CN208241344U - 一种电动车充电场站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种电动车充电场站，包括电网、整流变电站和至少一台充电桩，所述整流变电站内包括脉变压器和三相整流模块，所述变压器与三相整流模块相连接，所述电网末端与变压器相连接，所述三相整流模块与各台充电桩相连。本实用新型所述的电动车充电场站仅用一个整流变电站代替了传统模式中的配电站和整流柜，节省了配电站的投资，大大降低了建设成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动车充电场站。
背景技术
在全球能源危机和环境危机的严重大背景下，在世界各国政府积极推进新能源汽车的应用与发展的环境下，电动汽车便成为一种发展前景广阔的绿色交通工具，目前普及速度非常迅猛，未来的市场前景也十分巨大，而电动车充电场站是发展电动汽车所必须的重要配套基础设施。
现有技术中的电动车充电场站如图2所示，包括电网3、配电站2、整流柜4和充电桩1，配电站2连接于电网的未端与整流柜4的前端之间，用于是将电送到用电设备。配电站2内包括许多高压开关柜、变压器和低压开关柜，其体积大，成本高昂，且每个充电桩1均需配给一个整流柜4，成本较高。此外，现有技术中的充电桩的充电模块由多个功率模块并联组成，一个功率模块大约为30kw，若实现一辆大车快充需要达到360kw左右的功率，需要十几个功率模块并联，造成充电桩体积过大，设备成本高昂。由于电动车车型的不同，其所需的充电功率也不同，然而，由于充电模块由多个功率模块并联构成，其充电功率无法实现无级调控，对电动车的电池可能造成损害，影响电动车电池的使用寿命。
发明内容
本实用新型的目的就是为了解决现有技术存在的上述问题，从而提供一种电动车充电场站，解决充电桩电力提供不稳定、运营和设备成本过高的问题。
本实用新型的技术解决方案是：一种电动车充电场站，包括电网、整流变电站和至少一台充电桩，所述整流变电站内包括脉变压器和三相整流模块，所述变压器与三相整流模块相连接，所述电网末端与变压器相连接，所述三相整流模块与各台充电桩相连，所述充电桩的充电系统包括充电模块、主控板、电源板和电子开关驱动器，所述充电模块、电源板和电子开关驱动器均与主控板相连接，所述充电模块包括功率模块和滤波模块，所述功率模块包括电解电容组和电子开关，所述滤波模块包括薄膜电容组，所述电解电容组和薄膜电容组均与主控板相连接，所述电子开关与电子开关驱动器相连接，所述主控板对电子开关进行高频开关控制。
进一步地，上述电动车充电场站，其中：所述功率模块包括电容C1-C6、电阻R1-R3、二极管D1-D3、电子开关Q1-Q3和电抗器L1-L3，充电系统的输入端正极与电容C1、电容C2、电阻R1的相连接，所述电容C1、电容C3以及电容C5相串联，所述电容C2、电容C4以及电容C6相串联，所述电阻R1、电阻R2以及电阻R3相串联，电容C1、电容C2以及电阻R1相并联，所述电容C3、电容C4以及电阻R2相并联，所述电容C5、电容C6以及电阻R3相并联，所述充电系统的输入端负极与电容C5、电容C6以及电阻R3相连接，电子开关Q1-Q3的集电极均与充电系统输入端正极相连接，电子开关Q1-Q3的栅极均通过电子开关驱动板于主控板相连接，电子开关Q1的发射极与二极管D1的阴极以及电抗器L1的一端相连接，电子开关Q2的发射极与二极管D2的阴极以及电抗器L2的一端相连接、电子开关的Q3的发射极与二极管D3的阴极以及电抗器L3的一端相连接，二极管D1-D3的阳极均与充电系统的输入、输出端负极相连接，所述电抗器L1-L3的另一端与充电系统输出端正极相连接，所述电容C1-C6构成电解电容组。
