一种电动汽车充电电源及对电动汽车的充电方法与流程

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种电动汽车充电电源及对电动汽车的充电方法。

背景技术：

现有的通用电动汽车有大巴、中巴和轿车。其中，大巴的动力电池的电压一般在600V左右，而中巴和轿车的动力电池电压一般在400V左右，因此目前市面上的充电电源分为两种：满足中巴和轿车的快速充电所用到的低电压输出的充电系统，一般此系统输出电压为450-200V，其输出电流是恒定的，且只有在最高输出电压时才输出最大功率，而在低压时输出功率较小；满足大巴车的快速充电所用到的高压输出的充电系统，一般此系统的输出电压为750-350V，输出电流也是恒定的，其也只有在最高输出电压时才输出最大功率。其中，高压充电系统可以给部分中巴和轿车的充电，但充电时间会比低压充电系统长，而且不能完整覆盖所有低续航轿车的充电电压范围。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种电动汽车充电电源及对电动汽车的充电方法，能够拓宽电动汽车的适用范围，且提高充电效率。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种电动汽车充电电源，包括：

电压输出模块，连接电源输出端，用于输出电源电压对外供电；以及，

开关模块，连接所述电压输出模块，用于根据电动汽车的类型，切换开关模式来调节所述电压输出模块输出的电源电压的大小，以使所述电压输出模块根据调节后的电源电压对所述电动汽车进行充电。

进一步地，所述充电电源还包括：控制模块，与所述开关模块连接，用于控制所述开关模块的开关模式。

进一步地，所述电压输出模块包括：变压器副边绕组单元、正极输出端和负极输出端，所述变压器副边绕组单元包括至少两个副边绕组，其中两个副边绕组为第一副边绕组和第二副边绕组；所述第一副边绕组分别连接所述开关模块、所述正极输出端和所述负极输出端，所述开关模块分别连接所述第二副边绕组、所述正极输出端和所述负极输出端；

在所述开关模块切换为第一开关模式时，所述第一副边绕组输出第一电源电压对所述电动汽车进行充电；

在所述开关模块切换为第二开关模式时，所述变压器副边绕组单元中的所述至少两个副边绕组串联后输出第二电源电压对所述电动汽车进行充电。

进一步地，所述第一副边绕组包括：第一输出端和第二输出端，所述第二副边绕组包括第三输出端和第四输出端；所述第一输出端分别连接所述正极输出端和所述负极输出端，所述第二输出端、所述第三输出端和所述第四输出端分别连接所述开关模块。

进一步地，所述开关模块为继电器开关。

进一步地，所述开关模块包括第一开关；所述第一开关的动触点分别连接所述正极输出端和所述负极输出端，所述第一开关的第一静触点分别连接所述第二输出端和所述第三输出端，所述第一开关的第二静触点连接所述第四输出端；

在所述第一开关的动触点与第一静触点闭合时，切换所述开关模块为第一开关模式，所述第一副边绕组输出第一电源电压对所述电动汽车进行充电；

在所述第一开关的动触点与第二静触点闭合时，切换所述开关模块为第二开关模式，所述第一副边绕组和所述第二副边绕组串联后输出第二电源电压对所述电动汽车进行充电。

进一步地，所述变压器副边绕组单元还包括第三副边绕组，所述第三副边绕组包括第五输出端和第六输出端，所述开关模块包括第二开关、第三开关和第四开关；所述第二开关的第一静触点分别连接所述第二输出端和所述第五输出端，所述第二开关的第二静触点分别连接所述第六输出端和所述第三输出端，所述第二开关的动触点连接所述第四开关的第一静触点，所述第三开关的第一静触点分别连接所述第六输出端和所述第三输出端，所述第三开关的第二静触点连接所述第四输出端，所述第三开关的动触点连接所述第四开关的第二静触点，所述第四开关的动触点分别连接所述所述正极输出端和所述负极输出端；

