本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)，尤其涉及一種家庭式電動(dòng)汽車快速充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)家大力推廣新能源汽車的應(yīng)用及新能源汽車技術(shù)的日漸成熟，電動(dòng)汽車進(jìn)入千家萬(wàn)戶成為必然的趨勢(shì)，而作為電動(dòng)汽車能量補(bǔ)給來(lái)源的充電配套設(shè)施顯得尤為重要。目前,我國(guó)的電動(dòng)汽車充電公共設(shè)施建設(shè)水平較低，公共充電配套設(shè)施的供給嚴(yán)重不足，致使家庭充電成為電動(dòng)汽車能源補(bǔ)給的主要方式。

眾所周知，電動(dòng)汽車的充電方式主要有交流充電與直流充電兩種，前者充電效率較低，后者充電效率較高。然而，由于一般家庭用電電流較小，無(wú)法直接滿足直流快速充電所需的輸入功率要求，而為滿足直流快速充電的供電需求進(jìn)行配電網(wǎng)改造則難度非常大，導(dǎo)致了絕大部分電動(dòng)汽車車主只能采用交流充電作為家庭充電的唯一方式。交流充電的低效率瓶頸使得絕大部分家用電動(dòng)汽車的能源無(wú)法在家庭充電中得到快速補(bǔ)給，嚴(yán)重影響了電動(dòng)汽車車主用車的便利性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)下的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種家庭式電動(dòng)汽車快速充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在常規(guī)家庭的供電條件下為電動(dòng)汽車進(jìn)行直流快速充電，提高家庭充電的效率。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種家庭式電動(dòng)汽車快速充電系統(tǒng)，包括220V交流配電網(wǎng)、電源傳感器、AC/DC變換器、中央控制器、DC/DC雙向變換器、儲(chǔ)能系統(tǒng)、直流充電設(shè)備、DC/AC逆變器與220V交流應(yīng)急電源，所述220V交流配電網(wǎng)通過(guò)電源傳感器與AC/DC變換器連接，所述中央控制器分別與AC/DC變換器、DC/DC雙向變換器、DC/AC逆變器、直流充電設(shè)備相連接，所述DC/DC雙向變換器與儲(chǔ)能系統(tǒng)相連接，所述DC/AC逆變器與220V交流應(yīng)急電源相連接。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括儲(chǔ)能電池及配套的BMS（電池管理系統(tǒng)），所述BMS與中央控制器信號(hào)連接，負(fù)責(zé)接收中央控制器的控制指令及向中央控制器反饋電池狀態(tài)信息。

進(jìn)一步地，所述中央控制器與電源傳感器、AC/DC變換器、DC/DC雙向變換器、DC/AC逆變器及直流充電設(shè)備信號(hào)連接，中央控制器根據(jù)電源傳感器與直流充電設(shè)備的狀態(tài)控制AC/DC變換器、DC/DC雙向變換器及DC/AC逆變器的工作：AC/DC變換器負(fù)責(zé)把交流輸入轉(zhuǎn)化為直流輸入，DC/DC雙向變換器負(fù)責(zé)儲(chǔ)能系統(tǒng)輸入與輸出電流的雙向變換，DC/AC逆變器負(fù)責(zé)把直流輸入轉(zhuǎn)化為220V交流輸出。

進(jìn)一步地，所述中央控制器設(shè)有數(shù)據(jù)處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元及網(wǎng)絡(luò)通信接口，數(shù)據(jù)處理器負(fù)責(zé)調(diào)用與執(zhí)行控制程序，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)系統(tǒng)控制策略、控制程序、系統(tǒng)運(yùn)行記錄與系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)信息，網(wǎng)絡(luò)通信接口用于系統(tǒng)與外部交換數(shù)據(jù)與指令。

進(jìn)一步地，所述直流充電設(shè)備的輸入電壓由儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)DC/DC雙向變換器輸出的電壓與AC/DC變換器輸出的電壓并聯(lián)或串聯(lián)組成，利用儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出的功率彌補(bǔ)交流輸入功率的不足，從而增大直流充電設(shè)備對(duì)電動(dòng)汽車的充電功率，提高充電效率。

進(jìn)一步地，所述直流充電設(shè)備設(shè)有電動(dòng)汽車動(dòng)力電池自帶BMS信息讀取裝置與讀取程序，負(fù)責(zé)在電動(dòng)汽車充電時(shí)監(jiān)控其動(dòng)力電池的狀態(tài)信息并發(fā)送給中央控制器。

進(jìn)一步地，所述220V交流應(yīng)急電源的輸出電壓頻率50Hz，由儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)過(guò)DC/DC雙向變換器與DC/AC逆變器二次轉(zhuǎn)換而成，實(shí)現(xiàn)在配電網(wǎng)斷電時(shí)，為家庭的交流負(fù)荷提供可直接使用的應(yīng)急電源。

