本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車充電領(lǐng)域，特別涉及電能轉(zhuǎn)換電路以及充電機(jī)。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車已經(jīng)成為未來發(fā)展綠色清潔經(jīng)濟(jì)的趨勢(shì)，根據(jù)節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）的規(guī)劃，到2020年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車生產(chǎn)能力達(dá)200萬輛、累計(jì)產(chǎn)銷量超過500萬輛，燃料電池汽車、車用氫能源產(chǎn)業(yè)與國(guó)際同步發(fā)展。充電設(shè)施建設(shè)與新能源汽車產(chǎn)銷規(guī)模相適應(yīng)，根據(jù)“十三五”規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2020年，電動(dòng)汽車集中式充電站將增長(zhǎng)到1.2萬座，分散式充電樁數(shù)量將增長(zhǎng)100倍達(dá)到450萬個(gè)；集中式充電站大部分采用大功率直流充電機(jī)設(shè)備，一般功率在60KW~180KW。

目前直流充電機(jī)的電能轉(zhuǎn)換電路普遍采用模塊化結(jié)構(gòu)，目前主流產(chǎn)品為10KW的功率單元；模塊化的好處是系統(tǒng)開發(fā)簡(jiǎn)單，不同系統(tǒng)功率只要進(jìn)行模塊并聯(lián)就行；目前直流充電機(jī)的電能轉(zhuǎn)換電路普遍采用模塊化的設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊內(nèi)部包含有兩塊主要電路：一個(gè)AC/DC電路，一個(gè)DC/DC電路，模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示。AC/DC電路（或稱模塊）主要將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，采用非隔離設(shè)計(jì)；DC/DC電路主要進(jìn)行輸出電壓以及電流的調(diào)制，由于器件原因，隔離DC/DC的最大功率目前只能做到10KW左右；一個(gè)10KW充電模塊的成本為：AC/DC部分為800元，DC/DC部分的成本為1200元。由于直流充電機(jī)的輸出功率比較大，因此，目前直流充電機(jī)往往通過模塊并聯(lián)的方案來實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。例如目前市場(chǎng)上主流的模塊功率為10KW,主流的充電機(jī)功率為100KW。因此，設(shè)計(jì)完成一臺(tái)100KW的直流充電機(jī)，需要10個(gè)模塊并聯(lián)；這個(gè)方案的特點(diǎn)是AC/DC電路和DC/DC電路數(shù)量一樣，具有對(duì)稱特性。

但是現(xiàn)有技術(shù)方案的缺點(diǎn)是系統(tǒng)的元器件數(shù)量倍增，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較復(fù)雜，系統(tǒng)的不良率會(huì)大大增加，產(chǎn)品的可靠性較低，同時(shí)系統(tǒng)成本較高，導(dǎo)致充電站的投資回報(bào)時(shí)間較長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種電能轉(zhuǎn)換電路、充電機(jī)、充電站以及電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化充電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，大大提高產(chǎn)品的可靠性，同時(shí)使系統(tǒng)成本大大降低。

一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電能轉(zhuǎn)換電路，應(yīng)用于電動(dòng)汽車充電用的充電機(jī)中，包括：

一個(gè)AC/DC模塊，其交流側(cè)連接交流電源，用于將交流電源輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓并通過直流側(cè)輸出；以及

N個(gè)并聯(lián)的DC/DC模塊，其中，所有DC/DC模塊的輸入端一起連接至所述AC/DC模塊的直流側(cè)，所有DC/DC模塊的輸出端一起作為充電輸出端口，用于對(duì)所述AC/DC模塊輸出的直流電壓進(jìn)行電壓和/或電流的調(diào)制后通過所述充電輸出端口輸出調(diào)制后的電壓和/或電流到待充電電動(dòng)汽車的電源中；其中N為大于等于2的自然數(shù)。

