一种充电桩及其充电单元制造技术

本发明专利技术提供一种充电桩及其充电单元，该充电单元包括：交流配电单元、功率分配单元和至少一个功率变换单元；功率变换单元包括：一个整流模块和n个DC/DC变换器；n为大于1的整数；该充电单元的输入端通过交流配电单元接入功率变换单元的交流侧，功率变换单元中，整流模块的直流侧分别与n个DC/DC变换器的输入端相连；功率变换单元内n个DC/DC变换器的输出端通过功率分配单元为用电设备充电；从而通过一个整流模块挂接多个DC/DC变换器，功率变换单元的集成度高，提高充电桩中器件的利用率和可靠性，降低充电桩的成本、重量和体积。

【技术实现步骤摘要】
一种充电桩及其充电单元
本专利技术属于充电桩
，更具体的说，尤其涉及一种充电桩及其充电单元。
技术介绍
传统直流充电桩的功率变换部分，基本都是单独设计形成一个功率变换模块，如将功率变换模块当作一个黑匣子来用；不同功率等级通过不同数量的功率变换模块并联得到，每个模块均有各自的PFC变换器和隔离型DC/DC变换器，随着模块数量的增大，硬件设计上冗余严重，进而造成整个直流充电桩的成本、重量和体积均较大；并且，由于并联连接的功率变换模块多，直流充电桩出现故障的可能性增大，导致直流充电桩的可靠性低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种充电桩及其充电单元，用于提高充电桩的充电单元中器件的利用率，降低充电桩的成本和体积。本专利技术第一方面公开了一种充电桩的充电单元，包括：交流配电单元、功率分配单元和至少一个功率变换单元；其中：所述功率变换单元包括：一个整流模块和n个DC/DC变换器；n为大于1的整数；所述交流配电单元的输入端作为所述充电单元的输入端，用于接收交流供电电能；所述交流配电单元的输出端与所述功率变换单元内所述整流模块的交流侧相连；其中，所述功率变换单元的所述整流模块的直流侧分别与n个所述DC/DC变换器的输入端相连；所述功率变换单元的n个所述DC/DC变换器的输出端分别与所述功率分配单元的多个输入端对应相连；所述功率分配单元的各个输出端分别作为所述充电单元的各个输出端，用于为用电设备充电。可选的，所述交流配电单元，包括：开关单元；交流供电的A、B、C三相输入分别与所述开关单元的输入端一一对应相连；所述开关单元的输出端分别作为所述交流配电单元的输出端。可选的，所述开关单元包括：驱动电路和交流继电器组；所述交流继电器组的输入端与所述开关单元的输入端相连；所述交流继电器组的输出端与所述开关单元的输出端相连；所述交流继电器组受控于所述驱动电路。可选的，所述交流继电器组，包括：分别设置于所述交流继电器组中的各相线缆上的开关子单元。可选的，所述开关子单元，包括：至少一个继电器。可选的，所述开关子单元，包括：两个串联连接的继电器。可选的，所述开关单元，还包括：断路器；所述断路器设置于所述开关单元的输入端与所述交流继电器组的输入端之间。可选的，所述交流配电单元，还包括：防雷器；所述交流供电的A、B、C三相输入通过所述防雷器接地。可选的，所述整流模块，包括：EMC电路和AC/DC变换器；所述EMC电路的输入端作为所述整流模块的交流侧；所述EMC电路的输出端与所述AC/DC变换器的交流侧相连；所述AC/DC变换器的直流侧作为所述整流模块的直流侧。可选的，所述整流模块，还包括：PFC单元；所述PFC单元独立设置于所述AC/DC变换器的前级；或者，所述PFC单元集成于所述AC/DC变换器内；又或者，所述AC/DC变换器集成于所述PFC单元内。可选的，所述PFC单元为硬件电路或者软件模块。可选的，所述DC/DC变换器为隔离型DC/DC变换器。可选的，所述功率分配单元，包括：多路开关，以使所述功率分配单元的多路输入电能以独立或者串并联形式输出。可选的，所述功率变换单元的n个所述DC/DC变换器的输出端与所述功率分配单元的多个输入端的关系为：连接关系为：一一对应、多对一和一多对中的任意一种。