通用充电装置

申请号 CN201180000166.8 申请日 2011-04-14 公开(公告)号 CN102470776B 公开(公告)日 2014-07-02
申请人 韩华机械株式会社; 现代技术株式会社; 发明人 金永春; 金成斗;
摘要 本 发明 通用充电装置包括充电包,而上述充电包,包括用以输入AC电源的AC 端子 、用以将上述AC电源整流为DC电源的AC/DC转换器、用以输出第一功率值的DC电源的DC端子、用以接通/断开上述DC电源的输出的充电包 开关 中的至少一种。
权利要求

1.一种通用充电装置,其特征在于,
所述通用充电装置包括充电包、充电模、以及可拆卸地连接多个所述充电模块的充电单元,其中以充电模块为单位同时拆装多个充电包;
其中,所述充电包包括用以输入AC电源的AC端子、用以将所述AC电源整流为DC电源的AC/DC转换器、用以输出第一功率值的DC电源的DC端子;
所述充电模块包括向所述AC端子共同输入所述AC电源的AC输入部、并行连接所述DC端子的DC输出部、与所述充电包进行数据通信并按所述不同充电包个别控制所述充电包的接通/断开与否的充电模块控制器
根据所述充电包的安装数量的增减或者所述充电模块控制器对多个所述充电包中的各个充电包的接通/断开与否,改变从所述DC输出部输出的所述DC电源的功率值;
设置有所述不同充电模块单独控制所述充电模块控制器的主控制部;
设置有将在所述充电单元生成的所述DC电源向不同连接器传递的功率传递部,根据所述充电模块的安装数量的增减或者所述主控制部的控制运行,各种功率值的所述DC电源通过所述功率传递部向不同连接器区分供应。
2.根据权利要求1所述的通用充电装置,其特征在于,
所述充电单元包括共同连接于所述AC输入部的AC总线和并行连接所述DC输出部的DC总线,所述DC总线包括第一DC总线和第二DC总线,并分开为多个支路,与连接于所述第一DC总线的第一连接器相比,向连接于所述第二DC总线的第二连接器传递比所述第一DC总线小的功率值的DC电源,
所述第一连接器用于快速充电,
所述第二连接器用于中速充电或慢速充电,该第二连接器与所述第一连接器区分而与电动车辆连接。
3.根据权利要求1所述的通用充电装置,其特征在于,
包括充电台,该充电台具备与安装在电动车辆的内部的EV电池和BMS连接的所述连接器、和用以显示通过所述连接器的充电量的充电台,
所述充电单元与所述充电台相互独立,并安装于相互不同的位置
4.根据权利要求1所述的通用充电装置,其特征在于,包括:
充电台,该充电台具备与安装于电动车辆的内部的EV电池和BMS连接的所述连接器;
和用以显示基于所述连接器的充电量的显示部,并输入用户指令的充电台;
所述主控制部与所述BMS、所述功率传递部以及所述充电单元进行数据通信,所述主控制部识别通过所述BMS获取的所述电动车辆的充电状态、通过具备于所述充电包的驱动芯片获取的所述充电包的温度以及运行状态、通过所述充电模块控制器获取的所述充电包或所述充电模块的温度以及运行状态、输入至所述充电台的所述用户指令中的至少一种,
所述主控制部按各所述不同的连接器最佳确定要施加的所述DC电源的功率值、所述DC电源的输出电压以及所述DC电源的输出电流中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的通用充电装置,其特征在于,
所述充电单元包括共同连接于所述AC输入部的AC总线和并行连接所述DC总线的DC总线,
所述AC电源通过所述AC总线输入至所述充电单元之后通过所述AC输入部按所述不同充电模块分配,通过所述AC端子按所述不同充电包共同输入,
通过所述DC端子以所述第一功率值输出的所述DC电源,经过所述DC输出部以及所述DC总线时调节功率值。
6.根据权利要求1所述的通用充电装置,其特征在于,
在所述主控制部选择性地接通第一充电包至所述第n充电包中特定的充电包时,从所述DC输出部输出的DC电源的功率值改变,
在所述主控制部选择性地连接见从第一充电模块至第k充电模块中特定的充电模块与所述DC总线时,从所述DC总线输出的DC电源的功率值改变。
7.根据权利要求6所述的通用充电装置,其特征在于,
在所述DC输出部具备选择所述DC端子中的至少一部分并以多种组合并行连接的DC开关部;或者
在DC总线具备多条时,选择所述DC总线中的至少一部分并以多种组合并行连接的可变继电器部安装于所述DC总线的输出侧
所述主控制部控制所述DC开关部或所述可变继电器部中至少一种的运行,以选择性地并行连接从所述第一充电包至第n充电包中特定的充电包,或选择性地并行连接从所述第一充电模块至第k充电模块中特定的充电模块。

说明书全文

通用充电装置

技术领域

[0001] 本发明涉及可对包括电动汽车、电动运输车、电动两轮车在内的电动车辆进行充电的通用充电装置。

背景技术

[0002] 较之在加油站的加油时间,电动车辆的充电时间较长,因此,对于需要快速充电用户而言,即使付出更多的费用也要在较短时间内完成充电。与此相反,对于关心充电费用用户而言,需花费较少的费用进行慢速充电。另外,也需要对巴士或卡车等大容量电动车辆在适当的时间内完成充电。
