一种集中补偿、混连式电动汽车充电系统 |
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| 申请号 | CN201510973355.3 | 申请日 | 2015-12-23 | 公开(公告)号 | CN106911135A | 公开(公告)日 | 2017-06-30 |
| 申请人 | 天津中正科创科技发展有限公司; | 发明人 | 张建芳; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种集中补偿、混连式电动 汽车 充电系统，其由两级子系统构成，前级子系统为多脉冲变压 整流器 ，对市电进行变压整流输出高压直流作为 母线 ，能够减小线上 电流 ，降低线路损耗，且能有效降低输入电流谐波，提高输入功率因数，后级子系统为多个充电桩并联，利用高压直流输入实现充电逻辑及功能，由多个DC/DC模 块 串并联（混连）组成， 串联 模式能够有效降低DC/DC模块元器件的 电压 应 力 ，并联模式能够有效降低DC/DC模块元器件的电流 应力 ，因此能够提高模块可靠性，且当某一（几）个DC/DC模块故障时，该模块自动退出工作，却不影响整机正常工作。本发明优于单充电桩补偿，具有可靠性高、补偿效果好、效率高等优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种集中补偿、混连式电动汽车充电系统，其特征在于：由多脉冲变压整流器和充电桩组成，所述充电桩主要采用多个DC/DC模块，所述多脉冲变压整流器包括所述多脉冲变压器与所述二极管不控整流桥，所述多脉冲变压器经多组所述二极管不控整流桥整流后输出高压直流作为母线，多个所述DC/DC模块并联后并联模块彼此串联形成充电模块，不同所述充电桩并接于高压直流母线正负端，可对多个所述充电桩进行集中无功补偿，相比所述充电桩单独补偿效果更好，效率更高，还可以降低后级单个所述充电桩体积。 |
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| 说明书全文 | 一种集中补偿、混连式电动汽车充电系统技术领域[0001] 本发明属于电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种集中补偿、混连式电动汽车充电系统。 背景技术[0002] 随着电动汽车的快速发展，作为电动汽车“加油站”的充电站的需求也越来越大。充电站通常由多个充电桩组成，而充电桩均属于电力电子设备，电力电子设备的非线性特性会产生许多频率是电源频率整数倍的电流分量，即谐波电流分量，从而污染交流电网并带来一系列危害，如产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及其他三相交流电网用电设备的效率；使变压器、电缆等设备过热，导致绝缘老化，寿命变短；除此之外，还会引起交流电网继电保护装置的误动作或产生电磁干扰影响其正常工作。因此，有效抑制谐波、提高电力电子设备的功率因数是交流电网用电设备的重要指标。 [0003] 降低输入电流谐波、提高输入功率因数通常有两种方法：1、有源功率因数校正技术，通过电力电子器件搭建电路拓扑，采用相位跟踪技术使输入电流相位跟踪输入电压相位，从而实现相移角度为0，相移因子为1的目的，但是该种方法由于增加大量电力电子器件，降低了系统可靠性，此外，有源功率因数校正技术不能良好处理频率突变，三相电网不平衡等问题；2、无源功率因数校正技术。传统的三相不控整流技术谐波含量大、功率因数低不能达到良好的降低对电网污染的效果。 发明内容[0004] 针对以上现有存在的问题，本发明提供一种集中补偿、混连式电动汽车充电系统，采用多脉冲变压整流器对多个充电桩进行集中补偿，系统整体性较高，相对于充电桩分散式布置、单一补偿具有更高的效率及更好的补偿效果，且采用多个DC/DC模块串并联（混连式）能够降低模块中元器件的电压应力及电流应力，有利于元器件选取，降低成本并提高模块可靠性，又由于采用混连式结构能够增加充电桩冗余性，当某一（几）个模块故障时，该故障模块自动退出工作且不影响整机工作，进而进一步提高模块可靠性。 [0005] 本发明的技术方案在于：本发明提供一种集中补偿、混连式电动汽车充电系统，由多脉冲变压整流器和充电桩组成，所述充电桩主要采用多个DC/DC模块，所述多脉冲变压整流器包括所述多脉冲变压器与所述二极管不控整流桥，所述多脉冲变压器经多组所述二极管不控整流桥整流后输出高压直流作为母线，多个所述DC/DC模块并联后并联模块彼此串联形成充电模块，不同所述充电桩并接于高压直流母线正负端，可对多个所述充电桩进行集中无功补偿，相比所述充电桩单独补偿效果更好，效率更高，还可以降低后级单个所述充电桩体积。 [0006] 进一步地，所述多脉冲变压器采用18脉波自耦变压器，所述18脉波自耦变压器输入为三相交流电压（市电）Va，Vb，Vc，经过变压器移相变压之后，输出两组6相辅助绕组电压Vaf，Vbf，Vcf、Val，Vbl，Vcl，输入电压Va，Vb，Vc经主桥整流，Vaf，Vbf，Vcf、Val，Vbl，Vcl经辅桥整流，三组整流桥输出端并联输出18脉波直流电。 [0007] 进一步地，所述DC/DC模块并联，并联模块依次串联，DC/DC模块具有通用性。 [0008] 进一步地，所述DC/DC模块为P沟道型绝缘栅型场效应管Q11、P沟道型绝缘栅型场效应管Q1N、空心电感线圈L1、空心电感线圈LN、电容C1、电容CN、二极管D1和二极管DN组成的Buck交联电路组。 [0009] 本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具体的积极有益效果为：1、本发明采用多脉冲变压整流器对多个充电桩进行集中补偿，系统整体性较高，相对于充电桩分散式布置、单一补偿具有更高的效率及更好的补偿效果。 [0010] 2、本发明采用多个DC/DC模块串并联（混连式）能够降低模块中元器件的电压应力及电流应力，有利于元器件选取，降低成本并提高模块可靠性，又由于采用混连式结构能够增加充电桩冗余性，当某一（几）个模块故障时，该故障模块自动退出工作且不影响整机工作，进而进一步提高模块可靠性。 [0011] 3、本发明使用简便，便于推广。 [0012] 4、本发明结构简单，安全可靠，具有良好的市场前景。 [0014] 图1是本发明结构的整体结构立体图；图2是图1中充电桩内部连线图； 图3是图1中脉波自耦变压整流器的内部连接图； 图4是图2中DC/DC模块内部连线图。 具体实施方式[0015] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。 [0016] 实施例：为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：如图1所示，本发明提供一种集中补偿、混连式电动汽车充电系统，由多脉冲变压整流器和充电桩组成，充电桩主要采用多个DC/DC模块，多脉冲变压整流器包括多脉冲变压器与二极管不控整流桥，多脉冲变压器经多组二极管不控整流桥整流后输出高压直流作为母线，多个DC/DC模块并联后并联模块彼此串联形成充电模块，不同充电桩并接于高压直流母线正负端，可对多个充电桩进行集中无功补偿，相比充电桩单独补偿效果更好，效率更高，还可以降低后级单个所述充电桩体积。 [0017] 本发明进一步设置为：多脉冲变压器采用18脉波自耦变压器， 18脉波自耦变压器输入为三相交流电压（市电）Va，Vb，Vc，经过变压器移相变压之后，输出两组6相辅助绕组电压Vaf，Vbf，Vcf、Val，Vbl，Vcl，输入电压Va，Vb，Vc经主桥整流，Vaf，Vbf，Vcf、Val，Vbl，Vcl经辅桥整流，三组整流桥输出端并联输出18脉波直流电。 [0018] 本发明进一步设置为：DC/DC模块并联，并联模块依次串联，DC/DC模块具有通用性。 [0019] 本发明进一步设置为：DC/DC模块为P沟道型绝缘栅型场效应管Q11、P沟道型绝缘栅型场效应管Q1N、空心电感线圈L1、空心电感线圈LN、电容C1、电容CN、二极管D1和二极管DN组成的Buck交联电路组。 [0020] 通过采用上述技术方案，18脉波自耦变压整流器输出高压直流，同一时刻任一并联模块至少有一个DC/DC模块工作，当一个DC/DC模块故障时，不影响系统工作。 |
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