申请/专利权人：青岛特来电新能源科技有限公司

申请日：2018-04-20

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN108312888B

主分类号：B60L53/60

分类号：B60L53/60;H02J3/32

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2019.12.31#专利申请权的转移;2019.12.31#著录事项变更;2018.08.17#实质审查的生效;2018.07.24#公开

摘要：本申请公开了一种电动汽车充电站，包括：接在交流母线上的N个单向ACDC转换器，N≥2；至少一个功率分配装置，该功率分配装置包括N+3个开关，其中3个开关首尾顺次相连构成三角型联结；其余N个开关的一端连接到该三角型联结的第一端子，另一端一对一接入N个单向ACDC转换器的DC侧；该三角型联结的第二端子接电动汽车；所有功率分配装置中的三角型联结的第三端子联结为一点；储能装置，包括储能电池以及连接储能电池和所述第三端子的双向DCDC转换器；用于采样各个开关两侧的电压数据的电压采样电路；与该电压采样电路和各个开关的控制端相连的控制单元。本申请通过对现有电动汽车充电站进行简单改造提高了能量转换效率。

主权项：1.一种电动汽车充电站，其特征在于，包括：交流母线；接在所述交流母线上的N个单向ACDC转换器，N≥2；至少一个功率分配装置，所述功率分配装置包括N+3个开关器件，其中：3个开关器件首尾顺次相连构成三角型联结；其余N个开关器件的一端连接到所述三角型联结的第一端子，另一端一对一接入所述N个单向ACDC转换器的DC侧；所述三角型联结的第二端子用于接入电动汽车；所有功率分配装置中的三角型联结的第三端子联结为一点；储能装置，包括储能电池，以及连接所述储能电池和所述三角型联结的第三端子的双向DCDC转换器；用于采样所述电动汽车充电站中各个开关器件两侧的电压数据的电压采样电路；以及控制单元，所述控制单元的输入端连接所述电压采样电路，输出端连接所述电动汽车充电站中各个开关器件的控制端，所述控制单元结合各个开关器件两端的电压信号，调节支路开关的开关组合状态，输出特定功率。