可選的，所述N的取值與所述充電機(jī)的輸出功率相關(guān)，功率越大，N的取值越大，功率越小，N的取值越小。

可選的，所述DC/DC模塊采用隔離DC/DC模塊。

本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種電能轉(zhuǎn)換電路，應(yīng)用于電動(dòng)汽車充電用的充電機(jī)中，包括：

M個(gè)并聯(lián)的AC/DC模塊，所有AC/DC模塊的交流側(cè)一起作為輸入端連接至交流電源，所有AC/DC模塊的直流側(cè)一起作為輸出端，用于將交流電源輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓并通過直流側(cè)輸出；以及

N個(gè)并聯(lián)的DC/DC模塊，其中，所有DC/DC模塊的輸入端一起連接至所述AC/DC模塊的輸出端，所有DC/DC模塊的輸出端一起作為充電輸出端口，用于對(duì)所述AC/DC模塊輸出的直流電壓進(jìn)行電壓和/或電流的調(diào)制后通過所述充電輸出端口輸出調(diào)制后的電壓和/或電流到待充電電動(dòng)汽車的電源中；其中N和M均為大于等于2的自然數(shù)，且M小于N。

可選的，所述M和N的取值與所述充電機(jī)的輸出功率相關(guān)，功率越大，N和M的取值越大，功率越小，N和M的取值越小。

可選的，所述DC/DC模塊采用隔離DC/DC模塊。

另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種充電機(jī)，包括上述任一實(shí)施例所述的電能轉(zhuǎn)換電路。

又一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種充電站，包括至少一個(gè)上述實(shí)施例所述的充電機(jī)。

再一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)，包括后臺(tái)控制中心計(jì)算機(jī)，還包括至少一個(gè)上述的充電站，每個(gè)充電站中的充電機(jī)與所述后臺(tái)控制中心計(jì)算機(jī)通信連接。

可選的，每個(gè)充電站中的充電機(jī)與所述后臺(tái)控制中心計(jì)算機(jī)通過有線或無線方式通信連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型主要針對(duì)AC/DC,DC/DC兩種電路的不同特點(diǎn)，找出目前直流充電機(jī)的不足之處，提出拓?fù)潆娐返母倪M(jìn)方案，提出一種具有不對(duì)稱特點(diǎn)的兩級(jí)變換器直流充電機(jī)拓?fù)潆娐?，其特點(diǎn)是AC/DC電路和DC/DC的電路數(shù)量不一樣，且AC/DC電路數(shù)量要小于DC/DC電路數(shù)量，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少系統(tǒng)元器件數(shù)量，提升產(chǎn)品可靠性以及降低產(chǎn)品成本。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的電能轉(zhuǎn)換電路框圖；

圖2是另一種現(xiàn)有的電能轉(zhuǎn)換電路框圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例示出的電能轉(zhuǎn)換電路框圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例示出的另一電能轉(zhuǎn)換電路框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本實(shí)用新型內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本實(shí)用新型的范圍。

本實(shí)用新型主要針對(duì)AC/DC,DC/DC兩種電路的不同特點(diǎn)，找出目前直流充電機(jī)的不足之處，提出拓?fù)潆娐返母倪M(jìn)方案，提出一種具有不對(duì)稱特點(diǎn)的兩級(jí)變換器直流充電機(jī)拓?fù)潆娐罚涮攸c(diǎn)是AC/DC電路和DC/DC的電路數(shù)量不一樣，且AC/DC電路數(shù)量要小于DC/DC電路數(shù)量，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少系統(tǒng)元器件數(shù)量，提升產(chǎn)品可靠性以及降低產(chǎn)品成本。下面結(jié)合附圖具體說明。

