一种直流交流供电的充电桩的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了充电设备【技术领域】中的一种直流交流供电的充电桩。本实用新型包括选择电路、触控显示器和电能变换器；电能变换器包括二选一电路、交流变换器和直流变换器；选择电路分别与触控显示器、二选一电路、交流变换器和直流变换器连接；二选一电路分别与交流变换器和交流电源连接；交流变换器与直流变换器连接；直流变换器与直流电源连接。本实用新型的二选一电路能够根据实际需要，将交流电源通过交流变换器和/或直流变换器转换成用户需要的交流电和/或直流电，满足了用户的充电要求；直流变换器还可以直接连接外部直流电源，经滤波等处理后为用户提供直流电。
【专利说明】一种直流交流供电的充电粧
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及充电设备【技术领域】，具体地，涉及一种直流交流供电的充电桩。
【背景技术】
[0002] 为了缓解能源和环境危机，应对全球气候变化，促进经济发展方式转变，建设能 源节约型、环境友好型社会，增强可持续发展能力，我国正在大力加强节能减排工作。电 动力车具有以电代油、环保高效的优点，是节约能源值得大力倡导的方式。因此，电动汽 车在我国的发展前景广阔。充电站充电桩等充电设备是电动汽车发展中必不可少的基 础设施，其重要性日渐突出。现有方法对充电桩进行了多方面的研究，如中国专利号为 201020538096. 4的实用新型公开了一种交直流一体充电桩，可采用交流电源提供交直流充 电。中国专利号为201220250832. 5的实用新型公开了一种快速充电的直流充电桩，为电动 汽车提供快速直流充电。
[0003] 但现有技术都只能接入交流电源为充电桩供电，只能提供单一的快充或者慢充的 充电方式。而目前太阳能光伏等新能源为直流电源，需先将直流电逆变为交流电，增加了转 换环节，大大降低了电源利用效率；另外，目前市场上的充电桩只能为车载充电机提供交流 输入的单一方式充电，充电方式过于单调，不能满足客户的多样化需求。
【发明内容】
[0004] 本实用新型提供了一种直流交流供电的充电桩，用以解决现有充电桩只能接入交 流电等不足。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种直流交流供电的充电桩，其特征是， 该充电桩包括：
[0006] 选择电路、触控显示器和电能变换器；电能变换器包括二选一电路、交流变换器和 直流变换器；
[0007] 选择电路分别与触控显示器、二选一电路、交流变换器和直流变换器连接；二选一 电路分别与交流变换器和交流电源连接；交流变换器与直流变换器连接；直流变换器与直 流电源连接。
[0008] 优选地，充电桩还包括1C卡读写器和/或现金缴费机；1C卡读写器与选择电路连 接；现金缴费机与所述选择电路连接。
[0009] 优选地，充电桩还包括打印机；打印机与选择电路连接。
[0010] 优选地，充电桩还包括信号收发器；信号收发器与选择电路连接。
[0011] 优选地，充电桩还包括信息记录器；信息记录器分别与信号收发器和选择电路连 接。
[0012] 优选地，交流变换器包括整流器、交流安全保护器、交流计量器和交流输出接口 器；整流器与二选一电路连接；交流安全保护器分别与二选一电路和交流计量器连接；交 流计量器和交流输出接口器连接；交流安全保护器、交流计量器和交流输出接口器分别与 选择电路连接。
[0013] 优选地，直流变换器包括功率选择器、滤波器、直流变压充电器、直流安全保护器、 直流计量器和直流输出接口器；功率选择器分别与选择电路、整流器和直流电源连接；滤 波器分别与整流器和直流变压充电器连接；直流变压充电器与直流安全保护器连接；直流 安全保护器与直流计量器连接；直流计量器与直流输出接口器连接；直流安全保护器、直 流计量器和直流输出接口器分别与选择电路连接。
[0014] 优选地，充电桩还包括后台控制器，后台控制器与信号收发器连接。
[0015] 优选地，充电桩还包括报警器；报警器与选择电路连接。
[0016] 优选地，充电桩还包括LED灯；LED灯与选择电路连接。
[0017] 本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：
