CN208353048U - 基于新能源汽车的直流充电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于新能源汽车的直流充电系统,属于新能源设备技术领域。该系统包括直流充电桩,该直流充电桩包括工频降压隔离变压器、整流模块、一个非隔离升压/降压模块、输出模块和控制模块,该工频降压隔离变压器的输入端与高压电网的输出端电连接,该工频降压隔离变压器的输出端与该整流模块的输入端电连接,该整流模块的输出端与该非隔离升压/降压模块的输入端电连接,该非隔离升压/降压模块的输出端与该输出模块的输入端电连接;该控制模块分别与该非隔离升压/降压模块、该输出模块控制连接。本实用新型方案整体拓扑简单,控制易于实现,降低了系统成本,可靠性与实用性较高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于新能源汽车的直流充电系统,属于新能源设备技术领域。
背景技术
目前,采用非常规的车用燃料作为车辆动力来源的新能源汽车正在逐渐被推广使用,对于使用高性能充电电池的电动汽车来说,为其充电的充电桩是必不可少的设备。随着电动汽车行业的发展,充电桩的充电功率需求不断被提高,目前已要求充电桩输出上百千瓦的功率,传统采用市电的充电方案已不能很好地满足市场的需求。随着充电桩功率的增大,充电桩需要配置专用变压器,以避免对工业或农业电网造成影响。而直流充电桩要求直流输出与电网必须完全隔离,以保证人体安全,传统方案为解决这一问题,将低压交流电的市电转换为直流电,然后再通过高频隔离变压器进行电气隔离。在中小功率应用场景下,该方案能有效降低设备体积,满足市场化的需求,然而随着功率的逐步增大,该方案的结构显得相对复杂,造成成本的升高以及资源的浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于新能源汽车的直流充电系统以解决目前直流充电桩结构复杂、成本高和资源浪费的问题。
为实现上述目的,本实用新型提供一种基于新能源汽车的直流充电系统,该系统包括直流充电桩,该直流充电桩包括工频降压隔离变压器、整流模块、一个非隔离升压/降压模块、输出模块和控制模块,该工频降压隔离变压器的输入端与高压电网的输出端电连接,该工频降压隔离变压器的输出端与该整流模块的输入端电连接,该整流模块的输出端与该非隔离升压/降压模块的输入端电连接,该非隔离升压/降压模块的输出端与该输出模块的输入端电连接;该控制模块分别与该非隔离升压/降压模块、该输出模块控制连接。
本方案直接使用高压电网进行供电,并在降压变压器处设置工频隔离,整体拓扑简单,控制易于实现,降低了系统成本,避免了资源浪费,实用性很高。
进一步的,该工频降压隔离变压器的次级中性点悬空设置。
本方案中将变压器次级中性点悬空不与大地相接触,避免了干扰通过大地传输至变压器次级部分情况发生,提高了工频隔离的效果。
进一步的,该整流模块为三相桥式不控整流电路。
进一步的,该直流充电柱还包括滤波补偿模块,该滤波补偿模块与该整流模块的输入端电连接,该控制模块与该滤波补偿模块控制连接。
进一步的,该滤波补偿模块包括至少两个补偿单元,该补偿单元包括三相星形连接的补偿支路,该补偿支路上串设有可控开关、电感和电容。
由于本方案使用了不控整流电路,需要对其提供无功补偿,为此本方案专门配置有滤波补偿模块用以无功补偿和滤波,保证供电质量。
进一步的,该输出模块包括正输入端、负输入端、正输出端和负输出端,该正输入端与该正输出端连接组成第一支路,该负输入端与该负输出端连接组成第二支路,该第一支路上串设有防反二极管、电量计量装置、熔断保护装置和正极控制触点,该第二支路上串设有负极控制触点,该第一支路与第二支路之间设有卸放电路。
本方案中的输出模块进一步具有电量计量、防反保护以及可控通断功能,提高了输出模块的可靠性。
进一步的,该输出模块还包括充电枪,该充电枪的输入端分别与该输出模块的正输出端和负输出端电连接。
进一步的,该非隔离升压/降压模块为BOOST升压电路、BUCK降压电路或BUCK-BOOST变换电路。
附图说明
图1是本实用新型基于新能源汽车的直流充电系统的结构示意图;
图2是本实用新型一种基于新能源汽车的直流充电系统实施例的拓扑图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。
本实用新型的基本方案如图1所示,为本实用新型提供的基于新能源汽车的直流充电系统包括直流充电桩,该直流充电桩包括工频降压隔离变压器101、整流模块102、一个非隔离升压/降压模块103、输出模块104和控制模块105。高压电网的输出端与该工频降压隔离变压器101的输入端电连接,该工频降压隔离变压器101的输出端与该整流模块102的输入端电连接,该整流模块102的输出端与该非隔离升压/降压模块103的输入端电连接,该非隔离升压/降压模块103的输出端与输出模块104的输入端电连接,控制模块105分别与该工频降压隔离变压器101、该整流模块102、该非隔离升压/降压模块103、该输出模块104。
工频降压隔离变压器101主要作用是将电网高电压转换为合适的电压值,同时兼具与电网隔离的作用。
整流模块102主要作用是将工频降压隔离变压器101输出的交流电源整流为直流电源。
非隔离升压/降压模块103的作用是将整流模块102输出的直流电源调整为负载需求的电压或电流目标值,根据不同的工况和需求,可以升压或者降压。
输出模块104的主要作用是保护负载及充电桩设备不受损害,同时计量充电电压、电流和电量等相关信息,提供物理连接接口供负载充电使用。
