一种电动车的充电用变压器及其应用方法
【专利说明】一种电动车的充电用变压器及其应用方法
[0001]本发明涉及一种电动车充电用变压器及其应用方法，特别是涉及一种电动车充电用的专用变压器特征及其应用方法，该变压器通过把该变压器初级绕组及其利于随初级绕组一体模块化使用的磁轭回路部分，和该变压器次级绕组及其利于随次级绕组一体模块化使用的磁轭回路部分，按照利于变压器分开安装和组合合并形成完整闭合变压器使用的原贝1J，把初级绕组及其磁轭与对应的变压变流变频器及其控制管理系统组成的供电设施一起安装于充电粧或类似功能设施中，把次级绕组及其磁轭与对应的变压变流器及其控制管理系统组成的受电设施一起安装于电动车中；电动车充电时，使该变压器初级绕组及其磁轭与对应的变压变流变频器及其控制管理系统组成的供电设施，可以与无数辆安装对应该变压器次级绕组及其磁轭与对应的变压变流器及其控制管理系统组成的受电设施的电动车对接形成完整的电动车充电系统，通过无火花、无电流、无电压、电绝缘、磁能量传输的方式对电动车电池充电。在大范围应用中，再按照系列化、标准化设计、生产、安装、使用、管理、安全、可靠的原则，通过统一技术、统一标准、统一要求、统一规定，统一收费、集中管理、分别安装、组合使用的方法，全面解决标准化电动车充电系统的供电设施和受电设施的统一标准设计、分别生产制造、分散对应安装、分别组合使用、各自安全控制、统一收费管理等问题，就可以保证供电设施在抗恶劣环境和安全条件下，方便的随时随地按照电动车充电需要进行安装使用。
[0002]电动车充电目前使用的设备，大部分都是车载充电器或受电器通过连接电线与常规供电设施相连接，由车载充电器或受电器对车用电池进行充电，常规供电设施和车载充电器或受电器的作用主要是提供电力、充电控制，收费管理、安全管理的功能，虽然现在的充电粧管理功能很强大，但是，由于电动车在充电时，常规供电设施需要与车载充电器或受电器进行导线连接提供电力，也就是说充电粧和电动车载充电器或受电器之间需要靠导体接触来供电，因此，电动车充电粧的安装使用和管理条件，在为了保证用电安全管理的情况下，就无法满足电动车在露天院落、小区、停车场、超市、服务区、景区、路边停车位、雨雪天充电等条件恶劣、环境复杂、无人管控、无法检查充电情况、即到即充、自动缴费即充即走的区域停车充电的需要；从日常安全使用方面考虑，由于充电器或受电器的导体在接通连接和断开连接时，可能存在操作失误导致产生火花或意外触电的情况，必然会存在一些使用安全隐患；从使用的可靠性方面考虑，由于充电器或受电器的导体在带电情况下与空气中的水分和氧气等各种自然环境密切接触造成的氧化电蚀，加上在接通连接和断开连接时可能存在操作失误导致产生火花造成的烧灼氧化，随着连接导体的使用时间和频次，必然会出现充电接触不良导致充电不足的问题发生，严重时可能导致电动车半路无电停车待援的误事无奈尴尬局面；从充电收费管理方面考虑，无人管控、到位停车，即到即充、想走就走是电动车使用人比较方便比较可靠比较随意的驾车习惯，在这种状态下，充电收费管理就无法适应电动车大批量使用的充电收费需要；从电动车使用寿命，电动车使用费用，驾驶舒适性安全性方面考虑，由于电动车的主要动力是电池供电，在夏天需要使用空调，冬天需要使用暖风，晚上需要照明，转向助力和制动控制需要电力，驱动需要动力，无一不是电池在提供电力，由于电池的电力存储有限，在充电不及时、不足、不方便、假充电等情况时，必然会使电池经常处在亏电状态，因此就会大大缩短电池的使用寿命，增加电动车的使用成本，降低驾驶舒适性和安全性。总之，电动车在实际使用过程中，不彻底解决电动车随时随地、方便可靠、安全管理等充电所遇到的一系列问题，大众化电动车的推广应用目标就无法实现，也就无法实现节能减排，绿色环保、方便出行、降低汽车尾气污染，改善空气质量的发展目标。