[0018] 二选一电路能够根据实际需要，将交流电源通过交流变换器和/或直流变换器转 换成用户需要的交流电和/或直流电，满足了用户的充电要求；直流变换器还可以直接连 接外部直流电源，经滤波等处理后为用户提供直流电，扩展了接入充电桩的电源类型，增大 了充电桩的应用范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用 新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0020] 图1为实施例1中的本实用新型的结构图；
[0021] 图2为实施例2中的本实用新型的操作流程图。
【具体实施方式】
[0022] 下面将结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以 下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0023] 针对上述问题，本实用新型提供了一种可以交流直流两种电源供电的充电桩，该 充电桩既可直接利用太阳能光伏、分布式能源等新能源产生的直流电，又可以利用交流市 电，同时可以为电动车提供直流、交流两种电源，提高了电源利用率，满足了客户的多样化 需求。
[0024] 实施例1
[0025] 本实施例提供了一种直流交流供电的充电桩，本实施例的结构图如图1所示，该 充电桩包括：
[0026] 选择电路、触控显示器（如戴尔P2314T、优派TD2240等）和电能变换器； 电能变换器包括二选一电路、交流变换器（如欧博盛2088等）和直流变换器（如 VICTR0N-0rion24/12-70A 等）。
[0027] 选择电路（如专利CN101299594A中的选择电路等）分别与触控显示器、二选一电 路、交流变换器和直流变换器连接；二选一电路分别与交流变换器和交流电源连接；交流 变换器与直流变换器连接；直流变换器与直流电源连接。
[0028] 本实施例的二选一电路（如74LS398/399数字电路）能够根据实际需要，将交流 电源通过交流变换器和/或直流变换器转换成用户需要的交流电和/或直流电，满足了用 户的充电要求；直流变换器还可以直接连接外部直流电源，经滤波等处理后为用户提供直 流电。
[0029] 为了便于用户通过银行卡或其他能够消费的1C卡进行充电消费，本实施例的充 电桩还包括1C卡读写器；1C卡读写器与选择电路连接。
[0030] 用户还可以通过现金进行充电消费，因此，充电桩还可以包括现金缴费机；现金缴 费机与选择电路连接，对现金进行识别，并配有相应的缴费找零设备。还对应包括打印机， 如ATM机使用的打印机。打印机与选择电路连接。
[0031] 本实施例的充电桩还包括信号收发器，使得充电桩能够通过有线或无线的方式将 充电桩的信息和外部设备进行信息传递。信号收发器与选择电路连接。同时还配有信息记 录器，记录充电桩的各种信息，便于必要的数据查询；信息记录器分别与信号收发器和选择 电路连接。
[0032] 交流变换器通常包括整流器、交流安全保护器、交流计量器和交流输出接口器等。 其中，整流器与二选一电路连接；交流安全保护器分别与二选一电路和交流计量器连接； 交流计量器和交流输出接口器连接；交流安全保护器、交流计量器和交流输出接口器分别 与选择电路连接。
[0033] 直流变换器包括功率选择器、滤波器、直流变压充电器、直流安全保护器、直流计 量器和直流输出接口器。其中，功率选择器分别与选择电路、整流器和直流电源连接；滤波 器分别与整流器和直流变压充电器连接；直流变压充电器与直流安全保护器连接；直流安 全保护器与直流计量器连接；直流计量器与直流输出接口器连接；直流安全保护器、直流 计量器和直流输出接口器分别与选择电路连接。
[0034] 充电桩还可以包括后台控制器，后台控制器与信号收发器连接，用于实现对充电 桩的各种数据进行存储或查询等功能。
[0035] 当充电桩出现操作故障或机器故障时，可以通过充电桩的报警器向用户或操作人 员进行报警；报警器与选择电路连接。
[0036] 为了便于用户在晚上或光线暗的环境下使用本实施例的充电桩，本实施例的充电 桩还可以包括电动自行车、LED灯或其他照明设备；LED灯与选择电路连接。
[0037] 实施例2
[0038] 本实施例与实施例1属于相同的发明构思。本实施例的充电桩的结构图如图1所 示，主要包括：
