多功能汽車充電機的製作方法

2023-06-01 11:27:36 2

本發明涉及一種充電機，特別涉及一種多功能汽車充電機。

背景技術：

目前電動汽車在整個世界範圍內飛速發展，作為給電動汽車充電的設備，電動汽車充電機也取得了快速的發展。目前的電動汽車充電機均採用三相交流輸入及直流輸出，用於將三相交流電能轉換為直流電，以給電池充電。但是，目前的充電機不能滿足未來電動汽車充電的要求，主要存在以下缺點：1、隨著電動汽車動力電池的發展，容量越來越大，充電時間越來越短，對於電動汽車充電站來講，需要配置非常大的配電容量才能滿足電動汽車的快速充電要求，比如，如果需要將電池的充電時間縮短到0.5小時，且一個充電站有10臺車同時充電，每臺車充滿的電能是80度電，則交流配電的容量至少要達到1600KW，也就意味著每相的電流高達2500A，這給交流配電帶來比較大的困難，需要大量的投資，浪費大量的資源。2、不能實現錯峰用電，對於充電站來講，前來充電的汽車大多集中在白天，而晚上充電的就比較少，因此，不利於節能。3、對於一些光伏資源比較好的地區，如果要利用太陽能光伏發電來給汽車充電，還需要建設光伏變換的設備，較為複雜。

技術實現要素：

本發明實施例所要解決的技術問題在於提供了一種多功能汽車充電機，包括EMI濾波器單元、三相PFC校正&逆變單元、DC-DC單元、交流輸入/輸出埠、直流輸入/輸出埠及直流輸出埠；所述交流輸入/輸出埠連接於EMI濾波器單元，用於將外部電網的交流電輸入至EMI濾波器單元，還用於將經由EMI濾波器單元處理之後的交流電輸入至外部電網，所述EMI濾波器單元用於防止外來電磁噪聲的幹擾，所述EMI濾波器單元還與三相PFC校正&逆變單元相連，用於將經過處理之後的交流電傳輸至三相PFC校正&逆變單元，所述三相PFC校正&逆變單元用於功率因數校正並將交流電源轉換為直流電源，所述三相PFC校正&逆變單元還用於將直流電逆轉換為交流電，並將轉換的交流電傳輸至EMI濾波器單元，所述直流輸入/輸出埠連接於三相PFC校正&逆變單元及DC-DC單元，用於傳輸由所述三相PFC校正&逆變單元所輸出的直流電源，所述直流輸入/輸出埠還用於將直流電源輸出至DC-DC單元，所述DC-DC單元還連接於直流輸出埠，所述DC-DC單元用於控制輸出的直流電壓的大小，並通過直流輸出埠輸出至後端的待充電汽車。

其中，所述三相PFC校正&逆變單元具有功率雙向流動的功能，當其功率正向流動時用於輸出一個直流電壓，該直流電壓作為DC-DC單元的輸入；當其功率負向流動時用於將直流電能逆變成交流電壓。

本發明還提供了一種多功能汽車充電機，包括N個EMI濾波器單元、N個三相PFC校正&逆變單元、N個交流輸入/輸出埠、N個直流輸入/輸出埠、N個直流輸出埠及N個DC-DC單元，其中一交流輸入/輸出埠、一EMI濾波器單元、一三相PFC校正&逆變單元、一直流輸入/輸出埠、一DC-DC單元及一直流輸出埠依次相連形成一組件，且所有組件的的直流輸出埠相連；所述交流輸入/輸出埠用於將外部電網的交流電輸入至EMI濾波器單元，還用於將經由EMI濾波器單元處理之後的交流電輸入至外部電網，所述EMI濾波器單元用於防止外來電磁噪聲的幹擾，所述三相PFC校正&逆變單元用於功率因數校正並將交流電源轉換為直流電源，所述三相PFC校正&逆變單元還用於將直流電逆轉換為交流電，並將轉換的交流電傳輸至EMI濾波器單元，所述直流輸入/輸出埠用於傳輸由所述三相PFC校正&逆變單元所輸出的直流電源，所述直流輸入/輸出埠還用於將直流電源輸出至DC-DC單元，所述DC-DC單元用於控制輸出的直流電壓的大小，並通過直流輸出埠輸出至後端的待充電汽車。