在所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关的动触点与第一静触点闭合时，切换所述开关模块为第一开关模式，所述第一副边绕组输出第一电源电压对所述电动汽车进行充电；

在所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关的动触点与第二静触点闭合时，切换所述开关模块为第二开关模式，所述第一副边绕组、所述第二副边绕组和所述第三副边绕组串联后输出第二电源电压对所述电动汽车进行充电。

进一步地，所述正极输出端包括第一二极管和第二二极管，所述负极输出端包括第三二极管和第四二极管；

所述第一副边绕组的第一输出端分别连接所述第一二极管的正极和所述第四二极管的负极，所述开关模块的动触点分别连接所述第二二极管的正极和所述第三二极管的负极，所述第一二极管和所述第二二极管的负极连接所述电源输出端的正极，所述第三二极管和所述第四二极管的正极连接所述电源输出端的负极。

进一步地，所述每一开关进一步包括线圈；所述控制模块连接所述线圈，用于向所述开关模块输出控制信号，以控制所述开关模块切换开关模式。

另一方面，本发明提供一种利用上述充电电源对电动汽车的充电方法，包括：

获取电动汽车的类型；

根据所述电动汽车的类型，调节电压输出模块的输出电压的大小，以使所述电压输出模块根据调节后的输出电压对所述电动汽车进行充电。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

将电压输出模块与开关模块连接，根据电动汽车的类型通过开关模块切换开关模式来调节电压输出模块输出的电源电压的大小，以使电压输出模块根据调节后的电源电压对所述电动汽车进行充电，拓宽电源电压的输出范围，达到既能给大巴充电，又能给中巴和轿车充电的需求，提高电动汽车的适用范围，且电压输出模块调节后输出的电源电压均能保持高功率的输出，提高充电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的电动汽车充电电源的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的电动汽车充电电源的结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的对电动汽车的充电方法的流程示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术的充电系统存在的充电范围窄、充电时间长等技术问题，本发明旨在提供一种电动汽车充电电源，其核心思想是：提供了连接电源输出端的电压输出模块，以及连接电压输出模块的开关模块，根据电动汽车的类型，开关模块通过切换开关模式来调节电压输出模块输出的电源电压的大小，使电压输出模块根据调节后的电源电压对相应的电动汽车进行充电。本发明所提供的充电电源能够拓宽电源电压的输出范围，提高电动汽车的适用范围，且电压输出模块调节后输出的电源电压均能保持高功率输出，提高充电效率。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种电动汽车充电电源，参见图1，该充电电源包括：

电压输出模块1，连接电源输出端VOUT，用于输出电源电压对外供电；以及，

开关模块2，连接所述电压输出模块1，用于根据电动汽车的类型，切换开关模式来调节所述电压输出模块1输出的电源电压的大小，以使所述电压输出模块1根据调节后的电源电压对所述电动汽车进行充电。

需要说明的是，在对电动汽车充电时，开关模块2根据电动汽车的类型切换其开关模式，不同的开关模式对应调节电压输出模块1输出不同大小的电源电压，从而使电压输出模块根据调节后输出的电源电压对该电动汽车进行充电。若电动汽车为中巴或轿车，则切换开关模块2为第一开关模式，以调节电压输出模块1输出低电压对电动汽车进行充电；若电动汽车为大巴，则切换开关模块2为第二开关模式，以调节电压输出模块1输出低电压对电动汽车进行充电。两种方式的供电拓宽充电电源的电压输出范围，使充电电源既能给大巴充电，又能给中巴和轿车充电，提高电动汽车的适用范围，且电压输出模块调节后输出的电源电压均能保持高功率输出，提高充电效率。

