CN113580963A - 一种电动汽车充电系统 - Google Patents

一种电动汽车充电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113580963A
CN113580963A CN202111062784.7A CN202111062784A CN113580963A CN 113580963 A CN113580963 A CN 113580963A CN 202111062784 A CN202111062784 A CN 202111062784A CN 113580963 A CN113580963 A CN 113580963A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
power
charging
electric vehicle
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111062784.7A
Other languages
English (en)
Inventor
何健明
邱文俊
张敏
周方圆
吴丽然
陈广赞
田华贵
田哲
肖宇翔
徐晓天
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing CRRC Times Electric Technology Co Ltd
Original Assignee
Chongqing CRRC Times Electric Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing CRRC Times Electric Technology Co Ltd filed Critical Chongqing CRRC Times Electric Technology Co Ltd
Priority to CN202111062784.7A priority Critical patent/CN113580963A/zh
Publication of CN113580963A publication Critical patent/CN113580963A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/11DC charging controlled by the charging station, e.g. mode 4
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电系统,一方面,通过N个功率模块串联直挂电网的方式对电网输出的高压交流电进行分压,经DC‑DC转换模块进行降压,无需设置降压变压器,系统损耗较小,N为不小于2的正整数。功率模块包括第一H桥整流模块、第一电容、H桥逆变模块、隔离变压器、第二H桥整流模块、第二电容及DC‑DC转换模块。另一方面,功率模块无需设置柜体,整体系统的体积大幅度减小,建设成本明显降低。此外,由于DC‑DC转换模块输出电压为直流电压,只需充电线连接充电模块,即可为电动汽车充电,需要的线缆数量较少,无需设置馈线柜,且整个充电系统可以同时满足3N台电动汽车的快速充电。

Description

一种电动汽车充电系统
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,特别是涉及一种电动汽车充电系统。
背景技术
随着石油资源紧缺问题的日益严重,电动汽车已经成为未来汽车行业的重要方向,为电动汽车提供高效、快速的充电方式的需求也在逐渐增加。
现有的电动汽车充电系统需要建设专用配电站,电网的高压交流电依次经进线柜、计量柜和出线柜传送至降压变压器,降压变压器用于将高压交流电转变为低压交流电,然后依次经低压进线柜和馈线柜传送至充电柜,充电柜内设置有多个充电模块,用于将低压交流电进行AC-DC-DC(Alternating Current-Direct current-Direct current,交流-直流-直流)转换后并联输出,从而实现对电动汽车的大功率直流快速充电。此外还需要设置有源滤波柜和电容补偿柜对电网的电能质量进行治理。但是现有的电动汽车充电系统中,一方面,降压变压器本身会存在空载损耗;另一方面,由于需要建设专用箱变,且其内部需要配置降压变压器柜及馈线柜等众多的柜体装置,存在体积较大和建设成本较高的问题。此外,充电柜与馈线柜之间需要采用三相五线连接,需要电缆数量较多,设备连线复杂,增加了施工成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车充电系统,系统损耗较小,整体系统的体积大幅度减小,建设成本明显降低,需要的线缆数量较少,且整个充电系统可以同时满足3N台电动汽车的快速充电。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种电动汽车充电系统,包括:
