一種電動汽車充電電源及對電動汽車的充電方法與流程

2023-12-09 07:40:36 3

本發明涉及電源技術領域，尤其涉及一種電動汽車充電電源及對電動汽車的充電方法。

背景技術：

現有的通用電動汽車有大巴、中巴和轎車。其中，大巴的動力電池的電壓一般在600V左右，而中巴和轎車的動力電池電壓一般在400V左右，因此目前市面上的充電電源分為兩種：滿足中巴和轎車的快速充電所用到的低電壓輸出的充電系統，一般此系統輸出電壓為450-200V，其輸出電流是恆定的，且只有在最高輸出電壓時才輸出最大功率，而在低壓時輸出功率較小；滿足大巴車的快速充電所用到的高壓輸出的充電系統，一般此系統的輸出電壓為750-350V，輸出電流也是恆定的，其也只有在最高輸出電壓時才輸出最大功率。其中，高壓充電系統可以給部分中巴和轎車的充電，但充電時間會比低壓充電系統長，而且不能完整覆蓋所有低續航轎車的充電電壓範圍。

技術實現要素：

本發明針對現有技術中存在的問題，提供了一種電動汽車充電電源及對電動汽車的充電方法，能夠拓寬電動汽車的適用範圍，且提高充電效率。

本發明就上述技術問題而提出的技術方案如下：

一方面，本發明提供一種電動汽車充電電源，包括：

電壓輸出模塊，連接電源輸出端，用於輸出電源電壓對外供電；以及，

開關模塊，連接所述電壓輸出模塊，用於根據電動汽車的類型，切換開關模式來調節所述電壓輸出模塊輸出的電源電壓的大小，以使所述電壓輸出模塊根據調節後的電源電壓對所述電動汽車進行充電。

進一步地，所述充電電源還包括：控制模塊，與所述開關模塊連接，用於控制所述開關模塊的開關模式。

進一步地，所述電壓輸出模塊包括：變壓器副邊繞組單元、正極輸出端和負極輸出端，所述變壓器副邊繞組單元包括至少兩個副邊繞組，其中兩個副邊繞組為第一副邊繞組和第二副邊繞組；所述第一副邊繞組分別連接所述開關模塊、所述正極輸出端和所述負極輸出端，所述開關模塊分別連接所述第二副邊繞組、所述正極輸出端和所述負極輸出端；

在所述開關模塊切換為第一開關模式時，所述第一副邊繞組輸出第一電源電壓對所述電動汽車進行充電；

在所述開關模塊切換為第二開關模式時，所述變壓器副邊繞組單元中的所述至少兩個副邊繞組串聯後輸出第二電源電壓對所述電動汽車進行充電。

進一步地，所述第一副邊繞組包括：第一輸出端和第二輸出端，所述第二副邊繞組包括第三輸出端和第四輸出端；所述第一輸出端分別連接所述正極輸出端和所述負極輸出端，所述第二輸出端、所述第三輸出端和所述第四輸出端分別連接所述開關模塊。

進一步地，所述開關模塊為繼電器開關。

進一步地，所述開關模塊包括第一開關；所述第一開關的動觸點分別連接所述正極輸出端和所述負極輸出端，所述第一開關的第一靜觸點分別連接所述第二輸出端和所述第三輸出端，所述第一開關的第二靜觸點連接所述第四輸出端；

在所述第一開關的動觸點與第一靜觸點閉合時，切換所述開關模塊為第一開關模式，所述第一副邊繞組輸出第一電源電壓對所述電動汽車進行充電；

在所述第一開關的動觸點與第二靜觸點閉合時，切換所述開關模塊為第二開關模式，所述第一副邊繞組和所述第二副邊繞組串聯後輸出第二電源電壓對所述電動汽車進行充電。

進一步地，所述變壓器副邊繞組單元還包括第三副邊繞組，所述第三副邊繞組包括第五輸出端和第六輸出端，所述開關模塊包括第二開關、第三開關和第四開關；所述第二開關的第一靜觸點分別連接所述第二輸出端和所述第五輸出端，所述第二開關的第二靜觸點分別連接所述第六輸出端和所述第三輸出端，所述第二開關的動觸點連接所述第四開關的第一靜觸點，所述第三開關的第一靜觸點分別連接所述第六輸出端和所述第三輸出端，所述第三開關的第二靜觸點連接所述第四輸出端，所述第三開關的動觸點連接所述第四開關的第二靜觸點，所述第四開關的動觸點分別連接所述所述正極輸出端和所述負極輸出端；

