具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明的实施例提供一种充电桩电路，包括：

充电模块，所述充电模块与市电接入接口连接，形成充电电路；

储能模块，所述储能模块与所述充电模块连接，形成储能电路、充储电路或放电电路；

控制模块，所述控制模块分别与所述充电模块和储能模块通信连接。

具体的，R1、R2、R3为继电器，N为零线，L为火线，PE为保护地线。

本发明的该实施例，充电桩电路包括充电模块储能模块，将电池储能、向电网放电、电动汽车充电集成一体，可以实现通过储能模块对充电模块在充电过程中产生的电能损耗进行补充，提高了充电效率。

本发明一可选的实施例，所述充电模块包括市电充电单元以及直流充电单元，所述市电充电单元与所述直流充电单元连接；所述市电充电单元包括市电输入EMI滤波元件以及AC/DC器件；所述市电输入EMI滤波元件的第一端与所述市电接入接口连接，所述市电输入EMI滤波元件的第二端与所述AC/DC器件的第一端连接；

所述直流充电单元包括直流输出元件以及第一双向DC/DC器件；所述第一双向DC/DC器件的第一端与所述AC/DC器件的第二端连接，所述第一双向DC/DC器件的第二端与所述直流输出元件连接。

具体的，所述市电充电单元包括市电输入EMI滤波元件以及无桥PFC元件，所述无桥PFC元件包括AC/DC器件。

所述直流充电单元包括直流输出元件以及第一谐振电路LLC元件，所述第一谐振电路LLC元件包括第一双向DC/DC器件。

本发明的该实施例，实现了市电与直流之间的切换，同时保护了电路。

本发明一可选的实施例，所述充电模块设有母线电容，所述母线电容的第一端与所述AC/DC器件的第二端连接，所述母线电容的第二端分别与所述第一双向DC/DC器件的第一端和所述储能模块连接。

本发明的该实施例，母线电容对流经的电流具有滤波的作用。

本发明一可选的实施例，所述储能模块包括电池包和第二双向DC/DC器件；

所述第二双向DC/DC器件的第一端分别与所述母线电容的第二端以及所述第一双向DC/DC器件的第一端连接，所述第二双向DC/DC器件的第二端与所述电池包连接。

具体的，所述储能模块包括电池包和第二谐振电路LLC元件，所述第一谐振电路LLC元件包括第二双向DC/DC器件。

所述电池包通过连接器与所述第二双向DC/DC器件的第二端连接，其中，所述第二双向DC/DC器件的第二端与连接器公端连接，所述电池包与连接器母端连接。

如图2所示，本发明一可选的实施例，所述市电依次流经所述市电输入EMI滤波元件、AC/DC器件、母线电容、第一双向DC/DC器件，并输出至所述直流输出元件，形成充电电路。

具体的，充电电路是将通过电网向电动汽车充电，其中，充电效率η为：

式中：E1为电池充电量，E2为电网计电充电量；

电池充电量可通过BMS进行监控，并反馈至第三控制板MANAGE。

本发明的该实施例，通过第三控制板MANAGE对充电效率η的实时监控，可以实现工作电路的自动切换，缩短了充电的时间，提高了充电效率。

如图3所示，本发明一可选的实施例，所述市电依次流经所述市电输入EMI滤波元件、AC/DC器件、母线电容、第二双向DC/DC器件，并输出至电池包，形成储能电路。

本发明的该实施例，实现了充电桩自身储能的功能。

如图4所示，本发明一可选的实施例，所述市电依次流经所述市电输入EMI滤波元件、AC/DC器件、母线电容、第一双向DC/DC器件，并输出至所述电池包；同时直流电流经所述第二双向DC/DC器件、第一双向DC/DC器件，并输出至所述直流输出元件，形成充储电路。

本发明的该实施例，通过电网对电动汽车充电的同时，可以根据实时的充电效率控制放电电路的工作状态，进而实现充储一体对电动汽车进行充电，放电电路弥补了充电电路的电能损失，提高了充电效率。

如图5所示，本发明一可选的实施例，所述直流电流经所述第二双向DC/DC器件、母线电容、AC/DC器件、市电输入EMI滤波元件，并输出至所述市电接入接口，形成放电电路。

如图1所示，本发明一可选的实施例，还包括低压电源，低压电源为风扇、USB、警报、灯带等几个单元提供低压工作电源；

其中，风扇：用来解决设备散热问题，根据设备内部温度大小来调整风扇的转速，从而达到为设备进行散热问题；

USB：用来通过USB口完成设备的软件升级；

警报：实现报警功能，如温感、烟感等，当发生报警时通过声光告警；

灯带：用来显示设备的状态，如充电状态、放电状态、储能状态、故障状态灯等。

本发明一可选的实施例，所述控制模块包括第一控制板POWER、第二控制板POWER、第三控制板MANAGE以及电池管理单元BMS；

所述第一控制板控制板POWER分别与所述AC/DC器件、直流输出元件以及第一双向DC/DC器件连接，所述第一控制板POWER用于控制所述AC/DC器件、直流输出元件以及第一双向DC/DC器件的工作状态；