N个功率模块,N个所述功率模块的输入端依次串联于电网与地之间,N个所述功率模块的输出端分别一一对应与N个充电桩连接,N为不小于2的正整数;
所述功率模块包括:
输入端作为所述功率模块的输入端的第一H桥整流模块,用于对所述第一H桥整流模块的输入端的第一交流电压进行整流,得到第一直流电压;
输入端通过第一电容与所述第一H桥整流模块的输出端连接的H桥逆变模块,用于对所述第一直流电压进行逆变,得到第二交流电压,所述第二交流电压的频率大于所述第一交流电压的频率;
输入端与所述H桥逆变模块的输出端连接的隔离变压器,用于对所述第二交流电压进行电气隔离;
输入端与所述隔离变压器的输出端连接的第二H桥整流模块,用于对所述第二交流电压进行整流,得到第二直流电压;
输入端通过第二电容与所述第二H桥整流模块的输出端连接、输出端作为所述功率模块的输出端的DC-DC转换模块,用于对所述第二直流电压进行降压,得到充电直流电压。
优选的,所述DC-DC转换模块包括第一可控开关、第二可控开关、电感和二极管;
所述第一可控开关和所述第二可控开关的输入端通过所述第二电容依次串联于所述第二H桥整流模块的输出端的正负极之间,所述电感的第一端与所述第一可控开关和所述第二可控开关的连接公共端连接,所述电感的第二端与所述二极管的阳极连接,所述二极管的阴极与一一对应的所述充电桩连接。
优选的,还包括第一断路器,所述第一断路器设置于所述电网与和所述电网直接连接的所述功率模块之间,用于在所述电网异常和/或所有的所述充电桩未工作时断开。
优选的,还包括电抗器,所述电抗器设置于所述电网与和所述电网直接连接的所述功率模块之间。
优选的,还包括预充电模块,所述预充电模块设置于所述电网与和所述电网直接连接的所述功率模块之间,用于对N个所述功率模块中的第一电容进行预充电。
优选的,所述预充电模块包括电阻和第二断路器;
所述第二断路器与所述电阻并联且并联后的两端中的一端作为所述预充电模块的输入端,另一端作为所述预充电模块的输出端,用于在所述第一电容预充电完成后旁路掉所述电阻。
优选的,分别与N个所述功率模块的控制端一一对应连接的N个控制模块,用于根据与自身对应的充电桩连接的电动汽车送的充电信息控制与所述自身对应的功率模块输出与所述充电信息对应的所述充电直流电压为所述电动汽车充电。
优选的,所述控制模块还用于控制所述H桥逆变模块及所述第二H桥整流模块关断,控制所述第一H桥整流模块与所述第一电容相配合以对所述电网进行功率补偿。
优选的,所述控制模块还用于在与自身对应的功率模块故障时,控制所述第一H桥整流模块的上桥臂上的两个可控开关导通且所述H桥逆变模块中四个可控开关断开;
或,控制所述第一H桥整流模块的下桥臂上的两个可控开关导通且所述H桥逆变模块中四个可控开关断开。
优选的,还包括N个新能源供电模块,N个所述新能源供电模块分别一一对应与N个所述功率模块的输出端连接,用于为与所述功率模块的输出端连接的电动汽车充电,和/或将自身产生的电能通过与自身连接的功率模块反馈至所述电网。
本申请中,一方面,通过N个功率模块串联直挂电网的方式,对电网输出的高压交流电进行分压,经DC-DC转换模块进行降压,无需设置降压变压器,系统损耗较小;另一方面,第一H桥整流模块、H桥逆变模块、隔离变压器、第二H桥整流模块及DC-DC转换模块无需设置柜体,整体系统的体积大幅度减小,建设成本明显降低,此外,由于DC-DC转换模块输出电压为直流电压,只需充电线连接充电模块,即可为电动汽车充电,需要的线缆数量较少,无需设置馈线柜,且整个充电系统可以同时满足3N台电动汽车的快速充电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种电动汽车充电系统的结构示意图;
图2为本发明提供的另一种电动汽车充电系统的结构示意图;
图3为本发明提供的另一种电动汽车充电系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电动汽车充电系统,系统损耗较小,整体系统的体积大幅度减小,建设成本明显降低,需要的线缆数量较少,且整个充电系统可以同时满足3N台电动汽车的快速充电。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
请参照图1,图1为本申请提供的一种电动汽车充电系统的结构示意图。
本发明提供了一种电动汽车充电系统,包括:
N个功率模块1,N个功率模块1的输入端依次串联于电网与地之间,N个功率模块1的输出端分别一一对应与N个充电桩连接,N为不小于2的正整数;
功率模块1包括:
输入端作为功率模块1的输入端的第一H桥整流模块11,用于对第一H桥整流模块11的输入端的第一交流电压进行整流,得到第一直流电压;
输入端通过第一电容与第一H桥整流模块11的输出端连接的H桥逆变模块12,用于对第一直流电压进行逆变,得到第二交流电压,第二交流电压的频率大于第一交流电压的频率;