本實(shí)用新型的有益效果為：

本實(shí)用新型利用儲(chǔ)能系統(tǒng)在閑時(shí)存儲(chǔ)電能，并在電動(dòng)汽車需要充電時(shí)與家庭配電網(wǎng)共同為直流充電設(shè)備供電，解決常規(guī)家庭配電網(wǎng)對(duì)直流充電設(shè)備的供電功率不足的問(wèn)題，降低直流充電時(shí)對(duì)配電網(wǎng)供電功率的需求，可在常規(guī)家庭電網(wǎng)供電下實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車直流快速充電，大幅提高電動(dòng)汽車家庭充電的效率；此外，本實(shí)用新型利用DC/DC雙向變換器與DC/AC逆變器把儲(chǔ)能系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)化為220V交流應(yīng)急電源，可在配電網(wǎng)斷電時(shí)為家庭內(nèi)的交流負(fù)荷提供可直接使用的應(yīng)急電源，保障家庭的應(yīng)急用電需求。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種家庭式電動(dòng)汽車快速充電系統(tǒng)，包括220V交流配電網(wǎng)、電源傳感器、AC/DC變換器、中央控制器、DC/DC雙向變換器、儲(chǔ)能系統(tǒng)、直流充電設(shè)備、DC/AC逆變器與220V交流應(yīng)急電源， 220V交流配電網(wǎng)通過(guò)電源傳感器與AC/DC變換器連接，中央控制器分別與AC/DC變換器、DC/DC雙向變換器、DC/AC逆變器、直流充電設(shè)備相連接， DC/DC雙向變換器與儲(chǔ)能系統(tǒng)相連接， DC/AC逆變器與220V交流應(yīng)急電源相連接，組成系統(tǒng)內(nèi)的電流網(wǎng)絡(luò)。

儲(chǔ)能系統(tǒng)包括儲(chǔ)能電池及配套的BMS（電池管理系統(tǒng)），BMS與中央控制器信號(hào)連接；中央控制器設(shè)有數(shù)據(jù)處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元及網(wǎng)絡(luò)通信接口，并與電源傳感器、AC/DC變換器、DC/DC雙向變換器、DC/AC逆變器及直流充電設(shè)備信號(hào)連接。

直流充電設(shè)備的輸入電壓由儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)DC/DC雙向變換器輸出的電壓與AC/DC變換器輸出的電壓并聯(lián)或串聯(lián)組成。

當(dāng)220V交流配電網(wǎng)首次通電時(shí)，AC/DC變換器的輸出功率通過(guò)DC/DC雙向變換器輸入儲(chǔ)能系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)入充電狀態(tài)。

當(dāng)儲(chǔ)能電池充滿電時(shí)，保持AC/DC變換器與儲(chǔ)能系統(tǒng)的電流通路，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

當(dāng)直流充電設(shè)備要為電動(dòng)汽車充電時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)DC/DC雙向變換器輸出功率至直流充電設(shè)備，同時(shí)把AC/DC變換器的輸出功率切換至直流充電設(shè)備，通過(guò)兩路直流功率疊加，直流充電設(shè)備得到大功率直流電源，對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行直流快速充電。

當(dāng)電動(dòng)汽車充電結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)停止向直流充電設(shè)備輸出功率，AC/DC變換器的輸出功率切換至DC/DC雙向變換器輸入儲(chǔ)能系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)重新進(jìn)入充電狀態(tài)。

當(dāng)電源傳感器偵測(cè)到220V交流配電網(wǎng)斷電時(shí)，系統(tǒng)斷開(kāi)與配電網(wǎng)的電路連接，儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)DC/DC雙向變換器輸出電壓至DC/AC逆變器，DC/AC逆變器把直流輸入轉(zhuǎn)化為220V/50Hz交流輸出至220V交流應(yīng)急電源對(duì)外供電。

當(dāng)220V交流配電網(wǎng)斷電后再次通電時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)停止輸出電壓，系統(tǒng)再次連接AC/DC變換器與DC/DC雙向變換器的電流通路，儲(chǔ)能系統(tǒng)重新進(jìn)入充電狀態(tài)。

本實(shí)用新型的快速充電系統(tǒng)用于電動(dòng)汽車家庭充電時(shí)，可在閑時(shí)把電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，需要充電時(shí)利用配電網(wǎng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)共同對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行直流快速充電，可在常規(guī)家庭電網(wǎng)供電下大幅提高電動(dòng)汽車的充電效率，提高電動(dòng)汽車家庭充電的便利性。

本實(shí)用新型的快速充電系統(tǒng)還具有調(diào)頻的能力，在充電時(shí)利用儲(chǔ)能模塊輸出功率的方式進(jìn)行功率平衡，可有效抑制電動(dòng)汽車直流快速充電時(shí)對(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)生的諧波污染，降低充電行為對(duì)配電網(wǎng)的沖擊，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。

以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。