[0003]本发明为了解决电动车充电难、充电烦、充电不方便、充电不可靠、买着便宜用着贵等一系列的问题，实现对标准化电动车充电方便、使用放心、稳定可靠，简单快捷的目标，实现标准化电动车大面积大范围大批量的广泛应用时充电和充电管理不出现安全问题和管理问题的管理目标，提出了一种全新的专用于电动车充电的变压器，同时通过采用现代各领域成熟技术，提出了一系列全新的应用方法和电动车充电问题解决方案，从而全面提供了系列化、标准化电动车充电及充电控制管理解决方案，为系列化标准化电动车充电从根本上提供了技术保障，为全面统一电动车安全方便可靠的充电接口，制定电动车充电设施技术管理标准打开了技术通道，奠定了系列化标准化电动车及其充电设施技术标准的制定基础。
[0004]下面针对该发明的变压器特征及其应用方法特征，结合各领域成熟的技术特征，结合该变压器及其由它组成的供电设施、受电设施特征、电动车充电应用及其管理特征，以及系列化标准化电动车充电系统设计生产安装使用管理要求，进行系统全面具体的介绍说明，特别针对由该变压器组成的为电动车充电的供电设施和受电设施采取统一的技术标准、技术要求、使用方法、充电管理、收费标准等，进行系列化标准化设计生产安装管理使用，以及该变压器组成的电动车充电系统的适应范围和消除充电可能存在的问题解决方案等应用方法，结合实施例进行全面具体形象的描述。
[0005]上述发明的目的是通过下属的方法解决的，
[0006]第一首先是使用了该发明的变压器，它是由变压器初级绕组及对应的部分磁轭回路、变压器次级绕组及其对应的另一部分磁轭回路组成的两个各自独立的且分别安装各自使用的结构单体组成；它的应用方法:是通过把变压器初级绕组及其对应的部分磁轭回路随供电变流变频器及其控制和管理系统的供电电源设施部分安装使用，并在充电站、充电粧、充电柜、充电位、充电盘、充电座中被系列化和标准化设计安装使用和管理；通过把变压器次级绕组及其对应的另一部分磁轭回路随受电变流器及其控制和管理系统的受电电源设施部分安装使用，并在电动车中被系列化和标准化设计安装使用和管理；它的使用方法是:在电动车充电时，该变压器次级绕组及其对应的磁轭回路与受电变流器及其控制和管理系统连接组成的结构单体，通过与电动车的连接机构，在人为或自动控制装置的操作控制情况下，与安装于固定位置的变压器初级绕组及其对应的磁轭回路与供电变流变频器及其控制和管理系统，按变压器初级绕组和次级绕组及其磁轭回路的电磁方向和控制管理系统连接需要，通过人为或控制装置使变压器初级绕组及其磁轭回路与变压器次级绕组及其磁轭回路闭合无误后，使给电动车充电的供电系统的电磁能量通过变流变频器和变压器初级绕组及其磁轭回路与变压器次级绕组及其磁轭回路进行高效节能的电磁能传输和电能转换；使用该变压器给电动车充电的供电设施与受电设施之间，实现无火花无电流无电压电绝缘的情况下，通过电磁能量传输的方式对电动车电池充电。
[0007]该变压器是由分别各自独立安装、分别各自独立使用的变压器初级绕组3及对应的部分磁轭回路1与变压器次级绕组4及其对应的另一部分磁轭回路2组成的两个独立结构单体组成；变压器初级绕组3及其对应的部分磁轭回路1随有供电变流变频器11及其控制系统13、供电管理系统15组成的供电装置《1》安装使用，在充电站、充电粧、充电柜、充电位、充电盘、充电座中被系列化和标准化设计安装使用和管理；变压器次级绕组4及其对应的另一部分磁轭回路2随有受电变流器12及其控制系统14组成的受电装置《2》安装使用，在电动车中被系列化和标准化设计生产安装使用和管理；在电动车充电时，该变压器次级绕组4及其对应的磁轭回路2与受电变流器12及其控制系统14连接组成的结构单体，通过电动车充电连接装置《10》，在人为或自动控制的对接动作装置《8》的操作控制情况下，与安装于固定位置的变压器初级绕组3及其对应的磁轭回路1与供电变流变频器11及其控制系统13、供电管理系统15组成的供电装置《1》，按变压器初级绕组3和次级绕组4及其磁轭回路1和2的电磁方向和变流变频器11、变流器12、控制系统13、控制系统14的连接需要，使变压器初级绕组3及其磁轭1的磁回路与变压器次级绕组4及其磁轭2的磁回路闭合无误，形成完整的电动车充电变压器和电动车电池充电系统，实现给电动车充电的供电装置《1》的电磁能量通过变流变频器11和变压器初级绕组3及其磁轭回路1与变压器次级绕组4及其磁轭回路2进行高效节能的电磁能传输和电能转换传输，实现给电动车充电的供电装置《1》与受电装置《2》之间，在无火花无电流无电压电绝缘的情况下，通过电磁能量传输的方式对电动车电池充电。