在所述第二開關、所述第三開關和所述第四開關的動觸點與第一靜觸點閉合時，切換所述開關模塊為第一開關模式，所述第一副邊繞組輸出第一電源電壓對所述電動汽車進行充電；

在所述第二開關、所述第三開關和所述第四開關的動觸點與第二靜觸點閉合時，切換所述開關模塊為第二開關模式，所述第一副邊繞組、所述第二副邊繞組和所述第三副邊繞組串聯後輸出第二電源電壓對所述電動汽車進行充電。

進一步地，所述正極輸出端包括第一二極體和第二二極體，所述負極輸出端包括第三二極體和第四二極體；

所述第一副邊繞組的第一輸出端分別連接所述第一二極體的正極和所述第四二極體的負極，所述開關模塊的動觸點分別連接所述第二二極體的正極和所述第三二極體的負極，所述第一二極體和所述第二二極體的負極連接所述電源輸出端的正極，所述第三二極體和所述第四二極體的正極連接所述電源輸出端的負極。

進一步地，所述每一開關進一步包括線圈；所述控制模塊連接所述線圈，用於向所述開關模塊輸出控制信號，以控制所述開關模塊切換開關模式。

另一方面，本發明提供一種利用上述充電電源對電動汽車的充電方法，包括：

獲取電動汽車的類型；

根據所述電動汽車的類型，調節電壓輸出模塊的輸出電壓的大小，以使所述電壓輸出模塊根據調節後的輸出電壓對所述電動汽車進行充電。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

將電壓輸出模塊與開關模塊連接，根據電動汽車的類型通過開關模塊切換開關模式來調節電壓輸出模塊輸出的電源電壓的大小，以使電壓輸出模塊根據調節後的電源電壓對所述電動汽車進行充電，拓寬電源電壓的輸出範圍，達到既能給大巴充電，又能給中巴和轎車充電的需求，提高電動汽車的適用範圍，且電壓輸出模塊調節後輸出的電源電壓均能保持高功率的輸出，提高充電效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例一提供的電動汽車充電電源的結構示意圖；

圖2是本發明實施例二提供的電動汽車充電電源的結構示意圖；

圖3是本發明實施例三提供的對電動汽車的充電方法的流程示意圖。

具體實施方式

為了解決現有技術的充電系統存在的充電範圍窄、充電時間長等技術問題，本發明旨在提供一種電動汽車充電電源，其核心思想是：提供了連接電源輸出端的電壓輸出模塊，以及連接電壓輸出模塊的開關模塊，根據電動汽車的類型，開關模塊通過切換開關模式來調節電壓輸出模塊輸出的電源電壓的大小，使電壓輸出模塊根據調節後的電源電壓對相應的電動汽車進行充電。本發明所提供的充電電源能夠拓寬電源電壓的輸出範圍，提高電動汽車的適用範圍，且電壓輸出模塊調節後輸出的電源電壓均能保持高功率輸出，提高充電效率。

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例一

本發明實施例提供了一種電動汽車充電電源，參見圖1，該充電電源包括：

電壓輸出模塊1，連接電源輸出端VOUT，用於輸出電源電壓對外供電；以及，

開關模塊2，連接所述電壓輸出模塊1，用於根據電動汽車的類型，切換開關模式來調節所述電壓輸出模塊1輸出的電源電壓的大小，以使所述電壓輸出模塊1根據調節後的電源電壓對所述電動汽車進行充電。

需要說明的是，在對電動汽車充電時，開關模塊2根據電動汽車的類型切換其開關模式，不同的開關模式對應調節電壓輸出模塊1輸出不同大小的電源電壓，從而使電壓輸出模塊根據調節後輸出的電源電壓對該電動汽車進行充電。若電動汽車為中巴或轎車，則切換開關模塊2為第一開關模式，以調節電壓輸出模塊1輸出低電壓對電動汽車進行充電；若電動汽車為大巴，則切換開關模塊2為第二開關模式，以調節電壓輸出模塊1輸出低電壓對電動汽車進行充電。兩種方式的供電拓寬充電電源的電壓輸出範圍，使充電電源既能給大巴充電，又能給中巴和轎車充電，提高電動汽車的適用範圍，且電壓輸出模塊調節後輸出的電源電壓均能保持高功率輸出，提高充電效率。

