技术领域
[0001] 本
发明属于电动汽车充电技术领域，涉及一种直流充电站的电动汽车快速充电方法。
背景技术
[0002] 面对当前日益严峻的
能源危机，石油需求量不断增加，供给不足以及汽车保有量不断增长，各国汽车产业发展面临能源、环境的约束，发展节能环保的电动汽车已经成为汽车产业可持续发展的选择。由于当前
基础充电设施的不健全更进一步加剧了消费者对电动汽车较短续航能
力的担忧和顾虑，面临着难充电、甚至无法充电的困境，消费者对电动汽车的购买意愿相对燃油车是很低的，消费者焦虑度成为阻碍电动汽车大规模推广的重要心理障碍。
[0003] 目前，常见的电动汽车充电设施有充电桩、充电站和
电池充换站。针对上述三种方式，均需要选配合适的充电置。充电桩充电功率较小，一般为2～10kW，主要通过已有的配变和线路接入
电网，一般只能用于慢速充电。国际上，美国、日本、英国等发达国家都已在建设各自的充电设施，均以充电站和充电桩为主。由此可以看出充电站和充电桩相结合的方式将是电动汽车充电的主要方式，充电站用于快速充电和更换电池，充电桩便于居民在夜晚时间自由的进行慢速充电。经检索，如中国
专利文献公开了一种电动汽车快速充电方法【专利号：ZL 201510836569.6；授权公告号：CN105291875A】。这种电动汽车快速充电方法，该方法包括：整车
控制器接收快速充电桩发送的快速充电唤醒
信号，控制整车上电，
电池管理系统进入充电响阶段；在充电响应阶段，通过与快速充电桩的响应信息交互，确认充电响应正常，电池管理系统进入充电参数配置阶段；在充电参数配置阶段，通过与快速充电桩的参数信息交互，确认充电参数配置正常，电池管理系统进入充电阶段；在充电阶段，通过与快速充电桩的充电信息交互，确认充电过程正常，电池管理系统进入充电末期阶段；在充电末期阶段，电池管理系统通过与快速充电桩的末期信息交互，确认充电完成或者充电失败。
[0004] 但是，这种电动汽车快速充电方法对于电动汽车充电速度慢的问题上并未得到良好的解决，同时也未涉及采用直流充电柜为电动汽车进行快速充电。
发明内容
[0005] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种直流充电站的电动汽车快速充电方法，本直流充电站的电动汽车快速充电方法不仅能够便捷有效的实现充电枪与电动汽车
接口对接，而且在保证充电安全的前提下实现快速充电的特点。
[0006] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
[0007] 一种直流充电站的电动汽车快速充电方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
[0008] a、后台服务或上位机选择充电车型，后台根据大
数据库识别电池类型，确定充电
电流和
电压，设定充电程序；
[0009] b、充
电机器人将充电枪插入电动汽车接口，系统根据
采样的电池电压计算电池SOC，分析整个快充时间，并且反馈给用户；
[0010] c、预充电
电路工作，通过旁路
电阻给
母线电容充电，电压达到450V时吸合继电器，通过继电器继续为母线电容充电；
[0011] d、PWM
整流器开始工作，通
过采样的电网电压和网侧电流，满足功率因数在99％以上，且保证母线电压在设定值；
[0012] e、PWM斩波器开始工作，充电电流迅速到达设定值，同时监控电池电压，电池电压短时间过高时，电池以脉冲电流放电，低于保护值继续充电，往复直至电池电量充到80％；
[0013] f、系统通过UI界面或是其他方式提醒充电完成。
[0014] 本发明所采用的方法，在充电前能够根据
电动汽车电池情况选择充电模式，并反馈充电时间；在充电过程中，通过旁路电阻和继电器实现预充电，采样的电网电压、网侧电流、PWM整流器和PWM斩波器保证功率因素有能实现充电过程中的电压的
稳定性并监控电池电压情况，保证充电安全的前提下实现快速充电。
[0015] 作为优选，在步骤a中，所述充电电流范围20A-100A，充电电压范围300V-550V。
