CN218633421U - 交直流一体化电源系统的充电柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及交直流一体化电源系统的充电柜，包括柜体、交流进线端、控制器、充电模块、直流输出端、放电模块和充电采样模块，充电模块的控制端与控制器电连接，放电模块的输入端与交流进线端电连接，放电模块的输出端用于连接电源系统的电池组，放电模块的控制端与控制器电连接，充电模块包括并联设置的至少两个充电单元，每个充电单元包括依次连接的整流模块和限流模块，整流模块的输入端与交流进线端电连接，限流模块的输出端与直流输出端电连接，限流模块的控制端与控制器电连接；充电采样模块与电池组电连接，充电采样模块的输出端与控制器电连接。这种充电柜能够实现对充电电压和充电电流进行有效控制，使其处在额定范围内，可提高充电的稳定性。

Description

交直流一体化电源系统的充电柜

技术领域

本实用新型涉及供电设备，具体涉及一种交直流一体化电源系统的充电柜。

背景技术

交直流一体化电源系统广泛地应用于交通等行业，例如应用在城市轨道交通供电系统。一体化电源系统中的通信电源解决方案采用的是DC/DC变换的方式，使用DC/DC装置将一体化电源中的电力操作电源的输出母线电压（220V/110V)变换成48V电压，再集中送到通信电源的母线，再经各馈线单元给交换机等通信负载供电。

现有的交直流一体化电源系统，一般包括依次设置的交流柜、充电柜、馈线柜和电池柜，交流柜输入的交流电先经过充电柜的充电模块进行整流、限流，再通过馈线柜的馈线组向电池柜中的电池组充电。其中，充电柜一般包括柜体和设于柜体内的控制器、充电装置、输出单元、电池组以及放电装置，但是，这种充电柜在实际使用时无法对电池组的充电电流大小进行有效控制，容易出现充电电流超出额定电流（偏高或偏低）的情况，这会影响对电池组的正常充电，导致充电速度慢甚至缩短电池组的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种交直流一体化电源系统的充电柜，这种充电柜能够实现对电池组的充电电流进行有效控制，使其处在额定范围内，可提高充电的稳定性。采用的技术方案如下：

交直流一体化电源系统的充电柜，包括柜体、交流进线端、控制器、充电模块、直流输出端和放电模块，交流进线端、控制器、充电模块、直流输出端和放电模块均设置在柜体内，充电模块电连接在交流进线端与直流输出端之间，充电模块的控制端与控制器电连接，放电模块的输入端与交流进线端电连接，放电模块的输出端用于连接电源系统的电池组，放电模块的控制端与控制器电连接，其特征在于：所述充电柜还包括充电采样模块；所述充电模块包括并联设置的至少两个充电单元，每个充电单元包括依次连接的整流模块和限流模块，整流模块的输入端与所述交流进线端电连接，限流模块的输出端与所述直流输出端电连接，限流模块的控制端与所述控制器电连接；充电采样模块与所述电池组电连接，充电采样模块的输出端与控制器电连接。

上述整流模块、限流模块均可采用常规的整流电路、限流电路；上述充电采样模块可采用常规的电流采样电路。

通常，在交直流一体化电源系统中，上述充电柜的交流进线端与交流柜的交流电源电连接。

工作时，交流柜的交流电源产生的交流电输出至充电柜的交流进线端，先由充电模块的各个充电单元的整流模块、限流模块分别进行整流、限流，再通过直流输出端输出至电池组进行充电；而电池组可通过放电模块实现放电。在充电过程中，充电采样模块对电池组的充电电流进行采样并发送给控制器，由控制器进行判断并对限流模块进行控制，调整充电电流，实现对充电的有效控制，提高充电的稳定性。

优选方案中，所述放电模块为在线逆变放电装置。在线逆变放电装置把蓄电池的直流电变换成纯净的交流电，回馈到交流电网中。在线逆变放电装置采用DC-DC-AC链接结构，其中前级DC-DC实现直流输入和交流输出的隔离。输入直流先经过输入EMI滤波器后，通过LLC全桥谐振变换器，隔离输出760V左右直流（±380VDC），再通过半桥逆变电路，将760V直流转换为与交流旁路同频同相和同幅的电压。在线逆变放电装置在工作时相当于一个交流电流源，按照设定的电流将直流能量转换为交流能量回馈到电网中。