進一步地，所述充電電源還包括：控制模塊3，與所述開關模塊2連接，用於控制所述開關模塊2的開關模式。

需要說明的是，控制模塊3通過向開關模塊2發送DSP控制信號來控制開關模塊2的開關模式，以調節電壓輸出模塊1的電源電壓對外供電。

進一步地，所述電壓輸出模塊1包括：變壓器副邊繞組單元13、正極輸出端11和負極輸出端12，所述變壓器副邊繞組單元13包括至少兩個副邊繞組，其中兩個副邊繞組為第一副邊繞組和第二副邊繞組；所述第一副邊繞組分別連接所述開關模塊2、所述正極輸出端11和所述負極輸出端12，所述開關模塊2分別連接所述第二副邊繞組、所述正極輸出端11和所述負極輸出端12；

在所述開關模塊2切換為第一開關模式時，所述第一副邊繞組輸出第一電源電壓對所述電動汽車進行充電；

在所述開關模塊2切換為第二開關模式時，所述變壓器副邊繞組單元13中的所述至少兩個副邊繞組串聯後輸出第二電源電壓對所述電動汽車進行充電。

其中，若電動汽車為中巴或轎車，則將開關模塊2切換為第一開關模式，使第一副邊繞組工作，輸出第一電源電壓對電動汽車進行充電；若電動汽車為大巴，則將開關模塊2切換為第二開關模式，使變壓器副邊繞組單元中的所有副邊繞組串聯工作，輸出第二電源電壓對電動汽車進行充電。

進一步地，所述第一副邊繞組包括：第一輸出端A1和第二輸出端A2，所述第二副邊繞組包括第三輸出端A3和第四輸出端A4；所述第一輸出端A1分別連接所述正極輸出端11和所述負極輸出端12，所述第二輸出端A2、所述第三輸出端A3和所述第四輸出端A4分別連接所述開關模塊2。

需要說明的是，在開關模塊2切換為第一開關模式時，第一副邊繞組的兩個輸出端通過正極輸出端11、負極輸出端12輸出低電壓對外供電；在開關模塊2切換為第二開關模式時，變壓器副邊繞組單元13中的所有副邊繞組串聯，第一輸出端和第四輸出端通過正極輸出端11、負極輸出端12輸出高電壓對外供電。

進一步地，所述開關模塊2為單刀雙擲的繼電器開關。

在一個優選地實施方式中，所述開關模塊包括第一開關RY1；所述第一開關RY1的動觸點B3分別連接所述正極輸出端11和所述負極輸出端12，所述第一開關RY1的第一靜觸點B5分別連接所述第二輸出端A2和所述第三輸出端A3，所述第一開關RY1的第二靜觸點B4連接所述第四輸出端A4。

在所述第一開關RY1的動觸點B3與第一靜觸點閉合B5時，切換所述開關模塊2為第一開關模式，所述第一副邊繞組輸出第一電源電壓對所述電動汽車進行充電。其中，第一電源電壓為低電壓，用於給中巴或轎車充電。

在所述第一開關RY1的動觸點B3與第二靜觸點B4閉合時，切換所述開關模塊2為第二開關模式，所述第一副邊繞組和所述第二副邊繞組串聯後輸出第二電源電壓對所述電動汽車進行充電。其中，第二電源電壓為高電壓，用於給大巴充電。

實施例二

參見圖2，本發明實施例與實施例一的區別點在於：所述變壓器副邊繞組單元13還包括第三副邊繞組，所述第三副邊繞組包括第五輸出端A5和第六輸出端A6，所述開關模塊2包括第二開關RY5、第三開關RY6和第四開關RY7；所述第二開關RY5的第一靜觸點E5分別連接所述第二輸出端A2和所述第五輸出端A5，所述第二開關RY5的第二靜觸點E4分別連接所述第六輸出端A6和所述第三輸出端A3，所述第二開關RY5的動觸點E3連接所述第四開關RY7的第一靜觸點C5，所述第三開關RY6的第一靜觸點F5分別連接所述第六輸出端A6和所述第三輸出端A3，所述第三開關RY6的第二靜觸點F4連接所述第四輸出端A4，所述第三開關RY6的動觸點F3連接所述第四開關RY7的第二靜觸點C4，所述第四開關RY7的動觸點C3分別連接所述所述正極輸出端11和所述負極輸出端12；

