CN109038757A - 一种放电式直流电网用充电桩系统 - Google Patents
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Abstract
一种放电式直流电网用充电桩系统，涉及充电桩领域。包括直流线网供电系统、直流输入充电桩和过压放电装置，所述过压放电装置包括主控单元、模数转换模块、以及依次连接在直流线网供电系统和直流输入充电桩之间的电流电压传感器、滤波电路、放电电路以及过压保护直流继电器S，所述放电电路包括并联在直流线网供电系统两端的IGBT模块和放电电阻R，IGBT模块和放电电阻R相互串接；本发明通过对输入电压和电流进行采样，通过与输入阈值进行比较并对驱动单元的占空比大小进行控制，可以在有效的时间范围内的降低输入电压，保护直流输入充电桩系统，并通过直流继电器对系统进行二次保护。
Description
技术领域
本发明涉及充电桩领域，具体为一种放电式直流电网用充电桩系统。
背景技术
有轨/无轨电车是一种历史悠久的公共交通工具，现在仍然有不少城市保留有轨/无轨电车，并且在技术上不断改进。
因为有轨/无轨电车供电的一般是直流电，交流输电架空线路通常采用3根导线，而直流只需1根(单极)或2根(双极)导线。因此，直流输电可节省大量输电材料，同时也可减少大量的运输、安装费，目前国内一些大中城市还保留有轨/无轨电车的直流线网。随着国家加大对新能源行业的投入，充电桩建设也越来越多，在一些大功率的充电桩场站建设过程中需要高压接入来解决配电问题，投资很大，利用现有的直流线网来供电既节约了资金投入，也提高了资源的利用率。
在国内，一般直流线网的供电是三相AC380V+-10%经过二极管不控整流得到，提供的直流线网的电压供电范围为DC580-710V，目前国内的充电桩模块的直流输入范围在DC400-740V之间，满足充电桩的供电要求。但一般在凌晨以后电网用电进入低谷，线网的电压会升高，有时会超过DC740V或者更高，造成充电桩模块保护或者过电压损坏；同时，如果充电系统的直流线网和有轨/无轨电车共用，在直流线网运行期间，其线上会有多辆有轨/无轨电车运行，当电车刹车制动的时，会将能量反馈到电网，造成电网的直流电压超过DC740V或者更高，造成直流充电桩内的功率模块保护或者过电压损坏，也容易造成充电桩系统内的其他电气设备损坏。
发明内容 本发明的目的是提供一种利用现有电车直流线网进行供电的充电桩系统，在前级输入开发出一种放电装置，来解决输入直流电压不稳定容易造成充电桩系统内的电气设备损坏的情况的问题，有效的保证直流线网内的充电桩系统可靠运行。
实现上述目的的技术方案是：一种放电式直流电网用充电桩系统，其特征在于：包括直流线网供电系统、直流输入充电桩和过压放电装置，所述过压放电装置包括主控单元、模数转换模块、以及依次连接在直流线网供电系统和直流输入充电桩之间的电流电压传感器、滤波电路、放电电路以及过压保护直流继电器S，所述放电电路包括并联在直流线网供电系统两端的IGBT模块和放电电阻R，IGBT模块和放电电阻R相互串接；
所述电流电压传感器与模数转换模块连接，所述模数转换模块与主控单元的输入端连接，IGBT模块和过压保护直流继电器S分别连接在控制单元的输出端；
模数转换模块用于将采集的电流、电压模拟信号转换为数字信号并发送至主控单元，控制单元用于对输入的电压和电流信号进行分析和记录、并向IGBT驱动电路发送控制信号，IGBT驱动电路用于接收主控单元发送的控制信号并向IGBT模块Q发送PWM驱动信号。
进一步地，所述电流电压传感器包括电流传感器CS和电压传感器VS，所述电流传感器CS的一端与直流线网供电系统的正极连接、另一端与电压传感器VS的一端连接，电压传感器VS的另一端连接直流线网供电系统的负极。
进一步地，所述滤波电路包括输出电感L和电容C，输出电感L的一端与电流传感器CS连接、另一端与电容C的正极连接，电容C的负极与直流线网供电系统的负极连接。
本发明的工作原理
A、首先设定过压放电装置启动阈值1和过压保护直流继电器S启动阈值2，其中过压放电装置启动阈值1小于过压保护直流继电器S启动阈值2。
B、当直流线网供电系统的输出直流电压在正常范围内，模数转换模块经过对采样信号处理后，将数据送至主控单元，主控单元经过计算后给出IGBT驱动电路不工作指令，此IGBT驱动电路不提供PWM驱动信号，IGBT模块Q不工作，直流输入充电桩的输入电压与直流线网供电系统的输出直流电压相等，此时过压保护直流继电器S处于吸合状态。
C、当直流线网供电系统的输出直流电压超过直流输入充电桩的输入电压阈值、并高于过压放电装置启动阈值1，模数转换模块经过对采样信号处理后，将数据送至主控单元，主控单元经过计算后给出IGBT驱动电路工作指令，此时IGBT驱动电路提供PWM驱动信号，IGBT模块Q开始工作，通过电阻R来消耗功率，降低直流线网供电系统的输出直流电压，当直流线网供电系统的输出直流电压降低到阈值以下、并低于过压放电装置启动阈值1，进入到B描述的工作过程。
D、当直流线网供电系统的输出直流电压超过直流输入充电桩的输入电压阈值，及达到并高于过压放电装置启动阈值1，如果此时直流线网供电系统电压很高或者能量很大，通过主控单元经过计算后，给出IGBT驱动电路开通占空比更大的PWM信号，此时IGBT模块的导通时间增加，相应的增加了电阻R上面的放电电流，使得直流线网供电系统的输出直流电压降低的更快，当直流线网供电系统的输出直流电压降低到阈值以下、并低于过压放电装置启动阈值1，进入到B描述的工作过程。
E、当直流线网供电系统的输出直流电压超过直流输入充电桩的输入电压阈值、并高于过压放电装置启动阈值1，进入D所描述的过程，如果此时电阻R的功率消耗能力不能满足电压降低的时间要求，当直流线网供电系统的输出直流继续上升并达到过压保护直流继电器S启动阈值2时，过压保护直流继电器S断开，停止给直流输入充电桩系统继续供电，保护电气设备。