如圖3所示，本實(shí)施例提出一種具有不對(duì)稱特點(diǎn)的兩級(jí)變換器直流充電機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換電路。圖3所示為本實(shí)用新型實(shí)施例示例性示出的一種電能轉(zhuǎn)換電路，其應(yīng)用于電動(dòng)汽車充電用的充電機(jī)（如直流充電機(jī)）中，包括一個(gè)AC/DC模塊和N個(gè)并聯(lián)的DC/DC模塊。所述一個(gè)AC/DC模塊，其交流側(cè)連接交流電源，用于將交流電源輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓并通過直流側(cè)輸出。所述N個(gè)并聯(lián)的DC/DC模塊，其中，所有DC/DC模塊的輸入端一起連接至所述AC/DC模塊的直流側(cè)，所有DC/DC模塊的輸出端一起作為充電輸出端口（即圖3中直流輸出模塊），用于對(duì)所述AC/DC模塊輸出的直流電壓進(jìn)行電壓和/或電流的調(diào)制后通過所述充電輸出端口輸出調(diào)制后的電壓和/或電流到待充電電動(dòng)汽車的電源（如電池）中；其中N為大于等于2的自然數(shù)。

具體的，所述N的取值與所述充電機(jī)的輸出功率相關(guān)，功率越大，N的取值越大，功率越小，N的取值越小，N的具體取值本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)具體需要來設(shè)置，對(duì)此不作限制。為了提高電路安全性，可選的，所述DC/DC模塊采用隔離DC/DC模塊。所述AC/DC模塊采用非隔離設(shè)計(jì)。

和目前主流產(chǎn)品相比，該電路中AC/DC電路（即AC/DC模塊）數(shù)量由原來的多個(gè)改為一個(gè)；其優(yōu)點(diǎn)是大大的減少了AC/DC器件的數(shù)量，提升了產(chǎn)品的可靠性，同時(shí)大大降低了材料成本。例如，一臺(tái)100KW的直流充電機(jī)，目前主流產(chǎn)品需要10個(gè)模塊并聯(lián)，也就是需要10個(gè)AC/DC電路來完成，10個(gè)AC/DC電路的總成本為8000元；采用本實(shí)施例提出的方案后，只需要1個(gè)AC/DC電路來完成，該電路總成本為5000元左右。因此，該方案大大簡(jiǎn)化了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，減少零件數(shù)量，提升產(chǎn)品可靠性；同時(shí)降低了產(chǎn)品成本（100KW系統(tǒng)可以降低3000元，占總成本的8%左右）。

當(dāng)然，由于部分直流充電機(jī)的功率非常大，AC/DC電路也可以采用2個(gè)或2個(gè)以上并聯(lián)的方案實(shí)施（但DC/DC電路的數(shù)量一定是大于AC/DC電路的數(shù)量），以在一定程度也可降低成本；因此，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供另一個(gè)變形的能量轉(zhuǎn)換電路。

如圖4所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例示例性示出的另一種電能轉(zhuǎn)換電路，其應(yīng)用于電動(dòng)汽車充電用的充電機(jī)（即直流充電機(jī)）中，包括M個(gè)并聯(lián)的AC/DC模塊和N個(gè)并聯(lián)的DC/DC模塊。M個(gè)并聯(lián)的AC/DC模塊中，所有AC/DC模塊的交流側(cè)一起作為輸入端連接至交流電源，所有AC/DC模塊的直流側(cè)一起作為輸出端，用于將交流電源輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓并通過直流側(cè)輸出。N個(gè)并聯(lián)的DC/DC模塊，其中，所有DC/DC模塊的輸入端一起連接至所述AC/DC模塊的輸出端，所有DC/DC模塊的輸出端一起作為充電輸出端口，用于對(duì)所述AC/DC模塊輸出的直流電壓進(jìn)行電壓和/或電流的調(diào)制后通過所述充電輸出端口輸出調(diào)制后的電壓和/或電流到待充電電動(dòng)汽車的電源中；其中N和M均為大于等于2的自然數(shù)，且M小于N。

具體的，所述M和N的取值與所述充電機(jī)的輸出功率相關(guān)，功率越大，N和M的取值越大，功率越小，N和M的取值越小。M和N的具體取值本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)具體需要來設(shè)置，對(duì)此不作限制?？蛇x的，所述DC/DC模塊采用隔離DC/DC模塊以提高電路安全性。

