CN104201746A - 一种绿色节能型高速公路电动汽车充电站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绿色节能型高速公路电动汽车充电站，包括集成滤波电感配电变压器和充电机，所述集成滤波电感配电变压器为变压器绕组与滤波电抗器集成于一体，所述充电机为三相不可控整流充电机。本发明通过对集成滤波电感配电变压器和充电机的特定设计，作为高速公路电动车充电站，供通过高速公路的电动车进行快速充电。这种绿色节能充电站功率因数可达到0.95以上，谐波含量可以降低到5%以下，并且效率高、成本低、可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及交直流电能变换领域，特别是一种绿色节能型高速公路电动汽车充电站。
背景技术
电动汽车属于新兴产业，电动汽车的正常工作要靠蓄电池提供能源，蓄电池的使用时间比较有限，需要在特定的时间对蓄电池进行快速充电，保证电动汽车正常运行。在高速公路上，只有服务区才会供电，所以必须单独为电动汽车建设充电站，为了保证电动汽车蓄电池可以快速安全的充电，就对充电电源提出了更高的要求。
电动汽车充电站的系统包括变压器、大功率充电机、谐波抑制与无功补偿装置等。充电机是电动汽车充电站的主要设备。目前，电动汽车充电机的种类按工作原理分主要有4种:第一种充电机由工频变压器、不可控整流器和斩波器组成。其体积大，电网侧电流谐波大，且变换效率低，不适于接入电网。第二种充电机由三相不可控整流和高频DC/DC变换器组成。电网侧电流谐波大、变换效率低。这一种充电机虽然谐波含量高，但成本比较低，所以应用较为广。目前的充电机研究成果大都也集中在这一种充电机上。第三种充电机由三相PWM整流器和高频DC/DC变换器组成。特点是功率因数高，电网侧电流谐波较小，注入电网的电流总畸变率可以小于5%。PWM整流充电机由于技术复杂性、可靠性和成本问题，虽然市场上已经出现，但是目前使用较少。第四种充电机基本工作原理并没有变化，只是对充电机一次整流方式进行改进，如十二脉波整流充电机。这种充电机注入电网的谐波电流主要以13k+1次的为主，谐波含量有大幅优化，但是投资成本却增大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种可以实现高效、节能、对电网无污染且能够在线监控的高速公路充电站，使得充电站的投资成本和维护成本降低，提高了系统的效率和功率因数，使得谐波畸变率满足国标要求。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种绿色节能型高速公路电动汽车充电站，包括集成滤波电感配电变压器和充电机，所述集成滤波电感配电变压器为变压器绕组与滤波电抗器集成于一体，独特的绕组绕制方式使得变压器一次绕组或二次绕组与滤波电抗器的绕组实现功率上的解耦；所述充电机为三相不可控整流充电机。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明采用由电力二级管组成的不可控整流桥将网侧的交流电压整流成直流电压，其相比于由可控硅组成的整流桥部分，具有寿命长，充电机效率高、可靠性高、成本低、控制简单等优点。此外，本发明采用一台双绕组配电变接n台充电机，低压侧接5、7、11次滤波器，滤波电抗器与配电变压器集成与一体化，其具有体积小、线性度好、噪音低、功率因数高等特点，且系统采用滤波器，能很大程度上减小对电网的污染。
附图说明
图1为高速公路电动汽车充电站的系统图。
图2为集成滤波电感配电变压器内部结构配置图。
具体实施方式
如图1，高速公路电动车充电站系统包括一台集成滤波电感配电变压器和充电机。充电桩可以根据实际需要安装不同个数充电桩。集成滤波电感配电变压器是将滤波电抗器集成于变压器内的一种特殊变压器。该变压器除了主变以外，还包含内置式5次、7次、11次由空心电抗器组成的滤波支路。主变的绕组与滤波电抗器的绕组采用独特的绕线方式，使得主变绕组与滤波电抗器绕组间即使存在空间磁场的耦合，但并没有功率耦合，从而达到主变绕组与滤波电抗器绕组解耦的效果。充电机的充电桩与充电机控制器连接，各充电桩之间并联在一起，其数量可以根据实际需要进行安装。
集成滤波电感配电变压器内部结构配置图如图2所示，高压绕组为变压器的一次绕组，低压绕组为变压器的二次绕组。而5次、7次、11次滤波支路电抗器分别由A和B、C和D、E和F两个匝数相等、绕向相反的绕组组成。当一次绕组在供电的时候，会在空间产生磁场，从而会在5次、7次、11次滤波绕组上产生感应电动势，但由于各次滤波绕组均由两个绕组匝数相等、绕组相反的绕组组成，从而使5次、7次、11次谐波的感应电动势和均为0，实现了绕组的功率解耦。
Claims (4)
1.一种绿色节能型高速公路电动汽车充电站，包括集成滤波电感配电变压器和充电机，所述集成滤波电感配电变压器为变压器绕组与滤波电抗器集成于一体，所述充电机为三相不可控整流充电机。
2.根据权利要求1所述的绿色节能型高速公路电动汽车充电站，其特征在于，所述集成滤波电感配电变压器包括高压绕组、低压绕组和滤波绕组。
3.根据权利要求1所述的绿色节能型高速公路电动汽车充电站，其特征在于，所述集成滤波电感配电变压器的滤波支路集成了5、7、11滤波器，电容与电感串联而成。
4.根据权利要求1所述的绿色节能型高速公路电动汽车充电站，其特征在于，所述充电机的充电桩并联在一起，其数量根据需要具体配置。
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