所述第二控制板POWER与所述第二双向DC/DC器件连接，所述第二控制板POWER用于控制所述第二双向DC/DC器件的工作状态；

所述电池管理单元BMS与所述电池包连接，所述电池管理单元BMS用于控制所述电池包的工作状态；

所述第三控制板MANAGE分别与所述第一控制板POWER、第二控制板POWER、以及电池管理单元BMS通信连接。

其中：第一控制板POWER和第二控制板POWER为功率控制板用于实现直流输出、AC/DC器件、第一双向DC/DC器件、第二双向DC/DC器件等功率器件的控制；

第三控制板MANAGE：为设备管理单元，用于实现整套设备的控制管理；

BMS：为电池管理系统，用来实现电池包的安全管理、热管理、电压电流检测等，根据自身状态向控制板MANAGE发出充电需求。

本发明的该实施例，通过设置第一控制板POWER、第二控制板POWER、第三控制板MANAGE以及BMS对充电桩电路的工作状态进行控制，实现了充电桩电路多个不同工作电路的自动切换，提高了充电效率。

具体的，如图6所示，上述实施例通过如下实现方式实现：

以电动汽车为例：

充电电路的工作原理：

1)闭合继电器R1和R3，市电通过市电接入接口经过市电输入EMI滤波元件，输入至AC/DC器件，第一控制板POWER控制AC/DC器件内部的功率器件(如SIC MOSfET/IGBT等)导通，实现交流电转换为直流电的功能；

2)直流电经过母线电容滤波后输出至第一双向DC/DC器件，第一控制板POWER控制第一双向DC/DC器件内部的功率器件(如SIC/MOSfET等)导通，实现第一双向DC/DC器件变换；

3)第一双向DC/DC器件输出直流至直流输出元件，第一控制板POWER控制直流输出元件内部的直流输出继电器/接触器闭合输出直流电至快充枪，完成电网向电动汽车的充电。

储能电路的工作原理：

1)闭合继电器R1和R2，市电通过市电接入接口经过市电输入EMI滤波元件，输入至AC/DC器件，第一控制板POWER控制AC/DC器件内部的功率器件(如SIC MOSfET/IGBT等)导通，实现交流电转换为直流电的功能；

2)直流电经过母线电容滤波后输出至第二双向DC/DC器件，第二控制板POWER控制第二双向DC/DC器件内部的功率器件(如SIC MOSfET/IGBT等)导通，实现第二双向DC/DC器件变换；

3)第二双向DC/DC器件通过连接器输出直流电至电池包，完成电网向电池包的充电。

充储电路的工作原理：

如图6所示：当充电效率η小于96％：1)闭合继电器R1、R2和R3，市电通过市电接入接口经过市电输入EMI滤波元件，输入至AC/DC器件，第一控制板POWER控制AC/DC器件内部的功率器件(如SIC/MOSfET等)导通，实现交流电转换为直流电的功能；

2)直流电经过母线电容滤波后输出至第一双向DC/DC器件，第一控制板POWER控制第一双向DC/DC器件内部的功率器件(如SIC/MOSfET等)导通，实现第一双向DC/DC器件变换；

3)第一双向DC/DC器件输出直流至直流输出元件，第一控制板POWER控制直流输出元件内部的直流输出继电器/接触器闭合输出直流电至快充枪。同时，直流电从电池包经连接器输出至第二双向DC/DC器件，第二控制板POWER控制第二双向DC/DC器件内部的功率器件(如SIC/MOSfET等)导通，实现第二双向DC/DC器件变换；第二双向DC/DC器件通过第一双向DC/DC器件输出直流电至直流输出元件，第一控制板POWER控制直流输出元件内部的直流输出继电器/接触器闭合输出直流电至快充枪。

当充电效率η大于96％小于100％：通过第三控制板MANAGE、所述第一控制板POWER以及第二控制板POWER综合调节充电电路和放电电路的工作状态；

当充电效率η大于99％，关闭充储电路，导通充电电路，也即闭合继电器R1和R3。

放电电路的工作原理：

闭合继电器R1和R2，直流电从电池包经连接器输出至第二双向DC/DC器件，第二控制板POWER控制第二双向DC/DC器件内部的功率器件(如SIC/MOSfET等)导通，实现第二双向DC/DC器件变换；

第二双向DC/DC器件通过母线电容滤波输出直流电至AC/DC器件，第一控制板POWER控制AC/DC器件内部的功率器件(如SIC/MOSfET等)导通，实现直流电转换为交流电(市电)的功能；

市电经过市电输入EMI滤波元件，并通过市电接入接口输出，完成电池包向市电放电。

例如，由于电网故障，导致无法输出市电，可以通过充电桩的电池包向灯泡、冰箱、电视机等提供市电。

本发明的实施例还提供一种充电桩，包括如上所述的充电桩电路。

另外，本发明实施例充电桩的其他构成及作用对本领域的技术人员来说是已知的，为减少冗余，此处不做赘述。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。