專利名稱:充電柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種為電動汽車上的動力蓄電池充電的充電柜。
背景技術(shù):
目前,人們環(huán)保意識日益提高,對環(huán)境的保護(hù)和能源的有效、合理使用日益重視, 傳統(tǒng)汽車對燃油消耗和廢氣的排放遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人們的預(yù)期值。因此,作為干凈能源的電動汽車便應(yīng)時而生,并將以其在節(jié)能、環(huán)保多方面的優(yōu)勢迅速替換和取代著燃油車輛。電動車的動力來源是車載的動力蓄電池,及時快速給動力蓄電池補(bǔ)充電能是現(xiàn)階段促進(jìn)電動汽車的推廣和量產(chǎn)化過程中急待解決的問題。給動力蓄電池補(bǔ)充電能,是由電網(wǎng)或發(fā)電設(shè)備將交流電源輸入充電設(shè)備后由充電設(shè)備變換成直流電源再向純電動汽車內(nèi)的動力蓄電池充電,所述的充電設(shè)備可以是自身車載的,也可以是固定或流動的專用充電機(jī)/柜/站/所。在現(xiàn)有技術(shù)中,充電機(jī)多為變壓器式充電機(jī),在充電機(jī)中設(shè)置隔離變壓器、整流單元、控制電路等,將三相交流電源變換成對應(yīng)的直流電源輸出給純電動汽車內(nèi)的蓄電池充電。對于設(shè)置工頻變壓器的充電機(jī),其體積很大、笨重,用銅量大,成本較高且充電效率低; 而對于設(shè)置高頻變壓器的充電機(jī),因其高頻逆變器采用體積小,重量輕的高頻磁芯材料,大大提高了電路的功率密度,使得逆變電源的空載損耗很小,逆變效率得到了提高,通常高頻逆變器峰值轉(zhuǎn)換效率達(dá)到90%以上,但其也存在顯著的缺點(diǎn)高頻逆變器不能接滿負(fù)荷的感性負(fù)載,并且過載能力差,以目前的技術(shù)單體功率不可能做的很大,要做大功率的充電機(jī)必須多臺并聯(lián)使用,增加了設(shè)備的復(fù)雜程度和成本,設(shè)備平均故障率較高、可靠性差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種成本低、可靠性及充電效率高的充電柜。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的充電柜中設(shè)置至少一組充電模塊,所述充電模塊包括限流模塊、整流橋、充電插座,所述限流模塊由若干電容器組成,由接觸器控制各電容器的輸出狀態(tài);從充電模塊輸入端進(jìn)入的交流電經(jīng)限流模塊、整流橋后變成直流電由充電插座輸出。所述充電模塊還包括電能計(jì)量器、485轉(zhuǎn)CAN模塊、通訊控制模塊、溫度控制模塊、 顯示模塊,充電電壓、電流、充電模塊的溫度、被充電蓄電池的狀態(tài)參數(shù)及充電量、充電電費(fèi)等參數(shù)通過通訊控制模塊的傳輸顯示于充電柜的顯示屏。所述充電柜的上部設(shè)置散熱裝置。所述充電模塊與一電腦相連接,電腦監(jiān)視和控制充電模塊的輸出并存儲相關(guān)數(shù)據(jù)。所述電腦連接有UPS。本發(fā)明具有以下有益效果
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1.本發(fā)明的充電柜中設(shè)置有至少一組充電模塊,所述充電模塊包括限流模塊、整流橋、充電插座,所述限流模塊由若干電容器組成,由接觸器控制各電容器的輸出狀態(tài)以輸出合適的充電電流,能以不同檔位給蓄電池充電,并且,充電模塊中采用電容器,與傳統(tǒng)的變壓器式充電機(jī)相比,具有成本低、可靠性高、恒流效果好,充電效率高等優(yōu)點(diǎn);2.本發(fā)明的充電模塊還包括電能計(jì)量器、485轉(zhuǎn)CAN模塊、通訊控制模塊、溫度控制模塊、顯示模塊,充電電壓、電流、充電模塊的溫度、被充電汽車動力蓄電池的狀態(tài)參數(shù)及充電量、充電電費(fèi)等參數(shù)通過通訊控制模塊的傳輸顯示于充電柜的顯示屏及中控電腦的顯示屏上并保存于控制電腦的存儲裝置中,可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換,電能計(jì)量、計(jì)費(fèi)及相關(guān)數(shù)據(jù)分析、管理等功能,使得管理、維護(hù)更方便。