进一步地，所述充电电源还包括：控制模块3，与所述开关模块2连接，用于控制所述开关模块2的开关模式。

需要说明的是，控制模块3通过向开关模块2发送DSP控制信号来控制开关模块2的开关模式，以调节电压输出模块1的电源电压对外供电。

进一步地，所述电压输出模块1包括：变压器副边绕组单元13、正极输出端11和负极输出端12，所述变压器副边绕组单元13包括至少两个副边绕组，其中两个副边绕组为第一副边绕组和第二副边绕组；所述第一副边绕组分别连接所述开关模块2、所述正极输出端11和所述负极输出端12，所述开关模块2分别连接所述第二副边绕组、所述正极输出端11和所述负极输出端12；

在所述开关模块2切换为第一开关模式时，所述第一副边绕组输出第一电源电压对所述电动汽车进行充电；

在所述开关模块2切换为第二开关模式时，所述变压器副边绕组单元13中的所述至少两个副边绕组串联后输出第二电源电压对所述电动汽车进行充电。

其中，若电动汽车为中巴或轿车，则将开关模块2切换为第一开关模式，使第一副边绕组工作，输出第一电源电压对电动汽车进行充电；若电动汽车为大巴，则将开关模块2切换为第二开关模式，使变压器副边绕组单元中的所有副边绕组串联工作，输出第二电源电压对电动汽车进行充电。

进一步地，所述第一副边绕组包括：第一输出端A1和第二输出端A2，所述第二副边绕组包括第三输出端A3和第四输出端A4；所述第一输出端A1分别连接所述正极输出端11和所述负极输出端12，所述第二输出端A2、所述第三输出端A3和所述第四输出端A4分别连接所述开关模块2。

需要说明的是，在开关模块2切换为第一开关模式时，第一副边绕组的两个输出端通过正极输出端11、负极输出端12输出低电压对外供电；在开关模块2切换为第二开关模式时，变压器副边绕组单元13中的所有副边绕组串联，第一输出端和第四输出端通过正极输出端11、负极输出端12输出高电压对外供电。

进一步地，所述开关模块2为单刀双掷的继电器开关。

在一个优选地实施方式中，所述开关模块包括第一开关RY1；所述第一开关RY1的动触点B3分别连接所述正极输出端11和所述负极输出端12，所述第一开关RY1的第一静触点B5分别连接所述第二输出端A2和所述第三输出端A3，所述第一开关RY1的第二静触点B4连接所述第四输出端A4。

在所述第一开关RY1的动触点B3与第一静触点闭合B5时，切换所述开关模块2为第一开关模式，所述第一副边绕组输出第一电源电压对所述电动汽车进行充电。其中，第一电源电压为低电压，用于给中巴或轿车充电。

在所述第一开关RY1的动触点B3与第二静触点B4闭合时，切换所述开关模块2为第二开关模式，所述第一副边绕组和所述第二副边绕组串联后输出第二电源电压对所述电动汽车进行充电。其中，第二电源电压为高电压，用于给大巴充电。

实施例二

参见图2，本发明实施例与实施例一的区别点在于：所述变压器副边绕组单元13还包括第三副边绕组，所述第三副边绕组包括第五输出端A5和第六输出端A6，所述开关模块2包括第二开关RY5、第三开关RY6和第四开关RY7；所述第二开关RY5的第一静触点E5分别连接所述第二输出端A2和所述第五输出端A5，所述第二开关RY5的第二静触点E4分别连接所述第六输出端A6和所述第三输出端A3，所述第二开关RY5的动触点E3连接所述第四开关RY7的第一静触点C5，所述第三开关RY6的第一静触点F5分别连接所述第六输出端A6和所述第三输出端A3，所述第三开关RY6的第二静触点F4连接所述第四输出端A4，所述第三开关RY6的动触点F3连接所述第四开关RY7的第二静触点C4，所述第四开关RY7的动触点C3分别连接所述所述正极输出端11和所述负极输出端12；

在所述第二开关RY5、所述第三开关RY6和所述第四开关RY7的动触点与第一静触点闭合时，切换所述开关模块2为第一开关模式，所述第一副边绕组输出第一电源电压对所述电动汽车进行充电。其中，第一电源电压为低电压，用于给中巴或轿车进行充电。