进一步地，上述电动车充电场站，其中：所述滤波模块包括电阻R4、R5、电抗器L4-L6、电容C7-C16，其中电容C7-C14组成补偿电容组，电容C15和C16构成薄膜电容组，所述电抗器L1-L3的另一端分别与电抗器L4-L6的一端相连接，所述电抗器L4-L6的另一端均与充电系统输出端正极相连接，电阻R4一端与充电系统输出端正极相连接，另一端与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与充电系统输出端负极相连接，电容C7-C10依次并联于电阻R4的两端，电容C11-C14依次并联于电阻R5的两端，电容C15以及C16连接于充电系统输出端正极和负极之间，且电容C15和电容C16位于补偿电容组与充电系统输出端之间。
更进一步地，上述电动车充电场站，其中：所述变压器为24脉变压器。
更进一步地，上述电动车充电场站，其中：所述整流变电站连接有4~12台充电桩。
本实用新型的有益效果体现在：本实用新型所述的电动车充电场站仅用一个整流变电站代替了传统模式中的配电站和整流柜，节省了配电站的投资，大大降低了建设成本；此外，电动车充电场站的充电桩可实现直流电高频开关，输出功率可实现无级别调控，从而实现可以实现自动充电、恒压、恒流自动切换功能。
附图说明
图1是现有技术中电动车充电场站示意图；
图2是本实用新型电动车充电场站示意图；
图3是充电桩的充电模块示意图。
具体实施方式
以下通过附图结合具体实施方式，对本实用新型做进一步详细说明。
如图2所示，本实用新型所述的一种电动车充电场站包括电网3、整流变电站5和充电桩1，所述电网3的末端与整流变电站5相连接，所述整流变电站5的末端与各台充电桩1相连接。具体地，所述整流变电站3内包括24脉变压器和三相整流模块，所述24脉变压器与三相整流模块相连接，所述电网3的末端与24脉变压器相连接，所述三相整流模块的末端与各台充电桩1相连接。电网3以10kv交流电接入整流变电站5，经过整流变电站5内的24脉变压器，在经过三相不可控整流获得850V的直流电，而后850V直流电输出至充电桩1充电系统的输入端。
具体地，一个整流变电站5功率为600~1600kw，一个整流变电站5可连接4~12台充电桩。
所述充电桩1包括控制主机、触摸屏模块、充电系统、IC卡模块以及充电枪，所述触摸屏和IC卡模块设置于充电桩1壳体的外表面，触摸屏模块用于用户进行人机交互，同时显示相关数据，IC卡模块用于读取和记录费用信息。控制主机和充电系统均设置于充电桩1的壳体内，所述触摸屏模块、IC卡模块和充电系统均通过通讯总线与控制主机相连接，所述充电系统包括一个输入口和一个输出口，所述输入口接850V直流电，所述充电枪均与输出口相连接。充电系统包括充电模块、主控板U3、第一电子开关驱动板U6、第二电子开关驱动板U7、第三电子开关驱动板U8、第一电源板U1、第二电源板U2和风机，所述充电模块、第一电子开关驱动板U6、第二电子开关驱动板U7、第三电子开关驱动板U8、第一电源板U1、第二电源板U2和风机均与主控板U3相连接，充电模块包括功率模块和滤波模块，输入端与功率模块相连，功率模块与滤波模块相连，滤波模块与输出端相连。
优选地，所述充电桩还包括电能表模块15和绝缘检测仪16，所述电能表模块15和绝缘检测仪16均安装于充电模块和充电枪17之间，且电能表模块15和绝缘检测仪15均与控制主机11电连接。
如图3所示，功率模块包括电容C1-C6、电阻R1-R3、电抗器L1-L3、电子开关Q1-Q3、二极管D1-D3，充电系统的输入端正极与电容C1、电容C2和电阻R1的一端相连接，电容C1的另一端与电容C2的另一端以及电阻R1的另一端相连接，电容C1的另一端与电容C3的一端相连接，电容C2的另一端与电容C4的一端相连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端相连接，电容C3的一端与电容C4的另一端以及电阻R2的另一端相连接，且，电容C3的另一端与电容C5的一端相连接，电容C4的另一端与电容C6的一端相连接，电阻R2的另一端与电阻R3的一端相连接，电容C5的另一端、电容C6的另一端以及电阻R3的另一端均与充电系统输入端负极及充电系统输入端负极相连接，即上述电容C1、C3、C5串联，电容C2、C4、C6串联，电阻R1、R2、R3串联，电容C1、电容C2、电阻R1相并联，电容C3、电容C4、电阻R2相并联，电容C5、电容C6、电阻R3相并联，电容C1-C6为组成电解电容组，电解电容组与主控板U3相连接，电阻R1-R3为均压电阻。