一种基于电力电子变压器的充电装置的制作方法

本发明涉及电动汽车充电技术领域，特别是一种基于电力电子变压器的充电装置。

背景技术：

目前，电动汽车充电设施包括交、直流充电两种方式，交流充电是指，交流充电桩就近接入0.38千伏低压配电网提供220v或380v交流电，从交流充电桩输出的是交流电，由车载充电机完成交直流变换。直流充电是指，直流充电桩接入公变或专变并提供380v交流电，从直流充电桩输出的是直流电，由非车载充电机完成交直流变换。

但目前的技术存在需要简历大量充电桩和占用大量土地的缺点，且不能同时具有交流充电和直流充电的功能。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的就是提供一种基于电力电子变压器的充电装置，能够输出交流充电和直流充电，且控制灵活、方便，可用于电动汽车充电，可节约大量的交、直流充电桩的建设费用，减少土地占用。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种基于电力电子变压器的充电装置，它包括有：电力电子变压器、控制单元、直流计量表、双向dc/dc变换器、dc/dc变换器、锂电池储能单元、低压辅助电源单元、控制单元；

所述电力电子变压器与所述控制单元连接，所述直流母线与所述电力电子变压器连接，所述控制单元控制所述直流母线输出直流电；

所述直流母线还与至少一个直流充电枪连接，通过所述直流充电枪给电动汽车充电；

至少一个直流计量表与所述直流充电枪连接，用于计量直流充电量；

所述直流母线还与所述双向dc/dc变换器连接，所述锂电池储能单元与所述双向dc/dc变换器连接；所述直流母线通过所述双向dc/dc变换器对所述锂电池储能单元进行充电，并控制充电电流；

所述锂电池储能单元通过所述双向dc/dc变换器对直流母线进行放电从而维持直流母线侧的电压稳定；

所述直流母线还与所述dc/dc变换器连接，所述dc/dc变换器采用直流斩波技术将直流母线上的直流电压转换为低压直流电；

所述低压辅助电源单元与所述dc/dc变换器连接，所述dc/dc变换器将低压直流电输出至所述低压辅助电源单元；所述低压辅助电源单元在直流充电过程中给电动汽车电池管理系统供电。

进一步，所述装置还包括有交流母线、交流计量表、交流充电枪；

所述交流母线与所述电力电子变压器连接，所述控制单元控制所述电力电子变压器从所述交流母线中输出工频交流电；

所述交流母线与至少一个交流充电枪连接，用于给所述电动汽车充电；

至少一个交流计量表与所述交流充电枪连接，用于计量交流电量。

进一步，所述装置还包括有与所述控制单元连接的人机交互单元，所述人机交互单元完成键盘输入、屏幕显示功能。

进一步，所述装置还包括有与所述控制单元连接的通讯单元，用于与后台管理系统进行通信。

进一步，所述装置还包括有所述控制单元连接的支付单元，所述支付单元用于用户充电所需缴纳的电费、服务费的支付。

进一步，所述控制单元控制所述直流母线输出200～1000v的直流电。

进一步，所述dc/dc变换器采用直流斩波技术将直流母线上的直流电压转换为12v±5％的低压直流电。

进一步，所述电力电子变压器还包括有：

s1：工频交流在原边电力电子变压器上进行交流/直流转换；

s2：将转换后的直流信号调制为高频信号；

s3：将所述高频信号经高频变压器耦合到副边电力电子变压器进行直流/交流转换；

s4：输出转换后的交流信号。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：从一个电力电子变压器的交、直流母线分别引出电源，节约了大量的交、直流充电桩的建设费用及土地占用；通过主控单元控制多个交、直流充电过程，可根据变压器的台区负荷情况对充电请求进行排队，实现有序充电，减少对配电网的冲击。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本发明的连接示意图。

图2为本发明的电力电子变压器的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例：如图1和图2所示；一种基于电力电子变压器的充电装置，它包括有：电力电子变压器、控制单元、直流计量表、双向dc/dc变换器、dc/dc变换器、锂电池储能单元、低压辅助电源单元、控制单元；

