充电系统的制作方法

1.本技术涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种充电系统。


背景技术：

2.随着电动汽车的发展，需要配套建立大量的充电站。降低充电损耗是充电站中充电系统的设计目标之一，而充电系统中变压器上绕组的漏磁通会导致损耗的产生。
3.现有技术中通过改造变压器本身结构来减少漏磁通的影响。然而，现有技术中改变变压器结构的难度较大，增加了变压器结构复杂性，且结构改变还可能带来变压器特性的改变。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种充电系统，实现了降低多脉波变压器的电磁损耗。
5.本技术实施例的第一方面，提供一种充电系统，包括：
6.多脉波变压器，包括原边绕组、磁芯和多个副边绕组，所述多个副边绕组形成n个绕组对；
7.n个交流-直流变换单元，与所述n个绕组对一一对应，每一所述交流-直流变换单元的输入端电连接于对应的绕组对；
8.n个供电端，与所述n个交流-直流变换单元一一对应，每一所述供电端电连接于对应的交流-直流变换单元的输出端；以及
9.充电调度装置，用于检测充电设备的数量m及所述供电端的状态，并在所述n个绕组对中确定对所述充电设备供电的m个目标绕组对，其中，所述m个目标绕组对包括靠近磁芯第一端分布的所述绕组对，以及靠近磁芯第二端分布的所述绕组对。
10.可选地，所述n个绕组对沿所述磁芯的中心线依次分布；
11.对所述充电设备供电的目标绕组对至少包括第i个绕组对以及第n-i个绕组对，其中3≧i≧1，n>3。
12.可选地，所述n个绕组对沿所述磁芯的中心线依次分布；
13.所述充电调度装置具体用于：
14.若确定m为2，则将所述n个绕组对中顺序分布在两端的2个绕组对确定为目标绕组对；
15.若确定m大于2，则将所述n个绕组对中顺序分布在两端的2个绕组对，以及分布在所述2个绕组对之间的m-2个绕组对，确定为目标绕组对。
16.可选地，分布在所述2个绕组对之间的所述m-2个目标绕组对，均匀分布。
17.可选地，所述充电调度装置，具体用于若确定m大于n/2，则将为其中n/2个充电设备供电的目标绕组对设置为间隔分布的绕组对，且间隔为1个绕组对。
18.本技术实施例的第二方面，提供一种充电系统，包括：多脉波变压器、n个电源装置以及充电调度装置；
19.所述多脉波变压器包括：原边绕组、磁芯和多个副边绕组，其中，所述多个副边绕组形成2n个绕组对；
20.每一所述电源装置与2个绕组对相对应，所述电源装置包括：第一交流-直流变换单元和第二交流-直流变换单元；其中，所述第一交流-直流变换单元的输入端电连接于所述2个绕组对中一个绕组对，所述第一交流-直流变换单元的输出端为第一供电端；所述第二交流-直流变换单元的输入端电连接于所述2个绕组对中另一个绕组对，所述第二交流-直流变换单元的输出端为第二供电端；
21.所述充电调度装置，用于检测充电设备的数量m及供电端的状态，并在所述2n个绕组对中确定对所述充电设备供电的目标绕组对，其中，所述多个目标绕组对包括靠近磁芯第一端分布的所述绕组对，以及靠近磁芯第二端分布的所述绕组对。
22.可选地，与所述第一交流-直流变换单元连接的绕组对包括第一绕组和第二绕组，与所述第二交流-直流变换单元连接的绕组对包括第三绕组和第四绕组；所述第一绕组、所述第三绕组、所述第二绕组、所述第四绕组的输出电压的相位依次左移或依次右移15
°
。
23.可选地，所述2n个绕组对沿所述磁芯中心线依次分布。
24.可选地，所述充电调度装置具体用于：
25.若确定m为3，则将所述2n个绕组对中顺序分布在两端的2个绕组对，以及所述2个绕组对之一的1个相邻绕组对，确定为目标绕组对，其中，所述相邻绕组对与所述2个绕组对之一对应于同一个电源装置。
26.可选地，所述充电调度装置具体用于：
27.若确定m大于或等于4，则将分布在磁芯第一端的2个绕组对，以及分布在磁芯第二端的2个绕组对，作为对其中4个充电设备供电的4个目标绕组对，其中，所述分布在磁芯第一端的2个绕组对都与一个电源装置相对应，所述分布在磁芯第二端的2个绕组对都与另一个电源装置相对应。
28.可选地，所述充电调度装置具体用于：
29.若确定m大于4，则在所述分布在磁芯第一端的2个绕组对，与所述分布在磁芯第二端的2个绕组对之间的绕组对中，确定其余的m-4个目标绕组对。
30.可选地，m为偶数，所述其余的m-4个目标绕组对电连接于m/2-2个电源装置。
31.可选地，所述分布在磁芯第一端的2个绕组对，与所述分布在磁芯第二端的2个绕组之间的所述m-4个目标绕组对，均匀分布。
32.本技术提供的一种充电系统中m个目标绕组对包括靠近磁芯第一端分布的所述绕组对，以及靠近磁芯第二端分布的所述绕组对，从而实现目标绕组在磁芯上的磁场范围接近原边绕组在磁芯上的磁场范围，减少原边绕组漏磁通在绕组上产生的绕组损耗，也减少了漏磁通在周围金属的涡流损耗，由此降低了多脉波变压器的损耗。