圖1是本發(fā)明150A充電模塊的電路簡圖;圖2是使用本發(fā)明150A充電模塊給蓄電池充電時的電流、電壓曲線圖;圖加是使用本發(fā)明150A充電模塊給蓄電池充電時第一階段充電的流程圖;圖2b是使用本發(fā)明150A充電模塊給蓄電池充電時第二階段充電的流程圖;圖2c是使用本發(fā)明150A充電模塊給蓄電池充電時第三階段充電的流程圖;圖2d是使用本發(fā)明150A充電模塊給蓄電池充電時充電結(jié)束階段的流程圖;圖3是本發(fā)明300A充電模塊的電路簡圖;圖4是使用本發(fā)明300A充電模塊給蓄電池充電時的電流、電壓曲線圖;圖如是使用本發(fā)明300A充電模塊給蓄電池充電時第一階段充電的流程圖;圖4b是使用本發(fā)明300A充電模塊給蓄電池充電時第二階段充電的流程圖;圖如是使用本發(fā)明300A充電模塊給蓄電池充電時第三階段充電的流程圖;圖4d是使用本發(fā)明300A充電模塊給蓄電池充電時第四階段充電的流程圖;圖如是使用本發(fā)明300A充電模塊給蓄電池充電時第五階段充電的流程圖;圖4f是使用本發(fā)明300A充電模塊給蓄電池充電時第六階段充電的流程圖;圖4g是使用本發(fā)明300A充電模塊給蓄電池充電時充電結(jié)束階段的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和優(yōu)選的實(shí)施例對本發(fā)明的方案作具體詳述。本發(fā)明的充電柜中設(shè)置至少一組充電模塊,本實(shí)施例的充電柜中設(shè)置四個相并聯(lián)的充電模塊,其中包含一個300A充電模塊和三個150A充電模塊,充電模塊的輸入端連接電力電源,充電模塊與控制電腦相連接,控制電腦監(jiān)控充電模塊的輸出狀態(tài),控制電腦還連接有UPS,以備突然斷電時能及時存儲數(shù)據(jù),充電柜上部設(shè)置散熱裝置,采用頂部抽出的方式, 設(shè)置電氣柜風(fēng)扇、防塵網(wǎng)罩,能有效地散熱,并且防止灰塵進(jìn)入電柜內(nèi)部,保證電柜能在灰塵較大的環(huán)境下正常工作。圖1所示為150A充電模塊的電路簡圖,此充電模塊包括限流模塊1、整流橋2、充電插座3、電能計(jì)量器4、485轉(zhuǎn)CAN模塊、通訊控制模塊、溫度控制模塊、顯示模塊,從充電模塊輸入端進(jìn)入的380V交流電經(jīng)限流模塊1、整流橋2后變成直流電由充電插座3輸出, 限流模塊1由三組電容器C相并聯(lián)組成,其中第一組由大電流直流控制的交流接觸器KMl
4控制,第二組和第三組并聯(lián)后由大電流直流控制的交流接觸器KM2控制,交流接觸器KMl和 KM2由通訊控制模塊所控制,通訊控制模塊采集充電電池總電壓和通過CAN總線讀取單個電池的總電壓來控制交流接觸器的KMl和KM2的開關(guān)動作,可分三個檔位輸出需要的電流給汽車動力蓄電池充電;電能計(jì)量器4用于顯示充電時所消耗的總電量,通過485轉(zhuǎn)CAN總線模塊發(fā)送數(shù)據(jù)給通訊控制模塊、控制電腦,通訊控制模塊讀取電量后用于計(jì)費(fèi),顯示模塊將CAN總線信息實(shí)時有效的顯示于充電柜的顯示屏和控制電腦的顯示屏上,控制電腦可以將CAN總線信息保存于其存儲裝置中用于歷史數(shù)據(jù)分析及設(shè)備的管理維護(hù),溫度控制模塊用于檢測整流橋2的溫度,如果溫度過高則啟動散熱裝置進(jìn)行散熱,以便使其穩(wěn)定工作。如圖2所示,是用本發(fā)明150A充電模塊給346V的汽車動力蓄電池充電時的電流及電壓曲線圖。