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交直流一体充电桩的充电控制系统

阅读：1014发布：2020-05-13

专利汇可以提供交直流一体充电桩的充电控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于汽车充电的技术领域，具体涉及交直流一体充电桩的充电控制系统，包括光伏组件、交流控制模块、直流控制模块、交直流转换组件、电池管理模块和辅助电源，交流控制模块和直流控制模块均与光伏组件连接，交流控制模块和直流控制模块均与辅助电源连接，交流控制模块和直流控制模块均与电池管理模块连接，交直流转换组件与电池管理模块连接。本发明对交流充电和直流充电的集成程度高，利用光伏组件产生电能，提高了系统的环保性能，通过辅助电源和交直流转换组件的配合，实现了交流电和直流电之间的充电转换，有效地提高了系统的稳定性及其智能程度。，下面是交直流一体充电桩的充电控制系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.交直流一体充电桩的充电控制系统，其特征在于：包括光伏组件、交流控制模块、直流控制模块、交直流转换组件、电池管理模块和辅助电源，所述交流控制模块和所述直流控制模块均与所述光伏组件连接，所述交流控制模块、所述直流控制模块和所述辅助电源均设置于充电桩，所述直流控制模块与所述辅助电源连接，所述交流控制模块和所述直流控制模块均与所述电池管理模块连接，所述交直流转换组件设置于充电接口，所述交流控制模块与所述交直流转换组件连接，所述交直流转换组件与所述电池管理模块连接；
当所述辅助电源与所述交直流转换组件连接时，所述直流控制模块进行充电，所述直流控制模块用于控制直流回路的通断；
当所述辅助电源与所述交直流转换组件断开时，所述交流控制模块进行充电，所述交流控制模块用于控制交流回路的通断。
2.如权利要求1所述的交直流一体充电桩的充电控制系统，其特征在于：所述充电控制系统还包括电量检测模块，所述电量检测模块设置于所述充电接口，所述电量检测模块的输入端和输出端分别连接所述电池管理模块和所述交直流转换组件。
3.如权利要求2所述的交直流一体充电桩的充电控制系统，其特征在于：所述交直流转换组件设置有继电器，所述继电器的动触点与所述辅助电源连接，所述继电器用于控制所述直流控制模块和所述交流控制模块的充电。
4.如权利要求2所述的交直流一体充电桩的充电控制系统，其特征在于：所述电量检测模块设置有电荷传感器，所述电荷传感器与所述电池管理模块连接，所述电荷传感器用于检测所述电池管理模块的电量。
5.如权利要求3所述的交直流一体充电桩的充电控制系统，其特征在于：所述电荷传感器设置有保护电阻。
6.如权利要求1所述的交直流一体充电桩的充电控制系统，其特征在于：所述充电控制系统还包括通讯模块，所述交流控制模块和所述直流控制模块均与所述通讯模块连接，所述通讯模块用于与用户进行通讯。
7.如权利要求6所述的交直流一体充电桩的充电控制系统，其特征在于：所述充电控制系统还包括计费模块，所述计费模块与所述通讯模块连接。
8.如权利要求7所述的交直流一体充电桩的充电控制系统，其特征在于：所述计费模块设置有直流采集单元和交流采集单元，所述直流采集单元与所述直流回路连接，所述交流采集单元与所述交流回路连接。
9.如权利要求1所述的交直流一体充电桩的充电控制系统，其特征在于：所述光伏组件包括太阳能电池、稳压器和逆变器，所述稳压器和所述逆变器均与所述太阳能电池连接，所述稳压器的输出端连接所述直流控制模块，所述逆变器的输出端连接所述交流控制模块，所述太阳能电池用于储存电量。
10.如权利要求1所述的交直流一体充电桩的充电控制系统，其特征在于：所述充电控制系统还设置有充电枪，所述交流控制模块和所述直流控制模块均与所述充电枪连接。

说明书全文

交直流一体充电桩的充电控制系统

[0001]

技术领域

[0002] 本发明属于汽车充电的技术领域，具体涉及交直流一体充电桩的充电控制系统。

[0003]

背景技术

[0004] 随着环境的恶化和技术的发展，电动汽车的数量日益增加。现今，对电动汽车进行充电，往往需要用到充电桩。充电桩是一种充电设备，能够为电动汽车提供电力补充。

[0005] 然而，申请人发现现有的充电桩及其充电控制系统至少存在以下的缺陷：1）现有的充电桩及其充电控制系统的充电性能单一，不能满足人们对电动汽车的充电需求；2）现有的充电桩及其充电控制系统不能高效稳定地实现了交流电和直流电之间的充电转换，充电模式不够灵活，充电的效率低，智能程度低。

[0006]

