CN105141019A - 一种电动汽车充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车充电技术领域，公开了一种电动汽车充电系统，包括与外电网连接的移相整流变压器，移相整流变压器后级连接集中整流单元，集中整流单元后级连接直流母线单元，直流母线单元后级连接DC/DC变换电路。本发明使用集中式的多脉波整流替代模块化并联的多组PWM型的高频PWM整流电路，该电路输入端为移相整流变压器，通过变压器整流实现较高的功率因数，和较低的电流谐波，同时，集中式的功率因素整流电路共用了输入高压转低压的变压器，将其改造为移相整流变压器，其成本将大幅降低；整流元件工作在工频工作状态，无高频开关损耗，无高速开关造成的共模干扰，提高了效率，提高了可靠性，降低了成本。

Description

一种电动汽车充电系统
技术领域
本发明属于汽车充电技术领域，特别涉及一种汽车充电系统。
背景技术
在目前的集中大功率电动汽车充电系统的设计中，一般采用的架构是10KV高压输入，通过高压隔离变压器降压到380V三相交流电压体系。再通过配电系统将交流电接入到AC/DC充电模块，其中AC/DC充电模块一般为两级结构，PFC整流和隔离的DC/DC变换器结构。
其特点在于高压变压器为普通的星型转三角形变压器，变压器仅作为高压和低压隔离作用。变压器后级接电力电子变换设备，即充电模块。充电模块可以多个模块并联组成充电系统，各充电模块均具有PFC(功率因素校正)功能。模块内部具有DC/DC隔离变换电路。
这种集中式的充电系统模块化设计由于每个模块的PFC电路均为独立电路，每一个模块均具有一套PFC电路。客观上造成电路复杂度增加，由于PFC电路采用了高频PWM控制，其在输入侧具有较大的输入差模和共模干扰，同时，由于各模块独立，输入侧的功能电路，如软启动电路，输入继电器，输入整流桥，输入EMI防护电路等，系统较为复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车充电系统，以克服现有技术的不足，本发明有效简化系统复杂程度，提高系统可靠性，提高效率，降低成本。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电动汽车充电系统，包括与外电网连接的移相整流变压器，移相整流变压器后级连接集中整流单元，集中整流单元后级连接直流母线单元，直流母线单元后级连接DC/DC变换电路。
进一步的，移相整流变压器是多脉波整流。
进一步的，多脉波整流包括12脉波整流、18脉波整流、24脉波整流。
进一步的，移相整流变压器的副边具有两组或者两组以上副边绕组，这些副边绕组分别与集中整流单元连接。
进一步的，集中整流单元中的整流元件为SCR晶闸管或者二极管，其中整流元件输出是并联输出或者是串联输出。
进一步的，直流母线单元为直流母线电容。
进一步的，DC/DC变换电路时隔离型电路或者非隔离型的BUCK或者BOOST或者BUCK-BOOST电路。
进一步的，其中移相变压器可更换为可控型器件，包括IGBT或者MOS管的全控型器件。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种电动汽车充电系统，使用集中式的多脉波整流替代模块化并联的多组PWM型的高频PWM整流电路，该电路输入端为移相整流变压器，通过变压器整流实现较高的功率因数，和较低的电流谐波，同时，集中式的功率因素整流电路共用了输入高压转低压的变压器，将其改造为移相整流变压器，其成本将大幅降低；整流元件工作在工频工作状态，无高频开关损耗，无高速开关造成的共模干扰，提高了效率，提高了可靠性，降低了成本。
附图说明
图1是本发明系统结构示意图。
图2是二极管12脉波整流变压器和整流电路图。
图3是二极管18脉波整流电路图。
图4是晶闸管12脉波整流电路图。
图5是晶闸管18脉波整流电路图。
图6是副边串联的多脉波整流电路图。
图7是12脉波整流逆变一体化电路图。
图8是18脉波整流逆变一体化电路。
图9是充电、储能双向能量管理系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，一种电动汽车充电系统，包括与外电网连接的移相整流变压器，移相整流变压器后级连接集中整流单元，形成整流电路，集中整流单元后级连接直流母线单元，直流母线单元后级连接DC/DC变换电路；其中移相整流变压器是多脉波整流，多脉波整流可以让系统的输入THDI，即输入电流畸变率降低，移相整流变压器的副边具有两组或者两组以上副边绕组，这些副边绕组分别接集中整流单元；如图2、图3、图4、图5所示，集中整流单元中的整流元件为SCR晶闸管或者二极管，如图5、图6所示，其中整流元件输出是并联输出或者是串联输出；直流母线单元为直流母线电容；DC/DC变换电路时隔离型电路或者非隔离型的BUCK或者BOOST或者BUCK-BOOST电路；
如图7、图8、图9其中整流器件可更换为可控型器件，包括IGBT或者MOS管或者其他形式的全控型器件，将整流器变换为逆变器，同时利用IGBT或者MOS管寄生二极管或者外加二极管或者SCR实现双向能量流动；电动汽车可以通过双向DC/DC电路放电到直流母线，再通过逆变电路通过变压器回馈电网，实现电动车能量回馈电网。
下面结合附图对本发明的结构原理和使用步骤作进一步说明：
市电经由移相整流变压器后，以多脉波的方式生成直流母线，该直流母线输出连接DC/DC变换器，该变换器输出连接至汽车，给汽车动力电池充电。多脉波典型为12脉波、18脉波、24脉波整流甚至更多脉波整流。

Claims (8)

1.一种电动汽车充电系统，其特征在于，包括与外电网连接的移相整流变压器，移相整流变压器后级连接集中整流单元，集中整流单元后级连接直流母线单元，直流母线单元后级连接DC/DC变换电路。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电系统，其特征在于，移相整流变压器是多脉波整流。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车充电系统，其特征在于，多脉波整流包括12脉波整流、18脉波整流、24脉波整流。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电系统，其特征在于，移相整流变压器的副边具有两组或者两组以上副边绕组，这些副边绕组分别与集中整流单元连接。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电系统，其特征在于，集中整流单元中的整流元件为SCR晶闸管或者二极管，其中整流元件输出是并联输出或者是串联输出。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电系统，其特征在于，直流母线单元为直流母线电容。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电系统，其特征在于，DC/DC变换电路时隔离型电路或者非隔离型的BUCK或者BOOST或者BUCK-BOOST电路。
8.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电系统，其特征在于，其中移相变压器可更换为可控型器件，包括IGBT或者MOS管的全控型器件。
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