电子开关Q1-Q3优选为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，电子开关Q1的栅极与第一电子开关驱动板U6相连接，电子开关Q2的栅极与第二电子开关驱动板U7相连接，电子开关Q3的栅极与第三电子开关驱动板U8相连接，所述电子开关Q1的集电极、电子开关Q2的集电极、电子开关的Q3的集电极均与充电系统输入端正极相连接，电子开关Q1的发射极与二极管D1的阴极以及电抗器L1的一端相连接，电子开关Q2的发射极与二极管D2的阴极以及电抗器L2的一端相连接、电子开关的Q3的发射极与二极管D3的阴极以及电抗器L3的一端相连接，二极管D1-D3的阳极均与充电系统输入端的负极和输出端负极相连接，电抗器L1-L3的另一端与输出端正极相连接。
优选地，在电子开关Q1的发射极和电抗器L1之间、电子开关Q2的发射极和电抗器L2之间、电子开关Q3的发射极和电抗器L3之间均连接有电流互感器。输入端和输出端的正负极均连接有熔断器，输入端正极连接有预充电回路，预充电回路包括充电二极管Dt、充电电阻Rt和继电器K1，继电器K1连接于输入端正极和电容C1之间，充电二极管Dt和充电电阻Rt串联，充电二极管Dt和充电电阻Rt串联所形成的支路并联于继电器K1的两端，继电器K1通过继电器扩展板U5与主控板U3相连接，充电系统输出端连接有继电器K2，且继电器K2通过继电器扩展板U5与主控板U3相连接，在充电系统发生异常时，主控板U3控制K2断开，即可停止充电。
第一电源板U1和第二电源板U2接220V交流电，经整流变压后，第一电源板U1用于给主控板U3供电，第二电源板U2与风机4相连接，用于给风机4供电，主控板3通过继电器扩展板U4与风机相连接，且主控板3连接有温度传感器，通过温度传感器监测充电机内部温度，当温度过高时，控制风机4工作。
上述电子元件中，电容C1、电容C2、电阻R1、电子开关Q1、二极管D1和电抗器L1构成第一BUCK电路，电容C3、电容C4、电阻R2、电子开关Q2、二极管D2和电抗器L2构成第二BUCK电路，电容C5、电容C6、电阻R3、电子开关Q3、二极管D3和电抗器L3构成第三BUCK电路，即相当于第一BUCK电路、第二BUCK电路、第三BUCK电路之间相互并联构成一个三相BUCK电路。这里需要说明的是，上述方案采用三相BUCK电路仅为优选方案，其数量不受限制，只要有至少一组BUCK电路即可，例如可选为两相BUCK电路并联或者四相BUCK电路并联，相应地，各电子元器件的连接方式也可按照上述描述类推。
所述滤波模块包括电阻R4、R5、电抗器L4-L6、电容C7-C16，其中电容C7-C14组成补偿电容组，所述电抗器L1-L3的另一端通过连接铜排分别与电抗器L4-L6的一端相连接，充电系统输入端负极通过连接铜排与输出端负极相连接，所述电抗器L4-L6的另一端均与电阻R4的一端以及充电系统输出端正极相连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与充电系统输出端负极相连接，电容C7-C10依次并联于电阻R4两端，电容C11-C14依次并联于电阻R5两端，且电容C7和电容C11相连接，电容C8和电容C12相连接，电容C9和电容C13相连接，电容C10和电容C14相连接，电容C15以及C16连接于充电系统输出端正极和负极之间，且电容C15和电容C16位于补偿电容组与充电系统输出端之间，所述电容C15和C16构成薄膜电容组，所述薄膜电容组与主控板U3相连接。