[0003] 因此,需要一种充电系统,其可大容量可变输出DC电源,以灵活改变充电速度及充电容量,而且,根据车辆的种类单键完成对充电功率值的改变。
[0004] 而且,还需开发一种充电系统,其除可安装在加油站等宽阔场地之外,还可安装在便利店、超市等狭窄的地点,从而在安装地点的选择方面相对较自由。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于考虑到上述必要性而提供一种电动车辆用通用充电装置,其可以较少的费用安装通用充电装置,而且,可根据快速充电及慢速充电的要求,实时改变功率值。
[0006] 作为一实施例,本发明通用充电装置包括充电包,而上述充电包,包括用以输入AC电源的AC端子、用以将上述AC电源整流为DC电源的AC/DC转换器、用以输出第一功率值的DC电源的DC端子、用以接通/断开上述DC电源的输出的充电包开关中的至少一种。在此,根据上述充电包的安装数量的增减或上述各充电包开关的接通/断开与否,输出增减上述第一功率值的各种功率值的DC电源,而通过上述DC电源的功率值变化调节电动车辆的充电速度。
[0007] 作为一实施例,本发明通用充电装置,包括:用以生成第一功率值的DC电源的充电包,或串行或并行排列上述充电包的充电模,或可拆卸地串行或并行排列上述充电模块的充电单元。
[0008] 作为一实施例,本发明通用充电装置包括主控制部,而上述主控制部,包括用以生成第一功率值的DC电源的充电包,及串行或并行排列上述充电包的充电模块,且上述充电包包括第一充电包至第n充电包,上述充电模块包括第一充电模块至第k充电模块,而且,选择上述第一充电包至上述第n充电包中的特定充电包接通,或选择上述第一充电模块至第k充电模块中的特定充电模块接通。
[0009] 作为一实施例,本发明通用充电装置,包括:充电台,具备作为电动车辆充电用接口的多个连接器或用以显示充电量的显示部;充电包,向上述充电台供应DC电源。在此,上述充电包与上述充电台相互独立并安装于相互不同的位置
[0010] 作为一实施例,本发明通用充电装置,包括:充电包,具备用以整流输入接收的AC电源的AC/DC转换器且排列一个或多个,以输出第一功率值的DC电源;多个连接器,用作充电用接口;网格部,用以连接上述充电包及上述连接器并调节上述充电包的串行连接状态、上述充电包的并行连接状态、上述充电包和上述连接器的各电连接状态中的至少一种。在此,增减上述第一功率值的各种功率值的DC电源通过上述网格部施加至上述各连接器以调节充电速度。
[0011] 作为一实施例,本发明通用充电装置,包括:AC/DC转换组件,接收输入交流电源并转换为直流电源;DC/DC转换组件,用以转换从上述AC/DC转换组件输出的上述直流电源的电压电流且在上述AC/DC转换组件的输出端连接多个;网格部,连接于上述DC/DC转换组件的输出端并输出增减从上述DC/DC转换组件输出的第一功率值的各种功率值;连接器,连接于上述网格部并用作充电用接口。
[0012] 本发明通过充电包、充电模块、充电单元的多级组件结构容易实现输出功率值的扩展及变更。通过上述充电单元的多重结构,可立即应对通用充电装置的大容量化及充电速度调节。另外,因不同的连接器可输出相互不同的功率值、相互不同的电压、相互不同的电流,因此,可以适合于从电动车辆BMS读取的数据或通过充电台获取的用户指令的最佳功率值、电压及电流,对电动车辆进行智能充电。另外,因充电单元和充电台相互分离安装,从而确保充电系统的安装灵活性。各充电包和连接器的连接,可通过各种连接部件构成可变动的网格结构,因此,可按不同连接器容易改变功率值、电压及电流。
[0013] 另外,本发明在最大限度地减少体积大、发热量多且安装费用多的AC/DC转换组件的安装数量的同时,相对于一台AC/DC转换组件,安装多个体积小、发热量少且安装费用少的DC/DC转换组件。此时,输出功率值及充电容量的可变性,可通过网格部的可变树状结构来实现。因此,可减少安装费用,简化维护程序,且可通过功率值的改变实时调节充电速度。附图说明
[0014] 图1为本发明充电包的一实施例框图
[0015] 图2为本发明充电模块的一实施例框图;
[0016] 图3为本发明充电单元的一实施例框图;
[0017] 图4为本发明通用充电装置的一实施例框图;
[0018] 图5为本发明通用充电装置的另一实施例框图;
[0019] 图6为图5实施例的概略形象化示意图;
[0020] 图7为本发明充电模块的另一实施例框图;
[0021] 图8为图7的实施例中的DC输出部及多个DC总线详细框图;
[0022] 图9为应用图7及图8实施例的本发明通用充电装置的另一实施例框图;
[0023] 图10为说明本发明DC电源功率值可变结构的示意图;
[0024] 图11至图13为说明本发明通用充电装置的各种结构及其作用的概念图