发明内容

[0007] 本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供交直流一体充电桩的充电控制系统，完善了充电控制系统的充电模式，优化了交流电和直流电之间的充电转换效率，提高了系统的充电效率和系统的智能化程度，满足了人们对电动汽车充电的各种需求。

[0008] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：交直流一体充电桩的充电控制系统，包括光伏组件、交流控制模块、直流控制模块、交
直流转换组件、电池管理模块和辅助电源，所述交流控制模块和所述直流控制模块均与所述光伏组件连接，所述交流控制模块、所述直流控制模块和所述辅助电源均设置于充电桩，所述直流控制模块与所述辅助电源连接，所述交流控制模块和所述直流控制模块均与所述电池管理模块连接，所述交直流转换组件设置于充电接口，所述交流控制模块与所述交直流转换组件连接，所述交直流转换组件与所述电池管理模块连接；当所述辅助电源与所述交直流转换组件连接时，所述交直流转换组件处于休歇状态，所述直流控制模块进行充电，所述直流控制模块用于控制直流回路的通断；当所述辅助电源与所述交直流转换组件断开时，所述交直流转换组件处于运行状态，所述交流控制模块进行充电，所述交流控制模块用于控制交流回路的通断。

[0009] 进一步地，所述充电控制系统还包括电量检测模块，所述电量检测模块设置于所述充电接口，所述电量检测模块的输入端和输出端分别连接所述电池管理模块和所述交直流转换组件，所述电池管理模块接通所述电量检测模块的输入端后，所述电量检测模块检测所述电池管理模块的剩余电量情况，当剩余电量达到阈值时，能够触发所述交直流转换组件的运行。

[0010] 进一步地，所述交直流转换组件设置有继电器，所述继电器的动触点与所述辅助电源连接，所述继电器用于控制所述直流控制模块和所述交流控制模块的充电；所述继电器设置有常开触点和常闭触点，当所述辅助电源与所述交直流转换组件连接时，所述继电器的常开触点与所述继电器的动触点连接，使得所述交直流转换组件处于休歇状态，与所述辅助电源连接的所述直流控制模块运行充电，当所述辅助电源与所述交直流转换组件断开时，所述继电器的常闭触点与所述继电器的动触点连接，使得所述交直流转换组件处于运行状态，从而实现直流充电向交流充电的切换。

[0011] 进一步地，所述电量检测模块设置有电荷传感器，所述电荷传感器与所述电池管理模块连接，所述电荷传感器用于检测所述电池管理模块的电量。

[0012] 进一步地，所述电荷传感器设置有保护电阻，以避免所述电荷传感器受到大电量的冲击。

[0013] 进一步地，所述充电控制系统还包括通讯模块，所述交流控制模块和所述直流控制模块均与所述通讯模块连接，所述通讯模块用于与用户进行通讯，能够使用户实时地获知交流充电和直流充电的情况。

[0014] 进一步地，所述通讯模块为ZigBee无线通讯模块、Z-Wave无线通讯模块、蓝牙无线通讯模块、以太网通讯模块、Wifi通讯模块、2G/3G/4G/5G通讯模块中的一种。

[0015] 进一步地，所述充电控制系统还包括计费模块，所述计费模块与所述通讯模块连接，用户能够根据通讯模块来接收交流充电和直流充电的计费情况，所述计费模块用于对电流、电压的采集和换算。

[0016] 进一步地，所述计费模块设置有直流采集单元和交流采集单元，所述直流采集单元与所述直流回路连接，所述交流采集单元与所述交流回路连接。

[0017] 进一步地，所述光伏组件包括太阳能电池、稳压器和逆变器，所述稳压器和所述逆变器均与所述太阳能电池连接，所述稳压器的输出端连接所述直流控制模块，所述逆变器的输出端连接所述交流控制模块，所述太阳能电池用于储存电量。

[0018] 进一步地，所述充电控制系统还设置有充电枪，所述交流控制模块和所述直流控制模块均与所述充电枪连接。

[0019] 进一步地，辅助电源为12 36V的直流电源。~

[0020] 进一步地，所述电池管理模块用于与电动汽车的电池进行并联，所述电池管理模块设置有漏电保护电路。

[0021] 本发明的有益效果在于：本发明的交流控制模块和直流控制模块均与光伏组件连接，光伏组件为清洁能源，其污染少、环保效益高、应用场景广，大大地提高了充电控制系统的通用性，并且，交流控制模块和直流控制模块均与电池管理模块，在充电时，可以直接选择交流充电或直流充电，使得汽车在需要快充时可以选择直流充电，需要慢充时可以选择交流充电，无需拔下充电枪，提高了充电的效率；交流控制模块与交直流转换组件连接，当辅助电源与交直流转换组件断开时，交直流转换组件处于运行状态，交流控制模块进行充电，实现了从直流充电向交流充电的切换，显然，充电桩充电控制系统可以设置先直流快速充电，再转换为交流慢充，有效避免在直流充电模式下SOC较高时电池出现过冲而导致电池损坏甚至燃烧的情况，提高了系统的充电效率、系统的安全性和智能化程度，满足了人们对电动汽车充电的各种需求。