本實(shí)用新型主要針對(duì)AC/DC,DC/DC兩種電路的不同特點(diǎn)，找出目前直流充電機(jī)的不足之處，提出拓?fù)潆娐返母倪M(jìn)方案，提出一種具有不對(duì)稱特點(diǎn)的兩級(jí)變換器直流充電機(jī)拓?fù)潆娐?，其特點(diǎn)是AC/DC電路和DC/DC的電路數(shù)量不一樣，且AC/DC電路數(shù)量要小于DC/DC電路數(shù)量，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少系統(tǒng)元器件數(shù)量，提升產(chǎn)品可靠性以及降低產(chǎn)品成本。

本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種充電機(jī)（圖未示），包括交流電源和上述任一實(shí)施例所述的電能轉(zhuǎn)換電路（參見圖3或圖4所示實(shí)施例）。電能轉(zhuǎn)換電路中的AC/DC模塊與交流電源連接，將交流電源輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓并通過直流側(cè)輸出，N個(gè)并聯(lián)的DC/DC模塊對(duì)所述AC/DC模塊輸出的直流電壓進(jìn)行電壓和/或電流的調(diào)制后，輸出調(diào)制后的電壓和/或電流到待充電電動(dòng)汽車的電源中。

本實(shí)施例提出一種具有不對(duì)稱特點(diǎn)的兩級(jí)變換器直流充電機(jī)拓?fù)潆娐?，其特點(diǎn)是AC/DC電路和DC/DC的電路數(shù)量不一樣，且AC/DC電路數(shù)量要小于DC/DC電路數(shù)量，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少系統(tǒng)元器件數(shù)量，提升產(chǎn)品可靠性以及降低產(chǎn)品成本。需要說明的是，所述充電機(jī)的如充電控制系統(tǒng)/顯示屏/計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等均為現(xiàn)有成熟技術(shù)，不再詳述。

又一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種充電站（圖未示），包括至少一個(gè)上述實(shí)施例所述的充電機(jī)。所述充電機(jī)的內(nèi)容參考前述實(shí)施例中的描述，此處不再詳述。

本實(shí)施例提出一種用在充電站中的具有不對(duì)稱特點(diǎn)的兩級(jí)變換器直流充電機(jī)拓?fù)潆娐?，其特點(diǎn)是AC/DC電路和DC/DC的電路數(shù)量不一樣，且AC/DC電路數(shù)量要小于DC/DC電路數(shù)量，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少系統(tǒng)元器件數(shù)量，提升產(chǎn)品可靠性以及降低產(chǎn)品成本。

再一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)（圖未示），包括后臺(tái)控制中心計(jì)算機(jī)，還包括至少一個(gè)上述的充電站（可參看前述實(shí)施例內(nèi)容），每個(gè)充電站中的充電機(jī)與所述后臺(tái)控制中心計(jì)算機(jī)通信連接。每個(gè)充電站中的充電機(jī)與所述后臺(tái)控制中心計(jì)算機(jī)通過有線或無線方式（如通信電纜或者3G/4G等無線通信方式）通信連接。本實(shí)施例中未詳述的其他內(nèi)容均可參考現(xiàn)有成熟技術(shù)，此處不再詳述。

本實(shí)用新型主要針對(duì)AC/DC,DC/DC兩種電路的不同特點(diǎn)，找出目前直流充電機(jī)的不足之處，提出拓?fù)潆娐返母倪M(jìn)方案，提出一種具有不對(duì)稱特點(diǎn)的兩級(jí)變換器直流充電機(jī)拓?fù)潆娐?，其特點(diǎn)是AC/DC電路和DC/DC的電路數(shù)量不一樣，且AC/DC電路數(shù)量要小于DC/DC電路數(shù)量，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少系統(tǒng)元器件數(shù)量，提升產(chǎn)品可靠性以及降低產(chǎn)品成本。

上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型并不限制于上述實(shí)施方式，在不脫離本申請(qǐng)的權(quán)利要求的精神和范圍情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以做出各種修改或改型。