ES2934597T3 - Armario de carga centralizado - Google Patents

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ES2934597T3 ES20170235T ES20170235T ES2934597T3 ES 2934597 T3 ES2934597 T3 ES 2934597T3 ES 20170235 T ES20170235 T ES 20170235T ES 20170235 T ES20170235 T ES 20170235T ES 2934597 T3 ES2934597 T3 ES 2934597T3
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Abstract

La presente descripción proporciona un gabinete de carga centralizado, que incluye: un gabinete de carga, provisto de un área de aislamiento y un área de carga en el mismo; un transformador de aislamiento, provisto en el área de aislamiento; y al menos una unidad de carga, provista en el área de carga, donde cada unidad de carga está conectada eléctricamente a un devanado secundario del transformador de aislamiento a través de una pluralidad de primeras estructuras de conexión, y la pluralidad de primeras estructuras de conexión están ubicadas en la parte posterior región del área de carga. En el gabinete de carga centralizado, el transformador de aislamiento se proporciona en el área de aislamiento dentro del gabinete de carga, la unidad de carga se proporciona en el área de carga dentro del gabinete de carga, que realiza un diseño centralizado del transformador de aislamiento y la unidad de carga y mejora la utilización del espacio. La disposición de la unidad de carga en el armario de carga puede reducir el requisito de diseño de una carcasa de la unidad de carga. Además, dividir el área de carga en la región posterior y la región frontal y disponer una línea eléctrica que conecte el transformador de aislamiento y la unidad de carga en la región posterior que no es de fácil acceso, logrando así el aislamiento del área de alto voltaje y mejorando la seguridad del Gabinete de carga centralizado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Armario de carga centralizado
Campo técnico
La presente descripción se refiere al campo técnico de los vehículos eléctricos, en particular, a un armario de carga centralizado.
Antecedentes
Con los problemas ambientales cada vez más graves, muchos países de todo el mundo han formulado políticas para apoyar el desarrollo de vehículos eléctricos, y el sistema de carga de vehículos eléctricos de apoyo también se ha mejorado continuamente.
La FIG. 1 es un diagrama estructural esquemático de un sistema de carga en la técnica anterior. Como se muestra en la FIG. 1, el sistema de carga incluye una estación de distribución de energía, una caja de interruptores y un equipo de carga, donde una energía de alta tensión de 10 kV está conectada a una caja de interruptores de 10 kV, y la caja de interruptores de 10 kV está conectada a una estación de distribución de energía de 10 kV/0.4kV a través de una línea de conexión. La estación de distribución de energía incluye una pluralidad de transformadores, el equipo de carga incluye una pluralidad de unidades de rectificación, los transformadores están conectados a la unidad de rectificación en correspondencia uno a uno, una salida de la unidad de rectificación carga un vehículo eléctrico a través de una pistola de carga. También se proporcionan una pantalla automática y un aparato de control en el sistema de carga.
Sin embargo, en el sistema de carga anterior, el equipo de rectificación, la estación de distribución de energía y el aparato de control adoptan una disposición distribuida, por lo que la utilización del espacio es baja.
El documento US2016/211689A1 describe que un aparato de carga es para cargar un dispositivo electrónico y alojar un dispositivo electrónico y un cable de alimentación conectado al dispositivo electrónico, el cable de alimentación tiene un transformador. El aparato de carga incluye un cuerpo de caja, un elemento divisorio y un componente de suministro de energía. El cuerpo de la caja tiene un espacio de alojamiento. El espacio de alojamiento tiene una zona de alojamiento principal, una zona de suministro de energía y una zona de alojamiento secundario. La zona de suministro de energía se sitúa por encima de la zona de alojamiento principal. La zona de alojamiento secundario está situada en un lado de la zona de alojamiento principal. La zona de alojamiento secundario es para alojar el transformador. El elemento divisorio está dispuesto en la zona de alojamiento principal. La zona de alojamiento principal está dividida en una pluralidad de espacios de alojamiento por las divisiones del elemento de partición para alojar el dispositivo electrónico (ver resumen del documento US2016/211689A1).
El documento CN204928282U describe un armario de control de aislamiento integrado que carga, el dispositivo inteligente de ajuste de temperatura del armario comprende un cuerpo de armario, interno a la unidad de control con la que se equipa el armario y la unidad rectificadora que se conecta gradualmente, unidad de bucle intermedio, unidad de onda cortada y unidad de aislamiento, unidad rectificadora, unidad de bucle intermedio, unidad de onda cortada y mantener separada la unidad, todas con los enlaces de la unidad de control entre sí, el distrito de carga interna y la región de aislamiento de división en el armario, la unidad de control, la unidad rectificadora, la unidad de bucle intermedio y la correspondencia de la unidad de onda cortada que están instaladas cargan en el distrito, se instala para mantener separada la correspondencia de la unidad en la región de aislamiento. El modelo de utilidad describe un armario de control de aislamiento integrado que carga que tiene ventajas tales como una estructura simple, el nivel integrado es alto, la subregión es razonable (ver resumen del documento CN204928282U).
El documento CN107394803A proporciona un sistema de carga de almacenamiento de energía al aire libre que comprende un armario integrado. El terminal de entrada del armario integrado está conectado a un transformador con energía comercial y el terminal de salida del armario integrado está conectado con una pluralidad de dispositivos de carga. Un armario de control de alta tensión, un armario de procesamiento central y un paquete de baterías de almacenamiento de energía que están conectados sucesivamente están dispuestos dentro del armario integrado. El armario de control de alta tensión se utiliza para la transformación de tensión, rectificación, salida de descarga y control de entrada de carga del sistema; una antena de recepción y de envío de GPRS está dispuesta en el armario de control de alta tensión para realizar alarmas inalámbricas a un terminal del centro de control remoto. El armario de procesamiento central se utiliza para recopilar información de la batería del paquete de baterías de almacenamiento de energía. Una pluralidad de unidades de paquetes de baterías de almacenamiento de energía conectadas en serie están dispuestas dentro del paquete de baterías de almacenamiento de energía. Las regiones de detección de IC están dispuestas en los dispositivos de carga y los códigos bidimensionales de pago de carga están dispuestos en las regiones de detección de IC. El sistema de carga de almacenamiento de energía al aire libre que tiene un amplio rango de cobertura se usa convenientemente; y se realiza un efecto de cambio de carga máxima (ver resumen del documento CN107394803A).