全文数据：一种电动汽车充电站技术领域[0001]本发明涉及电动汽车充电技术领域，更具体地说，涉及一种电动汽车充电站。背景技术[0002]电动汽车充电站是为电动汽车充电的站点。随着电动汽车的普及，电动汽车充电站必将成为汽车工业和能源产业发展的重点。[0003]现有的电动汽车充电站是一种交流微网，它利用储能装置与电网供电相结合的方式为电动汽车充电。如图1所示，该电动汽车充电站具体包括交流母线L1、至少一个功率分配装置10,以及接在交流母线L1上的储能装置20和多个单向ACDC转换器30,其中：储能装置20包括储能电池以及连接所述储能电池和交流母线L1的双向ACDC转换器202;功率分配装置10包括接在各路单向ACDC转换器30的DC侧的支路开关以及接在所有支路开关与电动汽车之间的总开关K12,该总开关K12闭合后，调节支路开关的开关组合状态即可达到正确输出特定功率的目的。[0004]在图1所示电动汽车充电站中，储能电池的能量需要经过DCAC和ACDC共两级变换才能输送给电动汽车，能量转换效率较低，有必要进行改进。但电动汽车充电站中的电力电子设备和电缆路径己经相对固定，如果要进行改造，会造成原有电力电子设备的更换淘汰以及电缆路径的重新敷设，改造工程量大，投资成本高。发明内容[0005]有鉴于此，本发明提供一种电动汽车充电站，以实现通过对现有的电动汽车充电站进行简单改造来提高能量转换效率。[0006]一种电动汽车充电站，包括：[0007]交流母线；[0008]接在所述交流母线上的N个单向ACDC转换器，N彡2;[0009]至少一个功率分配装置，所述功率分配装置包括N+3个开关器件，其中：3个开关器件首尾顺次相连构成三角型联结；其余N个开关器件的一端连接到所述三角型联结的第一端子，另一端一对一接入所述N个单向ACDC转换器的DC侧;所述三角型联结的第二端子用于接入电动汽车;所有功率分配装置中的三角型联结的第三端子联结为一点；[0010]储能装置，包括储能电池，以及连接所述储能电池和所述三角型联结的第三端子的双向DCDC转换器；[0011]用于采样所述电动汽车充电站中各个开关器件两侧的电压数据的电压采样电路；[0012]以及控制单元，所述控制单元的输入端连接所述电压采样电路，输出端连接所述电动汽车充电站中各个开关器件的控制端。[0013]可选的，所述电动汽车充电站还包括：[0014]连接在所述第三端子与所述储能电池之间的开关器件；[0015]以及连接在所述第三端子与所述双向DCDC转换器之间的开关器件。[0016]可选的，所述第三端子上还连接有用于接入电动汽车的DCDC转换器。[0017]可选的，所述用于接入电动汽车的DCDC转换器为单向DCDC转换器。[0018]可选的，所述用于接入电动汽车的DCDC转换器为双向DCDC转换器。[0019]可选的，所述控制单元还包括与上位机通讯的通讯接口。[0020]从上述的技术方案可以看出，本发明充分利用了现有的电动汽车充电站中的电力电子设备，并尽量保留了原来的电缆路径，系统改造简单，投资成本低。在实际应用时，可以使用储能电池送电来满足电网故障情况下的电动汽车应急充电需求，储能电池的能量经过DCDC—级变换直接输送给电动汽车，相比现有技术省去了ACDC变换环节，因而提高了能量转换效率。附图说明[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0022]图1为现有技术公开的一种电动汽车充电站结构示意图；[0023]图2为本发明实施例公开的一种电动汽车充电站结构示意图；[0024]图3为本发明实施例公开的又一种电动汽车充电站结构示意图。具体实施方式[0025]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0026]参见图2,本发明实施例公开了一种电动汽车充电站，包括：[0027]交流母线L1;[0028]接在交流母线L1上的N个单向ACDC转换器30，N彡2，图2仅以具有5个单向ACDC转换器30作为示例；[0029]至少一个功率分配装置100,每个功率分配装置100包括N+3个开关器件，其中：3个开关器件首尾顺次相连构成三角型联结定义这三个开关器件分别为K12、K13、K23J』K12、K13、K23首尾顺次相连构成三角型联结，是指K12的一端连接K13的一端，K13的另一端连接K23的一端，K23的另一端连接K12的另一端;该三角型联结有三个端子，以下将K12和K13的公共端定义为第一端子，K12和K23的公共端定义为第二端子，K23和K13的公共端定义为第三端子）；其余N个开关器件的一端连接到所述三角型联结的第一端子，所述其余N个开关器件的另一端一对一接入N个单向ACDC转换器100的DC侧;所述三角型联结的第二端子用于接入电动汽车;所有功率分配装置100中的三角型联结的第三端子联结为一点；[0030]储能装置40,包括储能电池，以及连接所述储能电池和所述三角型联结的第三端子的双向DCDC转换器401;[0031]用于采样所述电动汽车充电站中各个开关器件两侧的电压数据的电压采样电路图中未示出）；[0032]以及控制单元（图中未示出），所述控制单元的输入端连接所述电压采样电路，输出端连接所述电动汽车充电站中各个开关器件的控制端。[0033]本发明实施例是基于原有电动汽车充电站（即图1所示电动汽车充电站）改造得到，充分利用了原有的交流母线L1、各单向ACDC转换器30、储能电池和功率分配装置10图2中的开关器件K12就是于图1所示电动汽车充电站中的总开关K12;图2中的所述其余N个开关器件就是于图1所示电动汽车充电站中的支路开关等电力电子设备，并保留了交流母线L1、单向ACDC转换器30、功率分配装置10与电动汽车之间的电缆路径，对原有电动汽车充电站的设备利用率较高。在此基础上，本发明实施例在每个功率分配装置10中增加两个开关器件K13和K23从而与K12构成三角形联结，并将储能装置40挂接在直流侧，便可实现原有电动汽车充电站的改建，系统改造简单，投资成本低。[0034]改建后的电动汽车充电站的工作原理如下:对于任一个功率分配装置100,当开关器件K12闭合时，单向ACDC转换器30输出的能量输送至电动汽车，实现了由电网对电动汽车充电。当开关器件K23闭合时，可以使用储能电池送电来满足电网故障情况下的电动汽车应急充电需求，储能电池的能量经过DCDC—级变换直接输送给电动汽车，相比现有技术省去了ACDC变换环节，因而提高了能量转换效率。当开关器件K13闭合时，单向ACDC转换器30输出的能量供给储能装置40,完成储能电池的充电需求。[0035]在上述任一种工作模式下，控制单元结合各个开关器件两端的电压信号，确定哪些支路开关应当闭合哪些支路开关应当断开，从而调节支路开关的开关组合状态，达到正确输出特定功率的目的。[0036]可选的，所述控制单元具有用于与上位机进行通讯的通讯接口，例如接收上位机下发的控制指令，控制电动汽车充电站进入相应的工作模式。[0037]可选的，在图2所示电动汽车充电站的基础上新增开关器件K301和开关器件K302，便可得到本发明实施例公开的又一种电动汽车充电站，如图3所示。在图3中，开关器件K301连接在所述三角型联结的第三端子与所述储能电池之间，开关器件K302连接在所述三角型联结的第三端子与双向DCDC转换器401之间。[0038]图3所示技术方案还能够实现以下功能：当开关器件K301闭合、开关器件K302断开时，来自直流母线L1的电能经过单向ACDC转换器30、三角形联结结构后直接给储能电池充电；当开关器件K301打开、开关器件K302闭合时，储能电池的电量经由双向DCDC转换器401、三角形联结结构输送出给电动汽车，供电动汽车使用。[0039]可选的，还可以将以上公开的任一种电动汽车充电站中的储能装置40替换为交直流混合微网，该交直流混合微网中包含储能装置40。[0040]可选的，以上公开的任一种电动汽车充电站还满足:所述第三端子上还连接有用于接入电动汽车的DCDC转换器50。DCDC转换器50可以为单向DCDC转换器，也可以为双向DCDC转换器。当DCDC转换器50为双向DCDC转换器时：与系统中未接入DCDC转换器50的电动汽车相比，系统中接入DCDC转换器50的电动汽车在不运行的时候，其电池电能可以通过DCDC转换器50对外放电，反过来，当接入DCDC转换器5〇的电动汽车的电池需要充满时，电池可以从电网或储能装置40获取电能，从而实现接入DCDC转换器50的电动汽车双向的充放电功能。[0041]综上所述，本发明充分利用了现有的电动汽车充电站中的电力电子设备，并尽量保留了原来的电缆路径，系统改造简单，投资成本低。在实际应用时，可以使用储能电池送电来满足电网故障情况下的电动汽车应急充电需求，储能电池的能量经过DCDC—级变换直接输送给电动汽车，相比现有技术省去了ACDC变换环节，因而提高了能量转换效率。[0042]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。[0043]在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。[0044]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

