阅读说明：本技术 一种基于电动汽车的快充一体机 (Quick charging all-in-one machine based on electric automobile ) 是由 毛广甫 于 2020-08-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于电动汽车的快充一体机,包括机体,设有取电接口和快充接口；快充模块,装设在机体内,包括AC/DC双向逆变器、储能模组和DC/DC转换单元,AC/DC双向逆变器的输入端与取电接口相连,以外接电网；AC/DC双向逆变器与储能模组相连形成电池充电回路；AC/DC双向逆变器和储能模组的输出端连接DC/DC转换单元,DC/DC转换单元与快充接口相连,用以外接快充充电枪；储能模组连接有电池管理模块；机体内设有电池柜和冷却通道,储能模组包括多个串联且依次排列在电池柜内电池组；在电池柜一侧的底部设有进风口,电池柜另一侧的侧壁上设有多个通风孔,并在电池柜具有通风孔的一侧设有冷却通道。本发明可减少快充对电网的冲击,同时提高一体机的安全性。(The invention discloses a quick charging integrated machine based on an electric automobile, which comprises a machine body, a charging connector and a quick charging connector, wherein the machine body is provided with the charging connector and the quick charging connector; the quick charging module is arranged in the machine body and comprises an AC/DC bidirectional inverter, an energy storage module and a DC/DC conversion unit, wherein the input end of the AC/DC bidirectional inverter is connected with the power taking interface and is externally connected with a power grid; the AC/DC bidirectional inverter is connected with the energy storage module to form a battery charging loop; the output ends of the AC/DC bidirectional inverter and the energy storage module are connected with a DC/DC conversion unit, and the DC/DC conversion unit is connected with a quick charging interface and is used for being externally connected with a quick charging gun; the energy storage module is connected with a battery management module; the machine body is internally provided with a battery cabinet and a cooling channel, and the energy storage module comprises a plurality of battery packs which are connected in series and sequentially arranged in the battery cabinet; the bottom of one side of the battery cabinet is provided with an air inlet, the side wall of the other side of the battery cabinet is provided with a plurality of vent holes, and one side of the battery cabinet with the vent holes is provided with a cooling channel. The invention can reduce the impact of quick charging on the power grid and simultaneously improve the safety of the integrated machine.)

一种基于电动汽车的快充一体机

技术领域

本发明涉及电动汽车充电装置领域，尤其涉及一种基于电动汽车的快充一体机。

背景技术

目前，发展电动汽车是提高汽车产业竞争力、保障能源安全和发展低碳经济的重要途径。而电动汽车能源供给设施是发展电动汽车所必须的重要配套基础设施，是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。能源供给设施作为电动汽车和电网的接口，其大规模接入将给电网带来巨大的冲击和影响。例如，现有的充电桩的数量及位置相对固定，且现有快充技术逐渐完善与普及，使得大量电动汽车集中在某个区域利用充电桩进行集中式快充充电，对当地电网的冲击较大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于电动汽车的快充一体机，可实现双向逆变功能，在连接电网时为储能模组充电，在无电网连接时可通过储能模组为电动汽车快充，可减少快充对电网的冲击。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种基于电动汽车的快充一体机，包括：

机体，所述机体上设有取电接口和快充接口，所述取电接口连接电网，所述快充接口连接快充充电枪；所述取电接口和所述快充接口均连接有快充模块；

快充模块，装设在所述机体内，包括AC/DC双向逆变器、储能模组和DC/DC转换单元，所述AC/DC双向逆变器的输入端与所述取电接口相连，以外接所述电网；所述AC/DC双向逆变器与所述储能模组相连形成电池充电回路；所述AC/DC双向逆变器和所述储能模组的输出端连接所述DC/DC转换单元，所述DC/DC转换单元与所述快充接口相连，用以外接所述快充充电枪；

电池管理模块，与所述储能模组相连；

所述机体内设有电池柜和冷却通道，所述储能模组包括多个串联且依次排列在所述电池柜内电池组；在所述电池柜一侧的底部设有进风口，所述电池柜另一侧的侧壁上设有多个通风孔，并在所述电池柜具有所述通风孔的一侧设有所述冷却通道。

进一步地，所述取电接口输入380V电压，所述储能模组的功率设为200KW，所述AC/DC双向逆变器的功率设为22KW。

进一步地，所述机体设有多个所述快充接口，每个快充接口均连接有快充充电枪。

进一步地，所述电池柜内架设有多个固定架，每个所述固定架上固定有一组所述电池组，使每组所述电池组之间均设有间隙。

进一步地，所述机体底部正对所述电池柜的位置设有柜架，所述电池柜固定在所述柜架上，使得所述电池柜的进风口与所述机体底部之间具有间隙。

进一步地，所述取电接口和所述快充接口均连接有采样单元，所述采样单元均与所述电池管理模块相连。

进一步地，所述机体上设有人机交互触控屏，所述人机交互触控屏与所述电池管理模块双向连接。

进一步地，在所述电池柜的进风口与所述机体底部之间的间隙中设有风机，且所述风机的出风方向为竖直向上；所述风机与所述储能模组电线相连，且所述风机与所述人机交互触摸屏相连。