El documento CN203326858U describe un convertidor de sistema de doble fuente que comprende un cuerpo de armario. El cuerpo de armario consta de una placa superior y placas laterales. El cuerpo de armario se divide en partes delantera y trasera. Tanto la parte delantera como la trasera del cuerpo de armario están divididas en lados izquierdo y derecho a través de una división vertical. Según el modelo de utilidad, todos los cableados eléctricos de alta tensión del convertidor se conectan a través de una barra colectora; se reducen las interferencias electromagnéticas, el calentamiento y otros problemas de un sistema; se utiliza un sistema de refrigeración por aire, de modo que el convertidor tiene una estructura sencilla y es seguro y fiable; y el convertidor puede cumplir con los requisitos del entorno de trabajo especial del campo de vehículos de locomotoras eléctricas, tiene las ventajas de una instalación y mantenimiento convenientes, alta resistencia estructural, apariencia hermosa y exquisita y estructura interior compacta, se da cuenta del requisito de la potencia de carga de diferentes locomotoras a través de la actualización de la energía del grupo de baterías, y puede satisfacer las necesidades de diferentes clientes en el campo de las locomotoras eléctricas (ver resumen del documento CN203326858U).
El documento CN107706797A se refiere a un dispositivo integral integrado de caja integral JP-transformador-línea entrante de alta tensión de 10 kV. Una línea entrante de alta tensión con aislamiento completo con función de expansión, un transformador y una caja integral JP están conectados de una manera especial para formar un cuerpo completo. Todo el conjunto se dispone en una planta y se transporta a un área de zona. El dispositivo integrado mejora una parte de alta tensión, una parte de transformador, una parte de línea entrante de baja tensión, una parte de salida de distribución de baja tensión, una parte de medición de energía eléctrica y una parte de compensación. Se realiza el mantenimiento cargado de la parte de baja tensión. Se evitan las desventajas de que la parte de alta tensión y la parte de baja tensión de un área de zona de transformador tipo columna de 10 kV en la técnica anterior estén expuestas conectadas y, no se puede llevar a cabo el mantenimiento cargado de la parte de baja tensión. Se mejora el rendimiento de seguridad del dispositivo. Se utiliza el diseño integrado. La instalación y la expansión son convenientes. Bajo las mismas condiciones, la hora-hombre de instalación se ahorra en más del 45% en comparación con la horahombre de instalación del dispositivo existente (ver resumen del documento CN107706797A).
Compendio
La presente descripción proporciona un armario de carga centralizado, con el fin de resolver el problema de la baja utilización del espacio causado por la disposición distribuida del equipo de rectificación, la estación de distribución de energía y el aparato de control en el sistema de carga existente.
La presente descripción proporciona un armario de carga centralizado, que incluye: un armario de carga, provisto de un área de aislamiento y un área de carga en el mismo; un transformador de aislamiento, provisto en el área de aislamiento; y al menos una unidad de carga, provista en el área de carga, donde cada unidad de carga está conectada eléctricamente a un devanado secundario del transformador de aislamiento a través de una pluralidad de primeras estructuras de conexión, y la pluralidad de primeras estructuras de conexión están ubicadas en la región posterior del área de carga, donde un devanado primario del transformador de aislamiento se puede conectar a una red de distribución de energía, una región instalada con el devanado primario del transformador de aislamiento es una región frontal del armario de carga, y la región posterior del área de carga está ubicada en un lado del área de carga opuesto a la región frontal del armario de carga.
En el armario de carga centralizado proporcionado por la presente descripción, el transformador de aislamiento se proporciona en el área de aislamiento dentro del armario de carga, la unidad de carga se proporciona en el área de carga dentro del armario de carga, que realiza un diseño centralizado del transformador de aislamiento y la unidad de carga y mejora la utilización del espacio. La disposición de la unidad de carga en el armario de carga puede reducir el requisito de diseño de una carcasa de la unidad de carga. Además, dividiendo el área de carga en la región posterior y la región frontal, y disponiendo una línea eléctrica que conecta el transformador de aislamiento y la unidad de carga en la región posterior, logrando así el aislamiento del área de alta tensión y mejorando la seguridad del armario de carga centralizado.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama estructural esquemático de un sistema de carga en la técnica anterior;
La FIG. 2 es un diagrama estructural frontal esquemático de un armario de carga centralizado según una realización ejemplar de la presente descripción;
La FIG. 3 es un diagrama estructural posterior esquemático del armario de carga centralizado según la realización de la presente descripción mostrada en la FIG. 2;
La FIG. 4 es un diagrama esquemático de circuito de un armario de carga centralizado según otra realización ejemplar de la presente descripción;
La FIG. 5 es un diagrama de modo de salida del armario de carga centralizado según la realización de la presente descripción mostrado en la FIG. 4;
La FIG. 6 es un diagrama esquemático de circuito de una unidad de carga en un armario de carga centralizado según la presente descripción;
La FIG. 7 es un diagrama estructural esquemático de una unidad de carga en un armario de carga centralizado según la presente descripción;
La FIG. 8 es un diagrama estructural esquemático de un terminal de conexión rápida de la unidad de carga mostrado en la FIG. 7 según la presente descripción;
La FIG. 9 es un diagrama de conexión esquemático de una unidad de carga en un armario de carga centralizado según la presente descripción;
La FIG. 10 es un diagrama estructural esquemático de un módulo de control de carga en un armario de carga centralizado según la presente descripción;
La FIG. 11 es un diagrama esquemático de circuito de un armario de carga centralizado según otra realización ejemplar más de la presente descripción;
La FIG. 12 es un diagrama estructural esquemático del armario de carga centralizado según la realización según la presente descripción mostrada en la FIG. 11;
La FIG. 13 es un diagrama lateral esquemático de un armario de carga centralizado según otra realización ejemplar más de la presente descripción;
La FIG. 14 es un diagrama esquemático de circuito del armario de carga centralizado según la realización de la presente descripción mostrado en la FIG. 13;
La FIG. 15 es un diagrama esquemático de circuito de un armario de carga centralizado según otra realización ejemplar más de la presente descripción;
La FIG. 16 es un diagrama esquemático de circuito de un armario de carga centralizado según otra realización ejemplar más de la presente descripción;
La FIG. 17 es un diagrama de disposición de una estación de carga establecida según un armario de carga centralizado proporcionado por la presente descripción; y
La FIG. 18 es un diagrama estructural esquemático de un armario proporcionado por la presente descripción.