[0016] 作为优选，在步骤b中，所述充电枪上开设有安装槽一和安装槽二，所述安装槽一的内底壁上开设有凸型滑槽一，凸型滑槽一内滑动设置有与凸型滑槽一相匹配的滑
块一，滑块一上固定有
齿条一，且安装槽一内转动设有
转轴一，转轴一上固定有翻转杆一，翻转杆一的一端开设有若干与齿条一相
啮合的齿牙一，翻转杆一的另一端固定有对接柱一，对接柱一的另一端固定有卡球一；所述安装槽二的内底壁上开设有凸型滑槽二，凸型滑槽二内滑动设置有与凸型滑槽二相匹配的滑块二，滑块二上固定有齿条二，且安装槽二内转动设有转轴二，转轴二上固定有翻转杆二，翻转杆二的一端开设有若干与齿条二相啮合的齿牙二，翻转杆二的另一端固定有对接柱二，对接柱二的另一端固定有卡球二。
[0017] 滑块一、滑块二分别能够沿着凸型滑槽一、凸型滑槽二作往复运动，从而带动齿条一、齿条二沿着凸型滑槽一、凸型滑槽二作往复运动，通过齿条一与翻转杆一上齿牙一的啮合，齿条二与翻转杆二上齿牙二的啮合，从而实现翻转杆一以转轴一为中心进行翻转，翻转杆二以转轴二为中心进行翻转。
[0018] 作为优选，在步骤b中，所述电动汽车接口开设有对接孔一和对接孔二，且对接孔一和对接孔二的内底壁上分别固定有
弹簧一和弹簧二，所述电动汽车接口内还设有能够实现将卡球一和卡球二分别
锁定在对接孔一和对接孔二内的限位装置，所述限位装置包括
丝杠、电机一、限位架。
[0019] 充电前，滑块一和滑块二朝向电动汽车接口方向运动，带动翻转杆一和转杆二翻转，使对接柱一上的卡球一朝向对接孔一，使对接柱二上的卡球二朝向对接孔二，移动充电枪，使卡球一进入对接孔一，使卡球二进入对接孔二，在充电枪插入电动汽车接口前起到辅助对接作用，不仅能够避免充电枪与电动汽车接口直接对接造成接口磨损，而且降低对接过程存在的误差提高效率，且通过限位装置实现将卡球一和卡球二分别限位在对接孔一和对接孔二内；充电完成后，同理，限位装置解除卡球一和卡球二分别在对接孔一和对接孔二内的限位，滑块一和滑块二背向电动汽车接口方向运动，使充电枪与电动汽车接口脱离。
[0020] 其中，弹簧一和弹簧二分别对卡球一进入到对接孔一内以及卡球二进入到对接孔二内起到缓冲作用。
[0021] 作为优选，所述电动汽车接口开设有安装槽三，所述限位架位于安装槽三内，限位架包括横板、限位杆一、限位杆二，所述电动汽车接口上开设有使安装槽三和对接孔一相通的限位孔一，限位杆一的一端固定在横板上，限位杆一另一端穿设在限位孔一内，且限位杆一的长度大于限位孔一的深度，限位杆二的一端固定在横板上，限位杆二的另一端穿设在限位孔二内，且限位杆二的长度大于限位孔二的深度。
[0022] 作为优选，所述电动汽车接口开设有安装槽四，所述电动汽车接口上开设有使安装槽三和安装槽四相通的通孔，所述电机一固定在安装槽四的一
侧壁上，电机的一
输出轴朝向通孔，丝杠的一端固定在电机一的输出轴端部，丝杠的另一端穿出通孔且转动设置在安装槽三的一侧壁上，横板上开设有安装孔，安装孔的内壁上固定有
轴承，轴承的
内圈上固定有
螺母，螺母
螺纹连接在丝杠位于安装槽四的一端。
[0023] 电机一带动丝杠正转，通过螺母和轴承，使横板朝向电机一方向运动，从而使限位杆一的一端穿设到对接孔一内且抵靠在对接柱一上，使限位杆二的一端穿设到对接孔二内且抵靠在对接柱二上，实现将卡球一、卡球二限位在对接孔一、对接孔二内，能够起到避免充电枪与电动汽车接口脱离的作用；同理，电机一带动丝杠反转，使横板被向电机一方向运动，从而使限位杆一的一端离开到对接孔一，使限位杆二的一端离开对接孔二，实现将卡球一、卡球二自由的在对接孔一、对接孔二内进出。
[0024] 作为优选，所述限位杆一上套设有弹簧三，限位杆二上套设有弹簧四，弹簧三和弹簧四的一端均固定在横板上。
[0025] 作为优选，所述卡球一的直径大于对接柱一的直径，卡球二的直径大于对接柱二的直径，所述对接孔一、对接孔二的直径分别与卡球一、卡球二的直径相等。
[0026] 作为优选，所述滑块一和滑块二上分别固定有导向杆一和导向杆二，所述充电枪具有内腔，导向杆一和导向杆二的另一穿设在充电枪的内腔，且导向杆一和导向杆二之间固定有
连杆，充电枪内腔内设置有能够带动连杆进行往复运动的推动结构。
