[发明专利]电动汽车PWM整流及变压变流脉冲充电系统

权利要求书

1.一种电动汽车PWM整流及变压变流脉冲充电系统，包括整流模块与充电模块，整流模块分别与交流电网和充电模块相连接，其特征在于：所述的充电系统还包括直流充电管理模块，其中充电模块由直流输入模块和直流输出模块所组成；所述的整流模块、直流输入模块、直流输出模块与直流充电管理模块都为相互独立的模块，并通过网络总线联系在一起；

整流模块对由电源输入的交流电进行整流并经滤波后，形成稳定的直流输出电压，提供给后续直流输出模块中的变换模块；

直流输入模块实现对直流电流进行计量、对直流供电进行控制、对直流输入输出进行安全防护；

直流输出模块实现与车载能量管理系统通信，进行输出功率变换，配合输出蓄电池充电所需电压及电流；

直流充电管理模块实现人机交互，用于界面显示、身份识别、费用收取、票据打印、数据管理、控制电流断续、远程监控。

2.根据权利要求1所述的电动汽车PWM整流及变压变流脉冲充电系统，其特征在于：所述的整流模块包含变压器、整流器、控制部分、开关电源、接触器或断路器；接触器或断路器与变压器对主电源输入输出进行隔离和电压的升降，整流器完成电源由交流到直流的转换，控制部分生成整流器所需的PWM脉冲信号，完成对功率器件的控制及各种逻辑保护，开关电源提供控制所需的各个等级的电压。

3.根据权利要求2所述的电动汽车PWM整流及变压变流脉冲充电系统，其特征在于：所述的变压器采用环氧树脂浇注干式变压器，一次侧和二次侧均采用星形连接，变压器的一次侧连接交流电网，二次侧连接整流器的输入端；所述的整流器是PWM整流器，PWM整流器实现变压器交流电网侧电流为正弦、功率因数可控、电能双向传输。

4.根据权利要求2所述的电动汽车PWM整流及变压变流脉冲充电系统，其特征在于：所述的控制部分由控制器和PWM整流器控制板组成，PWM整流器控制板为由电流内环、电压外环构成的双闭环控制系统，以DSP作为主控制芯片，采用电压空间矢量调制算法对输入电流、输出电压的进行控制，实现变压器交流电网侧的电流正弦化、单位功率因数和直流输出电压恒定的功能；控制器则用于实现人机交互界面，采用主从式RS485总线与PWM整流器控制板进行通讯，发送运行指令给PWM整流器控制板，控制PWM整流器运行并获得PWM整流器运行状态和参数。

5.根据权利要求1所述的电动汽车PWM整流及变压变流脉冲充电系统，其特征在于：所述的直流输入模块由功率控制部分、充电电能计量模块、控制板、控制电源板组成。

6.根据权利要求5所述的电动汽车PWM整流及变压变流脉冲充电系统，其特征在于：所述的功率控制部分采用接触器和保护器件实现，使整流后的电路与后级电路安全隔离且可被控制，其控制信号来自于直流充电管理模块；充电电能计量模块采用高精度传感器对电压、电流进行采样，对充电电能进行计量，并通过RS485通讯接口将电能数据上传给直流充电管理模块；控制板采用16位的DSP作为主控芯片的单片机，完成通讯与驱动功能；控制电源板采用多个集成化的电源模块，将220V交流电源电压转换为多种不同等级的直流电源电压，为控制板、传感器提供稳定的工作电源。

7.根据权利要求1所述的电动汽车PWM整流及变压变流脉冲充电系统，其特征在于：所述的直流输出模块由直流变换模块、控制板、控制电源板组成。

8.根据权利要求7所述的电动汽车PWM整流及变压变流脉冲充电系统，其特征在于：所述的直流变换模块中采用双向DC-DC变换器，实现对电动汽车蓄电池的多种模式充电，包含有恒压限流充电、恒流限压充电、三阶段充电、脉冲间歇充电、正负脉冲充电充电模式，多种充电模式可以自由选择；控制板采用16位单片机作为主控芯片，完成通讯、驱动的功能；控制电源板采用多个集成化的电源模块，将220V交流电源电压转换为多种不同等级的直流电源电压，为控制板提供稳定的工作电源。

9.根据权利要求1所述的电动汽车PWM整流及变压变流脉冲充电系统，其特征在于：所述的直流充电管理模块由嵌入式控制器、显示屏、射频卡读卡器、CAN通信卡、远程监控通信扩展卡、微型打印机组成；直流充电管理模块作为充电系统的控制中心，通过CAN或RS485总线与各个模块进行联系，向各个模块发出各类工作指令、接收模块各类反馈信息，协调模块间的工作时序和逻辑。

10.根据权利要求1所述的电动汽车PWM整流及变压变流脉冲充电系统，其特征在于：所述的直流充电管理模块通过射频卡读卡器读取用户信息，并显示IC卡信息，提示用户正确连接充电插头，选择充电时间、充电方式，并确认启动充电；在充电过程中，嵌入式控制器定时获取电量数据，当达到用户设置的充电时间或充电电量时，发送停止充电指令给直流输入模块，控制直流输入模块中接触器执行动作，切断电源，并在显示屏上提示用户充电结束，用户拔下插头后，可以进行付款、查看消费信息、打印票据的操作。