Descripción detallada de las realizaciones
Con el fin de ilustrar más claramente las realizaciones de la presente descripción o las soluciones técnicas en la técnica anterior, a continuación se describirán brevemente los dibujos adjuntos requeridos para describir las realizaciones o la técnica anterior. Obviamente, los dibujos adjuntos en la siguiente descripción son algunas de las realizaciones de la presente descripción, y otros dibujos se pueden obtener por los expertos en la técnica en base a estos dibujos adjuntos sin ningún esfuerzo creativo.
La presente descripción proporciona un armario de carga centralizado que puede resolver el problema de la baja utilización del espacio causado por la disposición distribuida del equipo de rectificación, la estación de distribución de energía y el aparato de control en el sistema de carga existente.
La FIG. 2 es un diagrama estructural frontal esquemático de un armario de carga centralizado según una realización ejemplar de la presente descripción. La FIG. 3 es un diagrama estructural trasero esquemático del armario de carga centralizado según la realización de la presente descripción mostrada en la FIG. 2. Como se muestra en la FIG. 2 y la FIG. 3, el armario de carga centralizado según esta realización incluye un armario de carga 110, un transformador de aislamiento 120 y una unidad de carga 130. El número de la unidad de carga 130 puede ser uno o más. El armario de carga puede ser un contenedor estándar o un armario hecho a medida. El armario de carga 110 se divide en dos áreas: una es un área de aislamiento 111, la otra es un área de carga 112. Se proporciona un transformador de aislamiento 120 en el área de aislamiento 111. El transformador de aislamiento 120 puede ser un transformador de cambio de fase o un transformador de múltiples devanados. El transformador de aislamiento 120 también puede incluir solo un juego de devanados secundarios. La estructura del transformador de aislamiento 120 no está limitada en la presente memoria. Se proporciona una unidad de carga 130 en el área de carga 112. Cuando el número de la unidad de carga 130 es múltiple, las unidades de carga 130 se disponen en una matriz en el área de carga 112. Por ejemplo, hay cuatro columnas en la FIG. 2 con 6 unidades de carga en cada columna, y se debería señalar que la presente descripción no se limita a ello, y el número y la disposición de las unidades de carga se pueden establecer de manera flexible según las necesidades reales.
En el armario de carga centralizado anterior, el área de carga 112 está dividida en una región frontal 113 y una región posterior 114, y cada unidad de carga 130 está conectada eléctricamente al devanado secundario del transformador de aislamiento 120 a través de una pluralidad de primeras estructuras de conexión. La pluralidad de primeras estructuras de conexión está ubicada en la región posterior 114 del área de carga 112. El área de aislamiento 111 se divide en una región frontal 115 y una región posterior 116.
En esta realización, un devanado primario del transformador de aislamiento 120 está conectado a una red de distribución de energía, un conjunto de devanados secundarios del transformador de aislamiento 120 está conectado a un lado de AC de la unidad de carga 130 a través de la pluralidad de primeras estructuras de conexión, y un lado de DC de la unidad de carga 130 está conectado a un equipo de carga externo, para realizar la carga de un equipo de carga externo por una unidad de carga 130.
En el armario de carga centralizado según esta realización, el transformador de aislamiento se proporciona en el área de aislamiento del armario de carga, la unidad de carga se proporciona en el área de carga del armario de carga, y la conexión entre la unidad de carga y el transformador de aislamiento se realiza usando la pluralidad de primeras estructuras de conexión, que realiza la integración de la unidad de carga y el transformador de aislamiento en un armario y mejora la utilización del espacio. Además, las unidades de carga se concentran en el armario de carga, luego se puede diseñar una carcasa de la unidad de carga según una aplicación interior, y no necesita ser diseñada cada unidad de carga según una aplicación exterior, lo que reduce los estándares de protección contra el polvo y el agua para la carcasa de la unidad de carga, por lo que no solo se reduce la dificultad del diseño del mecanismo, sino que también se reduce el grado de material de la carcasa, y luego se ahorran costes. Además, el área de carga está dividida en la región frontal y la región posterior, la primera estructura de conexión está ubicada en la región posterior del área de carga, de modo que una línea eléctrica que conecta el devanado secundario del transformador de aislamiento y la unidad de carga está ubicada en la región trasera que no es fácilmente accesible, logrando así el aislamiento del área de alta tensión y mejorando la seguridad del armario de carga centralizado.
En un armario de carga centralizado 200 según otra realización ejemplificada de la presente descripción, además del armario de carga, también se incluye un transformador de aislamiento 220 y una unidad de carga 230, una unidad de distribución de energía 240. La unidad de distribución de energía 240 se proporciona en el área de carga. Cada unidad de carga 230 está eléctricamente conectada a la unidad de distribución de energía 240 a través de una pluralidad de segundas estructuras de conexión, la pluralidad de segundas estructuras de conexión están ubicadas en la región posterior del área de carga, y la unidad de distribución de energía 240 está configurada para ser conectada eléctricamente al equipo de carga externo.
La FIG. 4 es un diagrama esquemático de circuito de un armario de carga centralizado según otra realización ejemplar de la presente descripción. Como se muestra en la FIG. 4, en esta realización, un devanado primario de un transformador de aislamiento 220 está conectado a un armario de distribución de energía externo, un conjunto de devanados secundarios del transformador de aislamiento 220 está conectado a un lado de AC de una unidad de carga 230 a través de un pluralidad de primeras estructuras de conexión, un lado de DC de cada unidad de carga 230 está conectado a una unidad de distribución de energía 240 a través de una pluralidad de segundas estructuras de conexión, y un equipo de carga externo está conectado a la unidad de distribución de energía 240, para lograr la carga de un equipo de carga externo por una unidad de carga 230. Por ejemplo, una salida de la unidad de distribución de energía 240 está conectada a una pistola de carga. Un equipo de carga se carga utilizando la pistola de carga. Una interfaz de comunicación de la unidad de carga 230 está directamente conectada a una interfaz de comunicación de la pistola de carga. La segunda estructura de conexión está ubicada en la región trasera del área de carga, de modo que una línea eléctrica que conecta la unidad de carga 230 y la unidad de distribución de energía 240 esté ubicada en la región trasera, logrando así el aislamiento del área de alta tensión y mejorando el rendimiento de seguridad del armario de carga centralizado.