[0039] (1)选择电路，选择电路是整个充电桩的核心控制部分，实现对电能变换、人机交 互、对外信息传输的控制。
[0040] (2)触控显示器，和选择电路连接，用于通过触控的形式实现充电操作；接收用户 的充电指令，显示充电过程中人机交互的提示信息，例如，充电时间、金额、电价、充电方式 选择信息、确认信息等。
[0041] (3)打印机，用于用户充电完毕后打印购电凭单或其他相应的票据证明等凭证。
[0042] (4)电能变换器，用于接入外部的交流电源和/或直流电源，实现多种电源的接 入；并对接入的外部交流电源和/或直流电源进行变换，向外提供交流电或直流电进行充 电。电能变换器主要由直流变换器、交流变换器和二选一电路三部分组成。其中，直流变换 器包括功率选择器、滤波器、直流变压充电器（DC/DC)、直流安全保护器、直流计量器和直流 输出接口器等；交流变换器包括整流器、交流安全保护器、交流计量器、交流输出接口器。各 器件的作用如下：
[0043] 滤波器对输入的直流电源进行滤波，以过滤除去直流电中的交流电及谐波等成 分，并且防止谐波对电网的干扰。
[0044] 功率选择器，用于在充电开始前选择直流快充的功率，只有当电源能提供足够的 功率时，才能实现直流快充。
[0045] 直流变压充电器，用于根据充电过程中车辆的电池管理系统的需求，将输入的恒 定的直流电压变换为可变化的直流电压。
[0046] 直流安全保护器，可以为直流充电过程提供安全连接、过压、过流、欠压等安全保 护。
[0047] 直流计量器，用于计量用户充电时的直流输出电量。
[0048] 直流输出接口器，用于将充电装置与车辆的直流接口进行连接，传导电流或电压， 并进行通信控制信号的连接。
[0049] 交流变换器的整流器用于将交流电变换为直流电，其交流安全保护器、交流计量 器和交流输出接口器的功能与直流变换中相应器件的功能类似，此处不再赘述。
[0050] 二选一电路分别与交流电源和选择电路连接。可实现交流电源输入时选择直流输 出或交流输出。并且当直流输出时，为直流快速充电；交流输出时为交流慢速充电。本实施 例可同时接入外部的直流电源和交流电源，充电桩外接直流电源时，外部直流电源与功率 选择器连接，提供直流输出。当同时接入外部的直流电源和交流电源时，外部直流电源与交 流电源分别直接与充电桩的功率选择器和二选一电路连接，可同时提供直流和交流输出。 当本实施例的充电桩根据外部环境仅接入交流网时，通过二选一电路、整流器、交流安全保 护器及其他器件相连，以满足用户使用直流电或者交流电的个性化需求。
[0051] 本实施例输入的直流电源可以是太阳能光伏等直流电源或中国专利 201310590961. 8提供的由大功率整流器得到的直流电源。实施充电时，用户根据直流电源 能提供的功率进行快速充电的选择。中国专利201310590961. 8提供的直流电源在白天LED 路灯不点亮时可提供所有的功率给充电桩，例如可达到l〇〇kw ;当晚上LED路灯点亮时，至 少可提供50%的功率给充电桩，即可达到50kw。故白天可以提供更大的充电功率，实现更 快的充电。
[0052] 本实施例输入的交流电源可以为交流电网提供的交流电，还可以在充电时根据用 户选择输出直流电。当用户选择直流输出时，二选一电路选择直流输出，通过整流器整流后 连接到直流变换器进行快速充电；当用户选择交流输出时，二选一电路选择交流输出，与交 流变换器的交流安全保护器连通进行慢速充电。
[0053] 本实施例的操作流程图如图2所示，充电桩可以选择直流电源或交流电源供电。 电动汽车客户可以选择直流充电或交流充电。当电动汽车停车时间较短可以选择直流充电 时，充电电压在350?1000V之间变化，充电时间可在半小时左右完成；当电动汽车可以停 车时间较长，如晚上，可以选择交流充电，充电时间可以达到4?6小时。
[0054] (5) 1C卡读写器，与选择电路连接，用于读取用于1C充电卡的用户信息（例如，用 户名、用户编号、用户余额等信息）或者用户充值时将充电信息写入1C卡，实现通过1C卡 充电。
[0055] (6)现金缴费机，与选择电路连接，用于识别持有纸币充电的用户放入的纸币，这 样用户可直接通过现金进行充电。