[0025] 图14为本发明通用充电装置的另一实施例模式图;
[0026] 图15为图14的串行/并行设置部框图;
[0027] 图16为图14的电源侧网格部及负载侧网格部框图;
[0028] 图17为利用本发明通用充电装置对电动车辆进行充电的概念图;
[0029] 图18为本发明通用充电装置的另一实施例框图;
[0030] 图19为图18的串行/并行设置部一实施例框图;
[0031] 图20为图18的网格部的一实施例框图。

具体实施方式

[0032] 图1为本发明充电包100的实施例框图;图2为本发明充电模块200的实施例框图;图3为本发明充电单元300的实施例框图。
[0033] 如图1至图3所示,本发明通用充电装置,包括充电包100、充电模块200、充电单元300中的至少一种。将有AC/DC转换电路构成的充电包100作为第一组件,将由充电包100层叠而成的充电模块200作为第二组件,将由充电模块200重叠而成的充电单元300作为第三组件。因此,理论上可进行简单增设以获取无穷大的功率值。
[0034] 本发明充电包100、充电模块200、充电单元300非保存直流电源的普通电池,而是将交流输入电源转换输出为直流的AC/DC转换装置,可通过紧凑的大小输出大容量的功率值。另外,只通过层叠多级组件结构即可获取大的DC电源输出,而且,无需转换高输出的DC电源时的高稳定性的复杂电路,利用单一电路即可实现。
[0035] 充电包100中包括AC端子110、AC/DC转换器114、DC端子120及充电包开关118中的至少一种。具体还可包括保险丝111、噪声滤波器112、限流器113、输出滤波器115、反馈部件116、驱动芯片117、电压检测部119、DC/DC转换器130、充电包电池140。
[0036] AC端子110是输入两相或三相交流电源的端子。交流电源具有110伏特至540伏特的各种电压。保险丝(fuse)111用于保护装置。噪声滤波器(noise filter)112过滤包含于交流输入电源的噪声。限流器(Inrush current limit)113阻止过度的电流输入以保护充电包100的电路。
[0037] AC/DC转换器114将AC输入电源整流为DC输出电源。输出滤波器115过滤从AC/DC转换器114输出的DC输出电源的脉动(ripple)成分。AC/DC转换器114通过驱动芯片117控制,可根据主控制部500的指令调节充电包100的DC电源的输出电压或输出电流。
DC电源的输出电压及输出电流的乘积成为从DC端子120输出的第一功率值。
[0038] DC/DC转换器130用于调节一定电压输出、输出电压调节、一定电流输出及输出电流调节,增加或减少DC输出电源的电压。
[0039] DC端子120是将从AC/DC转换器114或DC/DC转换器130输出的DC输出电源传递至外部的端子。电压检测部119是检测向DC端子120的DC电源输出的电压,并通过反馈部件116将结果传递至驱动芯片117的传感器。因此,通过主控制部500或驱动芯片117控制AC/DC转换器114的运行,以调节从DC端子120输出的第一功率值的大小、输出电压、输出电压中的至少一种。充电包电池140作为应急电源使用。
[0040] 充电包开关118控制AC/DC转换器114的运行,以接通/断开从DC端子120输出的DC电源。若接通充电包开关118,则充电包100的DC端子120输出正常的DC电源,而若断开充电包开关118,则将断开通过DC端子120输出的DC电源。
[0041] 驱动芯片117根据通过CAN通信从外部输入的控制指令自动接通/断开充电包开关118,并控制安装于充电包100内部的各种电部件的运行。
[0042] 充电包100可通过控制输出可变电压或可变电流,而若控制为恒定电压或恒定电路,则将输出作为常量值的第一功率值的DC电源。
[0043] 此时,安装多个充电包100并相互并行连接以增加功率值。根据充电包100的安装数量的增减或各充电包开关118的接通/断开与否,充电包100输出从第一功率值6Kw至相当于第一功率值的正整数倍的各种功率值(例如,6Kw、12Kw、600Kw等)的DC电源。
[0044] 若安装十个充电包100并接通(on)十个充电包开关118,则将输出60Kw的DC功率值,从而进行快速充电或对大型车辆进行充电,而若只接通(on)五个充电包开关118,则将输出30Kw的DC功率值。通过控制上述可变组件结构,可调节DC电源的功率值变化及电动车辆的充电速度。
[0045] 另外,在只通过层叠多个充电包100构成一个充电组件的上述实施例中,只通过调节具有第一功率值的充电包100的数量或充电包开关118的接通/断开,即可容易增加功率值,因此,理论上功率值的增加可以无穷大。
[0046] 充电模块200是由多个充电包100串行或并行连接而成的,可通过AC输入部210接收AC电源输入,且可通过数据通信从外部控制运行。为此,充电模块200包括充电包100的排列、AC输入部210、DC输出部220、用以控制充电模块200内部运行的充电模块控制器217中的至少一种。