[0027] 作为优选，所述推动结构包括电机二，充电枪的内腔内通过轴承座转动设置有
传动轴一和传动轴二，且传动轴一和传动轴二上分别固定有滚轮一和滚轮二，电机二固定在充电枪内腔一侧壁上，且电机一的输出轴与滚轮一固定，滚轮一和滚轮二上套设有皮带，连杆上固定有连接块，且连接块与一侧皮带相固定。
[0028] 电机二带动滚轮一正转，通过滚轮二实现一侧皮带上的连接块朝向滚轮一方向运动，通过连杆能够将导向杆一和导向杆二推出，实现滑块一和滑块二朝向电动汽车接口方向运动；同理，电机二带动滚轮一反转，通过滚轮二实现一侧皮带上的连接块朝向滚轮二方向运动，通过连杆能够将导向杆一和导向杆二收回，实现滑块一和滑块二背向电动汽车接口方向运动。
[0029] 与
现有技术相比，本直流充电站的电动汽车快速充电方法具有以下优点：
[0030] 1、本发明所采用的方法，在充电前能够根据电动汽车电池情况选择充电模式，并反馈充电时间；在充电过程中，通过旁路电阻和继电器实现预充电，采样的电网电压、网侧电流和PWM斩波器保证功率因素有能实现充电过程中的电压的稳定性并监控电池电压情况，保证充电安全的前提下实现快速充电。
[0031] 2、本发明在充电前，滑块一和滑块二朝向电动汽车接口方向运动，带动翻转杆一和转杆二翻转，移动充电枪，使卡球一进入对接孔一，使卡球二进入对接孔二，不仅能够避免充电枪与电动汽车接口直接对接造成接口磨损，而且降低对接过程存在的误差提高效率；充电完成后，同理，滑块一和滑块二背向电动汽车接口方向运动，使充电枪与电动汽车接口脱离。
[0032] 3、本发明通过电机一带动丝杠正转，通过螺母和轴承，使横板朝向电机一方向运动，从而使限位杆一的一端穿设到对接孔一内且抵靠在对接柱一上，使限位杆二的一端穿设到对接孔二内且抵靠在对接柱二上，实现将卡球一、卡球二限位在对接孔一、对接孔二内，能够起到避免充电枪与电动汽车接口脱离的作用；同理，电机一带动丝杠反转，实现将卡球一、卡球二自由的在对接孔一、对接孔二内进出。
[0033] 4、本发明通过电机二带动滚轮一正转，通过滚轮二实现一侧皮带上的连接块朝向滚轮一方向运动，通过连杆能够将导向杆一和导向杆二推出，实现滑块一和滑块二朝向电动汽车接口方向运动；同理，电机二带动滚轮一反转，实现滑块一和滑块二背向电动汽车接口方向运动。
附图说明
[0034] 图1是本发明中电动汽车接口与充电枪的立体的结构示意图；
[0035] 图2是本发明中充电枪的局部剖视的结构示意图；
[0036] 图3是本发明中充电枪的半剖结构示意图；
[0037] 图4是本发明中电动汽车接口局部剖视的结构示意图一；
[0038] 图5是本发明中电动汽车接口局部剖视的结构示意图二。
[0039] 图中，1、充电枪；2、安装槽一；3、安装槽二；4、滑块一；5、齿条一；6、翻转杆一；7、对接柱一；8、卡球一；9、滑块二；10、齿条二；11、翻转杆二；12、对接柱二；13、卡球二；14、导向杆一；15、导向杆二；16、电机二；17、滚轮一；18、滚轮二；19、皮带；20、连接块；21、连杆；22、对接孔一；23、对接孔二；24、安装槽三；25、横板；26、限位杆一；27、限位杆二；28、安装槽四；29、电机一；30、丝杠；31、通孔；32、电动汽车接口。
具体实施方式
[0040] 以下是本发明的具体
实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0041] 一种直流充电站的电动汽车快速充电方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
[0042] a、后台服务或上位机选择充电车型，后台根据
大数据库识别电池类型，确定充电电流和电压，充电电流范围20A-100A，充电电压范围300V-550V，设定充电程序；
[0043] b、充电
机器人将充电枪1插入电动汽车接口32，系统根据采样的电池电压计算电池SOC，分析整个快充时间，并且反馈给用户；
[0044] c、预充电电路工作，通过旁路电阻给母线电容充电，电压达到450V时吸合继电器，通过继电器继续为母线电容充电；