优选方案中，所述充电柜还设有多个电流表和电压表。上述电流表和电压表标记为：第一电压表、第一电流表、第二电压表、第二电流表，第一电压表对交流输入的电压进行实时显示，第一电流表对充电单元输出的直流电流进行实时显示，第二电压表对充电电压进行实时显示，第二电流表对充电电流进行实时显示，可以由此对充电过程的各种状态进行人工巡检。

优选方案中，所述交流进线端上设有防雷器和三相输入状态监视模块。当有雷击发生时，通过防雷器保护使充电模块免受损坏，当交流电源发生缺相或失压故障时，监视模块启动，进行报警。

优选方案中，所述充电柜还包括触摸屏，触摸屏与所述控制器通信连接。触摸屏能够将充电柜在工作过程中的各项工作参数实时显现出来，方便工作人员随时察看，并且工作人员可通过触摸屏上的各个触摸按键向控制器输入各项工作参数的预设值，操作方便。

优选方案中，所述充电柜还包括湿度传感器和加热器，湿度传感器、加热器均安装在所述柜体中并处于柜体的下部，湿度传感器与所述控制器相应的输入端电连接，加热器与控制器相应的输出端电连接。湿度传感器用于探测充电柜周围环境的湿度大小并发送给控制器进行处理，当检测到充电柜周围环境的湿度值大于预设目标值时，控制器使加热器自动发热进行除湿，防护充电柜内的电子元件不受潮湿空气的侵蚀而出现损坏，具有良好的防潮性能，可以放置在湿度较大的地方（如地铁站的机房中）。

更优选方案中，所述加热器包括风扇和多个电加热板，各个电加热板并排竖直设置且各个电加热板之间具有间隙，风扇设置在各个电加热板下方，风扇的出风口朝上设置。当需要进行除湿时，控制器启动风扇和各个电加热板，风扇朝向各个电加热板之间的间隙送风，利用加热后形成的热风进行除湿。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

这种充电柜利用充电采样模块对电池组的充电电流进行采样并发送给控制器，由控制器进行判断并对限流模块进行控制，调整充电电流，实现对充电的有效控制，提高充电的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例充电柜的结构示意图。

图2是图1所示充电柜的电路原理图。

图3是图1所示充电柜的逻辑方框图。

图4是图1所示充电柜中加热器的结构示意图。

具体实施方式

如图1-图4所示，这种交直流一体化电源系统的充电柜，包括柜体1、交流进线端2、控制器3、充电模块4、直流输出端5、放电模块6和充电采样模块7；交流进线端2、控制器3、充电模块4、直流输出端5和放电模块6均设置在柜体1内，充电模块4电连接在交流进线端2与直流输出端5之间，充电模块4的控制端与控制器3电连接，放电模块6的输入端与交流进线端2电连接，放电模块6的输出端用于连接电源系统的电池组20，放电模块6的控制端与控制器3电连接；充电模块4包括并联设置的至少两个充电单元41，每个充电单元41包括依次连接的整流模块411和限流模块412，整流模块411的输入端与交流进线端2电连接，限流模块412的输出端与直流输出端5电连接，限流模块412的控制端与控制器3电连接；充电采样模块7与电池组20电连接，充电采样模块7的输出端与控制器3电连接。

在本实施例中，放电模块6为在线逆变放电装置。在线逆变放电装置把蓄电池的直流电变换成纯净的交流电，回馈到交流电网中。在线逆变放电装置采用DC-DC-AC链接结构，其中前级DC-DC实现直流输入和交流输出的隔离。输入直流先经过输入EMI滤波器后，通过LLC全桥谐振变换器，隔离输出760V左右直流（±380VDC），再通过半桥逆变电路，将760V直流转换为与交流旁路同频同相和同幅的电压。在线逆变放电装置在工作时相当于一个交流电流源，按照设定的电流将直流能量转换为交流能量回馈到电网中。