所述电力电子变压器与所述控制单元连接，所述直流母线与所述电力电子变压器连接，所述控制单元控制所述直流母线输出直流电；电力电子变压器通过电力电子变换技术将变压器原边的工频交流输入信号变换为高频信号，经高频变压器耦合到副边后，再经电力电子变换还原成工频交流输出。

通常是在变压器原边进行ac/dc变换，再将直流调制为高频信号经高频变压器耦合到副边后，在副边进行dc/ac变换，如图2所示。高频变压器起隔离和变压作用，因铁心式变压器的体积与频率成反比，所以高频变压器的体积远小于工频变压器，其整体效率高。

所述直流母线还与n个直流充电枪连接，直流充电枪插入电动汽车的直流充电插座中，通过所述直流充电枪给电动汽车充电；

n个直流计量表与所述直流充电枪连接，用于计量直流充电量；

所述直流母线还与所述双向dc/dc变换器连接，所述锂电池储能单元与所述双向dc/dc变换器连接；所起的作用为：当直流母线侧的电压高于设定值时，所述直流母线通过所述双向dc/dc变换器对所述锂电池储能单元进行充电，并控制充电电流；

当直流母线侧的电压发生跌落时，所述锂电池储能单元通过所述双向dc/dc变换器对直流母线进行放电从而维持直流母线侧的电压稳定；

所述直流母线还与所述dc/dc变换器连接，所述dc/dc变换器采用直流斩波技术将直流母线上的直流电压转换为低压直流电；

所述低压辅助电源单元与所述dc/dc变换器连接，所述dc/dc变换器将低压直流电输出至所述低压辅助电源单元；所述低压辅助电源单元在直流充电过程中给电动汽车电池管理系统供电。

所述装置还包括有交流母线、交流计量表、交流充电枪；

所述交流母线与所述电力电子变压器连接，所述控制单元控制所述电力电子变压器从所述交流母线中输出工频交流电；

所述交流母线与n个交流充电枪连接，交流充电枪插入电动汽车的交流充电插座中，用于给所述电动汽车充电；

n个交流计量表与所述交流充电枪连接，用于计量交流电量。

所述装置还包括有与所述控制单元连接的人机交互单元，所述人机交互单元完成键盘输入、屏幕显示功能。

所述装置还包括有与所述控制单元连接的通讯单元，用于与后台管理系统进行通信。

所述装置还包括有所述控制单元连接的支付单元，所述支付单元用于用户充电所需缴纳的电费、服务费的支付。

所述控制单元控制所述直流母线输出200～1000v的直流电。

所述dc/dc变换器采用直流斩波技术将直流母线上的直流电压转换为12v±5％的低压直流电。

所述电力电子变压器还包括有：

s1：工频交流在原边电力电子变压器上进行交流/直流转换；

s2：将转换后的直流信号调制为高频信号；

s3：将所述高频信号经高频变压器耦合到副边电力电子变压器进行直流/交流转换；

s4：输出转换后的交流信号。

本发明的具体工作步骤如下：

(1)用户车辆停好后，通过手机app下单，发出充电请求；

(2)控制单元收到充电请求后，根据目前已有的订单情况、充电请求的紧急情况、电力电子变压器的当前实时负荷情况等信息对充电请求进行排队，该顺序可根据需要即时调整，实现有序充电；

(3)控制单元响应充电请求后，给该请求对应的充电桩下达检测指令，如检测到该充电插头与电动汽车连接完毕、充电准备就绪后，合适供电开关，给电动汽车充电；

(4)在检测指令发出后的90秒内，如检测到该充电插头与电动汽车连接异常，提示用户重新插枪；

(5)如90秒内用户未重新插枪，或用户经过三次重新插枪，控制单元仍检测异常，则停止响应本次充电请求，并在屏幕上提示充电失败的原因，控制单元转而响应下一充电请求；

(6)一次充电结束后，所述计量单元对充电电量、充电时间进行计量，并发送给主控单元；所述主控单元将订单信息、付款信息通过后台管理系统传送给用户。

本发明具有的有益效果：从一个电力电子变压器的交、直流母线分别引出电源，节约了大量的交、直流充电桩的建设费用及土地占用；通过主控单元控制多个交、直流充电过程，可根据变压器的台区负荷情况对充电请求进行排队，实现有序充电，减少对配电网的冲击。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。