[0045] d、PWM整流器开始工作，通过采样的电网电压和网侧电流，满足功率因数在99％以上，且保证母线电压在设定值；
[0046] e、PWM斩波器开始工作，充电电流迅速到达设定值，同时监控电池电压，电池电压短时间过高时，电池以脉冲电流放电，低于保护值继续充电，往复直至电池电量充到80％；
[0047] f、系统通过UI界面或是其他方式提醒充电完成。
[0048] 本发明所采用的方法，在充电前能够根据电动汽车电池情况选择充电模式，并反馈充电时间；在充电过程中，通过旁路电阻和继电器实现预充电，采样的电网电压、网侧电流、PWM整流器和PWM斩波器保证功率因素有能实现充电过程中的电压的稳定性并监控电池电压情况，保证充电安全的前提下实现快速充电。
[0049] 如图1和图3所示，在步骤b中，充电枪1上开设有安装槽一2和安装槽二3，安装槽一2的内底壁上开设有凸型滑槽一，凸型滑槽一内滑动设置有与凸型滑槽一相匹配的滑块一
4，滑块一4上固定有齿条一5，且安装槽一2内转动设有转轴一，转轴一上固定有翻转杆一6，翻转杆一6的一端开设有若干与齿条一5相啮合的齿牙一，翻转杆一6的另一端固定有对接柱一7，对接柱一7的另一端固定有卡球一8；安装槽二3的内底壁上开设有凸型滑槽二，凸型滑槽二内滑动设置有与凸型滑槽二相匹配的滑块二9，滑块二9上固定有齿条二10，且安装槽二3内转动设有转轴二，转轴二上固定有翻转杆二11，翻转杆二11的一端开设有若干与齿条二10相啮合的齿牙二，翻转杆二11的另一端固定有对接柱二12，对接柱二12的另一端固定有卡球二13。
[0050] 滑块一4、滑块二9分别能够沿着凸型滑槽一、凸型滑槽二作往复运动，从而带动齿条一5、齿条二10沿着凸型滑槽一、凸型滑槽二作往复运动，通过齿条一5与翻转杆一6上齿牙一的啮合，齿条二10与翻转杆二11上齿牙二的啮合，从而实现翻转杆一6以转轴一为中心进行翻转，翻转杆二11以转轴二为中心进行翻转。
[0051] 如图2所示，滑块一4和滑块二9上分别固定有导向杆一14和导向杆二15，充电枪1具有内腔，导向杆一14和导向杆二15的另一穿设在充电枪1的内腔，且导向杆一14和导向杆二15之间固定有连杆21，充电枪1内腔内设置有能够带动连杆21进行往复运动的推动结构。推动结构包括电机二16，充电枪1的内腔内通过轴承座转动设置有传动轴一和传动轴二，且传动轴一和传动轴二上分别固定有滚轮一17和滚轮二18，电机二16固定在充电枪1内腔一侧壁上，且电机一29的输出轴与滚轮一17固定，滚轮一17和滚轮二18上套设有皮带19，连杆
21上固定有连接块20，且连接块20与一侧皮带19相固定。电机二16带动滚轮一17正转，通过滚轮二18实现一侧皮带19上的连接块20朝向滚轮一17方向运动，通过连杆21能够将导向杆一14和导向杆二15推出，实现滑块一4和滑块二9朝向电动汽车接口32方向运动；同理，电机二16带动滚轮一17反转，通过滚轮二18实现一侧皮带19上的连接块20朝向滚轮二18方向运动，通过连杆21能够将导向杆一14和导向杆二15收回，实现滑块一4和滑块二9背向电动汽车接口32方向运动。
[0052] 如图4和图5所示，在步骤b中，电动汽车接口32开设有对接孔一22和对接孔二23，且对接孔一22和对接孔二23的内底壁上分别固定有弹簧一和弹簧二，电动汽车接口32内还设有能够实现将卡球一8和卡球二13分别锁定在对接孔一22和对接孔二23内的限位装置，限位装置包括丝杠30、电机一29、限位架。其中，弹簧一和弹簧二分别对卡球一8进入到对接孔一22内以及卡球二13进入到对接孔二23内起到缓冲作用。
[0053] 电动汽车接口32开设有安装槽三24，限位架位于安装槽三24内，限位架包括横板25、限位杆一26、限位杆二27，电动汽车接口32上开设有使安装槽三24和对接孔一22相通的限位孔一，限位杆一26的一端固定在横板25上，限位杆一26另一端穿设在限位孔一内，且限位杆一26的长度大于限位孔一的深度，限位杆二27的一端固定在横板25上，限位杆二27的另一端穿设在限位孔二内，且限位杆二27的长度大于限位孔二的深度。卡球一8的直径大于对接柱一7的直径，卡球二13的直径大于对接柱二12的直径，对接孔一22、对接孔二23的直径分别与卡球一8、卡球二13的直径相等。