Las múltiples salidas de la unidad de distribución de energía se pueden configurar y combinar de manera flexible, y una salida se puede conectar a un equipo de carga, dos salidas se pueden combinar entre sí para cargar un equipo de carga, es decir, dos unidades de carga pueden cargar un equipo de carga, y tres salidas se pueden combinar entre sí, y así sucesivamente. Se puede cumplir cualquier manera de combinación.
Cuando el armario de carga centralizado anterior está funcionando, la energía de salida de una red de distribución de energía se envía a la pistola de carga o a un dispensador del usuario a través del transformador de aislamiento, la unidad de carga y la unidad de distribución de energía, para realizar la carga del equipo de carga.
La FIG. 5 es un diagrama de modo de salida del armario de carga centralizado según la realización de la presente descripción mostrado en la FIG. 4. Como se muestra en la FIG. 5, una salida del armario de carga centralizado 200 se puede conectar a la pistola de carga o al dispensador, y la manera de salida de carga es diversa. Actualmente se utilizan tres protocolos de carga principales, el protocolo Chademo de Japón, el estándar de Sistema de Carga Combinado (CCS) de Europa y Estados Unidos, y el estándar nacional (GB) en China. Una línea de comunicación de salida del armario de carga centralizado 200 se puede conectar a la pistola de carga o al dispensador usando cualquiera de los protocolos de carga anteriores, de los cuales es muy fuerte la universalidad.
La FIG. 6 es un diagrama esquemático de circuito de una unidad de carga en un armario de carga centralizado según la presente descripción. Como se muestra en la FIG. 6, la unidad de carga 230 incluye un módulo de control de carga y M módulos de carga, donde M es un número entero positivo mayor o igual que uno. Los M módulos de carga están conectados en paralelo. El módulo de carga M está conectado al módulo de control de carga, y hay una conexión de alimentación y una conexión de comunicación entre el módulo de control de carga y el módulo de carga M. Hay un interruptor dentro del módulo de control de carga. El módulo de carga M está controlado por el interruptor para conectarse al devanado secundario del transformador de aislamiento o desconectarse con el devanado secundario del transformador de aislamiento, y la salida del módulo de carga M está controlada por el interruptor para conectarse a la unidad distribución de energía o para desconectarse con la unidad de distribución de energía. El módulo de control de carga emite un comando de carga al módulo de carga M a través de una línea de comunicación. Una entrada del módulo de control de carga está conectada al devanado secundario del transformador de aislamiento y una salida del módulo de control de carga está conectada a la unidad de distribución de energía.
La FIG. 7 es un diagrama estructural esquemático de una unidad de carga en un armario de carga centralizado según la presente descripción. Como se muestra en la FIG. 7, la unidad de carga 230 incluye un módulo de control de carga 232 y un módulo de carga M 231. M es un número entero positivo mayor o igual que uno. En la FIG. 7 solo se da el caso donde M es 1, y cuando M es un número entero positivo mayor que 1, la estructura de cada módulo de carga 231 es la misma. Se proporciona una primera fila de terminales de conexión rápida 233 en el extremo posterior de cada uno de los módulos de carga 231, y una segunda fila de terminales de conexión rápida 234 y una tercera fila de terminales de conexión rápida 235 se proporcionan en el extremo posterior del módulo de control de carga 232.
La FIG. 8 es un diagrama estructural esquemático de un terminal de conexión rápida de la unidad de carga mostrado en la FIG. 7 según la presente descripción. Como se muestra en la FIG. 8, el número de terminales de conexión rápida 236 en cada fila de terminales de conexión rápida es 11, donde el primer terminal de conexión rápida al cuarto terminal de conexión rápida son terminales de conexión rápida de DC y son extremos de salida de FC del módulo de control de carga o del módulo de carga, el quinto terminal de conexión rápida es un terminal de tierra, y el sexto terminal de conexión rápida al undécimo terminal de conexión rápida son terminales de conexión rápida de AC y son extremos de entrada de AC del módulo de control de carga o el módulo de carga. Se debería señalar que el número de terminales de conexión rápida en cada fila de terminales de conexión rápida en la unidad de carga no está limitado a eso y se puede configurar de manera flexible según las necesidades reales.
En el armario de carga centralizado anterior, la primera fila de terminales de conexión rápida 233 y la segunda fila de terminales de conexión rápida 234 están conectados en correspondencia uno a uno, y los terminales de conexión rápida correspondientes están conectados a través de una barra colectora de conexión, donde la primera fila de terminales de conexión rápida 233, la segunda fila de terminales de conexión rápida 234, la tercera fila de terminales de conexión rápida 235 y la barra colectora de conexión están todas ubicadas en la región posterior del área de carga.
La FIG. 9 es un diagrama de conexión esquemático de una unidad de carga en un armario de carga centralizado según la presente descripción. Como se muestra en la FIG. 9, la conexión eléctrica entre los terminales de conexión rápida se realiza a través de una barra colectora de conexión 252, y la conexión eléctrica entre los terminales de conexión rápida, el devanado secundario del transformador y la unidad de distribución de energía se realiza a través de una barra colectora de cableado 251. La primera estructura de conexión y la segunda estructura de conexión son la barra colectora de cableado 251. La primera estructura de conexión se utiliza para realizar la conexión entre el devanado secundario del transformador de aislamiento y la unidad de carga, y la segunda estructura de conexión se utiliza para realizar la conexión entre la unidad de carga y la unidad de distribución de energía.