[0056] (7)信号收发器，用于充电桩与充电桩管理系统的后台控制器进行通信（通信方 式如以太网或GPRS/CDMA等）。例如，在对用户充电计费后，将计费信息上传至后台控制系 统，或者，充电桩后台控制系统将其他充电桩闲置状态信息传送至各充电桩，用户可以通过 充电桩的人机交互界面查询。
[0057] (8)信息记录器，用于实时采集充电桩的充电信息，如充电桩是否空闲、报警信息、 实时充电电压信息、电流信息、温度信息等，并将这些信息通过信号收发器传递给后台控制 器。
[0058] (9)后台控制器，后台控制器与信号收发器通过有线或无线的方式连接；用于实 现对充电桩的各种数据进行存储或查询等功能。
[0059] (10)报警器，报警器与选择电路连接，用于向用户或操作人员进行报警。
[0060] (11) LED灯，LED灯与选择电路连接，提供照明支持。
[0061] 本实用新型提供了 一种可以交流直流两种电源输入的充电桩，可以为电动车提供 直流、交流两种充电方式，提高了电源利用率，满足了客户的多样化需求。另外本实用新型 的充电桩根据外部的实际需要能够接入直流电源或者交流电源两种电源输入模式，满足了 市场需求，扩展了充电桩的应用范围。
[〇〇62] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参 照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以 对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡 在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用 新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种直流交流供电的充电桩，其特征是，该充电桩包括： 选择电路、触控显示器和电能变换器；所述电能变换器包括二选一电路、交流变换器和 直流变换器； 所述选择电路分别与所述触控显示器、二选一电路、交流变换器和直流变换器连接；所 述二选一电路分别与交流电源和所述交流变换器连接；所述交流变换器与所述直流变换器 连接；所述直流变换器与直流电源连接。
2. 如权利要求1所述的充电桩，其特征是，所述充电桩还包括1C卡读写器和/或现金 缴费机；所述1C卡读写器与所述选择电路连接；所述现金缴费机与所述选择电路连接。
3. 如权利要求1所述的充电桩，其特征是，所述充电桩还包括打印机；所述打印机与所 述选择电路连接。
4. 如权利要求1所述的充电桩，其特征是，所述充电桩还包括信号收发器；所述信号收 发器与所述选择电路连接。
5. 如权利要求4所述的充电桩，其特征是，所述充电桩还包括信息记录器；所述信息记 录器分别与所述信号收发器和选择电路连接。
6. 如权利要求1所述的充电桩，其特征是，所述交流变换器包括整流器、交流安全保护 器、交流计量器和交流输出接口器；所述整流器与所述二选一电路连接；所述交流安全保 护器分别与所述二选一电路和交流计量器连接；所述交流计量器和交流输出接口器连接； 所述交流安全保护器、交流计量器和交流输出接口器分别与所述选择电路连接。
7. 如权利要求6所述的充电桩，其特征是，所述直流变换器包括功率选择器、滤波器、 直流变压充电器、直流安全保护器、直流计量器和直流输出接口器；所述功率选择器分别与 所述选择电路、整流器和直流电源连接；所述滤波器分别与所述整流器和直流变压充电器 连接；所述直流变压充电器与直流安全保护器连接；所述直流安全保护器与直流计量器连 接；所述直流计量器与直流输出接口器连接；所述直流安全保护器、直流计量器和直流输 出接口器分别与所述选择电路连接。
8. 如权利要求4所述的充电桩，其特征是，所述充电桩还包括后台控制器，所述后台控 制器与所述信号收发器连接。
9. 如权利要求1所述的充电桩，其特征是，所述充电桩还包括报警器；所述报警器与所 述选择电路连接。
10. 如权利要求1所述的充电桩，其特征是，所述充电桩还包括LED灯；所述LED灯与 所述选择电路连接。
【文档编号】H02J7/00GK203883534SQ201420304452
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】张丽, 殷树刚, 徐鲲鹏, 龚桃荣, 王明 申请人:国家电网公司, 北京南瑞智芯微电子科技有限公司, 国网北京市电力公司