可选的，还包括：集中式控制单元，用于：向所述交流配电单元发送控制信号、以使所述交流配电单元实现投切；向所述功率变换单元发送PWM信号、以使所述功率变换单元实现电能变换；以及，向所述功率分配单元发送控制信号、以使所述功率分配单元实现输出功率的分配。可选的，还包括：分布式控制单元；所述分布式控制单元，包括：一个系统控制器和多个分控制器；各个所述分控制器分别与所述系统控制器通信连接。可选的，各个分控制器通过通信总线与所述系统控制器通信连接。可选的，各个分控制器包括：一个第一分控制器、m个第二分控制器、n*m个第三分控制器以及一个第四分控制器；m为所述功率变换单元的数量，m为正整数；所述第一分控制器用于向所述交流配电单元发送控制信号、以使所述交流配电单元实现投切；所述第二分控制器用于向对应所述整流模块发送PWM信号、以使所述整流模块实现功率因数控制及交直流变换；所述第三分控制器用于向对应所述DC/DC变换器发送PWM信号、以使所述DC/DC变换器实现电能变换；所述第四分控制器用于向所述功率分配单元发送控制信号、以使所述功率分配单元实现输出功率的分配。本专利技术第二方面公开了一种充电桩，包括：箱体、至少一个散热器和如本专利技术第一方面任一项所述的充电单元；所述充电单元和所述散热器均设置于所述箱体内部；所述充电枪设置于所述箱体外部；所述散热器用于为所述充电单元进行散热；所述充电单元用于为用电设备充电。可选的，所述散热器为风冷散热器。可选的，还包括：密封外壳；所述充电单元设置于所述密封外壳内部。可选的，所述充电单元中各个单元按功率流方向排布为：自下而上、自上而下、自左而右和自右而左中的任意一种。可选的，所述功率流方向与所述风冷散热器的气流方向相反或相同。可选的，所述交流配电单元和所述功率分配单元的设置位置为下述中的任意一种：所述功率分配单元和所述交流配电单元分别设置于所述第一箱体内部的顶端和底端；所述功率分配单元和所述交流配电单元均设置于所述第一箱体内部的顶端或底端；所述功率分配单元和所述交流配电单元中，一个位于所述功率变换单元的前端且设置于所述第一箱体内部的顶端，另一个设置于所述第一箱体内部的底端；所述功率分配单元和所述交流配电单元中，一个位于所述功率变换单元的前端且设置于所述第一箱体内部的底端，另一个设置于所述第一箱体内部的顶端；所述功率分配单元和所述交流配电单元中，均位于功率变换单元的前端且分别置于所述第一箱体内部的顶端和底端。可选的，所述散热器为水冷散热器。可选的，所述充电单元内：功率变换单元设置于所述水冷散热器表面；功率分配单元和交流配电单元分别设置于所述箱体内部的两侧，或者，两者均设置于所述箱体内部的同一侧。可选的，所述水冷散热器包括：壳体和冷却液；所述壳体外侧的接触面设置有所述功率变换单元、用于传导所述功率变换单元的热量；所述冷却液设置于所述壳体的内部，流动的所述冷却液用于带走所述壳体的热量。可选的，所述功率变换单元与充电单元内的控制单元均设置在密封外壳中。可选的，所述密封外壳设置于所述水冷散热器表面。可选的，所述交流配电单元和所述功率分配单元的设置方式为下述中的任意一种：所述功率分配单元和所述交流配电单元分别设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电桩的充电单元，其特征在于，包括：交流配电单元、功率分配单元和至少一个功率变换单元；其中：/n所述功率变换单元包括：一个整流模块和n个DC/DC变换器；n为大于1的整数；/n所述交流配电单元的输入端作为所述充电单元的输入端，用于接收交流供电电能；/n所述交流配电单元的输出端与所述功率变换单元的交流侧相连；/n其中，所述功率变换单元的所述整流模块的直流侧分别与n个所述DC/DC变换器的输入端相连；/n所述功率变换单元的n个所述DC/DC变换器的输出端分别与所述功率分配单元的多个输入端对应相连；/n所述功率分配单元的各个输出端分别作为所述充电单元的各个输出端，用于为用电设备充电。/n