[0047] 较佳地,数据通信利用CAN(CONTROLLER AREA NETWORK)通信或RS-232C、RS-485通信协议。CAN因具有高数据处理速度、对电气故障的强力免疫性、检错及纠错能力,因此,适合于电动车辆等对噪声敏感的控制系统。CAN利用CAN L和CAN N线输入/输出数据。
[0048] AC输入部210通过各充电包100的AC端子110及AC连接线212接收AC电源输入。充电包100的DC端子120与DC连接线222连接的DC输出部220是输出经增减的功率值的部分。
[0049] 充电模块控制器217通过与充电包100的数据通信,按不同充电包100单独控制充电包开关118的接通/断开与否。根据充电模块控制器217对各充电包开关118的接通/断开与否,改变从DC输出部220输出的DC电源的功率值。
[0050] 在此,可以充电模块200为单位同时装拆多个充电包100,而充电模块控制器217可单键接通/断开各充电包开关118,从而容易对各充电包100进行单独控制。
[0051] 充电单元300中可拆卸地结合多个充电模块200,且多个充电模块200串行或并行连接。AC总线310共同连接各充电模块200的AC输入部210且接收AC电源输入,而DC总线320串行或并行连接各充电模块200的DC输出部220且增减调节输出DC功率值。
[0052] AC电源在通过AC总线310输入至充电单元300之后,通过AC端子110按不同充电模块200分配,且通过AC端子110按不同充电包100共同输入。在各充电包100以第一功率值输出的DC端子120的DC电源,可在经过DC输出部220及DC总线320时调节功率值。
[0053] 在此,从DC总线320输出的DC电源的功率值,与安装于充电单元300的充电模块200的数量成比例变化。例如,由具有60Kw的DC输出的十个充电模块200连接而成充电单元300,输出与充电模块200的数量成比例的600Kw的DC输出。
[0054] 如图所示,不以层叠充电包100的方式构成充电模块200,而在构成由单一电路构成的充电模块200(例如,具有60Kw功率值的AC/DC转换器114的充电模块200)之后,层叠上述充电模块完成充电单元300也是本发明的实施例。
[0055] 图4为本发明通用充电装置的实施例框图.如图1至图4所示为充电单元300、主控制部500、显示部610、连接器20a、20b、20c、功率传递部400以一体型直立U0形式安装的通用充电装置。连接器20a、20b、20c与安装于各电动车辆内部的EV电池及BMS连接,而连接器线15包括施加DC电源的电源线和供数据输入/输出的信号线。
[0056] 显示部610各显示通过连接器20a、20b、20c的充电量。功率传递部400将充电单元300生成的DC电源通过连接器线15传递至各连接器20a、20b、20c。
[0057] 主控制部500与安装充电模块控制器217的充电单元300进行数据通信,以按不同充电模块200单独控制充电模块控制器217,且接通/断块安装于各充电包100的充电包开关118。
[0058] 如图5及图6所示,充电单元300和充电台600a、600b、600c相互独立并安装于相互不同的位置。即,包括充电单元300、功率传递部400及主控制部500的室内部U1,及包括充电台600a、600b、600c及连接器20a、20b、20c的室外部U2等两个组件,安装于相互不同的位置。
[0059] 室内部U1具有防或电绝缘的特点,而且,可像加油站的储油罐那样埋设于地下,从而大大节省安装空间。在便利店或超市等地安装通用充电装置时,包括充电单元300在内的室内部U1安装于仓库等地,而包括充电台600a、600b、600c在内的室外部U2安装于人流量较多且容易时电动车辆接近的入口侧。因此,可有效控制狭窄空间容易安装大容量的通用充电装置。相互相隔安装的室内部U1及室外部U2通过包括电源线和信号线在内的两种连接线连接,而且,可根据需要自由调节安装面积或各装置的间距。
[0060] 充电台600a、600b、600c安装一个或多个,具备按不同充电功率值、输出电压、输出电流区分的多个连接器20a、20b、20c,及用以显示充电量的显示部610,而且,可输入用户指令。
[0061] 主控制部500与BMS、功率传递部400及充电单元300进行数据通信,而且,识别通过BMS获取的电动车辆的充电状态、通过具备于充电包100的驱动芯片117获取的充电包100的温度及运行状态、通过充电模块控制器217获取的充电包100或充电模块200的温度及运行状态、输入至充电台600a、600b、600c的用户指令中的至少一种。
[0062] 因此,主控制部500可按各不同连接器20a、20b、20c自动确定DC电源的功率值、输出电压、输出电流的最佳值。例如,安装于第一充电台600a的第一连接器20a输出高功率值以用于快速充电,从而用于大型车辆或已支付快速充电费用的电动汽车。