Haciendo referencia de la FIG 7 a la FIG 9, un terminal de conexión rápida 2331 del módulo de carga está conectado eléctricamente a un terminal de conexión rápida 2341 en el módulo de control de carga a través de la barra colectora de conexión 252, y el número de barras colectoras de conexión corresponde al número de los terminales de conexión rápida en cada fila, realizando así una conexión de correspondencia uno a uno entre la primera fila de terminales de conexión rápida y la segunda fila de terminales de conexión rápida. El terminal de conexión rápida 2341 en el módulo de control de carga pertenece a la segunda fila de terminales de conexión rápida. Por ejemplo, el número de terminales de conexión rápida en cada fila es once, luego se proporcionan once barras colectoras de conexión correspondientes. Como se muestra en la FIG. 9, se proporciona una pluralidad de protuberancias 253 en cada barra colectora de conexión, y el número de protuberancias es el mismo que el número total del módulo de control de carga y el módulo de carga. Por ejemplo, si la unidad de carga incluye un módulo de carga, entonces se proporcionan dos protuberancias 253 en cada barra colectora de conexión 252, y si la unidad de carga incluye dos módulos de carga, entonces se proporcionan tres protuberancias 253 en cada barra colectora de conexión 252. La unidad de carga incluye el módulo de control de carga y un módulo de carga, se proporcionan dos protuberancias en la barra colectora de conexión, donde una protuberancia de la barra colectora de conexión se enchufa en un terminal de conexión rápida 2331 del módulo de carga, y la otra protuberancia de la barra colectora de conexión se enchufa en un terminal de conexión rápida 234 del módulo de control de carga. El terminal de conexión rápida 2341 pertenece a la segunda fila de terminales de conexión rápida. Haciendo referencia a la FIG. 9, las posiciones de los dos terminales de conexión rápida 2331 y 2341 anteriores se corresponden entre sí, es decir, ubicados en una misma columna, para realizar la conexión eléctrica entre los terminales de alimentación correspondientes en el módulo de control de carga y el módulo de carga, por ejemplo, conexión eléctrica entre los extremos de entrada de AC correspondientes del módulo de carga y el módulo de control de carga, o conexión eléctrica entre los extremos de entrada de DC correspondientes del módulo de carga y el módulo de control de carga, o conexión eléctrica entre los terminales de tierra del módulo de carga y el módulo de control de carga. Si la unidad de carga incluye tres módulos de carga, entonces el número de protuberancias en la barra colectora de conexión 252 es cuatro, donde una protuberancia más baja está conectada al terminal de conexión rápida del módulo de control de carga, y las tres protuberancias restantes están conectadas correspondientemente a los terminales de conexión rápida de los tres módulos de carga, respectivamente, para realizar la conexión en paralelo entre los tres módulos de carga y la conexión entre el módulo de carga y el módulo de control de carga.
El módulo de control de carga 232 está conectado al módulo de carga 231 a través de la barra colectora de conexión 252, lo que reduce el uso de material de alambre, ahorra espacio y reduce la dificultad de instalación. Un usuario puede pararse en la región frontal del área de carga y enchufar directamente el módulo de control de carga y el módulo de carga en la barra colectora de conexión o extraer el módulo de control de carga y el módulo de carga de la barra colectora de conexión. El módulo de control de carga o el módulo de carga se pueden instalar y mantener fácilmente.
Haciendo referencia a la FIG 7 a la FIG 9, el terminal de conexión rápida 2351 del módulo de control de carga está conectado eléctricamente a un extremo 2511 de la barra colectora de cableado 251, y el número de la barra colectora de cableado corresponde al número de terminales de conexión rápida en cada fila, realizando así una conexión de correspondencia uno a uno entre la tercera fila de terminales de conexión rápida y las barras colectoras de cableado. El terminal de conexión rápida 2351 pertenece a la tercera fila de terminales de conexión rápida. Por ejemplo, el número de la tercera fila de terminales de conexión rápida es once, entonces se proporcionan correspondientemente once barras colectoras de conexión. En la tercera fila de terminales de conexión rápida, un terminal de conexión rápida conectado al extremo de entrada de AC del módulo de control de carga es el terminal de conexión rápida de AC, un terminal de conexión rápida conectado a la terminal de tierra del módulo de control de carga es el terminal de tierra, un terminal de conexión rápida conectado al extremo de salida de DC del módulo de control de carga es el terminal de conexión rápida de DC, una barra colectora de cableado conectada al terminal de conexión rápida de AC es la primera estructura de conexión y una barra colectora de cableado conectada al terminal de conexión rápida de DC es la segunda estructura de conexión. Por ejemplo, el número de terminales de conexión rápida en cada fila en la FIG. 7 es once, entonces el número total de barras colectoras de cableado es once. De izquierda a derecha, la primera barra colectora de cableado a la cuarta barra colectora de cableado son todas las segundas estructuras de conexión, y la sexta barra colectora de cableado a la undécima barra colectora de cableado son todas las primeras estructuras de conexión.
Como se muestra en la FIG. 9, un extremo de la barra colectora de cableado 251 está provisto de la protuberancia 2511, el otro extremo de la barra colectora de cableado está provisto de un orificio roscado 2512, y la protuberancia 2511 está enchufada en un terminal de conexión rápida 2351 del módulo de control de carga, donde el terminal de conexión rápida 2351 pertenece a la tercera fila de terminales de conexión rápida. El orificio roscado 2512 se utiliza para instalar un cable desde una derivación del devanado secundario del transformador de aislamiento o un cable conectado a la unidad de distribución de energía.
Los orificios roscados de la pluralidad de segundas estructuras de conexión están conectados al cable de la unidad de distribución de energía, y las protuberancias de la pluralidad de segundas estructuras de conexión están enchufadas en los terminales de conexión rápida de DC del módulo de control de carga en correspondencia uno a uno, donde los terminales de conexión rápida de DC pertenecen a la tercera fila de terminales de conexión rápida, realizando así una conexión de correspondencia uno a uno entre una pluralidad de los extremos de salida de DC del módulo de control de carga y un extremo de la pluralidad de segundas estructuras de conexión, y la segunda estructura de conexión está conectada eléctricamente a la unidad de distribución de energía a través de la segunda línea de conexión, de manera que se puede realizar la conexión eléctrica entre la unidad de carga y la unidad de distribución de energía.