【技术特征摘要】
1.一种充电桩的充电单元，其特征在于，包括：交流配电单元、功率分配单元和至少一个功率变换单元；其中：
所述功率变换单元包括：一个整流模块和n个DC/DC变换器；n为大于1的整数；
所述交流配电单元的输入端作为所述充电单元的输入端，用于接收交流供电电能；
所述交流配电单元的输出端与所述功率变换单元的交流侧相连；
其中，所述功率变换单元的所述整流模块的直流侧分别与n个所述DC/DC变换器的输入端相连；
所述功率变换单元的n个所述DC/DC变换器的输出端分别与所述功率分配单元的多个输入端对应相连；
所述功率分配单元的各个输出端分别作为所述充电单元的各个输出端，用于为用电设备充电。


2.根据权利要求1所述的充电桩的充电单元，其特征在于，所述交流配电单元，包括：开关单元；
交流供电的A、B、C三相输入分别与所述开关单元的输入端一一对应相连；
所述开关单元的输出端分别作为所述交流配电单元的输出端。


3.根据权利要求2所述的充电桩的充电单元，其特征在于，所述开关单元包括：驱动电路和交流继电器组；
所述交流继电器组的输入端与所述开关单元的输入端相连；
所述交流继电器组的输出端与所述开关单元的输出端相连；
所述交流继电器组受控于所述驱动电路。


4.根据权利要求3所述的充电桩的充电单元，其特征在于，所述交流继电器组，包括：分别设置于所述交流继电器组中的各相线缆上的开关子单元。


5.根据权利要求4所述的充电桩的充电单元，其特征在于，所述开关子单元，包括：至少一个继电器。


6.根据权利要求5所述的充电桩的充电单元，其特征在于，所述开关子单元，包括：两个串联连接的继电器。


7.根据权利要求3所述的充电桩的充电单元，其特征在于，所述开关单元，还包括：断路器；
所述断路器设置于所述开关单元的输入端与所述交流继电器组的输入端之间。


8.根据权利要求2所述的充电桩的充电单元，其特征在于，所述交流配电单元，还包括：防雷器；
所述交流供电的A、B、C三相输入通过所述防雷器接地。


9.根据权利要求1所述的充电桩的充电单元，其特征在于，所述整流模块，包括：EMC电路和AC/DC变换器；
所述EMC电路的输入端作为所述整流模块的交流侧；
所述EMC电路的输出端与所述AC/DC变换器的交流侧相连；
所述AC/DC变换器的直流侧作为所述整流模块的直流侧。


10.根据权利要求1所述的充电桩的充电单元，其特征在于，所述整流模块，还包括：PFC单元；
所述PFC单元独立设置于所述AC/DC变换器的前级；或者，
所述PFC单元集成于所述AC/DC变换器内；又或者，
所述AC/DC变换器集成于所述PFC单元内。


11.根据权利要求10所述的充电桩的充电单元，其特征在于，所述PFC单元为硬件电路或者软件模块。


12.根据权利要求1所述的充电桩的充电单元，其特征在于，所述DC/DC变换器为隔离型DC/DC变换器。


13.根据权利要求1所述的充电桩的充电单元，其特征在于，所述功率分配单元，包括：多路开关，以使所述功率分配单元的多路输入电能以独立或者串并联形式输出。


14.根据权利要求1所述的充电桩的充电单元，其特征在于，所述功率变换单元的n个所述DC/DC变换器的输出端与所述功率分配单元的多个输入端的连接关系为：一一对应、多对一和一多对中的任意一种。


15.根据权利要求1-14任一项所述的充电桩的充电单元，其特征在于，还包括：集中式控制单元，用于：
向所述交流配电单元发送控制信号、以使所述交流配电单元实现投切；
向所述功率变换单元发送PWM信号、以使所述功率变换单元实现电能变换；以及，
向所述功率分配单元发送控制信号、以使所述功率分配单元实现输出功率的分配。


16.根据权利要求1-14任一项所述的充电桩的充电单元，其特征在于，还包括：分布式控制单元；
所述分布式控制单元，包括：一个系统控制器和多个分控制器；
各个所述分控制器分别与所述系统控制器通信连接。


17.根据权利要求16所述的充电桩的充电单元，其特征在于，各个分控制器通过通信总线与所述系统控制器通信连接。


18.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵为，阳岳丰，许林冲，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34