一种多能源的充电系统技术方案

本发明专利技术提供一种多能源的充电系统，包括供电端和受电端；所述供电端包括交流电网、光伏站、储能电源；所述受电端包括充电电池；所述交流电网、光伏站、储能电源通过直流母线与所述充电电池通过有线连接进行传导式充电；所述供电端还设有连接在所述直流母线上的无线发射装置；所述受电端还设有与所述充电电池相连接的无线接收装置；所述无线发射装置和无线接收装置能够进行非传导式充电。本发明专利技术兼容有线充电（传导式充电）和无线充电（非传导式充电），以及具有多种供电能源，能够有效提高能源利用效率，无需将光伏站和储能电源的直流电转换为交流电，降低内部设备的能源浪费。降低内部设备的能源浪费。降低内部设备的能源浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种多能源的充电系统


[0001]本专利技术属于充电
，具体涉及一种多能源的充电系统。

技术介绍

[0002]现有的有线充电桩由于需要插枪操作，无法适用于自动驾驶和自动泊车场景下的充电。大功率无线充电根据电磁共振的原理可以显著提升传输功率，进而应用到电动车辆的无线充电。
[0003]然而不同的车辆的配置不同，部分可能没有无线充电功能， 需要提供同时具备无线充电和有线充电功能的充电设施。如图1所示，现有的直流充电电路架构， 通过传递式的充电枪连接到电动汽车上。如图2所示，现有的无线充电电路架构， 通过非传导式的耦合器连接到电动汽车上。
[0004]现有电动汽车无线充电和有线充电是两个独立的系统，都是独立接入到交流电网中的，这样每一个系统中都需要交流到直流的环节。 在一个充电位上，安装两个充电系统，造成内部设备的浪费。
[0005]另外，当无线充电的功率显著提高时，由于常规的高频逆变器直接连接到电网AC/DC的输出直流上，且输出直流电压较低，造成逆变输出电流非常大，进而需要使用导体直径特别大的导线制作高频发射线圈，不仅体积庞大，而且电能损耗严重，成为无线充电功率提升的瓶颈。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种多能源的充电系统，兼容有线充电（传导式充电）和无线充电（非传导式充电），以及具有多种供电能源，能够有效提高能源利用效率。
[0007]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供一种多能源的充电系统，包括供电端和受电端；所述供电端包括交流电网、光伏站、储能电源；所述受电端包括充电电池；所述交流电网、光伏站、储能电源通过直流母线与所述充电电池通过有线连接进行传导式充电；所述供电端还设有连接在所述直流母线上的无线发射装置；所述受电端还设有与所述充电电池相连接的无线接收装置；所述无线发射装置和无线接收装置能够进行非传导式充电。
[0008]以上设置的效果：本专利技术兼容有线充电（传导式充电）和无线充电（非传导式充电），以及具有多种供电能源，能够有效提高能源利用效率，无需将光伏站和储能电源的直流电转换为交流电， 降低内部设备的能源浪费。
[0009]进一步的，所述交流电网通过功率因数校正电路连接直流母线，从而将交流电转
换为直流母线电压；光伏站通过DC/DC变换器连接直流母线，从而将光伏站输出转换为直流母线电压；储能电源通过DC/DC变换器连接直流母线，从而将储能电压转换为直流母线电压；所述直流母线通过DC/DC变换器与充电电池进行传导式充电。
[0010]所述无线发射装置和无线接收装置分别连通直流母线和充电电池进行非传导式充电。
[0011]以上设置的效果：基于以上连接的网络，电流电，光伏站，储能电源和充电电池组成一个电能互联互通的电能流通网络，能够通过多种途径和来源对充电电池充电。
[0012]进一步的，所述功率因数校正电路为双向功率因数校正电路；连接光伏站的DC/DC变换器是单向DC/DC变换器；连接储能电源的DC/DC变换器是双向DC/DC变换器；连接充电电池的DC/DC变换器是双向DC/DC变换器；以上设置的效果：其中PFC为双向PFC,即可以将交流电转换到直流母线电压，也可以将直流母线电压转换成交流电。连接光伏站的DC/DC变换器是单向的，光伏产生的电能转换到直流母线后， 可以逆变到交流的，可以储存到储能电源，可以通过传导式或非传导式对电动车辆充电。连接储能电源的DC/DC变换器是双向的， 储能电源可以向连接到直流母线的设备供电，也可以从直流母线上的设备取电储充到储能电源里。连接电动车辆电池的传导式充电的DC/DC变换器是双向的，可以对电动车辆充电，也可以用电动车的电池对直流母线上的设备供电，充电电池可以对储能电池或电容充电，也可以通过PFC逆变 送到电网里。
[0013]进一步的，连接充电电池的非传导式充电的无线发射装置和无线接收装置是双向传输型。