[0063] 另外,假设小型电动车辆的充电电压为72V,而电动叉车的充电电压为320V。主控制部500根据输入至充电台600a、600b、600c的车型或从BMS读取的信息,确定将DC电源的输出电压设为72V还是320V,向哪一个连接器20a、20b、20c施加320V,根据充电速度或充电车辆数将输出功率值增加多少等问题。因此,自动控制充电包100的驱动芯片117、充电模块200的充电模块控制器217、功率传递部400等的运行。
[0064] 在充电模块200中,从第一充电包100a至第n充电包100n,串行或并行排列生成示例为6Kw的第一功率值的DC电源的充电包100。而在充电单元300中,从第一充电模块200a至第k充电模块200k,可拆卸地串行或并行排列充电模块200。上述n及k为正整数。
[0065] 主控制部500根据通过数据通信获取的充电包100、充电模块200、充电单元300、充电台600a、600b、600c或BMS的安装数量或运行状态,按不同连接器20a、20b、20c区分供应从作为充电包100的输出值的第一功率值(例如,6Kw)至增减第一功率值的各种功率值的DC电源。
[0066] 例如,若n为10且k为1,则可将最大60Kw的功率值供应至连接器20a、20b、20c,而若增加一个充电模块200以使k变成2,则可将最大120Kw的功率值供应至连接器20a、20b、20c。
[0067] 主控制部500按不同充电包100接通/断开充电包开关118,以选择性地将从第一充电包100a至第n充电包100n中的特定充电包100连接至充电台600a、600b、600c。例如,若只接通一个充电包开关118而断开其余全部充电包的充电包开关118,则6Kw成为最大输出。
[0068] 另外,若主控制部500选择第一充电模块200a至第k充电模块200k中特定充电模块连接至DC总线320,则可调节从DC总线320输出的DC电源的功率值。即,不仅通过充电模块200的安装数量等被动的控制变量,而且,还通过主动选择充电模块200的控制操作改变DC功率值。可按各不同连接器20a、20b、20c输出相互不同的功率值、相互不同的电压或相互不同的电流。
[0069] 如图7至图9所示,安装DC开关部229及可变继电器部410中的至少一种。
[0070] DC开关部229选择DC端子120中的至少一部分并以多种组合并行连接。此时,较佳地,DC总线320具备包括第一DC总线320a、第二DC总线320b、第nDC总线320n在内的多条。因此,可按各不同DC总线320a……320n输出相互不同的功率值/电压/电流,或按各不同连接器20a、20b、20c输出相互不同的功率值/电压/电流。可变继电器部410在存在多条DC总线320a……320n时,选择DC总线320a……320n中的至少一部分并以多种组合并行连接。
[0071] DC开关部229可安装于充电模块220a……220k的DC输出部220,而可变继电器部410可安装在相当于DC总线320a……320n的输出侧的功率传递部400。
[0072] 主控制部500控制DC开关部229或可变继电器部410中至少一种的运行,以选择性地连接从第一充电包110a至第n充电包100n中特定的充电包,或选择性地连接从第一充电模块200a至第k充电模块200k中特定的充电模块。
[0073] 若参考图8,则可很好地理解DC开关部229的功能。因在第一DC总线320a上只连接第一充电包100a一个充电包,因此,例如,相当于充电包100的第一功率值的6Kw成为最大功率。在第二DC总线320b上,因连接第二充电包100b、第三充电包100c、第四充电包100d等三个充电包,因此,18Kw成为最大功率。而在第nDC总线320n上,第一充电包100a至第n充电包100n都并行连接,且若n为10,则60Kw成为最大功率。
[0074] 此时,各DC总线320连接哪个充电包,且连接多少个充电包等,可通过主控制部500或充电模块控制器217任意调节。在DC开关部229上,作为通过充电模块控制器217控制运行的切换部件,安装有FET、硬件开关、二极管等组合电路。
[0075] DC开关部229根据从充电模块控制器217输入的指令,相互连接从第一充电包100a至第n充电包100n中选择的充电包和从第一DC总线320a至第nDC总线320n中选择的DC总线。
[0076] 例如,DC开关部229可断开第一DC总线320a及第一充电模块200a的所有充电包的连接,或断开第一DC总线320a及第二充电模块200b的所有充电包的连接。此时,通过第一DC总线320a不输出DC电源。
[0077] 若在DC输出部220具备DC开关部229及DC电源插头221a、221b……221n,具备多条DC总线320a……320n,且在各DC总线320a……320n连接不同DC电源插头,则按各不同DC总线320a……320n输出相互不同的功率值。