其中，所述三相PFC校正&逆變單元具有功率雙向流動的功能，當其功率正向流動時用於輸出一個直流電壓，該直流電壓作為DC-DC單元的輸入；當其功率負向流動時，用於將直流電能逆變成交流電壓。

本發明的多功能汽車充電機機可以以較低的成本和一次性的投資，既可以解決電動汽車快速充電對配電容量的要求、還可以實現錯峰充電，將晚上多餘的電能搬到白天，達到節能的目的，同時還可以方便的接入光伏電池，實現光伏發電給電池充電，同時，還可以將光伏發電多餘的電能回饋到電網，實現一機多種功能的要求，減少設備的投資、最大限度的實現節能的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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是本發明多功能汽車充電機的較佳實施方式的方框圖。

圖2-圖5是圖1中多功能汽車充電機的工作狀態示意圖。

圖6是本發明多功能汽車充電機的另一較佳實施方式的方框圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

首先，在對實施例進行描述之前，有必要對本文中出現的一些術語進行解釋。例如：

本文中若出現使用「第一」、「第二」等術語來描述各種元件，但是這些元件不應當由這些術語所限制。這些術語僅用來區分一個元件和另一個元件。因此，「第一」元件也可以被稱為「第二」元件而不偏離本發明的教導。

另外，應當理解的是，當提及一元件「連接」或者「聯接」到另一元件時，其可以直接地連接或直接地聯接到另一元件或者也可以存在中間元件。相反地，當提及一元件「直接地連接」或「直接地聯接」到另一元件時，則不存在中間元件。

在本文中出現的各種術語僅僅用於描述具體的實施方式的目的而無意作為對本發明的限定。除非上下文另外清楚地指出，則單數形式意圖也包括複數形式。

當在本說明書中使用術語「包括」和/或「包括有」時，這些術語指明了所述特徵、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一個以上其他特徵、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其群組的存在和/或附加。

關於實施例：

請參見圖1，圖1是本發明多功能汽車充電機的較佳實施方式的方框圖。所述多功能汽車充電機的較佳實施方式包括EMI濾波器單元1、三相PFC校正&逆變單元2、DC-DC單元3、交流輸入/輸出埠5、直流輸入/輸出埠6及直流輸出埠7。

所述交流輸入/輸出埠5連接於EMI濾波器單元1，用於將外部電網8的交流電輸入至EMI濾波器單元1，還用於將經由EMI濾波器單元1處理之後的交流電輸入至外部電網8。所述EMI濾波器單元1用於防止外來電磁噪聲的幹擾。

所述EMI濾波器單元1還與三相PFC校正&逆變單元2相連，用於將經過處理之後的交流電傳輸至三相PFC校正&逆變單元2。所述三相PFC校正&逆變單元2用於功率因數校正並將交流電源轉換為直流電源，所述三相PFC校正&逆變單元2還用於將直流電逆轉換為交流電，並將轉換的交流電傳輸至EMI濾波器單元1。具體來說，本實施方式中，所述三相PFC校正&逆變單元2具有功率雙向流動的功能，當其功率正向流動時可實現功率因數校正的功能，用於輸出一個直流電壓，該直流電壓作為後級DC-DC單元的輸入；當其功率負向流動時，具有逆變功能，其可將直流電能逆變成交流電壓。

