直流充电设备及其功率分配单元制造技术

本发明专利技术提供了一种直流充电设备及其功率分配单元。其中功率分配单元包括：多路直流输入回路，每路直流输入回路用于接入一路直流电；多路直流输出回路，每路直流输出回路用于供出一路直流电；矩阵开关，其包括多个断路器，每个断路器设置在一路输入端与一路输出端之间；以及检测控制模块，包括至少一种检测元件以及控制电路，检测元件与矩阵开关信号连接，并用于检测矩阵开关的运行工况；控制电路与检测元件以及矩阵开关分别信号连接，并用于根据运行工况判断矩阵开关是否发生异常，控制与异常相关的断路器断开。本发明专利技术的方案可以及时发现矩阵开关的故障并进行主动处理。现矩阵开关的故障并进行主动处理。现矩阵开关的故障并进行主动处理。

【技术实现步骤摘要】
直流充电设备及其功率分配单元


[0001]本专利技术涉及电动汽车充电，特别是涉及直流充电设备及其功率分配单元。

技术介绍

[0002]随着纯电动汽车的使用越来越广，充电需求越来越多，市场对车辆的充电安全性和便利性提出越来越高的要求，便利、安全且快速的充电是市场对车辆的一致需求。其中
[0003]充电桩作为电动汽车充电装置，主要为电动汽车提供充电服务。其中直流充电设备功率大、充电速度快，以直流方式向电动电池充电。直流充电设备适合对充电时间要求较高的场景，如出租车、公交车、物流车等运营车充电站，以及乘用车公共充电桩。
[0004]现有的直流充电设备一般包括：充电机、矩阵开关、充电终端，其中充电机中具有功率模块，利用功率模块将电源转换转为充电负载所需的直流电形式，矩阵开关与功率模块的输出连接，通过调整自身开关状态，选择对应的充电终端输出充电电能。
[0005]上述矩阵开关由多个单开关继电器排列形成，其动作由上位机控制。上位机无法及时确定矩阵开关内部工作异常，不能及时进行保护。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的是要提供一种至少解决上述上述任一方面技术问题的直流充电设备及其功率分配单元。
[0007]本专利技术一个进一步的目的是要及时确定功率分配单元中矩阵开关的异常运行工况，提高安全性。
[0008]本专利技术另一个进一步的目的是节省功率分配单元成本，提高可靠性。
[0009]特别地，本专利技术提供了一种直流充电设备的功率分配单元，其包括：
[0010]多路直流输入回路，每路直流输入回路用于接入一路直流电；
[0011]多路直流输出回路，每路直流输出回路用于供出一路直流电；
[0012]矩阵开关，其包括：
[0013]多路输入端，分别连接至多路直流输入回路；
[0014]多路输出端，分别连接至多路直流输出回路；
[0015]多个断路器，每个断路器设置在一路输入端与一路输出端之间；以及
[0016]检测控制模块，包括至少一种检测元件以及控制电路，检测元件与矩阵开关信号连接，并用于检测矩阵开关的运行工况；控制电路与检测元件以及矩阵开关分别信号连接，并用于根据运行工况判断矩阵开关是否发生异常，控制与异常相关的断路器断开。
[0017]可选地，检测元件包括：多个电压检测元件，分别设置在多路直流输入回路上，用于检测多路直流输入回路的电压；并且控制电路，配置成在任一路直流输入回路的电压超过预设电压超限阈值的情况下，控制与电压超过电压超限阈值的直流输入回路连接的断路器断开。
[0018]可选地，控制电路还配置成仅允许与其电压小于预设安全电压阈值的直流输入回
路连接的断路器进行通断操作。
[0019]可选地，检测元件包括：
[0020]多个电流检测元件，分别设置在多路直流输出回路上，用于检测多路直流输出回路的电流；并且
[0021]控制电路，配置成在任一路直流输出回路的电流超过预设电流超限阈值的情况下，控制与电流超过电流超限阈值的直流输出回路连接的断路器断开。
[0022]可选地，控制电路还配置成仅允许与其电流小于预设安全电流阈值的直流输出回路连接的断路器进行通断操作。
[0023]可选地，检测元件包括：多个温度检测元件，每个温度检测元件用于设置在一输入端与一直流输入回路的连接点上；
[0024]控制电路还配置成在任一连接点的温度超过预设温度超限阈值的情况下，控制与温度超过温度超限阈值的连接点连接的断路器断开。
[0025]可选地，断路器为双路开关断路器，并具有控制引脚，并配置成根据控制引脚收到的控制信号执行通断；控制电路与多个断路器的控制引脚分别连接，还用于向多个断路器提供控制信号。
[0026]可选地，断路器还具有内部保险机构以及故障引脚，并配置成在内部保险机构动作后通过故障引脚输出故障信号；控制电路与多个断路器的故障引脚分别连接，还用于获取故障信号。
[0027]可选地，断路器还具有反馈引脚，并配置成通过反馈引脚输出与自身通断状态对应的反馈信号；控制电路还与多个断路器的故障引脚分别连接，用于获取反馈信号。