[0078] 若在各不同DC总线320a……320n连接相互不同的连接器20a、20b、20c,则可按各不同连接器20a、20b、20c输出相互不同的功率值。若通过主控制部500按不同充电包100或充电模块200输出不同电压或不同电流,则可按各不同DC总线320a……320n或各不同连接器20a、20b、20c输出相互不同的输出电压或相互不同的输出电流。
[0079] 如图9所示,可变继电器部410安装于作为DC总线320输出侧的功率传递部400。可变继电器部410根据主控制部500的指令得到控制,以改变各DC总线320a……320n和连接器20a、20b、20c的连接状态。
[0080] 在充电包100a……100n的第一功率值为6Kw,在各充电模块200a……200k上以接通状态安装十个充电包100,充电模块200a……200k共有十个且全部连接于第一DC总线320a至第nDC总线320n时,若可变继电器部410将第一DC总线320a至第nDC总线320n都连接于第一充电台600a,则第一充电台600a的最大功率值将成为600Kw。
[0081] 图1所示的第三连接器20c的最大功率例如为6Kw。此时,DC开关部229只将第一充电模块200的第一充电包100a连接于第三连接器20c,而断开其余充电模块及其余充电包的连接状态,而且,只将第一充电模块200a的第一充电包100a连接于第一DC总线320a至第n总线320n中的一个之上。另外,可变继电器部410将某个DC总线连接于第三连接器20c,而断其余DC总线及其余连接器的连接。因此,在第三连接器20c上,只有第一充电模块200a的第一充电包100a通过一个DC总线连接,而第三连接器20c的最大输出为6Kw。
[0082] 图1所示的第二连接器20b的最大功率例如为30Kw。DC开关部229并行连接第二充电模块200b的第一充电包100a及第二充电包100b和第10充电模块的第一充电包100a至第三充电包100c。
[0083] 作为一实施例,连接于第二连接器20b的充电包与第一DC总线320a至第nDC总线320n中至少一个DC总线连接。例如,可变继电器部410将第二DC总线320连接于第二连接器20b,而断开其余DC总线的连接。
[0084] 上述DC开关部229的运行,通过构成DC开关部229的FET、硬件开关、二极管等组合电路自动控制。
[0085] 在图11中,只安装一个充电模块200a。不具备DC开关部(请参考图8)229及可变继电器部410,而DC总线只具备一个或多个DC总线都并行连接。充电包开关118的接通/断开与否如图所示,其中,“O”为接通(on)状态,而“X”为断开“off”状态。此时,充电单元通过DC连接线222输出12Kw的最大功率值。
[0086] 在图12中,安装第一充电模块200a至第三充电模块200c。不具备DC开关部(请参考图8)229及可变继电器部410。DC总线320也只具备一个且不分开为多条支路。充电包开关118的接通/断开与否如图所示。充电单元通过单一DC总线320输出30Kw的最大功率值。
[0087] 在图13中,DC开关部(请参考图8)229将各安装于第一充电模块200a、第二充电模块200b及第三充电模块200c的第一充电包100a连接于第一DC总线320a。根据各充电包开关118的接通/断开与否,充电单元通过第一DC总线320a输出12Kw的最大功率值。
[0088] 另外,DC开关部(请参考图8)229将各安装于第一充电模块200a、第二充电模块200b及第三充电模块200c的第二充电包100b至第四充电包100d连接于第二DC总线320b。根据各充电包开关118的接通/断开与否,充电单元通过第二DC总线320b输出36Kw的最大功率值。
[0089] 因此,连接于第一DC总线320a的第一连接器20a输出12Kw的最大功率值,而连接于第二DC总线320b的第二连接器20b输出36Kw的最大功率值。
[0090] 若参考关于本发明另一实施例的图14至图17,则详细图示网格部800的实施例。
[0091] 如图所示,网格部800连接充电包100、100a、100b、100n及连接器20a、20b、20r,调节充电包100、100a、100b、100n的串行连接状态、充电包100、100a、100b、100n的并行连接状态、充电包100、100a、100b、100n和连接器20a、20b、20r的各电连接状态中的至少一种。增减充电包100、100a、100b、100n的第一功率值的各种功率值通过DC电源网格部800施加至各连接器20a、20b、20r以调节充电速度。
[0092] 相对于各连接器20a、20b、20r,网格部800以树状结构连接充电包100、100a、100b、100n或充电模块200、200a、200b、200k。若改变网格部800的上述树状结构,则可调节施加至连接器20a、20b、20r的功率值或输出电压。在充电台600、600a、600b、600q位于独立于充电包100、100a、100b、100n或充电模块200、200a、200b、200k的分开的位置时,网格部800不受距离限制进行连接并改变功率值、输出电压、输出电流等。
