用于电动汽车的充电系统和充电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及动力电池充电技术领域，特别涉及一种用于电动汽车的充电系统和一种充电机。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展需要和行业技术的日趋成熟，电动汽车(包括混合动力汽车HEV和纯电动汽车EV)变得越来越盛行。目前电动汽车用于家庭充电的方式如图1所示，从电网(家用插座)直接取电给电动汽车的充电机，然后通过充电机将电压转换成高压直流电给整车动力电池充电，或者通过专用充电盒/粧取电给到电动汽车的充电机，充电机转换成高压直流电给整车动力电池充电。其中，充电机的输出跟随动力电池包电压变化，动力电池包电压抬升，充电机的输出及其内部功率器件的耐受电压也需跟随抬升。
[0003]虽然动力电池包电压抬升对整车会有诸多优点，但会迫于充电机中的功率器件例如功率二极管、MOS管或IGBT的耐压而受限，从而导致各车厂开发的电池平台多数会基于650V功率器件电压等级(主要是目前功率器件的耐压一般为650V)，使整车开发受限。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用于电动汽车的充电系统，通过N个充电模组来给动力电池包充电，在动力电池包电压抬升时，动力电池包电压可分为N个电压叠加，从而避免充电机中功率器件的电压升高而受限，有利于动力电池包电压抬升优化。
[0005]本实用新型的另一个目的在于提出一种充电机。
[0006]为达到上述目的，本实用新型一方面提出的一种用于电动汽车的充电系统，包括:充电机，所述充电机包括N个充电模组，所述N个充电模组分别并联连接到电网以分别从所述电网取电，所述N个充电模组之间进行相互通信，且所述N个充电模组中的任意一个充电模组为主充电模组，其中，N为大于I的整数;动力电池包，所述动力电池包包括N个电池单元；电池管理器，所述电池管理器与所述主充电模组中的控制单元进行通信，所述电池管理器采集所述N个电池单元中每个电池单元的电压信息，并获取所述动力电池包的充电需求信息，以及将所述每个电池单元的电压信息和所述动力电池包的充电需求信息发送给所述控制单元，所述控制单元根据所述每个电池单元的电压信息和所述动力电池包的充电需求信息控制所述N个充电模组中每个充电模组的充电功率以使所述N个充电模组对所述动力电池包进行充电。
[0007]根据本实用新型提出的用于电动汽车的充电系统，充电机包括N个充电模组，N个充电模组分别并联连接到电网以分别从电网取电，这样通过N个充电模组来给动力电池包充电，在动力电池包电压抬升时，动力电池包电压可分为N个电压叠加，从而避免充电机中功率器件的电压升高而受限，不仅有利于充电机模块设计和开发，还有利于动力电池包电压抬升优化，也容易在现有版本上升级，给设计人员带来方便。
[0008]其中，所述每个充电模组均包括充电接口，并通过相应的充电接口与所述每个电池单元--对应相连。
[0009]或者，所述N个充电模组的输出端串联连接以形成一个充电接口，所述充电机通过该一个充电接口与所述动力电池包相连。
[0010]具体地，所述每个充电模组均包括PFC模块和DC-DC转换模块。
[0011]或者，所述每个充电模组均包括DC-DC转换模块，且所述每个充电模组中的DC-DC转换模块共用一个PFC模块。
[0012]并且，所述每个充电模组还分别通过充电盒/粧与所述电网相连，以通过所述充电盒/粧从所述电网取电。
[0013]具体地，所述充电机还具有逆变工作模式，所述动力电池包通过所述充电机向所述电网放电。
[0014]为达到上述目的，本实用新型另一方面提出的一种充电机，包括N个充电模组，所述N个充电模组分别并联连接到电网以分别从所述电网取电，所述N个充电模组之间进行相互通信，且所述N个充电模组中的任意一个充电模组为主充电模组，所述主充电模组中的控制单元与电池管理器进行通信以接收所述电池管理器发送的动力电池包的充电需求信息和所述动力电池包中每个电池单元的电压信息，并根据所述每个电池单元的电压信息和所述动力电池包的充电需求信息控制所述N个充电模组中每个充电模组的充电功率以使所述N个充电模组对所述动力电池包进行充电，其中，N为大于I的整数。
[0015]根据本实用新型提出的充电机，N个充电模组分别并联连接到电网以分别从电网取电，这样通过N个充电模组来给动力电池包充电，在动力电池包电压抬升时，动力电池包电压可分为N个电压叠加，从而避免充电机中功率器件的电压升高而受限，不仅有利于充电机模块设计和开发，还有利于动力电池包电压抬升优化，也容易在现有版本上升级，给设计人员带来方便。
[0016]其中，所述动力电池包包括N个电池单元，所述每个充电模组均包括充电接口，并通过相应的充电接口与所述N个电池单元中的每个电池单元--对应相连。
[0017]或者，所述N个充电模组的输出端串联连接以形成一个充电接口，以使所述充电机通过该一个充电接口与所述动力电池包相连。