控制模块105:用于监测控制工频降压隔离变压器101、整流模块102、非隔离升压/降压模块103、输出模块104的运行、状态等信息。
充电桩正常工作时,从高压电网直接取电,由工频降压隔离变压器101降压、隔离后,经整流模块102整流变为与电网完全隔离的直流电源,为满足负载的充电需求,需要经非隔离升压/降压模块103将直流电源变换为负载需求的电压或电流,通过输出模块104给负载充电。当整流模块102不含功率因数矫正和谐波补偿功能时,需辅以滤波补偿模块用于补偿系统无功和滤除谐波。
具体的,如图2为本实用新型一种基于新能源汽车的直流充电系统实施例的拓扑图,其中:
1为一工频降压隔离变压器,其次级中性点悬空,不与大地(PE)产生任何连接关系,有良好的高频隔离效果;
2为三相桥式不控整流电路,用于对输入交流电整流,当然也可使用现有的其他整流电路;
3为一BOOST升压电路,用于对整流后的直流电进行升压,当然根据使用工况,也可使用BUCK降压电路或两者结合的BUCK—BOOST变换电路作为本实用新型的非隔离升压/降压模块,当然为实现相同作用,也可以使用现有的其他升压/降压方案作为本实用新型的非隔离升压/降压模块模块。
4为一保护计量输出模块,具体包括正输入端、负输入端、正输出端和负输出端,正输入端与正输出端连接组成第一支路,负输入端与负输出端连接组成第二支路,第一支路上串设有防反二极管、电量计量装置、熔断保护装置和正极控制触点,第二支路上串设有负极控制触点,第一支路与第二支路之间设有卸放电路。输出模块还包括充电枪,充电枪的输入端分别与输出模块的正输出端和负输出端电连接;
5为控制器;
6为一滤波补偿模块,用于滤除整流模块102产生的谐波,补偿系统无功,具体包括至少两个补偿单元,该补偿单元包括三相星形连接的补偿支路,该补偿支路上串设有可控开关、电感和电容。需要说明的是,滤波补偿模块为非必要模块,当整流模块自身具备功率因数矫正和谐波补偿功能时,滤波补偿模块可取消。
电网高压经过该工频降压隔离变压器1后变为与电网隔离的低压交流电源,经过三相桥式整流电路后被整流成直流源,为满足负载的充电需求,需经过该BOOST升压电路调整输出电压/电流值,然后经由保护计量输出模块给负载充电,该滤波补偿模块用于滤除整流电路产生的谐波,同时补偿系统无功缺额。
以上给出了具体的实施方式,但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案,在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.基于新能源汽车的直流充电系统,其特征在于,该系统包括直流充电桩,所述直流充电桩包括工频降压隔离变压器、整流模块、一个非隔离升压/降压模块、输出模块和控制模块,所述工频降压隔离变压器的输入端与高压电网的输出端电连接,所述工频降压隔离变压器的输出端与所述整流模块的输入端电连接,所述整流模块的输出端与所述非隔离升压/降压模块的输入端电连接,所述非隔离升压/降压模块的输出端与所述输出模块的输入端电连接;所述控制模块分别与所述非隔离升压/降压模块、所述输出模块控制连接。
2.根据权利要求1所述的基于新能源汽车的直流充电系统,其特征在于,所述工频降压隔离变压器的次级中性点悬空设置。
3.根据权利要求1所述的基于新能源汽车的直流充电系统,其特征在于,所述整流模块为三相桥式不控整流电路。
4.根据权利要求3所述的基于新能源汽车的直流充电系统,其特征在于,所述直流充电柱还包括滤波补偿模块,所述滤波补偿模块与所述整流模块的输入端电连接,所述控制模块与所述滤波补偿模块控制连接。
5.根据权利要求4所述的基于新能源汽车的直流充电系统,其特征在于,所述滤波补偿模块包括至少两个补偿单元,所述补偿单元包括三相星形连接的补偿支路,所述补偿支路上串设有可控开关、电感和电容。
6.根据权利要求1所述的基于新能源汽车的直流充电系统,其特征在于,所述输出模块包括正输入端、负输入端、正输出端和负输出端,所述正输入端与所述正输出端连接组成第一支路,所述负输入端与所述负输出端连接组成第二支路,所述第一支路上串设有防反二极管、电量计量装置、熔断保护装置和正极控制触点,所述第二支路上串设有负极控制触点,所述第一支路与第二支路之间设有卸放电路。
7.根据权利要求6所述的基于新能源汽车的直流充电系统,其特征在于,所述输出模块还包括充电枪,所述充电枪的输入端分别与所述输出模块的正输出端和负输出端电连接。
8.根据权利要求1所述的基于新能源汽车的直流充电系统,其特征在于,所述非隔离升压/降压模块为BOOST升压电路、BUCK降压电路或BUCK-BOOST变换电路。
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CN201820960876.4U CN208353048U (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 基于新能源汽车的直流充电系统 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108695962A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-10-23 | 河南森源电气股份有限公司 | 一种基于新能源汽车的直流充电系统 |
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