[0008]该变压器初级绕组及其对应的磁轭回路与和它配套使用的变流变压变频器及其控制系统、供电管理系统的技术标准、技术要求、性能参数、使用方法，是按变压器次级绕组及其对应的另一部分磁轭回路与和它配套使用的变流器及其控制管理系统的技术标准、技术要求、性能参数、使用方法对应进行系列化标准化的。该变压器初级绕组及其对应的部分磁轭回路与它配套使用的供电变流变频器及其控制和管理系统，与变压器次级绕组及其另一部分磁轭回路与它配套使用的受电变流器及其控制和管理系统，是按照各自分别独立安装，对应配合组合使用的技术要求、技术标准进行设计生产、安装使用和充电管理的；当然，该变压器也可以是在对电动车充电的供电装置和受电装置的智能化、信息化、自动化、网络化控制和管理系统的设计生产中，按照各自分别独立安装，对应配合组合使用的技术要求、技术标准进行设计生产、安装使用和充电管理的。
[0009]变压器初级绕组3及其对应的磁轭回路1与变流变压变频器11及其控制系统13、供电管理系统15的技术标准、技术要求、性能参数、使用方法，是按变压器次级绕组4及其对应的另一部分磁轭回路2与变流器12及其控制系统14的技术标准、技术要求、性能参数、使用方法对应进行系列化标准化的。变压器初级绕组3及其对应的部分磁轭回路1与供电变流变频器11及其控制系统13以及供电管理系统15，与变压器次级绕组4及其另一部分磁轭回路2与受电变流器12及其控制系统14，按照各自分别独立安装，对应配合组合使用的技术要求、技术标准进行设计生产、安装使用和充电管理的；该变压器是在对电动车充电的供电装置《1》的自动化、信息化、智能化、网络化控制管理系统17和受电装置《2》的自动化、信息化、智能化、网络化控制管理系统16设计生产中，按照各自分别独立安装，对应配合组合使用的技术要求、技术标准进行设计生产、安装使用和充电管理的。
[0010]为了使该变压器在电动车充电设施中广泛应用，该变压器初级绕组及其磁轭回路与它配套使用的变流变频器及其控制和管理系统的供电电源设施部分，是按电动车充电站、充电粧、充电位、充电盘、充电柜类供电设施的安装、控制、管理、安全、使用的技术要求、技术标准、性能参数、使用方法而设计生产使用且固定安装的；该变压器次级绕组及其磁轭回路与它配套使用的变流器及其控制和管理系统的受电电源设施部分，是按电动车充电时对接该变压器初级绕组及其磁轭回路与它配套使用的供电变流变频器及其控制管理系统，对应电动车充电的技术要求、技术标准、性能参数、使用方法而设计生产并随电动车安装使用的。
[0011]该变压器初级绕组3及其磁轭回路1与变流变频器11及其控制管理系统13、供电管理系统15、控制管理系统17的供电装置《1》部分，是按电动车充电站、充电粧、充电位、充电盘、充电柜类供电电源的安装、控制、管理、安全、使用的技术要求、技术标准、性能参数、使用方法而设计生产使用且固定安装的；该变压器次级绕组4及其磁轭回路2与变流器12及其控制系统14、控制管理系统16的受电装置《2》部分，是按电动车充电时对接该变压器初级绕组3及其磁轭回路1与供电变流变频器11及其控制系统13，对应电动车电池充电的技术要求、技术标准、性能参数、使用方法而设计生产并随电动车安装使用的。
[0012]在实际应用中，通过改变该变压器的技术标准、技术要求、性能参数、结构形状、材料材质、使用要求，提高变压器输入的交流电频率，在相同的电磁功率转换传输的充电系统中，可以减小变压器初级绕组和次级绕组绕组及其对应磁轭回路的体积和截面积，减轻变压器初级绕组和次级绕组及其对应磁轭回路的重量，提高该变压器电磁能量转换效率和传输能量密度，减小漏磁，降低噪声，节能环保。
[0013]通过改变该变压器的技术标准、技术要求、性能参数、结构形状、材料材质、使