[发明专利]多端口分散式电动汽车充电组群的充电系统及方法

说明书

本发明公开了多端口分散式电动汽车充电组群的充电系统及方法，涉及电动汽车充电领域。本发明为了解决现有的充电系统结构庞大复杂，工作模式单一的问题。本发明包括控制单元、原边单元、若干副边单元和若干备用储能单元，原边单元包括原边电路和原边线圈，所述副边单元包括第一副边线圈和副边电路，备用储能单元包括第二副边线圈和备用储能装置，电网连接所述原边电路，原边线圈与第一副边线圈和第二副边线圈耦合。在保持充电系统效率不变或略有提高的前提下，提高功率密度，简化结构，为电动汽车充电系统交直流变换环节性能的提升产生积极影响。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电领域，特别是涉及多端口分散式电动汽车充电组群的充电系统及方法。

背景技术

充电系统作为电动汽车能源供给的基础设施，是电动汽车与电网的功率转换接口，其性能指标与电动汽车充电效率及充电质量密切相关，同时也对电池使用寿命产生直接的影响。近年来，充电系统的数量虽大幅增加，但总体来看，其发展相比于电动汽车是滞后的，电动汽车的增长速度仍然远远高于充电系统的扩增速度。充电系统通常使用两级变换结构：前级整流器和后级直流-直流变换器。其中前级整流器的作用是解决充电系统对电网电能质量的谐波干扰以及为后级变换提供稳定的直流母线电压，后级直流-直流变换器主要为动力电池提供一个宽范围的充电电压和电流，后级中通常包含大功率高频变压器，用以传输高频电压脉冲。二者通常集成于充电系统箱体内部，这种集成方式会使充电系统体积增大，重量增加，功率密度降低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了多端口分散式电动汽车充电组群的充电系统及方法，在保持充电系统效率不变或略有提高的前提下，提高功率密度，简化结构，为电动汽车充电系统交直流变换环节性能的提升产生积极影响。

本发明一方面提供了多端口分散式电动汽车充电组群系统，包括控制单元、原边单元、若干副边单元和若干备用储能单元，所述原边单元包括原边电路和原边线圈，所述副边单元包括第一副边线圈和副边电路，所述备用储能单元包括第二副边线圈和备用储能装置，电网连接所述原边电路，所述原边线圈与第一副边线圈和第二副边线圈耦合。

进一步的，所述原边电路包括功率因数校正电路、滤波电路和谐振功率变换器。

进一步的，所述副边电路包括高压输出电路。

进一步的，所述备用储能装置包括备用高压输出电路和备用储能设备。

进一步的，所述控制单元包括主控制器、原边检测电路、副边检测电路、交互装置和CAN通信装置。

本发明另一方面提供了多端口分散式电动汽车充电组群的充电方法，基于本发明第一方面所述的多端口分散式电动汽车充电组群系统实现，如下步骤：

S1、所述控制单元检测根据当前的多端口分散式电动汽车充电组群系统的状态选择充电模式；

S2、控制单元分别向原边电路、副边电路和备用储能装置发送控制指令用以完成步骤S1所述的充电模式过程。

进一步的，所述充电模式包括常规充电模式、车辆互充充电模式、备用充电模式和反馈充电模式。

进一步的，所述控制单元检测到原边电路与电网断开，并且副边单元连接至少两辆电动汽车时，控制单元选择车辆互充充电模式；所述车辆互充充电模式下，其中一辆电动汽车的电池的能量通过副边电路转变为高频脉冲信号，所述高频脉冲信号副边线圈耦合至另一副边单元，为连接在另一副边单元的电动汽车的电池充电。

进一步的，所述控制单元检测到原边电路故障，控制单元选择备用充电模式；所述备用充电模式下，备用储能单元中存储的电能通过备用高压输出电路转变为高频脉冲信号，所述高频脉冲信号通过第二副边线圈和原边线圈耦合至待充电电动车所连接的副边单元，为电动汽车充电。