附图说明
33.图1是本技术实施例的一种应用场景示意图；
34.图2是本技术实施例提供的一种充电系统结构示意图；
35.图3a是现有的一种目标绕组对分布参照示例；
36.图3b是本技术实施例提供的一种目标绕组对分布示例；
37.图4是本技术实施例提供的一种目标绕组对调度示例；
38.图5是本技术实施例提供的另一种充电系统结构示意图；
39.图6是本技术实施例提供的图5所示结构的一种目标绕组对分布示例；
40.图7是本技术实施例提供的图5所示结构的另一种目标绕组对分布示例；
41.图8是本技术实施例提供的一种第一ac-dc变换单元结构示意图；
42.图9是本技术实施例提供的另一种第一ac-dc变换单元结构示意图；
43.图10是本技术实施例提供的再一种第一ac-dc变换单元结构示意图。
具体实施方式
44.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
45.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
46.应当理解，在本技术的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
47.应当理解，在本技术中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
48.应当理解，在本技术中，“多个”是指两个或两个以上。
49.应当理解，“连接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段，因此，若文中描述第一元件连接第二元件，则代表该第一元件可直接电气连接该第二元件，或者透过其他元件或连接手段间接地电气连接该第二元件。
50.应当理解，在本技术中，“与a对应的b”、“与a相对应的b”、“a与b相对应”或者“b与a相对应”，表示b与a相关联，根据a可以确定b。根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其他信息确定b。a与b的匹配，是a与b的相似度大于或等于预设的阈值。
51.取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。
52.下面以具体地实施例对本技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
53.为了解决现有的充电系统中变压器损耗较高的技术问题，本技术提供了一种充电系统，减少原边绕组漏磁通在绕组上产生的绕组损耗，也减少了漏磁通在周围金属的涡流损耗，由此实现降低多脉波变压器的损耗。下面结合附图和具体实施例对本技术提供的充电系统的各种可选结构进行举例说明。
54.参见图1，是本技术实施例的一种应用场景示意图。在图1所示的场景中，充电系统例如是安装于充电站中，充电设备例如可以是需要充电的电动汽车。m辆电动汽车接入充电站的充电系统中进行充电。在现有技术中，电动汽车随机地接入空闲的供电端，一部分供电端工作、另一部分供电端空闲，充电系统中变压器产生较大的漏磁通，在绕组上产生较大的绕组损耗，并在安装变压器的金属外壳上产生较大的涡流损耗。如果通过改造变压器本身结构来减少漏磁通的影响，增加了变压器的设计难度和结构复杂性，且结构改变还可能带来变压器特性的改变，可靠性也不够高。为了降低变压器在未满负荷工作下产生的损耗，可以在如图1所示场景中应用本技术实施例提供的充电系统，通过调度工作状态副边绕组的分布，降低绕组间的漏磁通耦合影响，以减少漏磁通，从而降低漏磁通引起的损耗。
55.参见图2，是本技术实施例提供的一种充电系统结构示意图。图2所示的充电系统10包括：多脉波变压器11、ac-dc变换单元(1,...,n)、供电端(d1,...,dn)以及充电调度装置(图中未示出)。
56.其中，多脉波变压器11，包括原边绕组111、磁芯112和多个副边绕组113，所述多个副边绕组113形成n个绕组对。本实施例中多脉波变压器中副边绕组113的数量为偶数，且两两成对组成n个绕组对。图2所示的多脉波变压器11可以是24脉波变压器、36脉波变压器、48脉波变压器、64脉波变压器或者72脉波变压器，在此不做限定。进一步地，每一绕组对中两个副边绕组的移相角度之差为30
°
。
57.继续参见图2，n个ac-dc变换单元(1,...,n)与n个绕组对一一对应，每一ac-dc变换单元的输入端电连接于对应的绕组对。而n个供电端(d1,...,dn)与n个ac-dc变换单元一一对应，每一供电端电连接于对应的ac-dc变换单元的输出端。供电端例如可以是与充电桩电连接的供电接口。在一些实施例中，供电端可以是与充电桩一一对应固定电连接的，充电调度装置可以通过调度充电设备接入的充电桩，来实现对处于工作状态的供电端的分布控制。在另一些实施例中，供电端可以是与充电桩选择性电连接的，充电调度装置可以通过选择哪些供电端与充电设备接入的充电桩电连接，来实现对处于工作状态的供电端的分布控制。