Los orificios roscados de la pluralidad de primeras estructuras de conexión se conectan al cable desde la derivación del devanado secundario del transformador de aislamiento, las protuberancias de la pluralidad de primeras estructuras de conexión se enchufan a los terminales de conexión rápida de AC del módulo de control de carga en una correspondencia uno a uno, donde los terminales de conexión rápida de AC pertenecen a la tercera fila de terminales de conexión rápida, realizando así una conexión de correspondencia uno a uno entre una pluralidad de los extremos de entrada de AC del módulo de control de carga están conectados a un extremo de la pluralidad de primeras estructuras de conexión en correspondencia uno a uno, y la primera estructura de conexión está conectada eléctricamente al transformador de aislamiento a través de la primera línea de conexión, de modo que la conexión eléctrica entre la unidad de carga y el devanado secundario del transformador de aislamiento se puede realizar. La barra colectora de cableado conectada al terminal de tierra en la tercera fila de terminales de conexión rápida está conectada a la carcasa o a tierra.
En otra realización de la presente descripción, también se puede conectar un disyuntor en serie en la primera línea de conexión, y la primera estructura de conexión se conecta eléctricamente al transformador de aislamiento a través del cable y el disyuntor. El disyuntor se proporciona entre la primera estructura de conexión y el transformador de aislamiento, es decir, el disyuntor se proporciona entre la unidad de carga y el transformador de aislamiento, que puede realizar las siguientes funciones: cuando la unidad de carga está defectuosa y necesita mantenimiento, desconectando el disyuntor correspondiente a la unidad de carga defectuosa, para asegurar un funcionamiento sin electricidad y mejorar la protección de seguridad; cuando una carga es anormal y ocurre una sobrecorriente, el disyuntor se desconecta para protección contra sobrecorrientes; y cuando ocurre un cortocircuito dentro de la unidad de carga, el disyuntor se desconecta para la protección contra cortocircuitos.
Dos filas de los terminales de conexión rápida en el módulo de control de carga están conectadas respectivamente a las barras colectoras de conexión y las barras colectoras de cableado, lo que reduce el uso de material de alambre, ahorra espacio y reduce la dificultad de instalación. El usuario puede pararse en la región frontal del área de carga y enchufar el módulo de control de carga en la barra colectora de conexión y la barra colectora de cableado o extraer el módulo de control de carga de la barra colectora de conexión y la barra colectora de cableado. El módulo de control de carga se puede instalar y mantener fácilmente.
La FIG. 10 es un diagrama estructural esquemático de un módulo de control de carga en un armario de carga centralizado según la presente descripción. Como se muestra en la FIG. 10, se proporcionan un ventilador de disipación de calor 238 y un módulo de control 237 en el módulo de control de carga. El módulo de control 237 es enchufable y está fijado a un panel mediante un tornillo, y el módulo de control se puede sacar desenroscando el tornillo para bloquear el módulo de control 237 en un panel frontal. El ventilador de disipación de calor 238 se dañaría debido a la influencia del polvo, el entorno de aplicación y la vida útil. Dado que el ventilador de disipación de calor 238 está fijado al panel frontal mediante un tornillo, cuando el ventilador de disipación de calor 238 está dañado, el ventilador de disipación de calor 238 se puede sacar para reemplazarlo fácilmente desenroscando el tornillo para bloquear el módulo de control 237 en un panel frontal.
En el armario de carga centralizado, el devanado primario del transformador de aislamiento se proporciona en la región frontal del área de aislamiento. El devanado secundario del transformador de aislamiento se proporciona en la parte posterior del área de aislamiento. La primera línea de conexión conectada al devanado secundario del transformador de aislamiento entra en el área de carga desde el área de aislamiento a lo largo de un lado superior del armario de carga, para realizar la conexión eléctrica entre la primera línea de conexión y la primera estructura de conexión. La segunda línea de conexión conectada a la unidad de carga está conectada a la unidad de distribución de energía a lo largo de un lado inferior del armario de carga, para realizar la conexión eléctrica entre la segunda línea de conexión y la unidad de distribución de energía. La barra colectora de conexión, la barra colectora de cableado, la primera línea de conexión y la segunda línea de conexión, que son estructuras de conexión para transmitir alta tensión y alta corriente, todas están ubicadas en la región posterior del área de carga, logrando el aislamiento de electricidad fuerte y mejorando la seguridad del armario de carga centralizado. La entrada y la salida del área de carga están ubicadas ambas en la región trasera. La entrada desde la parte superior del armario de carga, la salida desde el lado inferior del armario de carga y el cableado en el mismo lado ahorran espacio y reducen las líneas de distribución.
En el armario de carga centralizado según esta realización, una estructura en la que se proporcionan M módulos de carga y un módulo de control de carga puede aumentar la potencia de carga de cada unidad de carga. El módulo de control de carga está conectado al módulo de carga a través de la barra colectora de conexión, y el módulo de control de carga está conectado a la barra colectora de cableado, lo que reduce el uso de material de alambre, ahorra espacio y reduce la dificultad de instalación. El usuario puede enchufar directamente el módulo de control de carga y el módulo de carga en la barra colectora o sacar el módulo de control de carga y el módulo de carga de la barra colectora en la región frontal del área de carga, para realizar la instalación y el mantenimiento del módulo de control de carga o el módulo de carga. La instalación y el mantenimiento son fáciles y el rendimiento de seguridad es alto. Además, la entrada y la salida del área de carga están ubicadas ambas en la región trasera del área de carga. La región posterior del área de carga es un área de más alta tensión. Solo se requiere que se introduzca durante el mantenimiento especial que se realiza, y se requiere una operación de apagado. Solo hay una interfaz de comunicación en la región frontal del área de carga, en la que hay una tensión segura por debajo de 24 V, por lo que no solo se logra una separación de electricidad fuerte y débil, sino que también se puede realizar una operación de mantenimiento general de la unidad de carga bajo la condición sin apagado.
