可拓展的功率分配电路系统的制作方法

本实用新型涉及一种充电电路，特别是一种可拓展的功率分配电路系统。

背景技术：

充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电；充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电；充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据，现有的充电桩普遍带有固定的充电功率区间，应用于不同车型的能力较低、成本高且可扩展性比较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种简单、可靠、节省成本、通用性强且可扩展性好的可拓展的功率分配电路系统。

为了实现上述目的，本实用新型所设计的可拓展的功率分配电路系统，它包括充电整流模块、功率分配矩阵模块、控制器模块、多个充电接口、充电负载以及与各个充电接口等数量、并分别连接的直流母线，所述控制器模块的控制主板与充电整流模块、充电接口均通过can总线连接以建立bms电池管理系统的通信，所述控制器模块与功率分配矩阵模块的开关量控制支路连接；所述功率分配矩阵模块包含多个相同的功率输出控制模块，所述功率输出控制模块包括多个并联的开关量控制支路以及等量且并联的接触器投切控制支路；所述开关量控制支路及接触器投切控制支路包括控制开关、接触器、用于控制接触器的继电器以及与接触器线圈并联的保护电路；所述接触器线圈包括相互并联的正极线圈和负极线圈；所述继电器包括继电器线圈、常闭触点和常开触点；所述继电器线圈与控制开关串联成开关量控制支路，所述继电器的常开触点与不同继电器的常闭触点、接触器线圈及保护电路形成的并联回路串联成接触器投切控制支路；所述接触器包括有正接触器触点及负接触器触点，所述直流母线包括正母线和负母线，所述充电整流模块通过正接触器触点与正母线连接、通过负接触器触点与负母线连接；在实际使用过程中，依据充电系统整体的总容量，功率分配矩阵模块中的继电器和接触器可以进行组合拓展，以构成与实际功率需要相符的开关量控制支路以及接触器投切控制支路。

为了减少电压电流变化对线圈的冲击，加快反应速度，所述保护电路采用tvs瞬态二极管。

本实用新型得到的可拓展的功率分配电路系统，电路采用模块化设计；简单、可靠、节省成本，无固定功率区间通用性强且可扩展性好。

附图说明

图1是本实用新型可拓展的功率分配电路系统实施例1中高压充电电路图；

图2是实施例1中多条开关量控制支路并联后的电路图；

图3是实施例1中多条接触器投切控制支路并联后的电路图；

图4是本实用新型可拓展的功率分配电路系统实施例2中多条接触器投切控制支路并联后的电路图。

图中：功率分配矩阵模块1、控制器模块2、保护电路3、功率输出控制模块10、开关量控制支路100、接触器投切控制支路101。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：

本实施例描述的可拓展的功率分配电路系统，如图1所示，它包括充电整流模块、功率分配矩阵模块1、控制器模块2、多个充电接口、充电负载以及与各个充电接口等数量、并分别连接的直流母线dc，所述控制器模块2的控制主板与充电整流模块afe、充电接口均通过can总线连接，以建立bms电池管理系统的通信，所述控制器模块2与功率分配矩阵模块1的开关量控制支路100连接；所述功率分配矩阵模块1包含多个相同的功率输出控制模块10，所述功率输出控制模块10包括多个并联的开关量控制支路100以及等量且并联的接触器投切控制支路101；所述开关量控制支路100及接触器投切控制支路101包括控制开关、接触器、用于控制接触器的继电器以及与接触器线圈并联的保护电路3；所述接触器线圈包括相互并联的正极线圈和负极线圈；所述继电器包括继电器线圈、常闭触点和常开触点；所述继电器线圈与控制开关串联成开关量控制支路100，所述继电器的常开触点与不同继电器的常闭触点、接触器线圈及保护电路3形成的并联回路串联成接触器投切控制支路101；所述接触器包括有正接触器触点及负接触器触点，所述直流母线包括正母线和负母线，所述充电整流模块通过正接触器触点与正母线连接、通过负接触器触点与负母线连接。

本实施例中如图1所示，所述功率输出控制模块10包含n个功率输出控制模块10，该系统通过充电接口连接有充电负载a至充电负载z；如图1所示，以功率分配矩阵模块1中与整流模块afe1连接的功率输出控制模块10为例，该模块包含高压侧与充电负载数量相应且并联的接触器km1a至接触器km1z；以接触器km1a、充电接口a以及与充电接口a连接的直流母线正母线dca+及负母线dca-为例，接触器km1a包含正接触器触点km1a+及负接触器触点km1a-，正接触器触点km1a+与直流母线的正母线dca+连接，负接触器触点km1a-与负母线dca-连接，接触器km1b至接触器km1z的电路接法以此类推；如图2、图3所示，仍以功率输出控制模块10为例，该模块的低压侧包括接触器km1a至kma1z的接触器线圈、控制开关sw1a至sw1z以及继电器ka1a至ka1z，每个继电器ka均包含有常开触点ka-no及常闭触点ka-nc；以继电器ka1a和接触器km1a所在的支路为例，控制开关sw1a与继电器ka1a的线圈串联构成开关量控制支路100，控制开关sw1b与继电器ka1b线圈至控制开关sw1z与继电器ka1z线圈的连接方式依次类推，即均以串联方式构成开关量控制支路100，开关量控制支路100之间相互并联；如图3所示，接触器投切控制支路10111包含有串联的常开触点ka1a-no、常闭触点ka1b-nc至常闭触点ka1z-nc、并联的接触器正极线圈kmy1a+及负极线圈kmy1a-及保护电路3。

本实施例中的控制器模块2采用常规的数字量i/o模块电路。

本实施例中的保护电路3采用tss放电管。

在实际工作过程中，整流模块afe1至整流模块afen均接入交流电源，当任一充电负载通过bms系统向控制器模块2发出负载需求信号后，控制器模块2向整流模块和功率分配矩阵模块1发出开关量输出信号，整流模块的接入数量由充电系统的容量决定，对于功率分配矩阵，以与整流模块afe1连通的功率输出控制模块101与充电负载a连通为例，此时控制开关sw1a在控制主板的开关量输出信号控制下闭合，向继电器ka1a输出信号，控制开关sw1b至控制开关sw1z仍保持断开，此时继电器ka1a的线圈通电，使接触器投切控制支路10111中的常开触点ka1a-no闭合，使常闭触点ka1a-nc断开，此时即使其他常开触点如ka1b-no闭合，其所在的接触器投切控制支路10111也不能导通，起到电气互锁的功能，保证了功率输出控制模块10命令项输出的唯一性；当常开触点ka1a-no闭合后，此时接触器正极线圈kmy1a+及负极线圈kmy1a-通电，使高压侧的触点km1a闭合，此时整流模块afe1即通过接触器km1a接入充电接口a，完成对充电负载a的供电，同理可知，当充电负载a需要更高功率时，整流模块afe1至整流模块afen均可以通过同样的过程分别接入充电接口a至充电接口z，以满足不同的充电需求；同时在充电系统容量允许的范围内，安装有该功率分配矩阵模块1的充电系统的充电接口与功率输出控制模块10可以方便地进行扩展。

本实用新型得到的可拓展的功率分配电路系统，电路采用模块化设计；简单、可靠、节省成本，无固定功率区间通用性强且可扩展性好。

实施例2：

本实施例描述的可拓展的功率分配电路系统，如图4所示，与实施例1所述特征的区别在于，为了减少电压电流变化对线圈的冲击，加快反应速度，所述保护电路3采用tvs瞬态二极管。

本实施例提供的可拓展的功率分配电路系统，加快了防浪涌的反应速度，使电路更为稳定可靠。