58.本实施例中的充电调度装置，用于检测充电设备的数量m及供电端的状态，并在n个绕组对中确定对m个充电设备供电的m个目标绕组对，其中，m个目标绕组对包括靠近磁芯第一端分布的绕组对，以及靠近磁芯第二端分布的绕组对。
59.应当理解地，在n个绕组对中，与为充电设备充电的供电端电性相连的绕组对，就是本实施例中的目标绕组对。在充电设备的数量m小于绕组对数量n的情况下，部分副边绕组113所对应的供电端没有连接充电设备，处于空闲状态。而空闲状态的副边绕组113对应的原边绕组111产生较大的漏磁通。为了降低这些漏磁通产生的损耗，本实施例中充电调度装置根据充电设备的数量m和各供电端的状态，在n个绕组对中选取多个，作为对充电设备进行供电的目标绕组对。而本实施例的充电调度装置在选取目标绕组对时，将分布在靠近磁芯两端的绕组对都包含入目标绕组对中，从而使得目标绕组对的分布范围接近原边绕组111的分布范围，进而使得目标绕组对在工作状态下形成的磁场与原边绕组形成的磁场进一步抵消，减小漏磁通对多脉波变压器造成的损耗以及对变压器金属外壳造成的影响。
60.本实施例提供的一种充电系统，包括多脉波变压器、ac-dc变换单元、供电端以及充电调度装置，其中，多脉波变压器包括原边绕组、磁芯和多个副边绕组，所述多个副边绕
组形成n个绕组对；n个ac-dc变换单元，与所述n个绕组对一一对应，每一所述ac-dc变换单元的输入端电连接于对应的绕组对；n个供电端，与所述n个ac-dc变换单元一一对应，每一所述供电端电连接于对应的ac-dc变换单元的输出端；充电调度装置，用于检测充电设备的数量m及所述供电端的状态，并在所述n个绕组对中确定对充电设备供电的m个目标绕组对，其中，所述m个目标绕组对包括靠近磁芯第一端分布的所述绕组对，以及靠近磁芯第二端分布的所述绕组对，从而实现目标绕组在磁芯上的磁场范围接近原边绕组在磁芯上的磁场范围，减少原边绕组漏磁通在绕组上产生的绕组损耗，也减少了漏磁通在周围金属的涡流损耗，由此降低了多脉波变压器的损耗。
61.参见图3a，是现有的一种目标绕组对分布参照示例。在图3a所示的现有技术示例中，原边绕组和副边绕组同心缠绕于磁芯上，图3a为截面示意图。电动汽车顺序接入供电端时，多脉波变压器上按顺序接入绕组对，导致用于为电动汽车充电的目标绕组对集中于靠近磁芯的一端，而磁芯另一端都是空闲的绕组对。图3a所示多脉波变压器的副边绕组磁场集中于磁芯上部。假设一共有12辆电动车需要充电，绕组对的数量为24个，图3a所示示例中将这12辆车接入依次分布在1号至12号绕组对的12个供电端(图3a中以斜线填充示意)。参见表一，是本技术的两组损耗磁场仿真数据比对。在图3a的一组损耗磁场仿真数据中，若不考虑漏磁通的影响，原边总损耗是886w，副边总损耗是996w，即多脉波变压器的总损耗是1882w。若考虑漏磁通的影响，多脉波变压器的原边总损耗是1054w，副边总损耗是1310w，即多脉波变压器的总损耗是2366.2w。并且，多脉波变压器的金属外壳单面损耗是646w。
62.参见图3b，是本技术实施例提供的一种目标绕组对分布示例。在图3b所示的一种可选实施例中，原边绕组和副边绕组同心缠绕于磁芯上，图3b为截面示意图。电动汽车顺序接入供电端时，多脉波变压器的副边绕组形成的绕组对由充电调度装置进行调度，将靠近磁芯第一端的绕组对和靠近磁芯第二端的绕组对都作为目标绕组对，还在两端之间均匀选取绕组对作为目标绕组对。在图3b所示的示例中，目标绕组对间隔分布于绕组对的分布范围中，目标绕组的分布范围在磁芯上投影接近原边绕组的分布范围在磁芯上的投影。图3b所示多脉波变压器的副边绕组磁场均匀分布在磁芯整体范围。继续假设一共有12辆电动车需要充电，绕组对的数量为24个，图3b所示示例中将这12辆车接入分散分布在1号、3号、5号、7号、9号、11号、13号、15号、17号、19号、21号、23号绕组对的12个供电端(图3b中以斜线填充示意)，继续参见表一，在图3b的一组损耗磁场仿真数据中，若不考虑漏磁通的影响，多脉波变压器的总损耗是1885w。若考虑漏磁通的影响，多脉波变压器的总损耗是1925.7w。并且，多脉波变压器的金属外壳单面损耗是4w。
63.继续参见表一的比对，图3b所示目标绕组对分布相对于图3a所示目标绕组对分布，在考虑漏磁通的变压器总损耗上降低了440.5w，并且在金属外壳单面损耗上降低了642w，取得了较佳的降低损耗效果。
64.表一
[0065][0066]
在图2、图3a和图3b所示的多脉波变压器结构中，n个绕组对沿磁芯的中心线依次分布。靠近磁芯两端分布的绕组对，例如可以是顺序起始最前i个绕组对之一，以及顺序末尾最后i个绕组对之一。而i的取值可以为1至4中的任一数值。