La FIG. 11 es un diagrama esquemático de circuito de un armario de carga centralizado según otra realización ejemplar más de la presente descripción. Como se muestra en la FIG. 11, en el armario de carga centralizado 300 provisto en esta realización, se incluye además una unidad de almacenamiento de energía 350, además del armario de carga, el transformador de aislamiento 320, la unidad de carga 330 y la unidad de distribución de energía 340. El número de la unidad de almacenamiento de energía 350 es uno o más, y la unidad de almacenamiento de energía 350 se proporciona en el área de carga. Cada una de las unidades de almacenamiento de energía 350 está conectada eléctricamente al devanado secundario del transformador de aislamiento 320 a través de una pluralidad de terceras estructuras de conexión, cada una de las unidades de almacenamiento de energía 350 está conectada eléctricamente a la unidad de distribución de energía 340 a través de una pluralidad de cuartas estructuras de conexión y la unidad de almacenamiento de energía 350 está conectada eléctricamente a una batería externa a través de la unidad de distribución de energía 340. La pluralidad de terceras estructuras de conexión y la pluralidad de cuartas estructuras de conexión están ubicadas respectivamente en la región trasera del área de carga.
La FIG. 12 es un diagrama estructural esquemático del armario de carga centralizado según la realización según la presente descripción mostrada en la FIG. 11. Como se muestra en la FIG. 12, en esta realización, un devanado primario del transformador de aislamiento 320 está conectado a una red de distribución de energía, un conjunto de devanados secundarios del transformador de aislamiento 320 está conectado a un lado de AC de una unidad de carga 330 a través de una pluralidad de primeras estructuras de conexión, un lado de DC de cada unidad de carga 330 está conectado a una unidad de distribución de energía 340 a través de una pluralidad de segundas estructuras de conexión, y un equipo de carga externo está conectado a la unidad de distribución de energía 340, para realizar la carga de un equipo de carga externo por una unidad de carga 330. Un conjunto de devanados secundarios del transformador de aislamiento 320 está conectado a un lado de AC de una unidad de almacenamiento de energía 350 a través de una pluralidad de terceras estructuras de conexión, un lado de DC de cada unidad de almacenamiento de energía 350 está conectado a la unidad de distribución de energía 340 a través de una pluralidad de cuartas estructuras de conexión, y una batería externa está conectada a la unidad de distribución de energía 340, para realizar la expansión de la capacidad de la red de distribución de energía mediante la batería externa a través de la unidad de almacenamiento de energía 350.
La unidad de almacenamiento de energía tiene una estructura similar a la unidad de carga. La unidad de almacenamiento de energía incluye un módulo de control de almacenamiento de energía y un módulo de almacenamiento de energía L. El número de módulos de almacenamiento de energía es uno o más, y el módulo de control de almacenamiento de energía está conectado eléctricamente a cada uno de los módulos de almacenamiento de energía L. L es un número entero positivo mayor o igual que uno. El lado de AC del módulo de control de almacenamiento de energía está conectado al transformador de aislamiento 320, y el lado de DC del módulo de control de almacenamiento de energía está conectado a la batería externa a través de la unidad de distribución de energía.
Todavía haciendo referencia a la FIG. 12, en el armario de carga centralizado 300 anterior, cuando la capacidad de la batería externa excede un primer umbral preestablecido, se proporciona una unidad de almacenamiento de energía que tiene una capacidad que excede un segundo umbral preestablecido en el área de carga, el armario de carga centralizado 300 incluye solo una unidad de almacenamiento de energía 350, y la unidad de almacenamiento de energía 350 está conectada correspondientemente a la batería a través de la unidad de distribución de energía 340. Una estructura de la unidad de almacenamiento de energía 350 se puede seleccionar para que sea un módulo de control de almacenamiento de energía y una pluralidad de los módulos de almacenamiento de energía, de manera que una sola unidad de almacenamiento de energía pueda emitir una mayor potencia, para cumplir con los requisitos de potencia de carga y descarga de una sola batería de gran capacidad.
Cuando la capacidad de la batería externa es menor que un tercer umbral preestablecido, se proporcionan en el área de carga una pluralidad de unidades de almacenamiento de energía que tienen una capacidad menor que un cuarto umbral preestablecido, el armario de carga centralizado 300 incluye una pluralidad de unidades de almacenamiento de energía 350, y la pluralidad de unidades de almacenamiento de energía 350 están conectadas eléctricamente a una pluralidad de baterías en correspondencia uno a uno. La potencia de carga y descarga de una sola batería de pequeña capacidad es baja, y la unidad de almacenamiento de energía 350 se puede seleccionar para tener una estructura de un módulo de control de almacenamiento de energía y un módulo de almacenamiento de energía. Tal unidad de almacenamiento de energía tiene una potencia de carga y descarga baja que coincide con la potencia de carga y descarga de la única batería de pequeña capacidad. El primer umbral es mucho mayor que el tercer umbral, y el segundo umbral es mayor que el cuarto umbral, es decir, una batería que tiene una capacidad que excede el primer umbral es una batería de gran capacidad, pero la batería es costosa y una batería que tiene una capacidad menor que el tercer umbral es una batería de pequeña capacidad, y la batería es relativamente barata.
En comparación con la realización mostrada en la FIG. 2, en la FIG. 12, la unidad de carga L se reemplaza con la unidad de almacenamiento de energía L, la unidad de almacenamiento de energía L y las L baterías están conectadas en correspondencia uno a uno, y una unidad de almacenamiento de energía controla la carga y descarga de una batería de pequeña capacidad, para formar un sistema centralizado de carga y almacenamiento. En uso, por consideraciones de reglas de seguridad, las múltiples baterías necesitan estar eléctricamente aisladas unas de otras. En el armario de carga, las unidades de almacenamiento de energía L están conectadas a L conjuntos de devanados secundarios del transformador de aislamiento, y se logra el aislamiento eléctrico entre los mismos. Por lo tanto, después de conectar las unidades de almacenamiento de energía L a las L baterías, las L baterías también están aisladas eléctricamente unas de otras.