输入端与H桥逆变模块12的输出端连接的隔离变压器T11,用于对第二交流电压进行电气隔离;
输入端与隔离变压器T11的输出端连接的第二H桥整流模块13,用于对第二交流电压进行整流,得到第二直流电压;
输入端通过第二电容与第二H桥整流模块13的输出端连接、输出端作为功率模块1的输出端的DC-DC转换模块14,用于对第二直流电压进行降压,得到充电直流电压。
考虑到现有的电动汽车充电系统,一方面,降压变压器将电网的高压交流电压进行降压转换,本身会存在空载损耗,会使充电站存在6%-12%的电损耗;另一方面,由于需要建设专用箱变,且其内部需要配置降压变压器柜及馈线柜等众多的柜体装置,存在体积较大和建设成本较高的问题。此外,充电柜与馈线柜之间需要采用三相五线连接,需要电缆数量较多,设备连线复杂,增加了施工成本。
为解决上述技术问题,本申请中的电动汽车充电系统,包括输入端依次串联于电网与地之间的N个功率模块1。其中,功率模块1包括第一H桥整流模块11、第一电容、H桥逆变模块12、隔离变压器T11、第二H桥整流模块13、第二电容及DC-DC转换模块14。第一H桥整流模块11对输入端的第一交流电压进行整流,得到第一直流电压,H桥逆变模块12对第一直流电压进行逆变,得到第二交流电压,第二交流电压的频率大于第一交流电压的频率,隔离变压器T11对第二交流电压进行电气隔离,第二H桥整流模块13对第二交流电压进行整流,得到第二直流电压,DC-DC转换模块14对第二直流电压进行降压,得到充电直流电压。本申请中,一方面,通过N个功率模块1串联直挂电网的方式,对电网输出的高压交流电进行分压,经DC-DC转换模块14进行降压,无需设置降压变压器,系统损耗较小;另一方面,第一H桥整流模块11、H桥逆变模块12、隔离变压器T11、第二H桥整流模块13及DC-DC转换模块14无需设置柜体,整体系统的体积大幅度减小,建设成本明显降低,此外,由于DC-DC转换模块14输出电压为直流电压,只需充电线连接充电模块,即可为电动汽车充电,需要的线缆数量较少,无需设置馈线柜,且整个充电系统可以同时满足3N台电动汽车的快速充电。
例如,通过多个功率模块1串联直挂3kV、6kV、10kV或35kV的三相电网,然后增加或减少每相的功率模块1的数量,实现对单个功率模块1输出直流电压的调节,单个功率模块1的直流输出电压可超过1000V,可以满足未来5年高压充电需求,本申请在此不作特别的限定。
第一交流电压的频率可以与电网输出的电压频率一致,例如50Hz;第二交流电压的频率与隔离变压器T11的频率一致,例如为1000KHz;另外,第二交流电压可以为PWM波形的电压,本申请在此不作特别的限定。
此外,由于第二交流电压的频率比第一交流电压的频率大,因此,隔离变压器T11可以选用高频隔离变压器,因变压器的原边拓扑为高压系统,电位较高,高频隔离变压器可以起到电气隔离的作用;另外,在工程应用中,通过选用高频隔离变压器可以提高功率的传输效率。
第一H桥整流模块11、H桥逆变模块12及第二H桥整流模块13中的可控开关可以选用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极晶体管)、SIC、SCR或IGCT(Integrated Gate-Commutated Thyristor,集成门极换流晶闸管)等,本申请在此不作特别的限定。
另外,通过配置不同容量型号的功率模块1,既可实现更大功率充电需求,本申请在此不作特别的限定。
综上,本申请的电动汽车充电系统,系统损耗较小,整体系统的体积大幅度减小,建设成本明显降低,需要的线缆数量较少,且整个充电系统可以同时满足3N台电动汽车的快速充电。
在上述实施例的基础上:
作为一种优选的实施例,DC-DC转换模块14包括第一可控开关、第二可控开关、电感和二极管;
第一可控开关和第二可控开关的输入端通过第二电容依次串联于第二H桥整流模块13的输出端的正负极之间,电感的第一端与第一可控开关和第二可控开关的连接公共端连接,电感的第二端与二极管的阳极连接,二极管的阴极与一一对应的充电桩连接。
在本实施例中,DC-DC转换模块14可以包括第一可控开关、第二可控开关、电感和二极管,能够实现对第二直流电压进行降压,得到充电直流电压。相比于降压变压器来说,电路结构简单且体积大幅度减小,建设成本明显降低。
第一可控开关和第二可控开关可以选用IGBT、SIC、SCR或IGCT等,本申请在此不作特别的限定。
请参照图2,图2为本申请提供的另一种电动汽车充电系统的结构示意图。
作为一种优选的实施例,还包括第一断路器QF1,第一断路器QF1设置于电网与和电网直接连接的功率模块1之间,用于在电网异常和/或所有的充电桩未工作时断开。
考虑到当存在电网异常和/或所有的充电桩未工作时,为保证电动汽车充电系统的稳定性和低损耗,在本实施例中,电动汽车充电系统还包括第一断路器QF1,可以在发生电网异常和/或所有的充电桩未工作时断开,实现了对电动汽车充电系统的保护,保证了系统的稳定性,也降低了系统的电损耗。
此外,电网异常可以为电网出现过压或过流等异常情况,本申请在此不作特别的限定。