[0067]
在一些实施例中，作为目标绕组对的靠近磁芯第一端分布的绕组对可以对应为正序3个绕组对中的任一个；以及靠近磁芯第二端分布的绕组对也可以包含对应为倒序第3个绕组对中的任一个。
[0068]
在一些实施例中，充电调度装置，具体用于将包括顺序第i个绕组对以及第n-i个绕组对，作为对所述充电设备供电的目标绕组对，其中3≧i≧1，n>3。例如将图3a或图3b中1号绕组对作为目标绕组对，那么也同时将23号绕组对作为目标绕组对。再例如，如果将图3a或图3b中2号绕组对作为目标绕组对，那么也同时将22号绕组对作为目标绕组对。又例如，如果将图3a或图3b中3号绕组对作为目标绕组对，那么也同时将21号绕组对作为目标绕组对。第i个绕组对为靠近磁芯第一端分布的绕组对，则第n-i个绕组对为靠近磁芯第二端分布的绕组对。但本发明不以此为限，例如将图3a或图3b中1号绕组对作为目标绕组对，那么也同时将24号或22号绕组对作为目标绕组对；再例如，如果将图3a或图3b中2号绕组对作为目标绕组对，那么也同时将24号或23号绕组对作为目标绕组对。又例如，如果将图3a或图3b中3号绕组对作为目标绕组对，那么也同时将24号或23号或22号绕组对作为目标绕组对；只要多个目标绕组对中包括分布在靠近第一端的绕组对和靠近第二端的绕组对，都应当属于本发明的保护范围。
[0069]
n个绕组对沿磁芯的中心线依次分布，可以参见图2、图3a和图3b所示的多脉波变压器结构，分布在起始位置和末尾位置的绕组对更靠近磁芯的两端。在一些实施例中，m大于或等于2，充电调度装置具体用于：
[0070]
若确定m为2，则将所述n个绕组对中顺序分布在两端的2个绕组对确定为目标绕组对；例如图3b中的1号绕组对和24号绕组对。
[0071]
若确定m大于2，则将所述n个绕组对中顺序分布在两端的2个绕组对，以及分布在所述2个绕组对之间的m-2个绕组对，确定为目标绕组对。
[0072]
可以理解地，在检测到仅有2个充电设备需要充电时，充电调度装置调度分跨磁芯两端的绕组对所对应的供电端与这2个充电设备连接供电，即是可以将顺序第一个绕组对和顺序最后一个绕组对作为目标绕组对。而在检测到有多于2个充电设备时，充电调度装置除了调度分跨磁芯两端的绕组对所对应的2个供电端与充电设备连接供电，还在分布在分跨磁芯两端的绕组对之间的绕组对中选取调度剩余的m-2个绕组对，调度该m-2个绕组对所对应的m-2个供电端与充电设备连接供电。由此，处于工作状态的目标绕组对在磁芯中心线上的分布，就是磁芯两端及两端之间。而无论是m为2时的调度方案，还是m大于2时的调度方
案，都将顺序第一个绕组对和顺序最后一个绕组对作为目标绕组对，由此确定的目标绕组对沿磁芯的分布范围即为从顺序第一个绕组对至顺序最后一个绕组对，目标绕组对沿磁芯的分布范围、原边绕组对沿磁芯的分布范围、副边绕组对沿磁芯的分布范围都一致。分布范围的一致使得原边绕组的磁场与目标绕组的磁场相互覆盖，降低多脉波变压器的损耗，减小漏磁通的影响，同时减低变压器金属外壳的附加损耗。需要说明的是，此处的顺序第一个绕组对和顺序最后一个绕组对并不是严格意义上的第一号和最后一号，只要靠近第一端(或最前端)及靠近第二端(或最后端)即符合要求。
[0073]
在一些实施例中，上述m大于2的实施例中，充电调度装置所选取的分布在2个绕组对之间的所述m-2个目标绕组对，为均匀分布的绕组对。这里的均匀分布可以理解为是两两相邻的目标绕组对之间，间隔的绕组对数量相差1、2或0，可以最大程度的减小漏磁通，从而最大程度的减小漏磁通带来的损耗影响。
[0074]
在上述各种实施例的基础上，其中一些实施例中，所述充电调度装置，还用于若确定m大于n/2，则将为其中n/2个充电设备供电的目标绕组对设置为间隔分布的绕组对，且间隔为1个绕组对。可以理解为，如果充电调度装置检测到充电设备的数量m大于了供电端数量的一半，则无法保证两两相邻目标绕组对之间间隔的绕组对数量完全相同，那么先确定n/2个目标绕组对为间隔单个绕组对的分布，然后再在间隔的绕组对中选定剩余的m-n/2个目标绕组对。可选地，充电调度装置在间隔的绕组对中选定剩余的m-n/2个目标绕组对的方式，也可以采用均匀选择的方式，例如剩余的m-n/2个目标绕组对在间隔的绕组对中位置均匀分布。
[0075]
在实际应用中，充电设备的数量并不是固定不变的，随着电动汽车的不断接入或断开，m的数量发生改变，充电调度设备根据当前检测到的m来调度目标绕组对及其对应的供电端。例如充电调度装置，具体用于在确定接入新的充电设备时，根据已连接充电的充电设备的数量加上即将接入的充电设备的数量，获取充电设备的数量m。当然充电设备的数量m也可以仅包含需要接入的充电设备的数量，即针对待充电设备调度目标绕组对及供电端，原有的充电设备不再参与调度。
