一进六出式开关模块及充电系统的制作方法

1.本实用新型属于新能源电动汽车技术领域，具体涉及一种开关模块及充电系统。


背景技术：

2.随着国内新能源电动汽车的发展与普及，同时也催生了直流充电桩的发展，传统的“一车一桩”模式已经不能满足电动汽车发展的需求。一车一桩模式存在以下固有弊端：
3.一、单桩充电功率固化，无法满足多种车辆快速充电的需求；市场上新能源乘用车电池容量通常为50
‑
60kwh，而新能源大巴车电池容量一般为300kwh左右，当单桩充电功率额定为60kw时，无法使用与大巴车的快速充电；
4.二、单桩模式造价成本高，每个充电桩都是独立运行的个体，内部核心零部件利用率低，现场安装、调试时间长；
5.三、单桩体积大，占地面积大，土地利用率低。
6.为了解决以上直流充电桩发展的痛点，目前行业内普遍推广：柔性矩阵式充电网络，其充电系统框架采用总分式结构，即一个核心充电桩，多个充电终端。核心充电桩内部集成功率模块(ac/dc)、功率分配开关模块(pdu)、功率控制模块、充电开断单元(cdu)等，充电终端仅为连接车联的充电枪头及相关计费、联网、通讯等模块。
7.但是目前行业内应用功率分配技术，通常采用的是高压直流接触器搭建的开关电路，将不同功率模块连接到相应的充电终端，高压直流接触器的接通与断开控制以及接触器的状态反馈均是通过低压线束连接到充电桩主控制器；这样的设计结构上排布散乱，低压线束纵横交叉，不便于装配的自动化与后期的运营、维保工作。


技术实现要素：

8.本实用新型针对现有的功率分配技术结构复杂、布线繁琐，装配和维护难的技术问题，目的在于提供一种一进六出式开关模块及充电系统。
9.一进六出式开关模块，包括开关模块壳体，所述开关模块壳体上设有直流输入正端、直流输入负端、直流输出正端和直流输出负端，所述开关模块壳体内设有高压直流接触器，所述直流输入正端和所述直流输入负端用于与功率模块连接；
10.所述开关模块壳体上包括六组开关单元，每组开关单元均包括一个所述直流输出正端、一个所述直流输出负端和两个所述高压直流接触器，所述直流输入正端通过一个所述高压直流接触器连接所述直流输出正端，所述直流输入负端通过另一个所述高压直流接触器连接所述直流输出负端；
11.六组开关单元的所述直流输出正端和所述直流输出负端分别用于连接六个充电终端；
12.所述开关模块壳体内还设有用于控制高压直流接触器关断的开关模块控制器，所述开关模块控制器用于连接充电桩控制器。
13.所述直流输入正端和所述直流输入负端均采用铜排布置于所述开关模块壳体的
一侧，并在所述开关模块壳体表面标示有正负极标识。
14.六组所述开关单元中的所述直流输出正端和所述直流输出负端均采用铜排成一排布置在所述开关模块壳体的对侧，并在所述开关模块壳体表面标示有正负极标识。
15.采用一进六出式开关模块的充电系统，包括充电桩控制器、六个功率模块、六个充电终端和上述六个一进六出式开关模块，一个所述一进六出式开关模块与对应的一个所述功率模块连接，六个所述一进六出式开关模块的开关模块控制器均与所述充电桩控制器连接，六个所述一进六出式开关模块的直流输出正端和直流输出负端分别连接六个充电终端。
16.通过上述设计后，可通过充电桩控制器与与车辆bms充电请求通讯，利用开关模块控制器分别控制相应回路中各个独立的高压直流接触器导通或关断，从而将功率模块接通充电或断开停止充电。
17.所述功率模块的额定功率为30kw，六组所述一进六出式开关模块对其中一个所述充电终端对应的相应回路中的所述高压直流接触器常闭导通，六个所述功率模块并联输出至所述充电终端，所述充电终端的最大功率为180kw，满足对大巴车的快速充电。
18.本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型采用一进六出式开关模块，针对一台充电桩六个充电终端，通过开关模块的动态调配，可实现功率的有效分配，挺高充电桩使用效率。
附图说明
19.图1为本实用新型一进六出式开关模块的一种主视图；
20.图2为本实用新型一进六出式开关模块的一种内部结构示意图；
21.图3为本实用新型一进六出式开关模块的一种内部电路连接图；
22.图4为本实用新型一进六出式开关模块的外部电路连接图；
23.图5为本实用新型充电系统的一种电路连接图。
具体实施方式
24.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。
25.参照图1至图4，一进六出式开关模块，包括开关模块壳体1，开关模块壳体1上设有输入端和输出端，输入端包括直流输入正端、直流输入负端，直流输入正端和直流输入负端用于与功率模块2连接。直流输入正端和直流输入负端均采用铜排布置于开关模块壳体1的一侧，并在开关模块壳体1表面标示有正负极标识。如图1和图2中所示，两个输入铜排11布置于开关模块壳体1的前侧面处并伸出于开关模块壳体1。
26.输出端包括直流输出正端和直流输出负端，开关模块壳体1内设有高压直流接触器km。开关模块壳体1上包括六组开关单元，每组开关单元均包括一个直流输出正端、一个直流输出负端和两个高压直流接触器km，直流输入正端通过一个高压直流接触器km连接直流输出正端，直流输入负端通过另一个高压直流接触器km连接直流输出负端。如图3中所示，六组开关单元一共设有十二个高压直流接触器km，分别为高压直流接触器km11、高压直流接触器km12、高压直流接触器km21
……
至高压直流接触器km62。高压直流接触器km11对
应连接直流输出正端l1+，高压直流接触器km12对应连接直流输出负端l1
‑
，以此类推，共设置六组十二个输出端。所有的直流输出正端和直流输出负端均采用铜排成一排布置在开关模块壳体1的对侧，并在开关模块壳体1表面标示有正负极标识。如图2中所示，十二个输出铜排12布置于开关模块壳体1的后侧面处并伸出于开关模块壳体1。
27.参照图4，六组开关单元的直流输出正端和直流输出负端分别用于连接六个充电终端3。
28.参照图1，开关模块壳体1内还设有用于控制高压直流接触器关断的开关模块控制器13，开关模块控制器13用于连接充电桩控制器4。
29.参照图5，采用一进六出式开关模块的充电系统，包括六个功率模块2、六个充电终端3、充电桩控制器4和上述六个一进六出式开关模块5，一个一进六出式开关模块5与对应的一个功率模块2连接，六个一进六出式开关模块5的开关模块控制器13均与充电桩控制器4连接，六个一进六出式开关模块5的直流输出正端和直流输出负端分别连接六个充电终端3。通过上述设计后，可通过充电桩控制器4与与车辆bms充电请求通讯，利用开关模块控制器13分别控制相应回路中各个独立的高压直流接触器导通或关断，从而将功率模块2接通充电或断开停止充电。
30.功率模块2的额定功率为30kw，六组一进六出式开关模块5对其中一个充电终端3对应的相应回路中的高压直流接触器常闭导通。例如图5中所示，六组一进六出式开关模块5均闭合1#枪对应的回路，六个功率模块2并联输出至1#枪，从而实现1#枪最大功率180kw(30kw*6)进行充电，满足对大巴车的快速充电。通过该开关模块的动态调配，还可以实现单个充电枪输出功率在30kw、60kw、90kw、120kw、150kw、180kw中进行选择性输出，从而实现了功率的有效分配，提高充电桩使用效率。
31.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。