本实用新型中的整流配电站以24脉波整流技术为核心，电网10kv接入，在整流变电站3的输出端以850V直流形式给充电桩1供电，省去了传统模式中的配电站2和整流柜4，节省了配电站的投资，大大降低了建设成本。此外，充电桩通过对充电模块进行高频开关控制，可实现大功率充电，并且可对充电功率实现无级调控，通过控制主机内的BMS电池管理程序和充电模块内主控板通讯，可实现自动充电以及恒压自动切换功能，功能更为稳定；此外，充电模块的主控板具备两个充电枪，针对不同车型的需要可实现快充和慢充功能。
当然，以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
Claims (5)
1.一种电动车充电场站，其特征在于：包括电网、整流变电站和至少一台充电桩，所述整流变电站内包括脉变压器和三相整流模块，所述变压器与三相整流模块相连接，所述电网末端与变压器相连接，所述三相整流模块与各台充电桩相连，所述充电桩的充电系统包括充电模块、主控板、电源板和电子开关驱动器，所述充电模块、电源板和电子开关驱动器均与主控板相连接，所述充电模块包括功率模块和滤波模块，所述功率模块包括电解电容组和电子开关，所述滤波模块包括薄膜电容组，所述电解电容组和薄膜电容组均与主控板相连接，所述电子开关与电子开关驱动器相连接，所述主控板对电子开关进行高频开关控制。
2.根据权利要求1所述的电动车充电场站，其特征在于：所述功率模块包括电容C1-C6、电阻R1-R3、二极管D1-D3、电子开关Q1-Q3和电抗器L1-L3，充电系统的输入端正极与电容C1、电容C2、电阻R1的相连接，所述电容C1、电容C3以及电容C5相串联，所述电容C2、电容C4以及电容C6相串联，所述电阻R1、电阻R2以及电阻R3相串联，电容C1、电容C2以及电阻R1相并联，所述电容C3、电容C4以及电阻R2相并联，所述电容C5、电容C6以及电阻R3相并联，所述充电系统的输入端负极与电容C5、电容C6以及电阻R3相连接，电子开关Q1-Q3的集电极均与充电系统输入端正极相连接，电子开关Q1-Q3的栅极均通过电子开关驱动板于主控板相连接，电子开关Q1的发射极与二极管D1的阴极以及电抗器L1的一端相连接，电子开关Q2的发射极与二极管D2的阴极以及电抗器L2的一端相连接、电子开关的Q3的发射极与二极管D3的阴极以及电抗器L3的一端相连接，二极管D1-D3的阳极均与充电系统的输入、输出端负极相连接，所述电抗器L1-L3的另一端与充电系统输出端正极相连接，所述电容C1-C6构成所述电解电容组。
3.根据权利要求2所述的电动车充电场站，其特征在于：所述滤波模块包括电阻R4、R5、电抗器L4-L6、电容C7-C16，其中电容C7-C14组成补偿电容组，电容C15和C16构成薄膜电容组，所述电抗器L1-L3的另一端分别与电抗器L4-L6的一端相连接，所述电抗器L4-L6的另一端均与充电系统输出端正极相连接，电阻R4一端与充电系统输出端正极相连接，另一端与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与充电系统输出端负极相连接，电容C7-C10依次并联于电阻R4的两端，电容C11-C14依次并联于电阻R5的两端，电容C15以及C16连接于充电系统输出端正极和负极之间，且电容C15和电容C16位于补偿电容组与充电系统输出端之间。
4.根据权利要求1所述的电动车充电场站，其特征在于：所述变压器为24脉变压器。
5.根据权利要求1所述的电动车充电场站，其特征在于：所述整流变电站连接有4~12台充电桩。
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