权利要求：1.一种电动汽车充电站，其特征在于，包括：交流母线；接在所述交流母线上的N个单向ACDC转换器，N2;至少一个功率分配装置，所述功率分配装置包括N+3个开关器件，其中：3个开关器件首尾顺次相连构成三角型联结;其余N个开关器件的一端连接到所述三角型联结的第一端子，另一端一对一接入所述N个单向ACDC转换器的DC侧;所述三角型联结的第二端子用于接入电动汽车;所有功率分配装置中的三角型联结的第三端子联结为一点；储能装置，包括储能电池，以及连接所述储能电池和所述三角型联结的第三端子的双向DCDC转换器；用于采样所述电动汽车充电站中各个开关器件两侧的电压数据的电压采样电路；以及控制单元，所述控制单元的输入端连接所述电压采样电路，输出端连接所述电动汽车充电站中各个开关器件的控制端。2.根据权利要求1所述的电动汽车充电站，其特征在于，所述电动汽车充电站还包括：连接在所述第三端子与所述储能电池之间的开关器件；以及连接在所述第三端子与所述双向DCDC转换器之间的开关器件。3.根据权利要求1或2所述的电动汽车充电站，其特征在于，所述第三端子上还连接有用于接入电动汽车的DCDC转换器。4.根据权利要求3所述的电动汽车充电站，其特征在于，所述用于接入电动汽车的DCDC转换器为单向DCDC转换器。5.根据权利要求3所述的电动汽车充电站，其特征在于，所述用于接入电动汽车的DCDC转换器为双向DCDC转换器。6.根据权利要求1或2所述的电动汽车充电站，其特征在于，所述控制单元还包括与上位机通讯的通讯接口。

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