直流升压模块将直流电升压至高压直流电；直流升压模块为第一高压继电器、第二高压继电器和直流转直流低压模块提供高压直流电；通过主控制器控制继电器闭合后，直流升压模块的高压直流电经过第一高压继电器和第二高压继电器输送至放电协议板；直流转直流低压模块将直流升压模块的高压直流电转降至低压直流电；直流转直流低压模块输出的低压直流电高于辅助电源，直流转直流低压模块为辅助电源充电，辅助电源停止为第一数据显示屏、主控制器、取电枪、取电协议板和放电协议板供电，直流转直流低压模块为第一数据显示屏、主控制器、取电枪、取电协议板和放电协议板供电；主控制器控制第一高压继电器和第二高压继电器闭合或开启，主控制器控制放电协议板工作，并且获取放电协议板中的通信信息、电压信息、插枪信息和故障报警信息，主控制器将数据信息传递至第一数据显示屏；放电协议板经过放电枪与被充电新能源车进行数据交换和握手确认，放电协议板确认无故障，放电协议板将信息发送至主控制器，主控制器控制第一高压继电器和第二高压继电器闭合；直流升压模块的高压直流电经过第一高压继电器、第二高压继电器、放电协议板和放电枪为被充电新能源车进行直流充电。

14、在第四种工作模式下，辅助电源通过第一开关为第一数据显示屏、第二数据显示屏、主控制器、取电枪和取电协议板供电，并唤醒被放电新能源车的动力电池系统；主控制器控制取电协议板，并获取取电协议板的信息，主控制器将来自取电协议板的信息发送至第一数据显示屏；取电协议板通过取电枪获取被放电新能源车的高压直流电；取电枪将获取的被放电新能源车的高压直流电输送至直流升压模块，直流升压模块将直流电升压至高压直流电；直流升压模块为直流转直流低压模块提供高压直流电；直流转直流低压模块将直流升压模块的高压直流电转降至低压直流电；直流转直流低压模块输出的低压直流电高于辅助电源，直流转直流低压模块为辅助电源充电，辅助电源停止为第一数据显示屏、第二数据显示屏、主控制器、取电枪和取电协议板供电，直流转直流低压模块为第一数据显示屏、第二数据显示屏、主控制器、取电枪和取电协议板供电；取电枪获取的被放电新能源车的高压直流电输送至直流转交流电源模块；直流转交流电源模块将直流升压模块的高压电逆变为交流电；通过第二开关控制直流转交流电源模块中的交流电输出；第二开关处于闭合状态，第二数据显示屏显示电压值、电流值和输出电量值，交流电传输至插座；获取被放电新能源车的动力电池系统的高压直流电为被充电新能源车的插座的随车充电器充电或者为交流电用电器提供交流电。

15、在第五种工作模式下，辅助电源为第一数据显示屏、主控制器、放电协议板和第二数据显示屏供电；主控制器控制放电协议板并获取信息，主控制器将来自放电协议板的信息发送至第一数据显示屏；放电协议板与外部直流快充桩进行数据交互，充电座通过放电协议板的控制信号获取外部直流快充桩的高压直流电；充电座为直流转交流电源模块提供直流电；充电座将直流电传输至直流升压模块，直流升压模块将直流电升压至高压直流电；直流升压模块为直流转直流低压模块提供高压直流电；直流转直流低压模块将直流升压模块的高压直流电转降至低压直流电；直流转直流低压模块输出的低压直流电高于辅助电源，直流转直流低压模块为辅助电源充电，辅助电源停止为第一数据显示屏、第二数据显示屏、主控制器和放电协议板供电；直流转交流电源模块将充电座的高压直流电逆变为交流电；通过第二开关控制直流转交流电源模块中的交流电输出；第二开关处于闭合状态，第二数据显示屏显示电压值、电流值和输出电量值，交流电传输至插座；通过外置直流充电桩提供的直流电为插座的新能源车的随车充电器充电或者为交流电用电器提供交流电。

16、在第六种工作模式下，辅助电源为第二数据显示屏供电；充电座为直流转交流电源模块提供直流电；充电座将直流电传输至直流升压模块，直流升压模块将直流电升压至高压直流电；直流升压模块为直流转直流低压模块提供高压直流电；直流转直流低压模块将直流升压模块的高压直流电转降至低压直流电；直流转直流低压模块输出的低压直流电高于辅助电源，直流转直流低压模块为辅助电源充电，辅助电源停止为第二数据显示屏供电；直流转交流电源模块将充电座的高压直流电逆变为交流电；通过第二开关控制直流转交流电源模块中的交流电输出；第二开关处于闭合状态，第二数据显示屏显示电压值、电流值和输出电量值，交流电传输至第一插座和第二插座；通过外置直流充电桩提供的直流电为第一插座和/或第二插座的新能源车的随车充电器充电或者为交流电用电器提供交流电；同时，充电座与放电枪相连接，外部直流快充桩的充电枪头插入充电座中，将放电枪插入被充电新能源车的直流充电口内，外部直流快充桩的高压直流电通过充电座和放电枪为被充电新能源车充直流电(充电座、放电枪作为外部直流充电桩与被充车之间的桥接)。

17、充电座采用国标9孔充充电座，分别为低压正极端a+、低压负极端a－、通讯线高位端s+、通讯线低位端s-、第一连接确认线端cc1、第二连接确认线端cc2、接地线端pe、高压正极端dc+和高压负极端dc-；与充电座采用国标9孔充充电座相对应，取电枪、取电枪连接端口、取电协议板、放电协议板、放电枪连接端口和放电枪均包括九孔，取电枪与取电协议板、放电协议板与放电枪和充电座分别通过导线并联相应的端口，接地线端pe接地。

18、外部的用电器为新能源车的随车充电器或者外接交流电用电器；外接交流电用电器为煮茶器、咖啡机和开水器的大功率用电器中的一种或多种。

19、插座包括多个插座，多个插座之间通过导线并联至第二开关。

20、辅助电源电量显示用来显示辅助电源的剩余电量；通过将辅助电源充电口连接至外部充电器，为辅助电源充电。

21、本实用新型的优点：

22、1、驾驶新能源车行驶途中电量不足导致车辆无法行驶时，只需要将本实用新型的多用途新能源交流直流充放电装置连接被充电新能源车和被放电新能源车，被放电新能源车通过本实用新型为被充电新能源车充电，使被充电新能源车达到一定的续航能力，开至就近的充电站进行电量补给，此过程大大提高车辆救援的时效性，省去拖车救援等高额费用；

23、2、国家市电峰谷分时电价是指根据电网的负荷变化情况，将每天24小时划分为高峰、平段和低谷等多个时段，对各时段分别制定不同的电价水平，以鼓励用电客户合理安排用电时间，削峰填谷，提高电力资源的利用效率；一般是低谷时段电费较低，在低谷时段对新能源车及储能装置充电，在高峰或平段时段将电量放出，大大减缓用电费用及减轻电网负荷，缩减用车成本；

24、3、在使用快充桩充电时，能够实现一边对新能源车充电一边使用外接交流电用电器，如煮茶器、咖啡机或开水器等大功率用电器，以缓解充电过程的枯燥感，提高生活品质；

25、4、对新能源车充电或外接用电器时，能够选择多样的供电端设备及电压值，不受供电端电压限制，供电端可以为交流电也可为直流电，充电需求多样化；

26、5、使用旅居房车或插电混合动力车辆时，能够实现不同供电端对其充电补给，提高出行的便捷性。