[發明專利]電動汽車PWM整流及變壓變流脈沖充電系統

無效

• 申請號: 201110096987.8
• 申請日: 2011-04-19
• 公開（公告）號: CN102185367A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 邵澤華;牟慧文;魏小軍
• 申請（專利權）人: 成都秦川科技發展有限公司
• 主分類號: H02J7/04
• 分類號: H02J7/04;H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 伍孝慈

1.一種電動汽車PWM整流及變壓變流脈沖充電系統，包括整流模塊與充電模塊，整流模塊分別與交流電網和充電模塊相連接，其特征在于：所述的充電系統還包括直流充電管理模塊，其中充電模塊由直流輸入模塊和直流輸出模塊所組成；所述的整流模塊、直流輸入模塊、直流輸出模塊與直流充電管理模塊都為相互獨立的模塊，并通過網絡總線聯系在一起；

整流模塊對由電源輸入的交流電進行整流并經濾波后，形成穩定的直流輸出電壓，提供給后續直流輸出模塊中的變換模塊；

直流輸入模塊實現對直流電流進行計量、對直流供電進行控制、對直流輸入輸出進行安全防護；

直流輸出模塊實現與車載能量管理系統通信，進行輸出功率變換，配合輸出蓄電池充電所需電壓及電流；

直流充電管理模塊實現人機交互，用于界面顯示、身份識別、費用收取、票據打印、數據管理、控制電流斷續、遠程監控。

2.根據權利要求1所述的電動汽車PWM整流及變壓變流脈沖充電系統，其特征在于：所述的整流模塊包含變壓器、整流器、控制部分、開關電源、接觸器或斷路器；接觸器或斷路器與變壓器對主電源輸入輸出進行隔離和電壓的升降，整流器完成電源由交流到直流的轉換，控制部分生成整流器所需的PWM脈沖信號，完成對功率器件的控制及各種邏輯保護，開關電源提供控制所需的各個等級的電壓。

3.根據權利要求2所述的電動汽車PWM整流及變壓變流脈沖充電系統，其特征在于：所述的變壓器采用環氧樹脂澆注干式變壓器，一次側和二次側均采用星形連接，變壓器的一次側連接交流電網，二次側連接整流器的輸入端；所述的整流器是PWM整流器，PWM整流器實現變壓器交流電網側電流為正弦、功率因數可控、電能雙向傳輸。

4.根據權利要求2所述的電動汽車PWM整流及變壓變流脈沖充電系統，其特征在于：所述的控制部分由控制器和PWM整流器控制板組成，PWM整流器控制板為由電流內環、電壓外環構成的雙閉環控制系統，以DSP作為主控制芯片，采用電壓空間矢量調制算法對輸入電流、輸出電壓的進行控制，實現變壓器交流電網側的電流正弦化、單位功率因數和直流輸出電壓恒定的功能；控制器則用于實現人機交互界面，采用主從式RS485總線與PWM整流器控制板進行通訊，發送運行指令給PWM整流器控制板，控制PWM整流器運行并獲得PWM整流器運行狀態和參數。

5.根據權利要求1所述的電動汽車PWM整流及變壓變流脈沖充電系統，其特征在于：所述的直流輸入模塊由功率控制部分、充電電能計量模塊、控制板、控制電源板組成。

6.根據權利要求5所述的電動汽車PWM整流及變壓變流脈沖充電系統，其特征在于：所述的功率控制部分采用接觸器和保護器件實現，使整流后的電路與后級電路安全隔離且可被控制，其控制信號來自于直流充電管理模塊；充電電能計量模塊采用高精度傳感器對電壓、電流進行采樣，對充電電能進行計量，并通過RS485通訊接口將電能數據上傳給直流充電管理模塊；控制板采用16位的DSP作為主控芯片的單片機，完成通訊與驅動功能；控制電源板采用多個集成化的電源模塊，將220V交流電源電壓轉換為多種不同等級的直流電源電壓，為控制板、傳感器提供穩定的工作電源。

7.根據權利要求1所述的電動汽車PWM整流及變壓變流脈沖充電系統，其特征在于：所述的直流輸出模塊由直流變換模塊、控制板、控制電源板組成。

8.根據權利要求7所述的電動汽車PWM整流及變壓變流脈沖充電系統，其特征在于：所述的直流變換模塊中采用雙向DC-DC變換器，實現對電動汽車蓄電池的多種模式充電，包含有恒壓限流充電、恒流限壓充電、三階段充電、脈沖間歇充電、正負脈沖充電充電模式，多種充電模式可以自由選擇；控制板采用16位單片機作為主控芯片，完成通訊、驅動的功能；控制電源板采用多個集成化的電源模塊，將220V交流電源電壓轉換為多種不同等級的直流電源電壓，為控制板提供穩定的工作電源。

9.根據權利要求1所述的電動汽車PWM整流及變壓變流脈沖充電系統，其特征在于：所述的直流充電管理模塊由嵌入式控制器、顯示屏、射頻卡讀卡器、CAN通信卡、遠程監控通信擴展卡、微型打印機組成；直流充電管理模塊作為充電系統的控制中心，通過CAN或RS485總線與各個模塊進行聯系，向各個模塊發出各類工作指令、接收模塊各類反饋信息，協調模塊間的工作時序和邏輯。

10.根據權利要求1所述的電動汽車PWM整流及變壓變流脈沖充電系統，其特征在于：所述的直流充電管理模塊通過射頻卡讀卡器讀取用戶信息，并顯示IC卡信息，提示用戶正確連接充電插頭，選擇充電時間、充電方式，并確認啟動充電；在充電過程中，嵌入式控制器定時獲取電量數據，當達到用戶設置的充電時間或充電電量時，發送停止充電指令給直流輸入模塊，控制直流輸入模塊中接觸器執行動作，切斷電源，并在顯示屏上提示用戶充電結束，用戶拔下插頭后，可以進行付款、查看消費信息、打印票據的操作。