[0028]可选地，控制电路还包括：通信接口，其配置成与直流充电设备的上位机通信连接，并且控制电路还配置成：在判定矩阵开关发生异常的情况下通过通信接口向上位机提供与异常对应的异常信息。
[0029]可选地，控制电路还配置成：通过通信接口获取上位机下发的功率分配指令，并根据功率分配指令控制矩阵开关调整断路器的通断。
[0030]根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种直流充电设备，其包括：上述任一种的直流充电设备的功率分配单元。
[0031]本专利技术的直流充电设备及其功率分配单元，增设检测控制模块。检测控制模块中的检测元件与矩阵开关信号连接，并用于检测矩阵开关的运行工况，实现对矩阵开关的准确检测，了解运行状态。检测控制模块中的控制电路根据检测元件检测得到的运行工况，判断矩阵开关是否发生异常，从而可以及时发现矩阵开关的故障，通过控制与异常相关的断路器断开，提高了功率分配单元的安全性，避免故障进一步恶化。
[0032]进一步地，本专利技术的直流充电设备及其功率分配单元，可以集成电压、电流、温度等多种工况的检测功能，并优化了检测元件的布置位置，采集的数据准确全面，为控制电路提供了可靠的控制依据。
[0033]更进一步地，本专利技术的直流充电设备及其功率分配单元，使用了双路开关断路器，相较于传统的单路开关，减少了开关数量，降低了设备整体成本。双路开关断路器配置控制引脚、内部保险机构、故障引脚、反馈引脚，可以直接获取断路器自身的工作状态，并在功率分配单元内部进行直接控制，提高了可靠性。
[0034]更进一步地，本专利技术的直流充电设备及其功率分配单元，控制电路利用通信接口与直流充电设备的上位机通信连接，可以在判定矩阵开关发生异常的情况下通过通信接口向上位机提供与异常对应的异常信息，并且接收上位机下发的功率分配指令，并根据功率分配指令控制矩阵开关调整断路器的通断，实现了功率分配单元与直流充电设备的其他部件的相互配合，实现安全可靠地对电动汽车充电。
[0035]根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0036]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
[0037]图1是根据本专利技术一个实施例的直流充电设备的示意架构图；
[0038]图2是根据本专利技术一个实施例的直流充电设备的功率分配单元的示意框图；
[0039]图3是根据本专利技术一个实施例的直流充电设备的功率分配单元中断路器的电路原理示意图；
[0040]图4是根据本专利技术一个实施例的直流充电设备的功率分配单元中控制电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流充电设备的功率分配单元，其特征在于包括：多路直流输入回路，每路所述直流输入回路用于接入一路直流电；多路直流输出回路，每路所述直流输出回路用于供出一路直流电；矩阵开关，其包括：多路输入端，分别连接至所述多路直流输入回路；多路输出端，分别连接至所述多路直流输出回路；多个断路器，每个所述断路器设置在一路所述输入端与一路所述输出端之间；以及检测控制模块，包括至少一种检测元件以及控制电路，所述检测元件与所述矩阵开关信号连接，并用于检测所述矩阵开关的运行工况；所述控制电路与所述检测元件以及所述矩阵开关分别信号连接，并用于根据所述运行工况判断所述矩阵开关是否发生异常，控制与所述异常相关的断路器断开。2.根据权利要求1所述的直流充电设备的功率分配单元，其中所述检测元件包括：多个电压检测元件，分别设置在所述多路直流输入回路上，用于检测所述多路直流输入回路的电压；并且所述控制电路，配置成在任一路所述直流输入回路的电压超过预设电压超限阈值的情况下，控制与电压超过所述电压超限阈值的所述直流输入回路连接的所述断路器断开。3.根据权利要求2所述的直流充电设备的功率分配单元，其中所述控制电路，还配置成仅允许与其电压小于预设安全电压阈值的所述直流输入回路连接的所述断路器进行通断操作。4.根据权利要求1所述的直流充电设备的功率分配单元，其中所述检测元件包括：多个电流检测元件，分别设置在所述多路直流输出回路上，用于检测所述多路直流输出回路的电流；并且所述控制电路，配置成在任一路所述直流输出回路的电流超过预设电流超限阈值的情况下，控制与电流超过所述电流超限阈值的所述直流输出回路连接的所述断路器断开。5.根据权利要求4所述的直流充电设备的功率分配单元，其中所述控制电路，还配置成仅允许与其电流小于预设安全电流阈值的所述直流输出回路连接的所述断路器进行通断操作。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小飞，王辰冰，万文龙，
申请(专利权)人：武汉路特斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：