[0018]具体地，所述每个充电模组均包括PFC模块和DC-DC转换模块。
[0019]或者，所述每个充电模组均包括DC-DC转换模块，且所述每个充电模组中的DC-DC转换模块共用一个PFC模块。
【附图说明】
[0020]图1为现有的一种电动汽车充电系统的方框示意图；
[0021]图2为根据本实用新型一个实施例的用于电动汽车的充电系统的方框示意图；
[0022]图3为根据本实用新型另一个实施例的用于电动汽车的充电系统的方框示意图；
[0023]图4为根据本实用新型一个实施例的充电机的结构示意图；
[0024]图5为根据本实用新型另一个实施例的充电机的结构示意图；以及
[0025]图6为根据本实用新型还一个实施例的用于电动汽车的充电系统的方框示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0027]下面参考附图来描述本实用新型实施例提出的用于电动汽车的充电系统和充电机。
[0028]结合图2至图5所示，本实用新型实施例提出的用于电动汽车的充电系统包括充电机10、动力电池包20和电池管理器30。
[0029]充电机10包括N个充电模组11、12、13、……、1N，N个充电模组11、12、13、……、1N分别并联连接到电网以分别从电网取电，N个充电模组11、12、13、……、1N之间进行相互通信，且N个充电模组11、12、13、……、IN中的任意一个充电模组例如第一充电模组11为主充电模组，其中，N为大于I的整数。动力电池包20包括N个电池单元21、22、23、……、2N，电池管理器30与主充电模组例如第一充电模组11中的控制单元110进行通信，电池管理器30采集N个电池单元中每个电池单元的电压信息，并获取动力电池包20的充电需求信息，以及将每个电池单元的电压信息和动力电池包20的充电需求信息发送给控制单元110，控制单元110根据每个电池单元的电压信息和动力电池包的充电需求信息控制N个充电模组中每个充电模组的充电功率以使N个充电模组对动力电池包20进行充电。
[0030]根据本实用新型的一个实施例，每个充电模组均包括充电接口，并通过相应的充电接口与每个电池单元一一对应相连。例如如图2所示，充电模组为两个，即第一充电模组11和第二充电模组12，第一充电模组11的充电接口用于连接第一电池单元21，从而第一充电模组11给第一电池单元21充电，第二充电模组12的充电接口用于连接第二电池单元22，从而第二充电模组12给第二电池单元22充电。其中，每个充电单元由多个电池组例如M个电池组串联构成，N个电池单元串联连接以构成动力电池包，M为正整数。
[0031 ] 也就是说，如图2所示，可将动力电池包20的电压分组为U = U1+U2，第一电池单元21对应Ul，第二电池单元22对应U2，第一电池单元21通过第一充电模组11充电，第二电池单元22通过第二充电模组12充电。第一充电模组11与第二充电模组12之间进行通信以进行数据交互，第一充电模组11和第二充电模组12可借用通用的车载充电机模块。
[0032]即言，在本实施例中，当动力电池包电压抬升时，可将动力电池包的电压分为U=U1+U2+……+UN，N个充电模组的输入并联，输出分别对应每个电池单元，从而在动力电池包电压抬升时，每个充电模组中功率器件的电压无需抬升，避免功率器件的电压升高而受限。
[0033]根据本实用新型的另一个实施例，N个充电模组11、12、13、……、IN的输出端串联连接以形成一个充电接口，充电机10通过该一个充电接口与动力电池包20相连。例如如图3所示，充电模组为两个，即第一充电模组11和第二充电模组12，第一充电模组11和第二充电模组12的输出端串联以形成一个充电接口，用来连接动力电池包20，从而第一充电模组11和第二充电模组12共同给动力电池包充电。其中，每个充电单元由多个电池组例如M个电池组串联构成，N个电池单元串联连接以构成动力电池包。
[0034]即言，在本实施例中，当动力电池包电压抬升时，可将动力电池包的电压分为U=U1+U2+……+UN，N个充电模组的输入并联，输出串联，从而在动力电池包电压抬升时，每个充电模组中功率器件的电压无需抬升，避免功率器件的电压升高而受限。
[0035]在本实用新型的实施例中，N个充电模组之间通过CAN总线进行相互通信，电池管理器30与控制单元110之间通过CAN总线进行通信。
[0036]根据本实用新型的一个实施例，如图4所示，每个充电模组均包括PFC(PowerFactor Correct1n，功率因数校正)模块和DC-DC转换模块。
[0037]根据本实用新型的另一个实施例，如图5所示，每个充电模组均包括DC-DC转换模块，且每个充电模组中的DC-DC转换模块共用一个PFC模块。
[0038]其中，如图6所示，每个充电模组还分别通过充电盒/粧与电网相连，以通过充电盒/粧从电网取电。
[0039]具体而言，在设计充电模组时，从电网或充