在所述第二開關RY5、所述第三開關RY6和所述第四開關RY7的動觸點與第一靜觸點閉合時，切換所述開關模塊2為第一開關模式，所述第一副邊繞組輸出第一電源電壓對所述電動汽車進行充電。其中，第一電源電壓為低電壓，用於給中巴或轎車進行充電。

在所述第二開關RY5、所述第三開關RY6和所述第四開關RY7的動觸點與第二靜觸點閉合時，切換所述開關模塊2為第二開關模式，所述第一副邊繞組、所述第二副邊繞組和所述第三副邊繞組串聯後輸出第二電源電壓對所述電動汽車進行充電。其中，第二電源電壓為高電壓，用於給大巴進行充電。

需要說明的是，本發明實施例僅以變壓器副邊繞組單元具有兩個副邊繞組和三個副邊繞組為例進行描述，在實際應用過程中，變壓器副邊繞組可具有兩個及兩個以上的副邊繞組。每增加一個副邊繞組，可在開關模塊中增加相應的開關對各個副邊繞組進行連接，使開關模塊在切換為第一開關模式時，第一副邊繞組輸出低電壓對中巴或轎車進行充電，在切換為第二開關模式時，開關模塊中的所有副邊繞組串聯後輸出高電壓對大巴進行充電。

進一步地，所述正極輸出端11包括第一二極體D9和第二二極體D10，所述負極輸出端12包括第三二極體D12和第四二極體D13；

所述第一副邊繞組的第一輸出端A1分別連接所述第一二極體D9的正極和所述第四二極體D13的負極，所述開關模塊2的動觸點B3分別連接所述第二二極體D10的正極和所述第三二極體D12的負極，所述第一二極體D9和所述第二二極體D10的負極連接所述電源輸出端的正極VOUT+，所述第三二極體D12和所述第四二極體D13的正極連接所述電源輸出端的負極VOUT-。

進一步地，所述每一開關進一步包括線圈。其中，第一開關具有線圈端B1和線圈端B2，第二開關具有線圈端E1和線圈端E2，第三開關具有線圈端F1和線圈端F2，第四開關具有線圈端C1和線圈端C2。所述控制模塊分部連接各個線圈端，用於向所述開關模塊2輸出控制信號，以控制所述開關模塊2切換開關模式。

優選地，所述第一副邊繞組和所述第二副邊繞組位於同一變壓器上或分別位於不同的變壓器上。

需要說明的是，本發明所提供的充電電源具有一個或多個變壓器，變壓器可具有多個副邊繞組。

本發明實施例通過開關模塊與電壓輸出模塊的連接，根據電動汽車的類型選擇變壓器的副邊繞組的數量，調節電壓輸出模塊輸出的電源電壓的大小，拓寬電源電壓的輸出範圍，提高電動汽車的適用範圍，且多個電壓輸出段均能輸出較高的功率，提高充電效率。

實施例三

本發明實施例提供了利用上述實施例中的充電電源對電動汽車的充電方法，參見圖3，包括：

S1、獲取電動汽車的類型；

S2、根據所述電動汽車的類型，調節電壓輸出模塊的輸出電壓的大小，以使所述電壓輸出模塊根據調節後的輸出電壓對所述電動汽車進行充電。

需要說明的是，在電動汽車的類型為中巴或轎車時，開關模塊切換為第一開關模式，調節電壓輸出模塊輸出低電壓，使電壓輸出模塊中的第一副邊繞組對電動汽車進行充電；在電動汽車的類型為大巴時，開關模塊切換為第二開關模式，調節電壓輸出模塊輸出高電壓，使電壓輸出模塊中的第一副邊繞組和第二副邊繞組串聯後對電動汽車進行充電。

本發明實施例根據電動汽車的類型選擇變壓器的副邊繞組的數量，調節電壓輸出模塊輸出的電源電壓的大小，拓寬電源電壓的輸出範圍，提高電動汽車的適用範圍，且多個電壓輸出段均能輸出較高的功率，提高充電效率。

綜上所述，本發明提出了一種電動汽車充電電源及對電動汽車的充電方法，其具有較好的實用效果。本發明的充電電源將電壓輸出模塊與開關模塊連接，根據電動汽車的類型切換開關模塊的開關模式，以選擇電壓輸出模塊中變壓器的副邊繞組數量，調節電壓輸出模塊輸出的電源電壓，拓寬電源電壓的輸出範圍，達到既能給大巴充電，又能給中巴和轎車充電的需求，提高電動汽車的適用範圍，且多個電壓輸出段都有較高的功率輸出，提高充電效率。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。