[發(fā)明專利]一種電動(dòng)汽車充電的智能功率分配系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710776209.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN107425575A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何照安;李強(qiáng);衛(wèi)建榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安特銳德智能充電科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;B60L11/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 劉強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車充電技術(shù)領(lǐng)域，涉及功率分配系統(tǒng)，尤其是一種電動(dòng)汽車充電的智能功率分配系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前的電動(dòng)汽車充電設(shè)備領(lǐng)域，在進(jìn)行充電功率分配時(shí)，目前存在如下兩種方式：1、以接觸器為基本器件、通過劃分固定功率區(qū)和動(dòng)態(tài)功率區(qū)，對(duì)動(dòng)態(tài)功率進(jìn)行智能分配的“柔性充電堆”技術(shù)，其代表為奧特迅，專利號(hào)為：CN201510124712；2、以接觸器(2017年前)/低壓繼電器(2017年)為基本器件，通過控制基本器件的導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)間，在零電壓、零點(diǎn)電流條件下對(duì)基本器件實(shí)時(shí)閉合分?jǐn)嗟姆謺r(shí)功率分配方式，其代表為海匯德，專利號(hào)為：CN105449762A。

上述專利在解決功率智能分配時(shí)，存在如下問題：

1、器件問題：

由于采用接觸器、繼電器，其動(dòng)作壽命有限，雖可以通過控制功率模塊的輸出特性，實(shí)現(xiàn)接觸器、繼電器的零電壓、零電流閉合分?jǐn)啵诰o急情況下，由于輸出側(cè)存在大量電容，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)接觸器、繼電器的帶負(fù)荷操作問題，輕則降低開關(guān)器件使用壽命，重責(zé)燒毀器件。

2、功率分配問題

A、在固定功率分配區(qū)與動(dòng)態(tài)功率分配區(qū)相結(jié)合的方法(奧特迅)中：固定功率區(qū)無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分配，此時(shí)造成功率的浪費(fèi)，即無法對(duì)固定功率區(qū)部分能量實(shí)現(xiàn)有效調(diào)度。

B、分時(shí)復(fù)用—海匯德(流水分配模式)方法：此種方法可以實(shí)現(xiàn)全部功率的動(dòng)態(tài)分配，但功率需要根據(jù)一定的順序進(jìn)行流水線式分配，此種方法無法解決大功率充電需求同時(shí)共存問題。

而PDU分配方式，雖可以實(shí)現(xiàn)功率的智能分配，避免上述問題，但PDU在大功率充電場(chǎng)合需要解決如下問題：

A、多槍充電需求：此時(shí)需要通過使用多個(gè)PDU實(shí)現(xiàn)此功能，此種方式經(jīng)濟(jì)型較差、電氣配線重復(fù)率較高。

B、PDU成本較高：由于使用多個(gè)繼電器加半導(dǎo)體器件的方式，此種方式中，繼電器成本較大，對(duì)設(shè)備的成本影響較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種電動(dòng)汽車充電的智能功率分配系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過采用基于半導(dǎo)體器件功率分配單元(PDU)和具備帶電流切除能力的接觸器構(gòu)成智能功率分配系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)多充電模塊輸入、多充電槍頭輸出的功能，在實(shí)現(xiàn)對(duì)充電功率按需分配的前提下，實(shí)現(xiàn)成本與設(shè)備壽命的最優(yōu)組合。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

這種電動(dòng)汽車充電的智能功率分配系統(tǒng)，包括m個(gè)充電模塊、n個(gè)充電槍頭以及在充電模塊和充電槍頭之間連接的功率分配單元；其中n和m均為自然數(shù)，且n小于或等于m；所述功率分配單元將m個(gè)充電模塊的直流電能在n個(gè)充電槍頭間進(jìn)行智能分配；所述智能分配是根據(jù)每個(gè)充電槍頭連接的電動(dòng)汽車充電時(shí)所需要的功率來分配為該充電槍頭提供直流電能的充電模塊個(gè)數(shù)。

進(jìn)一步，上述m個(gè)充電模塊記為第一充電模塊至第m充電模塊；所述n個(gè)充電槍頭記為第一充電槍頭至第n充電槍頭；所述功率分配單元具體為：

包括有m個(gè)正極導(dǎo)通開關(guān)K，記為第一正極導(dǎo)通開關(guān)K1至第m正極導(dǎo)通開關(guān)Km，所述第一正極導(dǎo)通開關(guān)K1至第m正極導(dǎo)通開關(guān)Km的一端分別一一對(duì)應(yīng)連接至第一充電模塊至第m充電模塊的正極；每個(gè)正極導(dǎo)通開關(guān)K的另一端連接有n個(gè)正功率半導(dǎo)體器件的一端，所述n個(gè)正功率半導(dǎo)體器件記為第一正功率半導(dǎo)體器件至第n正功率半導(dǎo)體器件，所述第一正功率半導(dǎo)體器件至第n正功率半導(dǎo)體器件分別與第一充電槍頭至第n充電槍頭的正極一一對(duì)應(yīng)連接；

還包括有m組負(fù)極電路組，每組負(fù)極電路組包括有n個(gè)負(fù)功率半導(dǎo)體器件，記為第一負(fù)功率半導(dǎo)體器件至第n負(fù)功率半導(dǎo)體器件；所述第一負(fù)功率半導(dǎo)體器件至第n負(fù)功率半導(dǎo)體器件的一端均與第m充電模塊的負(fù)極連接，所述第一負(fù)功率半導(dǎo)體器件至第n負(fù)功率半導(dǎo)體器件的另一端分別與第一充電槍頭至第n充電槍頭的負(fù)極一一對(duì)應(yīng)連接。

進(jìn)一步，本發(fā)明一種實(shí)施方案中：在m＝2，n＝2的情況下，包括第一充電模塊、第二充電模塊、功率分配單元和第一充電槍頭、第二充電槍頭；其中所述功率分配單元由開關(guān)S11～S12、半導(dǎo)體器件S1～S8和開關(guān)S9～S10三部分組成。

進(jìn)一步，上述第一正功率半導(dǎo)體器件至第n正功率半導(dǎo)體器件與第一充電槍頭至第n充電槍頭的正極之間還分別連接有實(shí)現(xiàn)充電槍頭與功率分配單元的電氣連接斷開的輸出開關(guān)Jn。

進(jìn)一步，上述正功率半導(dǎo)體器件為IGBT、MOSFET或晶閘管。

進(jìn)一步，上述負(fù)功率半導(dǎo)體器件為IGBT、MOSFET或晶閘管。

進(jìn)一步，上述正極導(dǎo)通開關(guān)K和輸出開關(guān)J為電器開關(guān)，為接觸器、繼電器、斷路器或刀閘隔離開關(guān)。