在所述第二开关RY5、所述第三开关RY6和所述第四开关RY7的动触点与第二静触点闭合时，切换所述开关模块2为第二开关模式，所述第一副边绕组、所述第二副边绕组和所述第三副边绕组串联后输出第二电源电压对所述电动汽车进行充电。其中，第二电源电压为高电压，用于给大巴进行充电。

需要说明的是，本发明实施例仅以变压器副边绕组单元具有两个副边绕组和三个副边绕组为例进行描述，在实际应用过程中，变压器副边绕组可具有两个及两个以上的副边绕组。每增加一个副边绕组，可在开关模块中增加相应的开关对各个副边绕组进行连接，使开关模块在切换为第一开关模式时，第一副边绕组输出低电压对中巴或轿车进行充电，在切换为第二开关模式时，开关模块中的所有副边绕组串联后输出高电压对大巴进行充电。

进一步地，所述正极输出端11包括第一二极管D9和第二二极管D10，所述负极输出端12包括第三二极管D12和第四二极管D13；

所述第一副边绕组的第一输出端A1分别连接所述第一二极管D9的正极和所述第四二极管D13的负极，所述开关模块2的动触点B3分别连接所述第二二极管D10的正极和所述第三二极管D12的负极，所述第一二极管D9和所述第二二极管D10的负极连接所述电源输出端的正极VOUT+，所述第三二极管D12和所述第四二极管D13的正极连接所述电源输出端的负极VOUT-。

进一步地，所述每一开关进一步包括线圈。其中，第一开关具有线圈端B1和线圈端B2，第二开关具有线圈端E1和线圈端E2，第三开关具有线圈端F1和线圈端F2，第四开关具有线圈端C1和线圈端C2。所述控制模块分部连接各个线圈端，用于向所述开关模块2输出控制信号，以控制所述开关模块2切换开关模式。

优选地，所述第一副边绕组和所述第二副边绕组位于同一变压器上或分别位于不同的变压器上。

需要说明的是，本发明所提供的充电电源具有一个或多个变压器，变压器可具有多个副边绕组。

本发明实施例通过开关模块与电压输出模块的连接，根据电动汽车的类型选择变压器的副边绕组的数量，调节电压输出模块输出的电源电压的大小，拓宽电源电压的输出范围，提高电动汽车的适用范围，且多个电压输出段均能输出较高的功率，提高充电效率。

实施例三

本发明实施例提供了利用上述实施例中的充电电源对电动汽车的充电方法，参见图3，包括：

S1、获取电动汽车的类型；

S2、根据所述电动汽车的类型，调节电压输出模块的输出电压的大小，以使所述电压输出模块根据调节后的输出电压对所述电动汽车进行充电。

需要说明的是，在电动汽车的类型为中巴或轿车时，开关模块切换为第一开关模式，调节电压输出模块输出低电压，使电压输出模块中的第一副边绕组对电动汽车进行充电；在电动汽车的类型为大巴时，开关模块切换为第二开关模式，调节电压输出模块输出高电压，使电压输出模块中的第一副边绕组和第二副边绕组串联后对电动汽车进行充电。

本发明实施例根据电动汽车的类型选择变压器的副边绕组的数量，调节电压输出模块输出的电源电压的大小，拓宽电源电压的输出范围，提高电动汽车的适用范围，且多个电压输出段均能输出较高的功率，提高充电效率。

综上所述，本发明提出了一种电动汽车充电电源及对电动汽车的充电方法，其具有较好的实用效果。本发明的充电电源将电压输出模块与开关模块连接，根据电动汽车的类型切换开关模块的开关模式，以选择电压输出模块中变压器的副边绕组数量，调节电压输出模块输出的电源电压，拓宽电源电压的输出范围，达到既能给大巴充电，又能给中巴和轿车充电的需求，提高电动汽车的适用范围，且多个电压输出段都有较高的功率输出，提高充电效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。