本实施例的充电柜还设有第一电压表10、第一电流表11、第二电压表12和第二电流表13。第一电压表10对交流输入的电压进行实时显示，第一电流表11对充电单元41输出的直流电流进行实时显示，第二电压表12对充电电压进行实时显示，第二电流表13对充电电流进行实时显示，可以由此对充电过程的各种状态进行人工巡检。

在本实施例中，交流进线端2含有防雷器14和三相输入状态监视模块15，当有雷击发生时，通过防雷器14保护使充电模块4免受损坏，当交流电源发生缺相或失压故障时，输入监视模块15启动，进行报警。

所述充电柜还包括湿度传感器8和加热器9，湿度传感器8、加热器9均安装在柜体1中并处于柜体1的下部，湿度传感器8与控制器3相应的输入端电连接，加热器9与控制器3相应的输出端电连接。在本实施例中，加热器9包括风扇91和多个电加热板92，各个电加热板92并排竖直设置且各个电加热板92之间具有间隙，风扇91设置在各个电加热板92下方，风扇91的出风口朝上设置。

下面简述一下本充电柜的工作原理：

在交直流一体化电源系统中，充电柜的交流进线端2与交流柜的交流电源电连接。

工作时，交流柜的交流电源产生的交流电输出至充电柜的交流进线端2，先由充电模块4的各个充电单元41的整流模块411、限流模块412分别进行整流、限流，再通过直流输出端5输出至电池组20进行充电；而电池组20可通过放电模块6实现放电。在充电过程中，充电采样模块7对电池组20的充电电流进行采样并发送给控制器3，由控制器3进行判断并对限流模块412进行控制，调整充电电流，实现对充电的有效控制，提高充电的稳定性。湿度传感器8用于探测充电柜周围环境的湿度大小并发送给控制器3进行处理，当检测到充电柜周围环境的湿度值大于预设目标值时，控制器3启动风扇91和各个电加热板92，风扇91朝向各个电加热板92之间的间隙送风，利用加热后形成的热风进行除湿，防护充电柜内的电子元件不受潮湿空气的侵蚀而出现损坏，具有良好的防潮性能，可以放置在湿度较大的地方（如地铁站的机房中）。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.交直流一体化电源系统的充电柜，包括柜体、交流进线端、控制器、充电模块、直流输出端和放电模块，交流进线端、控制器、充电模块、直流输出端和放电模块均设置在柜体内，充电模块电连接在交流进线端与直流输出端之间，充电模块的控制端与控制器电连接，放电模块的输入端与交流进线端电连接，放电模块的输出端用于连接电源系统的电池组，放电模块的控制端与控制器电连接，其特征在于：所述充电柜还包括充电采样模块；所述充电模块包括并联设置的至少两个充电单元，每个充电单元包括依次连接的整流模块和限流模块，整流模块的输入端与所述交流进线端电连接，限流模块的输出端与所述直流输出端电连接，限流模块的控制端与所述控制器电连接；充电采样模块与所述电池组电连接，充电采样模块的输出端与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的交直流一体化电源系统的充电柜，其特征在于：所述放电模块为在线逆变放电装置。

3.根据权利要求1所述的交直流一体化电源系统的充电柜，其特征在于：所述充电柜还设有多个电流表和电压表。

4.根据权利要求1所述的交直流一体化电源系统的充电柜，其特征在于：所述交流进线端上设有防雷器和三相输入状态监视模块。

5.根据权利要求1所述的交直流一体化电源系统的充电柜，其特征在于：所述充电柜还包括触摸屏，触摸屏与所述控制器通信连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的交直流一体化电源系统的充电柜，其特征在于：所述充电柜还包括湿度传感器和加热器，湿度传感器、加热器均安装在所述柜体中并处于柜体的下部，湿度传感器与控制器相应的输入端电连接，加热器与控制器相应的输出端电连接。

7.根据权利要求6所述的交直流一体化电源系统的充电柜，其特征在于：所述加热器包括风扇和多个电加热板，各个电加热板并排竖直设置且各个电加热板之间具有间隙，风扇设置在各个电加热板下方，风扇的出风口朝上设置。

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