第一断路器QF1配置蓄电池组,以备在断电时也能起到保护系统的作用,本申请在此不作特别的限定。
作为一种优选的实施例,还包括电抗器L1,电抗器L1设置于电网与和电网直接连接的功率模块1之间。
在本实施例中,电动汽车充电系统还包括电抗器L1,连接电网与功率模块1,提高功率的传输效率,同时也可以与功率模块1配合对电网进行谐波治理、功率补偿,实现svg的功能。
作为一种优选的实施例,还包括预充电模块,预充电模块设置于电网与和电网直接连接的功率模块1之间,用于对N个功率模块1中的第一电容进行预充电。
在本实施例中,电动汽车充电系统还包括预充电模块,对N个功率模块1中的第一电容进行预充电,提高了电动汽车充电系统的安全性和可靠性,实现对能量的存储,电路结构简单,系统损耗较小。
此外,预充电模块可以为第二断路器QF2和电阻R1,在第一电容充电完成后,可以控制第二断路器QF2导通,本申请在此不作特别的限定。
作为一种优选的实施例,预充电模块包括电阻R1和第二断路器QF2;
第二断路器QF2与电阻R1并联且并联后的两端中的一端作为预充电模块的输入端,另一端作为预充电模块的输出端,用于在第一电容预充电完成后旁路掉电阻R1。
在本实施例中,预充电模块可以选用电阻R1和第二断路器QF2,第二断路器QF2在第一电容预充电完成后旁路掉电阻R1,整体电路结构简单,操作便捷。
作为一种优选的实施例,分别与N个功率模块1的控制端一一对应连接的N个控制模块,用于根据与自身对应的充电桩连接的电动汽车送的充电信息控制与自身对应的功率模块1输出与充电信息对应的充电直流电压为电动汽车充电。
在本实施例中,电动汽车充电系统还包括控制模块,根据与自身对应的充电桩连接的电动汽车送的充电信息控制与自身对应的功率模块1输出与充电信息对应的充电直流电压,能够实现为电动汽车高效快速地充电。
此外,当充电桩的充电枪与电动汽车可靠连接后,电动汽车的BMS(BstteryManagement System,电池管理系统)系统可以通过CAN(Controller Area Network,控制器局域网)通讯将充电信息发送至控制模块,本申请在此不作特别的限定。
作为一种优选的实施例,控制模块还用于控制H桥逆变模块12及第二H桥整流模块13关断,控制第一H桥整流模块11与第一电容相配合以对电网进行功率补偿。
为了进一步提高电动汽车充电系统的稳定性和高效性,在本实施例中,控制模块控制H桥逆变模块12及第二H桥整流模块13关断,控制第一H桥整流模块11与第一电容相配合以对电网进行谐波治理和功率补偿,无需额外增加滤波、补偿装置,提升了电网的供电品质,从而提高了电动汽车充电系统的稳定性和高效性。
此外控制第一H桥整流模块11与第一电容相配合可以为控制第一H桥整流模块11的导通和关断频率,本申请在此不作特别的限定。
作为一种优选的实施例,控制模块还用于在与自身对应的功率模块1故障时,控制第一H桥整流模块11的上桥臂上的两个可控开关导通且H桥逆变模块12中四个可控开关断开;
或,控制第一H桥整流模块11的下桥臂上的两个可控开关导通且H桥逆变模块12中四个可控开关断开。
考虑到电动汽车充电系统为多个功率模块1串联,当某个功率模块1出现故障可以会影响其他功率模块1的正常工作,在本实施例中,控制模块会在与自身对应的功率模块1故障时,控制第一H桥整流模块11的上桥臂上的两个可控开关导通且H桥逆变模块12中四个可控开关断开;
或,控制第一H桥整流模块11的下桥臂上的两个可控开关导通且H桥逆变模块12中四个可控开关断开,能够实现旁路存在故障的功率模块1,保证的其他功率模块1的正常工作,以满足电动汽车的充电需求。
作为一种优选的实施例,还包括:
输入端与DC-DC转换模块14的输出端连接的计量模块,用于计量与DC-DC转换模块14对应的充电桩使用的电量,根据电量得到费用;
与计量模块连接的主控模块,用于将费用发送至计费终端。
为了实现用户可以直观地了解电动汽车的充电信息,在本实施例中,电动汽车充电系统还包括计量模块,计量与DC-DC转换模块14对应的充电桩使用的电量,根据电量得到费用。主控模块将费用发送至计费终端。
此外,计费终端可以为充电桩,也可以为用户手机,可以显示支付方式选项,便于用户选择支付方式后支付充电费用,本申请在此不作特别的限定。
还可以包括高压计量模块,计算需支付给电网的费用,本申请在此不作特别的限定。
作为一种优选的实施例,主控模块还用于接收电动汽车的充电模式指令,并将充电模式指令发送至与电动汽车对应的功率模块1的控制模块,以便控制模块根据充电模块指令输出相应的充电直流电压。
在本实施例中,主控模块接收电动汽车的充电模式指令,并将充电模式指令发送至与电动汽车对应的功率模块1的控制模块,以便控制模块根据充电模块指令输出相应的充电直流电压,能够实现自动控制电动汽车的充电。
此外,充电模式指令可以为快充模式、慢充模式等,本申请在此不作特别的限定。
请参照图3,图3为本申请提供的另一种电动汽车充电系统的结构示意图。