[0093] 网格部800包括串行/并行设置部810、电源侧网格部820、负载侧网格部830中的至少一种。具体而言,还可包括如图1至图13所示的DC输出部220、DC开关部229、DC总线320、功率传递部400、可变继电器部410。
[0094] 如图15所示的串行/并行设置部810串行连接多个充电包100、100a、100b、100n相互之间或多个充电模块200、200a、200b、200k相互之间以增减第一功率值,或串行连接多个充电包100、100a、100b、100n相互之间或多个充电模块200、200a、200b、200k相互之间以改变输出电压。
[0095] 作为一实施例,串行/并行设置部810由多个继电器连接而成。串行/并行设置部810通过远程控制的主控制部500选择性地接通/断开上述继电器中的一部分,以改变串行或并行连接。
[0096] 例如,断开第一串行/并行设置部继电器801a及第二串行/并行设置部继电器802a,且接通第三串行/并行设置部继电器803a及第四串行/并行设置部继电器804a,则多个充电包100、100a、100b、100n相互之间或多个充电模块200、200a、200b、200k相互之间将串行连接。在此,可根据连接于各充电包100、100a、100b、100n或各充电模块200、200a、
200b、200k的第三串行/并行设置部继电器803a及第四串行/并行设置部继电器804a的接通/断开与否调节输出电压。
[0097] 另外,断开第三串/并并行设置部继电器803a及第四串行/并行设置部继电器804a,且接通第一串行/并行设置部继电器801a及第二串行/并行设置部继电器802a,则多个充电包100、100a、100b、100n相互之间或多个充电模块200、200a、200b、200k相互之间将并行连接。在此,可根据连接于各充电包100、100a、100b、100n或各充电模块200、200a、
200b、200k的第一串行/并行设置部继电器801a及第二串行/并行设置部继电器802a的接通/断开与否调节功率值。
[0098] 如图16所示为电源侧网格部820及负载侧网格部830。电源侧具备于安装充电包100、100a、100b、100n或充电模块200、200a、200b、200k的电源侧,而负载侧网格部具备于充电台600、600a、600b、600q上。
[0099] 电源侧网格部820将充电包100、100a、100b、100n相互之间或充电模块200、200a、200b、200k相互之间的树状连接结构形成为可变结构,而负载侧网格部830将电源侧网格部820及各连接器20a、20b、20r的树状连接结构形成为可变结构。
[0100] 即,包括第一连接器20a至第r连接器20r在内的正整数r个连接器安装于充电台600、600a、600b、600q,而牌类包括第一充电台600a至第q充电台600q在内的正整数q个充电台。第一充电台600a至第q充电台600q各通过第一电源侧继电器821a至第q电源侧继电器821q连接于充电包100、100a、100b、100n或充电模块200、200a、200b、200k而得输出端。第一连接器20a至第r连接器20r各通过第一负载侧继电器831a至第r负载侧继电器831r连接于第一电源侧继电器821a至第q电源侧继电器821q。
[0101] 此时,从第一连接器20a至第r连接器20r中的某个连接器输出的功率值,在从上述充电包100、100a、100b、100n或上述充电模块200、200a、200b、200k输出的基准功率值(上述“第一功率值”)至0的范围之内调节。从第一连接器20a至第r连接器20r中的某个连接器输出的功率值,根据各继电器的接通/断开与否,以将基准功率值除以r*q的值作为最小单位,进行0~基准功率值为止的调节。
[0102] 例如,假设从充电包100、100a、100b、100n或充电模块200、200a、200b、200k输出的基准功率值为60Kw,上述r为4,各充电台安装四个连接器20a、20b、20r,上述q为3,充电台安装三个的情况。
[0103] 若第一电源侧继电器821a至第q电源侧继电器821q、第一负载侧继电器831a至第r负载侧继电器831r都被断开,则附图标记20a表示的继电器的输出为0Kw。
[0104] 若只接通第一电源侧继电器821a及第一负载侧继电器831a,第二电源侧继电器821b至第q电源侧继电器821q和第二负载侧继电器831b及第r负载侧继电器831r都被断开,则附图标记20a表示的继电器的输出为最大值,是与充电包100、100a、100b、100n或充电模块200、200a、200b、200k输出的基准功率值相同的60Kw。