充電過程控制初始狀態(tài)交流接觸器KMl和交流接觸器KM2是斷開狀態(tài);第一階段充電如圖加所示,當(dāng)充電插頭連接到被充電汽車上的動力蓄電池時, 充電樁4內(nèi)的通訊控制模塊首先檢測被充蓄電池組的總電壓和電池組內(nèi)單個電池是否異常,當(dāng)檢測電池組的直流電壓大于250V以上且小于370V時,并且通過CAN總線讀取電池組內(nèi)單個電池沒有過壓報(bào)警,則依次吸合交流接觸器KMl和交流接觸器KM2,進(jìn)行快速充電, 此時充電電流為100%充電電流;第二階段充電如圖2b所示,充電過程中,通過CAN總線讀取單個電池?zé)o過壓報(bào)警,但電池組總電壓大于370V時,或者檢測到單個電池出現(xiàn)過壓報(bào)警,即使電池組總電壓未達(dá)到370V,則斷開交流接觸器KMl,切換到慢充狀態(tài),此時充電電流降到66%的總充電電
流值;第三階段充電如圖2c所示,充電過程中,通過CAN總線讀取單個電池?zé)o過壓報(bào)警,但電池組總電壓再次大于370V時,或者檢測到單個電池出現(xiàn)過壓報(bào)警,即使電池組總電壓未達(dá)到370V,則先斷開交流接觸器KM2,然后再吸合交流接觸器1,此時充電電流降到 33%總充電電流值;充電結(jié)束階段如圖2d所示,當(dāng)電池在33%的總電流充電時,當(dāng)檢測單個電池出現(xiàn)過壓報(bào)警,或者電池組總電壓達(dá)到370V時,則立即斷開交流接觸器KMl和交流接觸器 KM2,結(jié)束充電。圖3所示為本發(fā)明300A充電模塊的電路簡圖,300A充電模塊與150A充電模塊電路結(jié)構(gòu)基本相同,不同之處是,限流模塊1由六組電容器C相并聯(lián)組成,其中第一組由大電流控制的交流接觸器KMl控制,第二組和第三組并聯(lián)后由大電流直流控制的交流接觸器 KM2控制,第四組、第五組和第六組并聯(lián)后由大電流直流控制的交流接觸器KM3控制,交流接觸器KM1、KM2和KM3由通訊控制模塊所控制,通訊控制模塊采集被充電電池總電壓和通過CAN總線讀取單個電池的總電壓來控制交流接觸器的KM1、KM2和KM3的開關(guān)動作,可分六個檔位輸出需要的電流給汽車動力蓄電池充電。如圖4所示,是用本發(fā)明300A充電模塊給346V的汽車動力蓄電池充電時的電流及電壓曲線圖。充電過程控制初始狀態(tài)交流接觸器KMl、交流接觸器KM2和交流接觸器KM3是斷開狀態(tài);
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第一階段充電如圖如所示,當(dāng)充電插頭連接到被充電汽車的動力蓄電池上時, 充電樁內(nèi)的通訊控制模塊首先檢測被充蓄電池組的總電壓和電池組內(nèi)單個電池是否異常, 當(dāng)檢測電池組的直流電壓大于250V以上且小于370V時,并且通過CAN總線讀取電池組內(nèi)單個電池沒有過壓報(bào)警,則依次吸合交流接觸器KM1、交流接觸器KM2和交流接觸器KM3進(jìn)行快速充電,此時充電電流為100%充電電流;第二階段充電如圖4b所示,充電過程中,通過CAN總線讀取單個電池?zé)o過壓報(bào)警,但電池組總電壓大于370V時,或者檢測到單個電池出現(xiàn)過壓報(bào)警,即使電池組總電壓未達(dá)到370V,則斷開交流接觸器KMl,切換到慢充狀態(tài),此時充電電流降到83%的總充電電流值;第三階段充電如圖如所示,充電過程中,通過CAN總線讀取單個電池?zé)o過壓報(bào)警,但電池組總電壓大于370V時,或者檢測到單個電池出現(xiàn)過壓報(bào)警,即使電池組總電壓未達(dá)到370V,則先斷開交流接觸器KM2,再吸合交流接觸器KMl,交流接觸器KM3保持吸合狀態(tài),此時充電電流下降至66 %的總充電電流值;第四階段充電如圖4d所示,充電過程中,通過CAN總線讀取單個電池?zé)o過壓報(bào)警,但電池組總電壓大于370V時,或者檢測到單個電池出現(xiàn)過壓報(bào)警,即使電池組總電壓未達(dá)到370V,則斷開交流接觸器KM1,交流接觸器KM2保持?jǐn)嚅_,交流接觸器KM3保持吸合狀態(tài),此時充電電流下降至總充電電流的50% ;第五階段充電如圖如所示,充電過程中,通過CAN總線讀取單個電池?zé)o過壓報(bào)警,但電池組總電壓大于370V時,或者檢測到單個電池出現(xiàn)過壓報(bào)警,即使電池組總電壓未達(dá)到370V,則先斷開交流接觸器KM3,再吸合交流接觸器KM2,交流接觸器KMl保持?jǐn)嚅_, 此時充電電流下降至總充電電流的33% ;第六階段充電如圖4f所示,充電過程中,通過CAN總線讀取單個電池?zé)o過壓報(bào)警,但電池組總電壓大于370V時,或者檢測到單個電池出現(xiàn)過壓報(bào)警,即使電池組總電壓未達(dá)到370V,則先斷開交流接觸器KM2,再吸合交流接觸器KM1,交流接觸器KM3保持?jǐn)嚅_, 此時充電電流下降至總充電電流的17% ;充電結(jié)束階段如圖4g所示,充電過程中,通過CAN總線讀取單個電池?zé)o過壓報(bào)警,但電池組總電壓大于370V時,或者檢測到單個電池出現(xiàn)過壓報(bào)警,即使電池組總電壓未達(dá)到370V,則立即斷開交流接觸器KM1、KM2、KM3,此時充電電流變?yōu)榱?,不再給電池充 H1^ ο以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并不用以限定本發(fā)明。凡在本發(fā)明的理念和原則下所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種充電柜,其特征在于所述充電柜中設(shè)置至少一組充電模塊,所述充電模塊包括限流模塊(1)、整流橋( 、充電插座(3),所述限流模塊(1)由若干電容器(C)組成,由接觸器控制各電容器(C)的輸出狀態(tài);從充電模塊輸入端進(jìn)入的交流電經(jīng)限流模塊(1)、整流橋⑵后變成直流電由充電插座⑶輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電柜,其特征在于所述充電模塊還包括電能計(jì)量器G)、 485轉(zhuǎn)CAN模塊、通訊控制模塊、溫度控制模塊、顯示模塊,充電電壓、電流、充電模塊的溫度、被充電蓄電池的狀態(tài)參數(shù)及充電量、充電電費(fèi)等參數(shù)通過通訊控制模塊的傳輸顯示于充電柜的顯示屏上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電柜,其特征在于所述充電柜的上部設(shè)置散熱裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的充電柜,其特征在于所述充電模塊與連接控制電腦,控制電腦監(jiān)視和控制充電模塊的輸出并存儲相關(guān)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充電柜,其特征在于所述中控電腦連接有UPS。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種成本低、可靠性及充電效率高的充電柜。該充電柜中設(shè)置至少一組充電模塊;所述充電模塊包括限流模塊(1)、整流橋(2)、充電插座(3),所述限流模塊(1)由若干電容器(C)組成,由接觸器控制各電容器(C)的輸出狀態(tài);從充電模塊輸入端進(jìn)入的交流電經(jīng)限流模塊(1)、整流橋(2)后變成直流電由充電插座(3)輸出。本發(fā)明用于給電動汽車上的動力蓄電池充電。
文檔編號H02J7/02GK102227089SQ201110167959
公開日2011年10月26日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者覃美蓮 申請人:珠海銀通新動力科技有限公司, 覃美蓮