[0076]
参见图4，是本技术实施例提供的一种目标绕组对调度示例。以图4所示为例，以符号“#”表示选定为目标绕组对的绕组对序号。
[0077]
如图4所示，在检测到充电设备数量m为2时，充电调度装置将1号和23号绕组对作为目标绕组对，对当前的2个充电设备充电。
[0078]
如图4所示，在检测到充电设备数量m为4时，充电调度装置将1号、9号、17号以及23号绕组对作为目标绕组对，对当前的4个充电设备充电。在一些实施例中，充电设备数量4为原有的2个充电设备加上新接入的2个充电设备；在另一些实施例中，充电设备数量4对应新接入的4个充电设备。
[0079]
如图4所示，在检测到充电设备数量m为7时，充电调度装置将1号、5号、9号、13号、17号、21号以及23号绕组对作为目标绕组对，对当前的7个充电设备充电。在一些实施例中，充电设备数量7为原有的4个充电设备加上新接入的3个充电设备；在另一些实施例中，充电设备数量7对应新接入的7个充电设备。
[0080]
如图4所示，在检测到充电设备数量m为12时，充电调度装置将1号、3号、5号、7号、9号、11号、13号、15号、17号、19号、21号以及23号绕组对作为目标绕组对，对当前的12个充电
设备充电。可见，在m为n/2时，充电调度装置调度的目标绕组对可以实现严格的均匀分布，即两两相邻目标绕组对之间间隔的绕组对数量一致，例如两两相邻目标绕组对之间间隔的绕组对数量为1。
[0081]
如图4所示，在检测到充电设备数量m为14时，充电调度装置将1号、2号、3号、5号、7号、9号、11号、13号、15号、17号、19号、21号、23号以及24号绕组对作为目标绕组对，对当前的14个充电设备充电。例如，选取1号、3号、5号、7号、9号、11号、13号、15号、17号、19号、21号以及23号绕组对作为目标绕组对，对其中12个充电设备充电，另外选取2号以及24号绕组对作为目标绕组对，为剩余的2个充电设备供电。可见，在m大于n/2时，可以先确定严格均匀分布的n/2个目标绕组对，然后对称地选取剩余的m-n/2个目标绕组对。
[0082]
如图4所示，在检测到充电设备数量m为16时，充电调度装置将1号、2号、3号、4号、5号、7号、9号、11号、13号、15号、17号、19号、21号、22号、23号以及24号绕组对作为目标绕组对，对当前的16个充电设备充电。
[0083]
图4所示实施例为充电调度装置均匀选取绕组对的一种可选实现方式，但本技术并不局限于此。例如图4所示实施例中，在确定1号和23号(或者24号)绕组对为目标绕组对后，可以在2号至22号绕组对中顺序随机地选取绕组对作为剩余的目标绕组对，都可以相对于图3a所示现有技术降低多脉波变压器的损耗。
[0084]
在上述实施例中，充电调度装置在检测到一充电设备使用已连接的供电端充电结束时，还可以优先将该已连接的供电端转移给新的待充电设备接入充电，以维持原本的目标绕组对分布。具体的转移方式，可以是调度新的待充电设备在充电结束的其他充电设备所用充电桩上进行充电，也可以是通过开关切换将所述已连接的供电端切换至新的待充电设备所在的充电桩。具体的转移方式在此不做限定。
[0085]
本技术还提供另一种充电系统。参见图5，是本技术实施例提供的另一种充电系统结构示意图。如图5所示的充电系统20包括：多脉波变压器21、n个电源装置(y1,...,yn)以及充电调度装置(图中未示出)。
[0086]
其中，多脉波变压器21包括：原边绕组211、磁芯212和多个副边绕组213，其中，所述多个副边绕组213形成2n个绕组对。
[0087]
每一电源装置(y1,...,yn)与2个绕组对相对应。参见图5，电源装置(y1,...,yn)包括：第一ac-dc变换单元和第二ac-dc变换单元。其中，第一ac-dc变换单元的输入端电连接于所述2个绕组对中一个绕组对，第一ac-dc变换单元的输出端为第一供电端(d11,...,dn1)；第二ac-dc变换单元的输入端电连接于所述2个绕组对中另一个绕组对，所述第二ac-dc变换单元的输出端为第二供电端(d12,...,dn2)。
[0088]
所述充电调度装置，用于检测充电设备的数量m及供电端的状态，并在2n个绕组对中确定对充电设备供电的目标绕组对，其中，所述多个目标绕组对包括靠近磁芯第一端分布的所述绕组对，以及靠近磁芯第二端分布的所述绕组对。
[0089]
图5所示充电系统20与图2所示充电系统10结构类似，不同之处在于图5所示充电系统20中，相邻的ac-dc变换单元两两组成一个电源装置。
[0090]
本实施例提供的一种充电系统，包括多脉波变压器、n个电源装置以及充电调度装置；其中，多脉波变压器包括：原边绕组、磁芯和多个副边绕组，其中，所述多个副边绕组形成2n个绕组对；每一所述电源装置与2个绕组对相对应，所述电源装置包括：第一交流-直流