进一步地，所述冷却通道内设有冷却管，所述冷却管内存放有冷却液；所述冷却管从所述冷却通道的顶部以螺旋的方式逐渐向下延伸，所述冷却管的首尾两端均与供水泵相连，所述供水泵与储能模组相连，所述供水泵与所述人机交互触摸屏双向连接。

进一步地，所述冷却通道的顶部设有活动天窗，所述机体正对所述活动天窗的位置设有出风口。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

一体机内安装有200KW的储能模组，22KW双向逆变器，即可以直流快速给电动汽车充电，又可以当电网功率不足时提供扩容、停电提供备电的功能；同时在机体内设有冷却通道，使得快充时储能模组产生的大量热量被及时带走，提高机体的安全性。

附图说明

图1为本发明一体机的模块示意图之一；

图2为本发明一体机的模块示意图之二；

图3为本发明一体机的结构示意图；

图4为本发明一体机的电池柜平面结构示意图。

图中：1、机体；2、电池柜；21、进风口；22、通风孔；3、柜架；4、电池组；5、冷却管；6、活动天窗。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种基于电动汽车的快充一体机，如图3～图4所示，包括有机体1，机体1的底部设有滚轮，并在机体1的侧壁上设有可伸缩把手，使得用户可将一体机移动至任何地点对电动汽车进行充电，提高其一体机的便捷性。

机体1的机身上设有取电接口和快充接口，取电接口可连接电网，实现从电网中取电；而快充接口连接快充充电枪，将快充充电枪***电动汽车的充电口中，即可为电动汽车充电。

而机体1上设有门体，打开门体可使得机体1内的设备显露在外；而机体1内设有中控电路板，中控电路板包括快充模块，快充模块的输入端与取电接口，其输出端与快充接口相连接，利用快充模块来提高电动汽车的充电效率，减少电动车辆的充电时间。

如图1所示，快充模块至少包括AC/DC双向逆变器、储能模组和DC/DC转换单元，AC/DC双向逆变器的输入端与取电接口相连，以外接电网，可将从电网中输出的高压交流电转换为直流电；AC/DC双向逆变器与储能模组双向连接，AC/DC双向逆变器和储能模组的输出端连接DC/DC转换单元，DC/DC转换单元与所述快充接口相连，用以外接快充充电枪。其中AC/DC双向逆变器的工作原理是在连接电网时对储能模组进行充电，同时连接负载即可将多余电流进行变换后给电动汽车的车载电池进行充电；当电网断开的瞬间，AC/DC双向逆变器自动检测市电掉电并立刻更改工作模式至逆变模式，在10ms内完成由市电向负载供电到由储能模组向负载供电的切换，实现双向逆变功能，保证了市电脱离时负载不掉电。

其中DC/DC转换单元可转变输入电压后有效输出固定电压，使得一体机可为电动汽车提供稳定的输出电压，对电动汽车的车载电池起到保护作用。

而在本实施例中，AC/DC双向逆变器的输入电压为380V，而储能模组的功率设为200KW，AC/DC双向逆变器的功率设为22KW，使其系统可直流快速给电动汽车充电，达到快充效果。

本实施例中的一体机中可设有多个快充接口，相对应地，即AC/DC双向逆变器的输出端对应增加多个DC/DC转换单元，且DC/DC转换单元、快充接口和快充充电枪均一一对应，实现该一体机可同时为多台电动汽车进行快充，提高充电效率。

如图2所示，储能模组连接有电池管理模块，同时在取电接口和快充接口均连接有采样单元，与取电接口相连的采样单元可采集电网的输出电压，及时判断电网是否断开；而与快充接口相连的采样单元用于采集每个负载车辆的充电参数，例如充电电压、充电功率等。采样单元均与电池管理模块相连，采样单元将采集到的参数传输至电池管理模块中，电池管理模块对取电和放电过程中的参数进行实时监控。

电池管理模块通过电线连接人机交互触摸屏，实现电池管理模块和人机交互触摸屏之间实现双向信号互通；人机交互触摸屏可固定在机体1的外表面上，电池管理模块监控所得的结果可传送至人机交互触摸屏上进行显示，同时可从人机交互触摸屏中录入设置参数，以控制电池管理模块的工作状态。

此外，电池管理模块还连接有告警模块；若电池管理模块监测到充放电参数异常时，则生成对应的告警信息，由在人机交互触摸屏上显示对应的告警提示，同时并将其发送至与电池管理模块通过无线网络相连的监控平台中进行告警提示，以提示管理人员重视告警情况；同时，还将告警信息发送至储能模组中，控制储能模组的输出端断开，直至告警情况消除。此外，监控平台还可与手机终端相连，将告警信息推送至对应的手机终端中，更便于管理人员及时查看信息。