本发明的有益效果
本发明通过对输入电压和电流进行采样，通过与输入阈值进行比较并对驱动单元的占空比大小进行控制，可以在有效的时间范围内的降低输入电压，保护直流输入充电桩系统，并通过直流继电器对系统进行二次保护。
附图说明
图1为本发明的系统原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括直流线网供电系统101、直流输入充电桩100和过压放电装置105，过压放电装置105包括主控单元103、模数转换模块104、以及依次连接在直流线网供电系统101和直流输入充电桩100之间的电流电压传感器107、滤波电路106、放电电路108以及过压保护直流继电器S，本实施例所述主控单元103采用MCU微处理芯片，具体的型号为：LPC1766。
电流电压传感器107包括电流传感器CS和电压传感器VS，电流传感器CS的一端与直流线网供电系统101的正极连接、另一端与电压传感器VS的一端连接，电压传感器VS的另一端连接直流线网供电系统101的负极；滤波电路106包括输出电感L和电容C，输出电感L的一端与电流传感器CS连接、另一端与电容C的正极连接，电容C的负极与直流线网供电系统101的负极连接；放电电路108包括IGBT模块和放电电阻R，IGBT模块的c极连接电容C的正极，IGBT模块的e极通过放电电阻R连接过压放电装置105的负极；过压保护直流继电器S串接在IGBT模块的c极和直流输入充电桩100的正极端之间。
电流传感器CS、电压传感器VS与模数转换模块104连接，模数转换模块104与主控单元103的输入端连接，过压保护直流继电器S连接在主控单元103的输出端，GBT模块Q的g极通过IGBT驱动电路102连接在主控单元103的输出端；模数转换模块104用于对采集的电流、电压信号进行处理并发送至主控单元103，控制单元103用于对输入的电压和电流信号进行分析和记录、并向IGBT驱动电路102发送控制信号，IGBT驱动电路102用于接收主控单元103发送的控制信号并向IGBT模块Q发送PWM驱动信号。
本发明的工作原理
A、首先设定过压放电装置105启动阈值1和过压保护直流继电器S启动阈值2，其中过压放电装置105启动阈值1小于过压保护直流继电器S启动阈值2。
B、当直流线网供电系统101的输出直流电压在正常范围内，模数转换模块104经过对采样信号处理后，将数据送至主控单元103，主控单元103经过计算后给出IGBT驱动电路102不工作指令，此IGBT驱动电路102不提供PWM驱动信号，IGBT模块Q不工作，直流输入充电桩100的输入电压与直流线网供电系统101的输出直流电压相等，此时过压保护直流继电器S处于吸合状态。
C、当直流线网供电系统101的输出直流电压超过直流输入充电桩100的输入电压阈值、并高于过压放电装置105启动阈值1，模数转换模块104经过对采样信号处理后，将数据送至主控单元103，主控单元103经过计算后给出IGBT驱动电路102工作指令，此时IGBT驱动电路102提供PWM驱动信号，IGBT模块Q开始工作，通过电阻R来消耗功率，降低直流线网供电系统101的输出直流电压，当直流线网供电系统101的输出直流电压降低到阈值以下时，及低于过压放电装置105启动阈值1，进入到B描述的工作过程。
D、当直流线网供电系统101的输出直流电压超过直流输入充电桩的输入电压阈值、并高于过压放电装置启动阈值1，如果此时直流线网供电系统电压很高或者能量很大，通过主控单元经过计算后，给出IGBT驱动电路开通占空比更大的PWM信号，此时IGBT模块的导通时间增加，相应的增加了电阻R上面的放电电流，使得直流线网供电系统的输出直流电压降低的更快，当直流线网供电系统的输出直流电压降低到阈值以下、并低于过压放电装置启动阈值1，进入到B描述的工作过程。
E、当直流线网供电系统的输出直流电压超过直流输入充电桩100的输入电压阈值、并高于过压放电装置105启动阈值1，进入D所描述的过程，如果此时电阻R的功率消耗能力不能满足电压降低的时间要求，当直流线网供电系统101的输出直流继续上升并达到过压保护直流继电器S启动阈值2时，过压保护直流继电器S断开，停止给直流输入充电桩系统101继续供电，保护电气设备。
Claims (3)
1.一种放电式直流电网用充电桩系统，其特征在于：包括直流线网供电系统、直流输入充电桩和过压放电装置，所述过压放电装置包括主控单元、模数转换模块、以及依次连接在直流线网供电系统和直流输入充电桩之间的电流电压传感器、滤波电路、放电电路以及过压保护直流继电器S，所述放电电路包括并联在直流线网供电系统两端的IGBT模块和放电电阻R，IGBT模块和放电电阻R相互串接；
所述电流电压传感器与模数转换模块连接，所述模数转换模块与主控单元的输入端连接，IGBT模块和过压保护直流继电器S分别连接在控制单元的输出端；
模数转换模块用于将采集的电流、电压模拟信号转换为数字信号并发送至主控单元，控制单元用于对输入的电压和电流信号进行分析和记录、并向IGBT驱动电路发送控制信号，IGBT驱动电路用于接收主控单元发送的控制信号并向IGBT模块Q发送PWM驱动信号。
2.根据权利要求1所述的一种放电式直流电网用充电桩系统，其特征在于：所述电流电压传感器包括电流传感器CS和电压传感器VS，所述电流传感器CS的一端与直流线网供电系统的正极连接、另一端与电压传感器VS的一端连接，电压传感器VS的另一端连接直流线网供电系统的负极。