变换单元和第二交流-直流变换单元；其中，所述第一交流-直流变换单元的输入端电连接于所述2个绕组对中一个绕组对，所述第一交流-直流变换单元的输出端为第一供电端；所述第二交流-直流变换单元的输入端电连接于所述2个绕组对中另一个绕组对，所述第二交流-直流变换单元的输出端为第二供电端；所述充电调度装置，用于检测充电设备的数量m及供电端的状态，并在所述2n个绕组对中确定对所述充电设备供电的目标绕组对，其中，所述多个目标绕组对包括靠近磁芯第一端分布的所述绕组对，以及靠近磁芯第二端分布的所述绕组对，从而实现目标绕组在磁芯上的磁场范围接近原边绕组在磁芯上的磁场范围，减少原边绕组漏磁通在绕组上产生的绕组损耗，也减少了漏磁通在周围金属的涡流损耗，由此降低了多脉波变压器的损耗。
[0091]
在一些实施例中，单个电源装置的两个供电端都连接至充电设备进行充电时，形成24脉波充电，从而在减少变压器损耗的同时，减少系统谐波。其中，图5所示每个电源装置中，与第一ac-dc变换单元连接的绕组对包括第一绕组和第二绕组，与第二ac-dc变换单元连接的绕组对包括第三绕组和第四绕组。而所述第一绕组、所述第三绕组、所述第二绕组、所述第四绕组的输出电压的相位依次左移或依次右移15
°
，从而可以在同一电源装置的第一供电端和第二供电端同时连接至充电设备充电时，形成24脉波。
[0092]
在图5所示实施例中，2n个绕组对沿所述磁芯中心线依次分布。
[0093]
在一些实施例中，充电调度装置具体用于若确定m为2，则将所述2n个绕组对中顺序分布在两端的2个绕组对确定为目标绕组对；例如图5中最上端的绕组对213和最下端的绕组对213确定为目标绕组对，此时电源装置y1和电源装置yn形成12脉波整流充电，无法形成24脉波。
[0094]
若确定m为3，则将所述2n个绕组对中顺序分布在两端的2个绕组对，以及所述2个绕组对之一的1个相邻绕组对，确定为目标绕组对，其中，所述相邻绕组对与所述2个绕组对之一对应于同一个电源装置，该电源装置形成24脉波整流充电。
[0095]
参见图6，是本技术实施例提供的图5所示结构的一种目标绕组对分布示例。如图6所示，充电设备的数量m等于3，充电调度装置需要在2n个绕组对确定3个目标绕组对。图6中充电调度装置将顺序第一个绕组对(1号)以及顺序最后一个绕组对(2n号)作为目标绕组对，并且将顺序第二个绕组对(2号)也作为目标绕组对。其中，顺序第一个绕组对(1号)和顺序第二个绕组对(2号)都对应同一个电源装置y1。本实施例不限于此，在另一种实现方式中，充电调度装置也可以将图6所示顺序第一个绕组对(1号)以及顺序最后一个绕组对(2n号)作为目标绕组对的同时，将倒序第二个绕组对(2n-1号)作为目标绕组对。其中，顺序最后一个绕组对(2n号)和倒序第二个绕组对(2n-1号)都对应同一个电源装置yn。由此，在降低漏磁通影响、减小多脉波变压器损耗的同时，还能实现24脉波充电，减少谐波污染，改善供电质量。
[0096]
本实施例确定m为2的实现方式参见图2所示各种实施例中，检测到m等于2时的实施例，其原理和技术效果类似，在此不做赘述。
[0097]
在一些实施例中，充电调度装置具体用于：若确定m大于或等于4，则将分布在磁芯第一端的2个绕组对，以及分布在磁芯第二端的2个绕组对，作为对其中4个充电设备供电的4个目标绕组对，其中，所述分布在磁芯第一端的2个绕组对都与一个电源装置相对应，所述分布在磁芯第二端的2个绕组对都与另一个电源装置相对应。应当理解地，在充电设备数量
为4或者大于4的情况下，至少有4个目标绕组对能够形成2个24脉波充电电源。将顺序第一个电源装置作为一个24脉波充电的充电电源，并将顺序最后一个电源装置作为另一个24脉波充电的充电电源。由此可以在减小多脉波变压器损耗的同时，最大程度利用充电装置形成24脉波充电，减少充电系统产生的谐波。
[0098]
在一些实施例中，对于m大于4的情况，在上述确定出与两个电源装置相对应的4个目标绕组的实施例基础上，充电调度装置还用于若确定m大于4，则在所述分布在磁芯第一端的2个绕组对，与所述分布在磁芯第二端的2个绕组之间的绕组对中，确定其余的m-4个目标绕组对。其中，若m为偶数，即2的倍数，则充电调度装置所确定的所述其余的m-4个目标绕组对电连接于m/2-2个电源装置。应当理解地，若m偶数，那么m-4也是2的倍数，即可以利用至少一个电源装置(即m/2-2个)对剩余的m-4个充电设备进行充电。例如充电设备的数量m为12，绕组对的数量2n为24，那么，在确定位于磁芯两端的4个目标绕组对之后，还需要确定8个目标绕组对。这8个目标绕组对就可以是位置在顺序第一个电源装置和顺序最后一个电源装置之间的10个电源装置中，挑选4个电源装置。将这4个电源装置对应的8个绕组对，作为剩余的8个目标绕组对。
[0099]