此外，电池柜2内还连接有多个温度传感器，多个温度传感器可分布在电池柜2中的不同位置，以检测电池柜2中的整体温度；多个温度传感器均与电池管理模块相连，温度传感器用于实时检测电池柜2的工作温度，并将温度参数传送至电池管理模块中，电池管理模块综合充放电参数和温度参数对储能模组进行全面监控，避免储能模组出现温度过高或任何异常情况造成事故发生。

如图3、图4所示，储能模组包括多个串联的电池组4，而在机体1中设有至少一个电池柜2，在每个电池柜2中均纵向排列有多个电池组4，电池柜2可对电池组4进行保护。而本实施例中，电池柜2的内侧壁的不同高度上均设有固定架，每个固定架上均固定有一组电池组4，确保电池组4与电池柜2的侧壁之间具有一定间隙的同时，也保证相邻的电池组4之间同样具有一定的间隙，便于将每组电池组4所产生的热量排走。而在机体1正对电池柜2的位置上设有空心的柜架3，电池柜2固定在机体1内的柜架3上，使得电池柜2的底部与机体1之间同样设有一定的间隙，而在电池柜2的一侧的底部设有进风口21，电池柜2与机体1之间的间隙可增大进风量；并在电池柜2另一侧的侧壁上设有大量的通风孔22，使得从电池柜2底部的进风口21吹进的风可经过每组电池组4之间的间隙最后从电池柜2侧壁上的通风孔22排出，而在电池柜2具有通风孔22的一侧设有冷却通道，使得电池柜2中电池组4产生的热量均进入到冷却通道中进行降温，避免电池柜2内电池组4工作所产生的大量热量无法排出，提高一体机的安全性。

本实施例中，机体1内设有两个电池柜2，两个电池柜2对称分别在冷却通道的左右两侧，两个电池柜2分别往冷却通道内排风。此外，在本实施中冷却通道设为柜体结构，在冷却通道中设有冷却管5，并在冷却管5内存放有具有一定流动性的冷却液，冷却液在冷却管5内流动可将从电池柜2中排出到冷却通道中的热量进行降温；为了增大冷却液的流动路径，使得空气中的热量可充分被冷却，将冷却通道内的冷却管5设为以螺旋的方式逐渐向下延伸，冷却液在螺旋的冷却管5内流动时即可充分的进行热量交换，从而提高冷却效率。

此外，为了实现冷却管5内冷却液的流动，将冷却管5的首位两端与供水泵相连，该供水泵可与储能模组相连，储能模组可为供水泵提供电能，供水泵工作时将位于冷却管5低处的冷却液抽到位于高处的冷却管5中，位于高处的冷却液在螺旋式的冷却管5内流动逐渐流动低处进行循环，并在循环过程中实现对冷却通道内的空气进行冷却降温。

而该供水泵还可设为电动控制的供水泵，供水泵与人机交互触摸屏双向连接，人机交互触摸屏可控制供水泵的开关状态，同时供水泵的工作参数也可在人机交互触摸屏中显示。

此外，所述冷却管5上还设有排料口，该排料口上设有阀门，该阀门与人机交互触摸屏双向连接，可通过人机交互触摸屏控制阀门的开关状态及控制其流量，而从排料口中排出液体的流量也可呈现在人机交互触摸屏中，即可通过流量获知当前冷却管5内冷却液的含量；排料口连接有管道，该管道贯穿开设在冷却通道和机体1上的开孔显露在机体1外，可通过排料口将冷却管5内的冷却液排出，也可通过排料口将新的冷却液添加到冷却管5中，以确保冷却液的冷却效果。

为了使得电池柜2内的热量流动性增加，可在电池柜2的进风口21与机体1底部之间的间隙中设有风机，且风机的出风方向为竖直向上，即风机的风向往电池柜2的进风口21处吹，使得电池柜2的进风口21处具有向上流动的气流，在风机的带动下加快电池柜2内热量排出电池柜2的速度，避免热量在电池柜2内堆积导致电池柜2内温度过高存在安全隐患。同时，风机与储能模组电线相连，储能模组为风机提供电能，同时风机与人机交互触摸屏相连，人机交互触摸屏可控制风机的开关状态。

当风机打开时，电池柜2内的热量被气流带出进入冷却通道内，热风在冷却通道内逐渐上升，使得热风与螺旋式的冷却管5进行热量交换，从而逐渐降低温度；并在冷却通道的顶部设有活动天窗6，相对应地，机体1正对活动天窗6的位置设有出风口，当打开活动天窗6时，冷却通道内的气体即可经活动天窗6从出风口排出，且由于冷却通道内具有冷却管5可降低气体温度，因此从出风口处吹出的风温度也不会过高，避免对使用快充一体机的用户带来高温的使用体验，影响用户使用体验感。此外，当电池组4热量过高存在着火隐患时，可将风机设置为吸风状态，即风的流向为向下，通过活动天窗6往冷却通道内喷入冷却喷雾，在风机的吸风状态下冷却喷雾经电池柜2侧壁上的通风孔22进入电池柜2内，经过每组电池柜2之间的间隙对每组电池柜2进行快速冷却降温，冷却喷雾再从电池柜2上的进风口21处吹出，从而达到快速降温的效果，避免重大安全事故发生。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。