所述直流輸入/輸出埠6連接於三相PFC校正&逆變單元2及DC-DC單元3，用於傳輸由所述三相PFC校正&逆變單元2所輸出的直流電源。本實施方式中，所述直流輸入/輸出埠6可與蓄電池相連，亦可與光伏電池相連。所述直流輸入/輸出埠6還用於將直流電源輸出至DC-DC單元3。

所述DC-DC單元3還連接於直流輸出埠7，所述DC-DC單元3用於控制輸出的直流電壓的大小，並通過直流輸出埠7輸出至後端的待充電汽車9。本實施方式中，所述DC-DC單元3通過調整直流電的佔空比來控制輸出的有效電壓的大小。

下面將對上述多功能汽車充電機的工作原理進行說明：

請繼續參考圖2所示，上述多功能汽車充電機在第一種工作模式時，外部電網8的交流電經由交流輸入/輸出埠5到達EMI濾波器單元1，再通過EMI濾波器單元1處理，之後傳輸至所述三相PFC校正&逆變單元2，升壓且轉換為直流電源後，再經過DC-DC單元3被調整至合適的大小，以給後端的待充電汽車9進行充電。

請繼續參考圖3所示，所述多功能汽車充電機在第二種工作模式時，當所述外部電網8無法供應交流電時(比如停電的情況下)，此時，如果所述直流輸入/輸出埠6連接有光伏電池或者蓄電池，則所述光伏電池或蓄電池則直接將直流電源輸出至DC-DC單元3，由所述DC-DC單元調整後，輸出給後端的待充電汽車9進行充電。

請繼續參考圖4所示，所述多功能汽車充電機在第三種工作模式時，此工作模式適用於沒有汽車充電或者晚上充電的汽車較少的情況下。此時，所述直流輸入/輸出埠6連接有蓄電池。工作時，外部電網8的交流電經由交流輸入/輸出埠5到達EMI濾波器單元，再通過EMI濾波器單元1處理，之後傳輸至所述三相PFC校正&逆變單元2，升壓且轉換為直流電源後，再經過DC-DC單元3被調整至合適的大小，以給後端的待充電汽車9進行充電，且所述三相PFC校正&逆變單元2所輸出的直流電源通過直流輸入/輸出埠6傳輸至蓄電池，以給蓄電池進行充電。

請繼續參考圖5所示，所述多功能汽車充電機在第四種工作模式時，此工作模式適用於沒有汽車充電且光伏電池具有電能的情況。此時，所述直流輸入/輸出埠6連接有光伏電池。工作時，所述光伏電池內部的電能通過直流輸入/輸出埠6將電能傳輸至所述三相PFC校正&逆變單元2，所述三相PFC校正&逆變單元2將直流電轉換為交流電並輸出至EMI濾波器單元1，所述EMI濾波器單元1經過濾波除燥處理之後，將交流電輸出至外部電網8。

請繼續參考圖6所示，是本發明多功能汽車充電機的另一較佳實施方式的方框圖，所述多功能汽車充電機包括N個EMI濾波器單元、N個三相PFC校正&逆變單元、N個交流輸入/輸出埠、N個直流輸入/輸出埠、N個直流輸出埠及N個DC-DC單元，其中一交流輸入/輸出埠、一EMI濾波器單元、一三相PFC校正&逆變單元、一直流輸入/輸出埠、一DC-DC單元及一直流輸出埠依次相連形成一組件100，且所有組件100的的直流輸出埠相連，如此可以增大整個充電機的充電電流，進而解決電動汽車快速充電對配電容量的要求。

本發明所述的多功能汽車充電機可以以較低的成本和一次性的投資，既可以解決電動汽車快速充電對配電容量的要求，還可以實現錯峰充電，將晚上多餘的電能搬到白天，達到節能的目的，同時還可以方便的接入光伏電池，實現光伏發電給待充電汽車充電，同時，還可以將光伏發電多餘的電能回饋到電網，實現一機多種功能的要求，減少設備的投資、最大限度的實現節能的目的。

以上僅為本發明的實施方式，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。