在上述实施例的基础上，充电调度装置所选定的所述分布在磁芯第一端的2个绕组对，与所述分布在磁芯第二端的2个绕组之间的所述m-4个目标绕组对，可以是均匀分布。这里的均匀分布可以理解为是两两相邻的目标绕组对之间，间隔的绕组对数量相差1、2或0。
[0100]
在一些实施例中，作为目标绕组对的靠近磁芯第一端分布的绕组对可以对应为正序3个绕组对中的任一个；以及靠近磁芯第二端分布的绕组对也可以对应为倒序3个绕组对中的任一个。
[0101]
参见图7，是本技术实施例提供的图5所示结构的另一种目标绕组对分布示例。在图7所示结构中，充电设备的数量m为12，绕组对的数量2n为24，依次对应12个电源装置(图中未示出)。图7中的12个目标绕组对依次为1号、2号、5号、6号、9号、10号、13号、14号、17号、18号、21号、22号绕组对(图7中以斜线填充示意)。其中，1号、2号绕组对是对应同一电源装置；5号、6号绕组对是对应同一电源装置；9号、10号绕组对是对应同一电源装置；13号、14号绕组对是对应同一电源装置；17号、18号绕组对是对应同一电源装置；21号、22号绕组对是对应同一电源装置。由此以6个电源装置对充电设备充电，进行24脉波整流充电系统，在减低变压器损耗的同时减少了系统谐波。
[0102]
在图5所示结构的一些实施例中，与第一ac-dc变换单元连接的绕组对包括第一绕组和第二绕组，与第二ac-dc变换单元连接的绕组对包括第三绕组和第四绕组。第一绕组和第二绕组通过多脉波变压器从电网侧耦合得到的电能，输入第一ac-dc变换单元进行交流-直流的变换，第一ac-dc变换单元变换处理后输出的直流电通过第一供电端(d11,...,dn1)向充电设备进行充电。第三绕组和第四绕组通过多脉波变压器从电网侧耦合得到的电能，输入第二ac-dc变换单元进行交流-直流的变换，第二ac-dc变换单元变换处理后输出的直流电通过第二供电端(d12,...,dn2)向充电设备进行充电。
[0103]
其中，所述第一绕组、所述第三绕组、所述第二绕组、所述第四绕组的输出电压的相位依次左移或依次右移15
°
。依次左移例如是，第三绕组的输出电压相位相对于第一绕组的输出电压相位左移(或右移)15
°
、第二绕组的输出电压相位相对于第三绕组的输出电压
相位左移(或右移)15
°
、第四绕组的输出电压相位相对于第二绕组的输出电压相位左移(或右移)15
°
。本实施例在每个电源装置实现双路输出供电的同时，抑制了网侧谐波，降低了电路成本。
[0104]
举例来说，当一台充电设备连接至第一供电端进行充电时，在理想情况下流入电网的电流除基波成分外，只含12k
±
1次谐波电流k＝1,2,3
…
，而k为奇数的6k
±
1次谐波电流被相互抵消；当两台充电设备分别连接至第一供电端和第二供电端进行充电时，在理想情况下流入电网的电流除基波成分外，只含24k
±
1次谐波电流k＝1,2,3
…
，而k为奇数的12k
±
1次谐波电流被相互抵消。本实施例的电源装置具有兼容性，可根据实际需求灵活配置供电方式。
[0105]
在一些实施例中，图5所示实施例中第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组的结构可以有多种选择。例如，所述第一绕组可以为星形绕组；所述第二绕组可以为三角形绕组；所述第三绕组可以为延边三角形绕组；所述第四绕组可以为延边三角形绕组。但本技术中第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组的具体结构不受限制，只要其输出电压相位按上述实施例顺序依次左移或依次右移15
°
即可。
[0106]
在上述实施例中，第一ac-dc变换单元的可以有多种实现方式，下面结合附图对第一ac-dc变换单元的两种可选的电路结构进行举例说明。
[0107]
参见图8，是本技术实施例提供的一种第一ac-dc变换单元结构示意图。参见图9，是本技术实施例提供的另一种第一ac-dc变换单元结构示意图。在一些第一ac-dc变换单元的实施例中，第一ac-dc变换单元包括：第一整流桥单元、第二整流桥单元。在如图8和图9所示的第一ac-dc变换单元结构中，由六个二极管d
11
、d
12
、d
13
、d
14
、d
15
、d
16
组成第一整流桥单元，由六个二极管d
21
、d
22
、d
23
、d
24
、d
25
、d
26
组成第二整流桥单元，第一ac-dc变换单元也可以包括更多的整流元件，下面以包括第一整流桥单元、第二整流桥单元的图8、图9所示结构进行举例，本技术不限于此。
[0108]
参见图8、图9，第一整流桥单元与第一绕组相连接，所述第一整流桥单元的输入端与所述第一绕组的输出端连接。由第一绕组输入的三相交流电进入第一整流桥单元进行整流处理，实现交流到直流的变换。第二整流桥单元与第二绕组相连接，所述第二整流桥单元的输入端与所述第二绕组的输出端连接。由第二绕组输入的三相交流电进入第二整流桥单元进行整流处理，实现交流到直流的变换。第一dc-dc变换单元连接于第一端口b1 、b1-与第一供电端之间。
[0109]
其中，第一整流桥单元与第二整流桥单元的输出端之间的连接方式至少可以有两种，如图8示意的一种输出端串联的连接方式，和图9中示意的另一种输出端并联的连接方式。
[0110]
一些实施例中，参见图8，第一整流桥单元与第二整流桥单元的输出端串联连接构成第一端口b1 、b1-，且第一端口b1 、b1-连接至第一供电端。其中，第一ac-dc变换单元还可以包括：第一直流-直流(dc-dc)变换单元。如图8所示，第一dc-dc变换单元连接于第一端口b1 、b1-与第一供电端之间。
[0111]
另一些实施例中，参见图9，在第一ac-dc变换单元中，也可以是第一整流桥单元与第二整流桥单元的输出端并联连接构成第一端口b1 、b1-，且第一端口b1 、b1-连接至第一供电端。如图9所示，第一ac-dc变换单元还可以包括：第一dc-dc变换单元。第一dc-dc变换
单元连接于第一端口b1 、b1-与第一供电端之间。
[0112]
在一些第二ac-dc变换单元的实施例中，第二ac-dc变换单元包括：第三整流桥单元、第四整流桥单元。第二ac-dc变换单元也可以包括更多的整流元件，但下面以包括第三整流桥单元、第四整流桥单元的结构进行举例，本技术不限于此。
[0113]
在一些实施例中，第三整流桥单元的输入端与第三绕组的输出端连接。由第三绕组输入的三相交流电进入第三整流桥单元进行整流处理，实现交流到直流的变换。第四整流桥单元的输入端与第四绕组的输出端连接。由第四绕组输入的三相交流电进入第四整流桥单元进行整流处理，实现交流到直流的变换。其中，第三整流桥单元与第四整流桥单元之间的连接方式至少可以有如下串联和并联两种可选。
[0114]
一些实施例中，第三整流桥单元与第四整流桥单元的输出端串联连接构成第二端口，且第二端口连接至第二供电端。其中，第二ac-dc变换单元还可以包括：第二直流-直流变换单元。第二直流-直流变换单元连接至第二端口与第二供电端之间。本实施例结构与图8所示的第一整流桥单元与第二整流桥单元构成第一端口的结构类似。
[0115]
另一些实施例中，第三整流桥单元与第四整流桥单元的输出端并联连接构成第二端口，且第二端口连接至第二供电端。第二ac-dc变换单元还可以包括：第二dc-dc变换单元。第二dc-dc变换单元连接至第二端口与第二供电端之间。本实施例结构与图9所示的第一整流桥单元与第二整流桥单元构成第一端口的结构类似。
[0116]
在上述实施例中第一dc-dc变换单元和第二dc-dc变换单元的结构可以相同，也可以不同，在此不对其具体结构进行限定。
[0117]
在上述实施例的基础上，参见图10，是本技术实施例提供的再一种第一ac-dc变换单元结构示意图。在图10所示第一ac-dc变换单元包含的第一dc-dc变换单元中，主要包括母线电容c
bh
、c
bl
，功率管q
51
、q
52
、q
53
、q
54
、q
55
、q
56
、q
57
、q
58
，输出电感l
51
、l
52
、l
53
、l
54
，以及输出电容c
51
、c
52
。其中，功率管q
51
、q
52
、q
53
、q
54
构成第一直流变换电路，功率管q
55
、q
56
、q
57
、q
58
构成第二直流变换电路，但本技术并不以此为限。从第一端口b1 、b1-得到的电流经过图10所示第一dc-dc变换单元的变换，向第一供电端输出直流电。
[0118]
在一些实施例中，例如图8和图9所示的实施例，第一整流桥单元和第二整流桥单元，均为不控整流的整流桥单元，不控整流的整流桥单元电路结构简单，成本低。但第一整流桥单元和第二整流桥单元也可以为有源整流的整流桥单元，在此不做限定。
[0119]
在一些实施例中，第三整流桥单元和第四整流桥单元，均为不控整流的整流桥单元，不控整流的整流桥单元电路结构简单，成本低。但第三整流桥单元和第四整流桥单元也可以为有源整流的整流桥单元，在此不做限定。
[0120]
在上述实施例中，优选地，第一整流桥单元、第二整流桥单元、第三整流桥单元和第四整流桥单元结构均一致，当两个供电端同时工作时，k为奇数的12k
±
1次电网侧谐波电流能够被完全相互抵消，功率因数效果更好。
[0121]
在一些实施例中，多脉波变压器的原边绕组可以为星形绕组，也可以为三角形绕组。
[0122]
在一些实施例中，电源装置的数量大于或等于2。假如电源装置的数量为z，那么，该充电系统可以提供2z个供电端口，满足2z个充电设备的充电需求。相比于现有技术中由z个单供电端口电源装置构成的充电系统，本实施例能够更灵活地配置供电端口，获得双倍
的供电端数量，提高了资源利用率。
[0123]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。