[0014]以上设置的效果：对电动车辆充电时，无线发射装置将直流母线上的电能通过耦合器转换为高频交变信号（交变电场、交变电磁场、或微波等形式），无线接收装置将耦合器接收到的高频交变信号转换为直流电。当利用电动车辆电池对直流母线上的设备供电时，无线接收装置执行无线发射的功能，并且，无线发射装置执行无线接收的功能。对充电电池充电，必须从直流母线取电，充电电池对外供电，无论直流母线有没有电 都可以传输到直流母线。
[0015]进一步的，所述无线发射装置包括连接直流母线的逆变器和与所述逆变器连接的初级谐振耦合器；所述无线接收装置包括与充电电池连接的整流器和与所述整流器连接的次级谐振耦合器；初级谐振耦合器和次级谐振耦合器能够以非接触的方式相互耦合以传输能量。
[0016]以上设置的效果：兼容有线充电和无线充电的电路结构， AC/DC变换器将交流电转换为直流电之后，分别连接到有线充电的DC/DC变换器 和无线发射装置，相较于独立的有线充电和无线充电，减少了一级AC/DC。
[0017]进一步的，所述无线发射装置还包括设置在所述初级谐振耦合器和直流母线之间的DC/DC变换器。
[0018]以上设置的效果：当受电电池的电压电流变换范围比较大时，可以在逆变器之前增加一级DC/DC变换器用来调整输出参数，也可以可以在整流器之后增加一级DC/DC变换器
用来调整输出参数。
[0019]进一步的，所述无线发射装置还包括设置在所述逆变器和直流母线之间的多组级联的隔离DC/DC变换器和逆变器。
[0020]以上设置的效果：当初级谐振耦合器距离逆变器比较远时，需要使用较长的电缆进行连接， 为了降低电缆上的损耗，利用多个隔离DC/DC变换器级联逆变器来提高逆变器的输出电压。进而降低电缆上的流通电流，能够克服现有技术中逆变输出电流非常大、电能损耗严重的缺点。
[0021]进一步的，所述逆变器包括分别连接在隔离DC/DC变换器上的滤波电容和逆变桥；所述初级谐振耦合器包括发射线圈和谐振电容。
[0022]进一步的，所述无线接收装置包括第一次级谐振耦合器、第二次级谐振耦合器、第一整流器和第二整流器；所述第一整流器的正极与所述充电电池的正极连接，所述第二整流器的负极与所述充电电池的负极连接；所述第一整流器的负极通过第一开关与第二整流器的正极连接，通过第三开关与充电电池的负极连接；所述第二整流器的正极通过第二开关与所述充电电池的正极连接；当第一开关闭合，第二开关、第三开关断开时，第一整流器和第二整流器串联；当第一开关断开，第二开关、第三开关闭合时，第一整流器和第二整流器并联。
[0023]以上设置的效果：当被充电电池的电压电流参数变换范围较大时，可以用多个通道无线接收装置的并联或串联配置，配置通过多个开关实现，当整流器1和整流器2输出需要串联到一起来提高输出电压时，第一开关导通，第二开关、第三开关断开。 当整流器1和整流器2输出需要并联到一起来提高输出电流时，第一开关断开，第二开关、第三开关导通。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能源的充电系统，其特征在于，包括供电端和受电端；所述供电端包括交流电网、光伏站、储能电源；所述受电端包括充电电池；所述交流电网、光伏站、储能电源通过直流母线与所述充电电池通过有线连接进行传导式充电；所述供电端还设有连接在所述直流母线上的无线发射装置；所述受电端还设有与所述充电电池相连接的无线接收装置；所述无线发射装置和无线接收装置能够进行非传导式充电。2.根据权利要求1所述的多能源的充电系统，其特征在于，所述交流电网通过功率因数校正电路连接直流母线，从而将交流电转换为直流母线电压；光伏站通过DC/DC变换器连接直流母线，从而将光伏站输出转换为直流母线电压；储能电源通过DC/DC变换器连接直流母线，从而将储能电压转换为直流母线电压；所述直流母线通过DC/DC变换器与充电电池进行传导式充电；所述无线发射装置和无线接收装置分别连通直流母线和充电电池进行非传导式充电。3.根据权利要求2所述的多能源的充电系统，其特征在于，所述功率因数校正电路为双向功率因数校正电路；连接光伏站的DC/DC变换器是单向DC/DC变换器；连接储能电源的DC/DC变换器是双向DC/DC变换器；连接充电电池的DC/DC变换器是双向DC/DC变换器；连接充电电池的非传导式充电的无线发射装置和无线接收装置是双向传输型。4.根据权利要求2所述的多能源的充电系统，其特征在于，所述无线发射装置包括连接直流母线的逆变器和与所述逆变器连接的初级谐振耦合器；所述无线接收装置包括与充电电池连接的整流器和与所述整流器连接的次级谐振耦合器；初级谐振耦合器和次级谐振耦合器能够以非接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建廷，
申请(专利权)人：爻新科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：