3.根据权利要求2所述的一种放电式直流电网用充电桩系统，其特征在于：所述滤波电路包括输出电感L和电容C，输出电感L的一端与电流传感器CS连接、另一端与电容C的正极连接，电容C的负极与直流线网供电系统的负极连接。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05227671A (ja) * | 1992-02-10 | 1993-09-03 | Nec Corp | リコンディショニング機能付きバッテリ充電器 |
| CN102163856A (zh) * | 2011-03-01 | 2011-08-24 | 东南大学 | 一种基于v2g技术的车载充放电装置及其控制方法 |
| CN103538481A (zh) * | 2012-07-12 | 2014-01-29 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 电动汽车的控制系统及制动保护装置 |
| CN105372480A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-03-02 | 上海控源电子科技有限公司 | 一种用于充电桩的过压、欠压及缺相检测电路 |
| JP2016093018A (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | インバータ制御装置 |
| CN105762767A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-07-13 | 杭州先途电子有限公司 | 基于apfc的硬件保护电路 |
| CN106026274A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-10-12 | 武汉中直电气股份有限公司 | 一种大功率充电电路及装置 |
| CN106208141A (zh) * | 2016-08-25 | 2016-12-07 | 国网山西省电力公司临汾供电公司 | 一种具有无功补偿功能的v2g充放电装置 |
| CN106849288A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-06-13 | 清华大学 | 一种电池模组连接电路和储能装置 |
| CN107677882A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-02-09 | 科大智能（合肥）科技有限公司 | 一种直流充电桩检测系统及其检测方法 |
| CN208904679U (zh) * | 2018-09-05 | 2019-05-24 | 国充充电科技江苏股份有限公司 | 一种放电式直流电网用充电桩系统 |
-
2018
- 2018-09-05 CN CN201811028769.9A patent/CN109038757B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05227671A (ja) * | 1992-02-10 | 1993-09-03 | Nec Corp | リコンディショニング機能付きバッテリ充電器 |
| CN102163856A (zh) * | 2011-03-01 | 2011-08-24 | 东南大学 | 一种基于v2g技术的车载充放电装置及其控制方法 |
| CN103538481A (zh) * | 2012-07-12 | 2014-01-29 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 电动汽车的控制系统及制动保护装置 |
| JP2016093018A (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | インバータ制御装置 |
| CN105372480A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-03-02 | 上海控源电子科技有限公司 | 一种用于充电桩的过压、欠压及缺相检测电路 |
| CN105762767A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-07-13 | 杭州先途电子有限公司 | 基于apfc的硬件保护电路 |
| CN106026274A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-10-12 | 武汉中直电气股份有限公司 | 一种大功率充电电路及装置 |
| CN106208141A (zh) * | 2016-08-25 | 2016-12-07 | 国网山西省电力公司临汾供电公司 | 一种具有无功补偿功能的v2g充放电装置 |
| CN106849288A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-06-13 | 清华大学 | 一种电池模组连接电路和储能装置 |
| CN107677882A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-02-09 | 科大智能（合肥）科技有限公司 | 一种直流充电桩检测系统及其检测方法 |
| CN208904679U (zh) * | 2018-09-05 | 2019-05-24 | 国充充电科技江苏股份有限公司 | 一种放电式直流电网用充电桩系统 |
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