[0022]附图说明

[0023] 图1为本发明的结构示意图。

[0024] 图2为本发明充电桩和充电接口的部分电路图。

[0025]

具体实施方式

[0026] 如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

[0027] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0028] 在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0029] 以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

[0030] 如图1 2所示，交直流一体充电桩的充电控制系统，包括光伏组件、交流控制模块、~直流控制模块、交直流转换组件、电池管理模块和辅助电源，交流控制模块和直流控制模块均与光伏组件连接，交流控制模块、直流控制模块和辅助电源均设置于充电桩，直流控制模块与辅助电源连接，交流控制模块和直流控制模块均与电池管理模块连接，交直流转换组件设置于充电接口，交流控制模块与交直流转换组件连接，交直流转换组件与电池管理模块连接；当辅助电源与交直流转换组件连接时，直流控制模块进行充电，直流控制模块用于控制直流回路的通断；当辅助电源与交直流转换组件断开时，交流控制模块进行充电，交流控制模块用于控制交流回路的通断。

[0031] 本发明的充电控制系统至少包括以下的几种运行模式：（1）当电动汽车需要进行快充时，使电动汽车的电池与电池管理模块进行并联，直流控制模块从光伏组件接收电量并传输到电池管理模块为电动汽车的电池充电；（2）当电动汽车需要进行慢充时，使电动汽车的电池与电池管理模块进行并联，交流控制模块从光伏组件接收电量并传输到电池管理模块为电动汽车的电池充电；（3）当辅助电源与交直流转换组件连接时，直流控制模块进行充电，其中，辅助电源选取12V的直流电源；（4）当辅助电源与交直流转换组件断开时，交流控制模块进行充电，实现了从直流充电向交流充电的切换，避免在直流充电模式下SOC较高时电池出现过冲而导致电池损坏甚至燃烧的情况。

[0032] 优选地，充电控制系统还包括电量检测模块，电量检测模块设置于充电接口，电量检测模块的输入端和输出端分别连接电池管理模块和交直流转换组件，电动汽车的电池与电池管理模块并联后，将电动汽车的电池电量转换为电池管理模块的电量，电池管理模块接通电量检测模块的输入端后，电量检测模块检测电池管理模块的剩余电量情况，当剩余电量高于满电容量的80%时，交直流转换组件运行，辅助电源与交直流转换组件断开，实现了从直流充电向交流充电的切换，从而避免电池过充的情况。

[0033] 优选地，电量检测模块设置有电荷传感器，电荷传感器与电池管理模块连接，电荷传感器用于检测电池管理模块的电量。

[0034] 优选地，电荷传感器设置有保护电阻，以避免电荷传感器受到大电量的冲击，保障电荷传感器的正常运行。

[0035] 优选地，交直流转换组件设置有继电器，继电器的动触点与辅助电源连接，继电器用于控制直流控制模块和交流控制模块的充电，继电器设置有常开触点和常闭触点，当辅助电源与交直流转换组件连接时，继电器的常开触点与继电器的动触点连接，使得交直流转换组件处于休歇状态，与辅助电源连接的直流控制模块运行充电，当辅助电源与交直流转换组件断开时，继电器的常闭触点与继电器的动触点连接，使得交直流转换组件处于运行状态，从而实现直流充电向交流充电的切换。

[0036] 优选地，充电控制系统还包括通讯模块，交流控制模块和直流控制模块均与通讯模块连接，通讯模块用于与用户进行通讯。

[0037] 优选地，充电控制系统还包括计费模块，计费模块与通讯模块连接，计费模块用于对电流、电压的采集和换算。

[0038] 优选地，计费模块设置有直流采集单元和交流采集单元，直流采集单元与直流回路连接，交流采集单元与交流回路连接。

[0039] 优选地，光伏组件包括太阳能电池、稳压器和逆变器，稳压器和逆变器均与太阳能电池连接，稳压器的输出端连接直流控制模块，逆变器的输出端连接交流控制模块，太阳能电池用于储存电量，太阳能电池输出直流电，通过稳压器可以为直流控制模块输入所需的直流电压，通过逆变器可以为交流控制模块输入所需的交流电压。

[0040] 优选地，充电控制系统还设置有充电枪，交流控制模块和直流控制模块均与充电枪连接，实现了交直流一体一枪充电。

[0041] 根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

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