[发明专利]一种双向充电机系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电动车充电的充电机。

背景技术

目前电动车行业正在兴起，随之配备的电动车充电机也跟着发展起来，由于电动车充电或换电都需要用到蓄电池（或超级电容），蓄电池（或超级电容）又是一种很好贮能装置，而电网的用电量随着生产时间的不同而不同，白天用电量大，电网超负荷运转，而夜晚用电量极少，造成了发电与传输设施闲置，为避免这种现象对电网造成的不良影响，电网公司实行了峰谷不同电价。随着电动车的普及，利用大量电动车在晚上进行充电贮能，白天回馈到电网进行电量平衡，利用这个峰谷差价，给电动车使用者节省了成本，同时平衡了电网用电量，减少刚性投资。因此，对电动车充电同时可以给电动车电池贮能进行逆向回馈到电网，必然成为一种趋势。

目前这种双向充电机主要有两种结构模式，一种是在充电机内部AC/DC拓扑结构中采用双向整流逆变桥拓扑结构，其拓扑结构图如图1所示，这种电路的缺点是电路拓扑相当复杂，输入滤波器同时兼作逆变输出平滑器，由于逆变输出为低频，体积较大。另外由于AC变DC的功率与DC变为AC的功率是相当的，功率器件浪费较大，成本较高。

双向充电机另一种结构如图2所示，这种结构的特点是在充电机中加入一个AC/DC充电整流模块，同时在电池端口与交流输入端口间再并入一个DC/AC逆变模块。这种双向充电机的缺点是直流充电功率与交流逆变功率固定，可靠性差，没有冗余设计。

发明内容

本发明的目的是为解决现有双向充电机电路结构复杂、逆变功率固定不可变、可靠性低等问题而提出一种双向充电机系统，采用了一种多模块化直流充电系统、逆变系统及自动切换控制模块。

本发明采用的技术方案是：交流输入以不同的端口分别连接N个模块化的AC/DC整流模块和K个模块化的DC/AC逆变模块，N＞2， K≥1，各个所述模块分别连接监控单元和充电桩，充电桩连接监控单元；充电时监控单元关闭所有的DC/AC逆变模块，放电时监控单元关闭所有的AC/DC整流模块。 

各个所述模块的输入输出接口相同。

各个所述模块为热插拔型。

监控单元通过广播命令将指令下发以监控模块，不同模块执行与地址符相配的指令。

本发明的有益效果是：

1、通过监控单元充电或放电，达到双向充放电目的。

2、模块化的充电整流模块和逆变模块的直流连接器与交流连接件完全相同，位置可以互插。

3、充电过程可以采用节能模式，放电过程也可以采用节能模式。

附图说明

   图1和图2是现有两种双向充电机的结构示意图；

图3是本发明一种双向充电机系统示意图；

具体实施方式

如图3，本发明一种双向充电机系统在交流输入以不同的端口分别连接N个模块化的AC/DC整流模块和K个模块化的DC/AC逆变模块，N＞2，即有两个以上的模块化的AC/DC整流模块，K≥1，即有1个及1个以上的模块化的DC/AC逆变模块。各个模块分别连接监控单元，也分别连接直流端口/直流充电桩，直流端口/直流充电桩连接监控单元。

各个模块的输入输出接口相同，所以它们的个数可以根据充电放电的需求灵活配置，也可以在充电机插入AC/DC模块，需要放电时再放入所需要的逆变模块，充电过程与放电过程通过监控单元进行控制。在充电时，所有逆变模块被监控单元关闭，系统按照监控单元默认的电池类型或充电曲线，对电动车电池进行充电；充电过程可以根据模块最大效率范围进行节能模式充电；也可以根据电动车内置（如果有）的BMS的充电要求对电动车电池进行充电，在BMS充电模式下也同样可以采用节能控制模式。在放电过程中，所有充电整流模块被监控单元自动关闭，放电过程中逆变也可以根据最大效率范围选择开通相应个数的逆变模块，达到放电效率最大化。

为提高系统的可维护性，所有AC/DC整流模块与DC/AC逆变模块都可以做成热插拔型，它们的直流连接器与交流连接件完全相同，在同一系统中可混插，通过地址不同来区分，监控单元监控模块通过广播命令将指令下发，不同模块执行与它们地址符的相配的指令。

系统模块个数也可以不用在一开始就配齐，可能根据电动车的发展灵活增加，当电动车增加时，再逐步补充充电模块和相应的逆变模块，达到节省投资的目的，同时，不用进行重复建设。