[0054] 电动汽车接口32开设有安装槽四28，电动汽车接口32上开设有使安装槽三24和安装槽四28相通的通孔31，电机一29固定在安装槽四28的一侧壁上，电机一29的输出轴朝向通孔31，丝杠30的一端固定在电机一29的输出轴端部，丝杠30的另一端穿出通孔31且转动设置在安装槽三24的一侧壁上，横板25上开设有安装孔，安装孔的内壁上固定有轴承，轴承的内圈上固定有螺母，螺母
螺纹连接在丝杠30位于安装槽四28的一端。限位杆一26上套设有弹簧三，限位杆二27上套设有弹簧四，弹簧三和弹簧四的一端均固定在横板25上。
[0055] 电机一29带动丝杠30正转，通过螺母和轴承，使横板25朝向电机一29方向运动，从而使限位杆一26的一端穿设到对接孔一22内且抵靠在对接柱一7上，使限位杆二27的一端穿设到对接孔二23内且抵靠在对接柱二12上，实现将卡球一8、卡球二13限位在对接孔一22、对接孔二23内，能够起到避免充电枪1与电动汽车接口32脱离的作用；同理，电机一29带动丝杠30反转，使横板25被向电机一29方向运动，从而使限位杆一26的一端离开到对接孔一22，使限位杆二27的一端离开对接孔二23，实现将卡球一8、卡球二13自由的在对接孔一
22、对接孔二23内进出。
[0056] 综合上述，充电前，电机二16带动滚轮一17正转，通过滚轮二18实现一侧皮带19上的连接块20朝向滚轮一17方向运动，通过连杆21能够将导向杆一14和导向杆二15推出，实现滑块一4和滑块二9朝向电动汽车接口32方向运动，从而带动翻转杆一6和转杆二翻转，使对接柱一7上的卡球一8朝向对接孔一22，使对接柱二12上的卡球二13朝向对接孔二23，移动充电枪1，使卡球一8进入对接孔一22，使卡球二13进入对接孔二23，在充电枪1插入电动汽车接口32前起到辅助对接作用，不仅能够避免充电枪1与电动汽车接口32直接对接造成接口磨损，而且降低对接过程存在的误差提高效率，且通过限位装置实现将卡球一8和卡球二13分别限位在对接孔一22和对接孔二23内，电机一29带动丝杠30正转，通过螺母和轴承，使横板25朝向电机一29方向运动，从而使限位杆一26的一端穿设到对接孔一22内且抵靠在对接柱一7上，使限位杆二27的一端穿设到对接孔二23内且抵靠在对接柱二12上，实现将卡球一8、卡球二13限位在对接孔一22、对接孔二23内，能够起到避免充电枪1与电动汽车接口32脱离的作用。
[0057] 充电完成后，同理，电机一29带动丝杠30反转，使横板25被向电机一29方向运动，从而使限位杆一26的一端离开到对接孔一22，使限位杆二27的一端离开对接孔二23，实现将卡球一8、卡球二13自由的在对接孔一22、对接孔二23内进出，解除卡球一8和卡球二13分别在对接孔一22和对接孔二23内的限位，电机二16带动滚轮一17反转，通过滚轮二18实现一侧皮带19上的连接块20朝向滚轮二18方向运动，通过连杆21能够将导向杆一14和导向杆二15收回，实现滑块一4和滑块二9背向电动汽车接口32方向运动，使充电枪1与电动汽车接口32脱离。
[0058] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的
修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附
权利要求书所定义的范围。
[0059] 尽管本文较多地使用了1、充电枪；2、安装槽一；3、安装槽二；4、滑块一；5、齿条一；6、翻转杆一；7、对接柱一；8、卡球一；9、滑块二；10、齿条二；11、翻转杆二；12、对接柱二；13、卡球二；14、导向杆一；15、导向杆二；16、电机二；17、滚轮一；18、滚轮二；19、皮带；20、连接块；21、连杆；22、对接孔一；23、对接孔二；24、安装槽三；25、横板；26、限位杆一；27、限位杆二；28、安装槽四；29、电机一；30、丝杠；31、通孔；32、电动汽车接口等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