作为一种优选的实施例,还包括N个新能源供电模块15,N个新能源供电模块15分别一一对应与N个功率模块1的输出端连接,用于为与功率模块1的输出端连接的电动汽车充电,和/或将自身产生的电能通过与自身连接的功率模块1反馈至电网。
为了进一步提升电动汽车充电系统的供电效率和经济效益,在本实施例中,电动汽车充电系统还包括N个新能源供电模块15,为与功率模块1的输出端连接的电动汽车充电,和/或将自身产生的电能通过与自身连接的功率模块1反馈至电网,实现了对电网的功率融通,且充分利用了可再生能源,提升电动汽车充电系统的供电效率和经济效益。
此外,新能源供电模块15可以为太阳能电池板,也可以为风能模块或水能模块,可以将光能、风能或水能产生的电能输出至电动汽车或电网,本申请在此不作特别的限定。
通过控制模块控制DC-DC转换模块14中的第一可控开关和第二可控开关断开,控制DC-DC转换模块14左侧的第一H桥整流模块11、H桥逆变模块12、第二H桥整流模块13中的可控开关的导通和关断频率,实现新能源供电模块15对电网的功率融通,本申请在此不作特别的限定。
单个功率模块1可将电动汽车接入电网,当电网供电量充足时,电网可以为电动汽车充电;反之,当电网供电压量少时,电动汽车里的电会反向送回至电网,实现能量双向流动的V2G(Vehicle to grid,车辆到电网)功能,本申请在此不作特别的限定。
需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车充电系统,其特征在于,包括:
N个功率模块,N个所述功率模块的输入端依次串联于电网与地之间,N个所述功率模块的输出端分别一一对应与N个充电桩连接,N为不小于2的正整数;
所述功率模块包括:
输入端作为所述功率模块的输入端的第一H桥整流模块,用于对所述第一H桥整流模块的输入端的第一交流电压进行整流,得到第一直流电压;
输入端通过第一电容与所述第一H桥整流模块的输出端连接的H桥逆变模块,用于对所述第一直流电压进行逆变,得到第二交流电压,所述第二交流电压的频率大于所述第一交流电压的频率;
输入端与所述H桥逆变模块的输出端连接的隔离变压器,用于对所述第二交流电压进行电气隔离;
输入端与所述隔离变压器的输出端连接的第二H桥整流模块,用于对所述第二交流电压进行整流,得到第二直流电压;
输入端通过第二电容与所述第二H桥整流模块的输出端连接、输出端作为所述功率模块的输出端的DC-DC转换模块,用于对所述第二直流电压进行降压,得到充电直流电压。
2.如权利要求1所述的电动汽车充电系统,其特征在于,所述DC-DC转换模块包括第一可控开关、第二可控开关、电感和二极管;
所述第一可控开关和所述第二可控开关的输入端通过所述第二电容依次串联于所述第二H桥整流模块的输出端的正负极之间,所述电感的第一端与所述第一可控开关和所述第二可控开关的连接公共端连接,所述电感的第二端与所述二极管的阳极连接,所述二极管的阴极与一一对应的所述充电桩连接。
3.如权利要求1所述的电动汽车充电系统,其特征在于,还包括第一断路器,所述第一断路器设置于所述电网与和所述电网直接连接的所述功率模块之间,用于在所述电网异常和/或所有的所述充电桩未工作时断开。
4.如权利要求1所述的电动汽车充电系统,其特征在于,还包括电抗器,所述电抗器设置于所述电网与和所述电网直接连接的所述功率模块之间。
5.如权利要求1所述的电动汽车充电系统,其特征在于,还包括预充电模块,所述预充电模块设置于所述电网与和所述电网直接连接的所述功率模块之间,用于对N个所述功率模块中的第一电容进行预充电。
6.如权利要求5所述的电动汽车充电系统,其特征在于,所述预充电模块包括电阻和第二断路器;
所述第二断路器与所述电阻并联且并联后的两端中的一端作为所述预充电模块的输入端,另一端作为所述预充电模块的输出端,用于在所述第一电容预充电完成后旁路掉所述电阻。
7.如权利要求1所述的电动汽车充电系统,其特征在于,分别与N个所述功率模块的控制端一一对应连接的N个控制模块,用于根据与自身对应的充电桩连接的电动汽车送的充电信息控制与所述自身对应的功率模块输出与所述充电信息对应的所述充电直流电压为所述电动汽车充电。
8.如权利要求7所述的电动汽车充电系统,其特征在于,所述控制模块还用于控制所述H桥逆变模块及所述第二H桥整流模块关断,控制所述第一H桥整流模块与所述第一电容相配合以对所述电网进行功率补偿。
9.如权利要求7所述的电动汽车充电系统,其特征在于,所述控制模块还用于在与自身对应的功率模块故障时,控制所述第一H桥整流模块的上桥臂上的两个可控开关导通且所述H桥逆变模块中四个可控开关断开;
或,控制所述第一H桥整流模块的下桥臂上的两个可控开关导通且所述H桥逆变模块中四个可控开关断开。
10.如权利要求1至9任一项所述的电动汽车充电系统,其特征在于,还包括N个新能源供电模块,N个所述新能源供电模块分别一一对应与N个所述功率模块的输出端连接,用于为与所述功率模块的输出端连接的电动汽车充电,和/或将自身产生的电能通过与自身连接的功率模块反馈至所述电网。
