[實用新型]電動車輛的充電器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320439462.4
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN203481899U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G.J.K.M.庫倫
• 申請（專利權(quán)）人: ABB技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 易皎鶴;湯春龍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電動車輛的充電器。

背景技術(shù)

最接近要求保護的本實用新型的現(xiàn)有技術(shù)是電動車輛充電器，其將在這里參考圖1描述。該充電器包括充電協(xié)議接口（CPI），其僅實現(xiàn)電動車輛充電協(xié)議的硬件層并且與通過CAN通信的電動車輛一起充當通信網(wǎng)關(guān)。負責電動車輛參數(shù)（類似功率需求、充電停止/開始和充電器容量）的交換和處理的充電協(xié)議軟件在工業(yè)PC上實現(xiàn)。工業(yè)PC將來自電動車輛的功率需求轉(zhuǎn)化成電壓和電流設(shè)定值，并且對接口塊命令電壓和電流設(shè)定值，其中實現(xiàn)控制回路用于調(diào)節(jié)諧振AC/DC轉(zhuǎn)換器。多個AC/DC轉(zhuǎn)換器在請求功率時全部傳遞相同量的功率。

甚至在需求的功率與它們的額定功率相比是低時，現(xiàn)有技術(shù)中提到的功率轉(zhuǎn)換器模塊也全部以相同的功率工作。例如，當電動車輛需求2kW并且充電器具有兩個功率模塊時，功率模塊中的每個將傳遞1kW。

上文提到的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計具有若干劣勢。因為高的電流和電壓，諧振轉(zhuǎn)換器需要高質(zhì)量的組件，這將使制造電動車輛充電器的成本增加。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目標是克服這些劣勢。本實用新型于此提出電動車輛的充電器，其包括：至少一個功率交換端口，用于與電動車輛能量交換；至少一個電源；和至少兩個功率轉(zhuǎn)換器模塊；每個包括：至少一個轉(zhuǎn)換器，用于將來自電源的功率轉(zhuǎn)換成適合的水平和波形用于對車輛充電；和控制回路，用于調(diào)節(jié)至少一個轉(zhuǎn)換器；充電協(xié)議接口，其布置成：確定電動車輛的功率需求、基于接收的功率需求確定電壓和電流設(shè)定值；在功率轉(zhuǎn)換器模塊之間分配這些電壓和電流設(shè)定值，其中基于功率轉(zhuǎn)換器模塊的額定功率在功率轉(zhuǎn)換器模塊上分配這些電壓和電流設(shè)定值。

已知轉(zhuǎn)換器在接近它們的諧振頻率（即，最大頻率）操作它們時實現(xiàn)最高效率。因此期望盡可能接近它們的最大頻率操作功率模塊中的每個。控制回路位于功率轉(zhuǎn)換器模塊中的每個上，使得功率模塊中的每個可以以不同的功率比操作，這取決于電動車輛的功率需求。

充電協(xié)議接口確定電動車輛的功率需求并且基于接收的功率需求確定電壓和電流設(shè)定值。這些電壓和電流設(shè)定值采用實現(xiàn)最大功率效率這樣的方式在功率模塊之間分配。

例如，功率需求是10kW并且存在兩個10kW的功率轉(zhuǎn)換器模塊可用。在前者的電動車輛充電器的情況下，因為中央控制回路使功率需求在可用功率轉(zhuǎn)換器模塊上均等地分配，功率需求將以5kW在兩個功率模塊上分配。根據(jù)本實用新型，功率模塊中的一個被切斷并且另一個以全功率操作來實現(xiàn)最大總效率。

功率模塊提供有CAN收發(fā)器用于將它們的電流和電壓能力和通過控制總線（其包括CAN總線）傳遞給電動車輛的實際電流和電壓傳送到充電協(xié)議接口。

充電器還可包括接口模塊，其位于功率轉(zhuǎn)換器模塊與充電協(xié)議接口之間，該接口模塊包括CAN中繼器，用于充電協(xié)議接口和功率轉(zhuǎn)換器模塊的耦合；以及聯(lián)鎖處理，用于防止充電器中不期望的狀態(tài)。接口模塊還可包括24V分配器，用于將來自24V供應(yīng)的24V分配給充電器組件，例如充電協(xié)議接口。

每個功率模塊可布置成轉(zhuǎn)換多相電力，并且每個功率模塊可包括多個單諧振轉(zhuǎn)換器，每個相至少一個。包括多個連接的單相諧振轉(zhuǎn)換器的功率模塊具有轉(zhuǎn)換器可以耦合這樣的優(yōu)勢。當三相功率模塊的需要功率是10kW時，要求保護的本實用新型的功率模塊使用三個單諧振轉(zhuǎn)換器（每個相一個），這些轉(zhuǎn)換器必須每個傳遞3.3kW。這些轉(zhuǎn)換器比現(xiàn)有技術(shù)的多個額定值為10kW的AC/DC轉(zhuǎn)換器便宜得多。這樣，可以使用具有較低額定電流和電壓、更便宜的組件。

附圖說明

在下列圖中示出的非限制性示例的基礎(chǔ)上進一步解釋本實用新型。其中示出：

○圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的充電器的示意表示；

○圖2是根據(jù)本實用新型的充電器的示意表示；以及

○圖3是根據(jù)本實用新型的功率轉(zhuǎn)換器模塊的示意表示。

具體實施方式