[发明专利]一种电动汽车充电机充电模块的并联均流电路

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，具体涉及一种电动汽车充电机充电模块的并联均流电路。

背景技术

电动汽车作为一种新型交通工具，在缓解能源危机、促进环境与人类和谐发展等方面具有不可比拟的优势，是推进交通发展模式转变的有效载体，代表了未来汽车发展的趋势，而电动汽车充电站等充电设施建设是电动汽车产业健康发展的前提和基础。典型的电动汽车充电站主要包括供电系统、充电系统、监控系统及土建等其他辅助设施。其中，充电站充电系统主要包括交流充电桩和非车载充电机，是充电站的核心设备。

电动汽车充电机（即非车载充电机）指的是一种安装在电动汽车车体外、将交流电能变换为直流电能并采用传导方式为电动汽车动力蓄电池充电的专用装置。目前，非车载充电机主要有相控整流和高频开关整流两种技术方案。随着功率电子技术的发展，相控式充电机由于存在效率低、对电网谐波干扰大、维修不方便等缺点逐渐被高频开关式充电机代替。为了满足目前电动汽车尤其是电动商用车动力电池高压大电流的充电需求，并考虑到充电机的可靠性和可维护性等性能指标，目前高频开关式充电机一般采用多个高频开关充电模块并联组成。在多个相同的充电模块并联运行时，由于各个充电模块的参数无法做到完全一致，致使各模块所分担的充电电流大小不一，这会严重影响整台充电机的可靠性和运行的稳定性，因此必须采取相应的均流措施。目前，常用的均流控制方法主要有以下几种：

（1）输出阻抗法。本方法主要通过调节每个并联充电模块的外特性倾斜度（即调节输出阻抗），以达到并联模块均分负载电流的目的。本方法比较简单，主要缺点是均流精度低，电压调整率上升。

（2）主从设置法：本方法适用于有电流型控制的并联开关电源系统中。主模块采取电压和电流双闭环控制，从模块只有电流闭环控制，所有从模块通过跟随主模块产生的电流给定信号实现均流。本方法的缺点是主模块失效则整个系统不能工作，可靠性不高。

（3）按平均电流值自动均流法。本方法可以精确地实现均流，但是当母线发生短路，或者在母线上的一个电源不能工作时，母线电压下降，将使各电源电压下调，甚至到达其下限，造成故障。

（4）最大电流自动均流法。这种均流控制方法效果较好，缺点是主从模块总是处于不断的切换中，会导致各个模块的输出电流产生低频振荡；并且由于各从模块均以最大电流为调节目的，必然会使并联系统输出电压高于额定电压，产生过电压，且电源的输出阻抗越大过电压现象越明显。

现有并联均流控制方法的缺点和不足，限制了电动汽车充电机充电模块并联运行的整体性能，影响了电动汽车充电机的产业化推广应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种电动汽车充电机充电模块的并联均流电路，提高了充电模块的利用率，实现了均流精度高，动态响应速度快等优点。

本发明提供的一种电动汽车充电机充电模块的并联均流电路，包括充电机监控单元与至少一个充电模块并联构成；充电模块之间并联；其改进之处在于，所述充电机监控单元通过通信信号线与充电模块连接；所述充电模块之间通过电流信号线连接；所述充电模块分别与电网交流端和电动汽车动力电池直流端连接。

其中，所述充电模块包括功率变换主电路、电流采样电路、电压采样电路、均流继电器、均流电路、电流控制器、电压控制器、CPU、通信设备、PWM生成电路和驱动电路；

所述电流控制器根据所述电流采样电路采集的所述功率变换主电路输出端电流值和所述CPU提供的电流给定值进行电流闭环反馈控制；所述电压控制器根据所述均流电路提供的电压值、所述电压采样电路采集的所述功率变换主电路输出端电压值和所述CPU提供的电压给定值进行电压闭环反馈控制；所述电流控制器的输出信号和所述电压控制器的输出信号传给所述PWM生成电路进行调制后通过所述驱动电路传给所述功率变换主电路；

所述功率变换主电路与电动汽车动力电池连接。

其中，所述均流电路将所述电流采样电路输出信号和所述均流继电器的输出信号作为输入信号，进行差值运算后，经过运算放大和隔离，将其输出信号作为所述电压控制器的输入信号。

其中，所述均流继电器包括控制信号端S1和控制信号端S2，控制信号端S1的控制信号和控制信号端S2的控制信号同时为低电平时，均流继电器开通；若控制信号端S1的控制信号或控制信号端S2的控制信号出现高电平，均流继电器断开。

其中，所述均流电路包括电阻R1~R10、CBB电容C1~C4、运算放大器U1、U2和光电耦合器U3；