[0105] 若第一电源侧继电器821a至第q电源侧继电器821q、第一负载侧继电器831a至第r负载侧继电器831r都被接通,则附图标记20a表示的继电器的输出为60/(3*4)=5Kw。
[0106] 因此,若适当组合第一电源侧继电器821a至第q电源侧继电器821q、第一负载侧继电器831a至第r负载侧继电器831r,可以将基准功率值除以r*q的值(上例中为5Kw)作为最小单位,调节连接器20a、20b、20r输出功率值。
[0107] 如图17所示,通过具有树状电连接电路的网格部800连接充电包100、100a、100b、100n或充电模块200、200a、200b、200k和连接器20a、20b、20r,而且,利用接收主控制部500指令的网格部800的可变树状结构改变施加至连接器20a、20b、20r的功率值或电压。因此,可按不同电动车辆的车型,进行快速充电、慢速充电、大容量充电等最佳方式的充电。
[0108] 检测传感器检测电动车辆的接近并通知给主控制部500。连接至电动车辆的连接器20a、20b、20r连接于夹具(jig)并自动调节位置。主控制部500判断电动车辆的种类并根据用户输入的充电信息确定快速充电、慢速充电、大容量充电等最佳充电模式。主控制部500改变网格部800的树状结构,以调节连接器20a、20b、20r的功率值或输出电压。
[0109] 图18至图20为在一个AC/DC转换组件950上具备多个DC/DC转换组件960a、960b、960s的通用充电装置的实施例。
[0110] 安装多个AC/DC转化组件960以应对快速充电及慢速充电模式时,根据AC/DC转换组件950的特点,体积大、发热量大且安装费用高。为达到高效率、低费用、减少占有空间等各种目的,提出在一个AC/DC转换组件950上具备多个DC/DC转换组件960a、960b、960s的实施例。根据本实施例,最大限度地减少体积大、发热量大且安装费用高的AC/DC转换组件950的安装数量,而在一个AC/DC转换组件950上具备多个体积小、发热量少且安装费用少的DC/DC转换组件960a、960b、960s。功率值的可变性和容量可变性的增加,通过网格部800的可变树状结构实现。
[0111] 如图18至图20所示的通用充电装置,包括:AC/DC转换组件950、DC/DC转换组件960a、960b、960s、网格部800、连接器20a、20b、20r。
[0112] AC/DC转换组件950接收交流电源输入并转换为直流电源。在一个AC/DC转换组件950上连接正整数的s个第一DC/DC转换组件960a至第sDC/DC转换组件960s。
[0113] DC/DC转换组件960a、960b、960s对经AC/DC转换组件950转换的第一电压的DC输入电源进行减压或升压,以转换为第二电压的DC输出电源。DC/DC转换组件960a、960b、960s可制作成内置切换元件、整流元件、线圈等的小型DC/DC转换芯片形式,因此,较之安装多个AC/DC转换组件950的情况,明显减少体积、安装费用及发热。
[0114] DC/DC转换组件960a、960b、960s成为第一组件,而在一个AC/DC转换组件950上连接多个DC/DC转换组件960a、960b、960s的第一转换组件940a至第n转换组件940n成为第二组件。若到容量充电的需求增多,则可通过层叠所需数量的第一转换组件940a至第n转换组件940n的个别模块,从而容易增设容量。
[0115] 网格部800包括串行/并行设置部810、电源侧网格部800、负载侧网格部800中的至少一种,而相对于各连接器20a、20b、20r,DC/DC转换组件960a、960b、960s以树状结构连接。若改变网格部800的树状结构,则可调节施加至各连接器20a、20b、20r的功率值或输出电压。
[0116] 串行/并行设置部810串行或并行连接多个DC/DC转换组件960a、960b、960s相互之间。电源侧网格部820将DC/DC转换组件960a、960b、960s相互之间的树状连接结构形成为可变结构,而负载侧网格部830将电源侧网格部820及各连接器20a、20b、20r的树状连接结构形成为可变结构。
[0117] 从第一连接器20a至第r连接器20r中的任何一个连接器20a、20b、20c、20r输出的功率值,在从DC/DC转换组件960a、960b、960s输出的基准功率值至0的范围之内调节。从第一连接器20a至第r连接器20r中的某个连接器输出的功率值,根据各继电器的接通/断开与否,以将基准功率值除以r*q的值作为最小单位,进行0~基准功率值为止的调节。
[0118] 上述实施例仅用以说明本发明而非限制,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明进行修改变形或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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