CN202111062784.7A 2021-09-10 2021-09-10 一种电动汽车充电系统 Pending CN113580963A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111062784.7A CN113580963A (zh) 2021-09-10 2021-09-10 一种电动汽车充电系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111062784.7A CN113580963A (zh) 2021-09-10 2021-09-10 一种电动汽车充电系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113580963A true CN113580963A (zh) 2021-11-02

Family

ID=78241824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111062784.7A Pending CN113580963A (zh) 2021-09-10 2021-09-10 一种电动汽车充电系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113580963A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114553030A (zh) * 2022-03-04 2022-05-27 中山科普斯特电源技术有限公司 一种叠加式充电桩

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114553030A (zh) * 2022-03-04 2022-05-27 中山科普斯特电源技术有限公司 一种叠加式充电桩

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210061114A1 (en) On-board charging and discharging system
CN202841003U (zh) 一种新型三相光伏并网逆变器系统结构
CN203674793U (zh) 在线式工频不间断电源
CN104218805A (zh) 一种单双极性转换直流变换器
Fang et al. Study on bidirectional-charger for electric vehicle applied to power dispatching in smart grid
Wang et al. Fault analysis of an active LVDC distribution network for utility applications
CN111478616A (zh) 一种地铁牵引供电系统及双向变流装置
CN113580963A (zh) 一种电动汽车充电系统
Nayak Electric Vehicle Charging Topologies, Control Schemes for Smart City Application
He et al. Comparison study of electric vehicles charging stations with AC and DC buses for bidirectional power flow in smart car parks
CN205430087U (zh) 高可靠性的单相双向dc-ac变换器
CN205986275U (zh) 一种用于大容量蓄电池的快速充电装置
CN112436500B (zh) 一种直流微电网发输配电系统
US20220181984A1 (en) Isolated converter
CN105634321A (zh) 高可靠性的单相双向dc-ac变换器及其控制方法
CN112653165A (zh) 基于高压直流微网的灵活复用型光储充智慧充电站
JP2022524153A (ja) 複数ポート電力変換器デバイス
CN104917195A (zh) 一种静止同步串联补偿装置及其控制方法
CN214506654U (zh) 一种动态电压恢复器及综合电能质量治理设备
EP3916980A1 (en) Conversion device
CN215528678U (zh) 一种预装式配充一体化充电站
CN112054590B (zh) 一种电容直流保障电源
CN113098044B (zh) 一种基于换流器的电力配送系统及电力配送方法
CN110690723B (zh) 海上风电系统中储能型模块化多电平变换器的控制方法
EP3916975A2 (en) Conversion device

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination