兼容交直流输入的充电模块、充电模组和充电桩的制作方法

本技术涉及充电桩，特别是涉及一种兼容交直流输入的充电模块、充电模组和充电桩。

背景技术：

1、充电模块的主要应用领域为新能源汽车直流充电桩。充电模块在直流充电桩中起到将交流电网中的交流电转换为可为动力电池充电的直流电的作用，是直流充电桩实现其功能的核心部件。随着风电、光伏等领域的兴起，对风、光等可再生能源的利用越来越多，随之风能、太阳能等高比例间歇式可再生能源大规模接入电网，但是，间歇式可再生能源大量并入会增加电网的不确定性，对电力系统的运行产生重大影响。为了解决间歇式可再生能源并入电网而对电网造成的稳定性问题，目前一般采用包括电池储能、压缩空气储能、水泵储能等在内的储能技术，对间歇式可再生能源进行储存。因此，现在电站可以提供交流电和直流电两种电源。

2、目前，新能源汽车直流充电桩只能接入交流电，然后由新能源汽车直流充电桩将交流电转换成直流电为动力电池进行充电，此过程是新能源汽车直流充电桩中的核心部件充电模块（也称之为整流模块）发挥作用，由此导致现在的新能源汽车直流充电桩不能使用电站的直流电，使得新能源汽车直流充电桩的适用性差，且电站的电能未被充分利用，不利于进一步发挥风、光等可再生能源优势。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对传统充电桩不能使用直流电为动力电池充电的问题，提供一种兼容交直流输入的充电模块、充电模组和充电桩。

2、为了实现上述目的，一方面，本技术实施例提供了一种兼容交直流输入的充电模块，包括输入检测模块、控制模块、输入连接模块、开关模块、电处理模块、滤波模块以及输出连接模块；

3、输入检测模块分别连接输入连接模块和控制模块；控制模块分别连接开关模块和电处理模块；输入连接模块、开关模块、电处理模块、滤波模块和输出连接模块依次连接；

4、其中，输入检测模块在检测到输入连接模块连接交流电源时，向控制模块发送第一检测信号，控制模块根据第一检测信号，控制开关模块切换至第一状态，控制电处理模块切换至整流模式，以使开关模块将交流电传输至电处理模块，电处理模块将交流电处理成直流电传输至滤波模块；

5、输入检测模块在检测到输入连接模块连接直流电源、且直流电源的电压小于预设值时，向控制模块发送第二检测信号，控制模块根据第二检测信号，控制开关模块切换至第二状态，控制电处理模块切换至升压斩波模式，以使开关模块将直流电传输至电处理模块，电处理模块对直流电进行升压处理并传输至滤波模块；

6、输入检测模块在检测到输入连接模块连接直流电源、且直流电源的电压大于或等于预设值时，向控制模块发送第三检测信号，控制模块根据第三检测信号，控制开关模块切换至第三状态，控制电处理模块切换至导线模式，以使开关模块通过电处理模块将直流电传输至滤波模块。

7、在其中一个实施例中，还包括输出检测模块；输出检测模块分别连接输出连接模块和控制模块；

8、其中，输出检测模块检测输出连接模块输出的直流电的电参数，并将电参数传输至控制模块。

9、在其中一个实施例中，开关模块包括第一功率继电器、第二功率继电器、第三功率继电器和单刀双掷继电器；

10、第一功率继电器的输入端连接输入连接模块的第一输出端，输出端连接电处理模块的第一输入端，电处理模块的第二输入端还直接连接第一功率继电器的输入端；

11、第二功率继电器的输入端连接输入连接模块的第二输出端，输出端连接电处理模块的第三输入端；

12、单刀双掷继电器的不动端连接输入连接模块的第三输出端，第一动端连接电处理模块的第四输入端，第二动端连接电处理模块的第五输入端；

13、第三功率继电器的输入端连接输入连接模块的第三输出端，输出端连接电处理模块的第六输入端；第一功率继电器、第二功率继电器、第三功率继电器和单刀双掷继电器的受控端连接控制模块；

14、其中，当开关模块切换至第一状态时，第一功率继电器和第三功率继电器断开，第二功率继电器闭合，单刀双掷继电器闭合至单刀双掷继电器的第一动端；

15、当开关模块切换至第二状态时，第一功率继电器、第二功率继电器和第三功率继电器断开，单刀双掷继电器闭合至单刀双掷继电器的第二动端；

16、当开关模块切换至第三状态时，第二功率继电器和单刀双掷继电器断开，第一功率继电器和第三功率继电器闭合。

17、在其中一个实施例中，电处理模块包括二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6、电感l1、电感l2、电感l3、第一开关管组、第二开关管组和第三开关管组；

18、二极管d1、二极管d2和二极管d3的阴极作为电处理模块的第一输入端连接第一功率继电器的输出端，二极管d1的阳极分别连接电感l1的输出端、二极管d4的阴极和第一开关管组的输入端，二极管d2的阳极分别连接电感l2的输出端、二极管d5的阴极和第二开关管组的输入端，二极管d3的阳极分别连接电感l3的输出端、二极管d6的阴极和第三开关管组的输入端；

19、电感l1的输入端作为电处理模块的第二输入端连接第一功率继电器的输出端；电感l2的输入端作为电处理模块的第三输入端连接第二功率继电器的输出端；电感l3的输入端作为电处理模块的第四输入端连接单刀双掷继电器的第一动端；第三开关管组的输入端还作为电处理模块的第五输入端连接单刀双掷继电器的第二动端；

20、二极管d4、二极管d5和二极管d6的阳极作为电处理模块的第六输入端连接第三功率继电器的输出端；二极管d1的阴极、二极管d2的阴极、二极管d3的阴极、二极管d4的阳极、二极管d5的阳极、二极管d6的阳极、第一开关管组的输出端、第二开关管组的输出端和第三开关管组的输出端连接滤波模块；

21、第一开关管组的受控端、第二开关管组的受控端和第三开关管组的受控端连接控制模块；

22、其中，当电处理模块切换至整流模式时，第一开关管组、第二开关管组和第三开关管组在控制模块的控制下周期性导通和断开；

23、当电处理模块切换至升压斩波模式时，第一开关管组和第三开关管组在控制模块的控制下周期性导通和断开，第二开关管组在控制模块的控制下断开；

24、当电处理模块切换至导线模式时，第一开关管组、第二开关管组和第三开关管组在控制模块的控制下断开。

25、在其中一个实施例中，第一开关管组包括开关管q1和开关管q2；第二开关管组包括开关管q3和开关管q4；第三开关管组包括开关管q5和开关管q6；

26、开关管q1的第三极作为第一开关管组的输入端分别连接二极管d1的阳极、二极管d4的阴极和电感l1的输出端，第二级连接开关管q2的第二级，第一级作为第一开关管组的受控端连接控制模块；开关管q2的第二级连接滤波模块，第一级作为第一开关管组的受控端连接控制模块；

27、开关管q3的第三极作为第二开关管组的输入端分别连接二极管d2的阳极、二极管d5的阴极和电感l2的输出端，第二级连接开关管q4的第二级，第一级作为第二开关管组的受控端连接控制模块；开关管q4的第二级连接滤波模块，第一级作为第二开关管组的受控端连接控制模块；

28、开关管q5的第三极作为第三开关管组的输入端分别连接二极管d3的阳极、二极管d6的阴极、电感l1的输出端和单刀双掷继电器的第二动端，第二级连接开关管q6的第二级，第一级作为第三开关管组的受控端连接控制模块；开关管q6的第二级连接滤波模块，第一级作为第三开关管组的受控端连接控制模块。

29、在其中一个实施例中，滤波模块包括电容c1和电容c2；

30、电容c1的一端分别连接二极管d1的阴极、二极管d2的阴极和二极管d3的阴极，另一端分别连接电容c2的一端、第一开关管组的输出端、第二开关管组的输出端和第三开关管组的输出端和输出连接模块；

31、电容c2的一端分别连接电容c1的另一端、第一开关管组的输出端、第二开关管组的输出端和第三开关管组的输出端和输出连接模块，另一端分别连接二极管d4的阳极、二极管d5的阳极和二极管d6的阳极。

32、在其中一个实施例中，输入连接模块包括对应第一输出端的第一输入连接端子、对应第二输出端的第二输入连接端子、对应第三输出端的第三输入连接端子以及接地连接端子。

33、另一方面，本技术实施例提供了一种充电模组，包括直流处理模块、输出检测模块以及上述的兼容交直流输入的充电模块；

34、直流处理模块分别连接控制模块和输出连接模块；输出检测模块分别连接输出连接模块和控制模块；

35、其中，输出检测模块检测输出连接模块输出的直流电的电参数，并将电参数传输至控制模块；控制模块根据电参数控制直流处理模块对从输出连接模块获得的直流电进行处理。

36、在其中一个实施例中，控制模块根据电参数控制直流处理模块对从输出连接模块获得的直流电进行处理，包括：

37、当电参数小于需求电参数，控制模块控制直流处理模块将从输出连接模块获得的直流电的电参数升高至需求电参数；

38、当电参数大于需求电参数，控制模块控制直流处理模块将从输出连接模块获得的直流电的电参数降低至需求电参数。

39、再一方面，本技术实施例提供了一种充电桩、包括直流处理模块、充电枪以及上述的兼容交直流输入的充电模块；输出连接模块通过直流处理模块连接充电枪。

40、上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

41、本技术各实施例提供的兼容交直流输入的充电模块包括输入检测模块、控制模块、输入连接模块、开关模块、电处理模块、滤波模块以及输出连接模块。各模块的连接关系为：输入检测模块分别连接输入连接模块和控制模块；控制模块分别连接开关模块和电处理模块；输入连接模块、开关模块、电处理模块、滤波模块和输出连接模块依次连接。其中，控制模块可以根据输入连接模块连接的电源的性质，对应地控制开关模块切换至第一状态、第二状态或第三状态，相应地控制电处理模块切换至整流模式、升压斩波模式或导线模式，从而使得本技术兼容交直流输入的充电模块可以利用交流电、高压直流电和低压直流电，拓展了兼容交直流输入的充电模块的适应范围，使得电站储存的由风能、太阳能等可再生能源产生的直流电得以充分利用，间接地降低了电网的扰动，提升稳定性。