La manera de conexión de la unidad de almacenamiento de energía con la unidad de distribución de energía y el transformador de aislamiento es la misma que la de la unidad de carga con la unidad de distribución de energía y el transformador de aislamiento. Se proporciona una cuarta fila de terminales de conexión rápida en el extremo posterior de cada uno de los módulos de almacenamiento de energía; se proporcionan una quinta fila de terminales de conexión rápida y una sexta fila de terminales de conexión rápida en el extremo posterior del módulo de control de almacenamiento de energía; donde la cuarta fila de terminales de conexión rápida y la quinta fila de terminales de conexión rápida están conectados en correspondencia uno a uno, y los terminales de conexión rápida correspondientes están conectados a través de una barra colectora de conexión, para realizar la conexión eléctrica entre el módulo de control de almacenamiento de energía y el módulo de almacenamiento de energía, y la conexión eléctrica paralela entre los módulos de almacenamiento de energía L, para realizar una instalación y mantenimiento convenientes de la unidad de almacenamiento de energía. La cuarta fila de terminales de conexión rápida, la quinta fila de terminales de conexión rápida, la sexta fila de terminales de conexión rápida y la barra colectora de conexión están ubicadas todas en la región posterior del área de carga. La estructura para transmitir alta tensión y alta corriente está ubicada en la región trasera que no es fácilmente accesible, logrando así un aislamiento de seguridad del área de alta tensión y mejorando el rendimiento de seguridad del armario de carga centralizado.
La sexta fila de terminales de conexión rápida incluye una pluralidad de terminales de entrada y una pluralidad de terminales de salida, y la pluralidad de terminales de entrada está conectada a un extremo de la pluralidad de terceras estructuras de conexión en correspondencia uno a uno. El devanado secundario del transformador de aislamiento está conectado eléctricamente al otro extremo de la tercera estructura de conexión a través de una tercera línea de conexión, y la tercera línea de conexión entra en el área de carga desde el área de aislamiento a lo largo de un lado superior del armario de carga. La pluralidad de terminales de salida están conectados a un extremo de la pluralidad de cuartas estructuras de conexión en correspondencia uno a uno. La cuarta estructura de conexión está conectada a la unidad de distribución de energía a través de una cuarta línea de conexión, y la cuarta línea de conexión está conectada a la unidad de distribución de energía a lo largo de un lado inferior del armario de carga.
En el armario de carga centralizado según esta realización, la manera de conexión de la unidad de almacenamiento de energía con el transformador de aislamiento y la unidad de distribución de energía es la misma que la de la unidad de carga con el transformador de aislamiento y la unidad de distribución de energía, de modo que la unidad de carga se puede reemplazar rápidamente con la unidad de almacenamiento de energía. La relación de conexión entre el módulo de control de almacenamiento de energía y el módulo de almacenamiento de energía en la unidad de almacenamiento de energía es la misma que entre el módulo de control de carga y el módulo de carga, que no se repetirá en la presente memoria. Algunas unidades de carga en el armario de carga se reemplazan con las unidades de almacenamiento de energía, y la batería externa se proporciona al mismo tiempo, de modo que se puede realizar un sistema integrado de carga y almacenamiento, que se da cuenta de que la batería externa suministra energía eléctrica cuando la capacidad de la red de distribución de energía no es suficiente.
La FIG. 13 es una vista lateral esquemática de un armario de carga centralizado según otra realización ejemplar más de la presente descripción. Como se muestra en la FIG. 13, en el armario de carga centralizado 400 provisto por esta realización, además del armario de carga 410, el transformador de aislamiento 420, la unidad de carga 430 y la unidad de distribución de energía 440, una fuente de alimentación auxiliar 450, una unidad de monitorización 460 y un sistema de disipación de calor 470 se incluyen además. Se proporciona un área auxiliar 411 en el área de carga, y tanto la fuente de alimentación auxiliar 450 como la unidad de monitorización 460 se proporcionan en el área auxiliar 411. La unidad de monitorización 460 incluye un monitor y un módulo de comunicación. Según las necesidades reales, si se requiere que sean cargados muchos vehículos al mismo tiempo, se puede seleccionar un armario de carga centralizado grande que incluye el módulo de comunicación, la fuente de alimentación auxiliar 450 y el monitor.
La Figura 14 es un diagrama esquemático de circuito del armario de carga centralizado según la realización de la presente descripción mostrado en la Figura 13. Como se muestra en la FIG. 14, el devanado primario del transformador de aislamiento 420 está conectado al armario de distribución de energía fuera del armario de carga, el devanado secundario del transformador de aislamiento 420 está conectado a N unidades de carga 430, donde N es un número entero positivo mayor o igual que uno. La salida de energía de la unidad de carga N 430 está conectada a la unidad de distribución de energía 440, la salida de la unidad de distribución de energía 440 está conectada a la pistola de carga o al dispensador, y la interfaz de comunicación de la unidad de carga 430 está conectada directamente a la interfaz de comunicación de la pistola de carga o del dispensador. La fuente de alimentación auxiliar 450 está conectada eléctricamente al devanado secundario del transformador de aislamiento 420, el monitor y el módulo de comunicación, respectivamente. El módulo de comunicación se comunica con una plataforma de gestión de control central externa. El monitor se comunica con la unidad de carga 430 y el módulo de comunicación, respectivamente.
Durante el funcionamiento del armario de carga centralizado grande anterior, el monitor se comunica con cada unidad de carga para obtener información sobre la tensión de carga, la corriente y el estado operativo de cada unidad de carga. El monitor monitoriza simultáneamente la temperatura, la humedad dentro de todo el armario de carga y la temperatura del transformador de aislamiento, y emite la información anterior a la plataforma de gestión de control central a través del módulo de comunicación. La plataforma de gestión de control central puede emitir un comando de potencia de carga máxima al monitor a través del módulo de comunicación, y el monitor emite el comando a la unidad de carga, para limitar la potencia máxima que la unidad de carga puede emitir. El monitor se comunica con el armario de distribución de energía. Cuando ocurre un fallo grave, tal como que la temperatura en el armario de carga sea demasiado alta o la temperatura del transformador de aislamiento sea demasiado alta, el monitor notifica al armario de distribución de energía que se desconecte de la red eléctrica.
La FIG. 15 es un diagrama esquemático de circuito de un armario de carga centralizado según otra realización ejemplar más de la presente descripción. En comparación con la FIG. 14, en esta realización, una pluralidad de la unidad de carga se reemplaza con una pluralidad de unidades de almacenamiento de energía, para formar un armario de carga inteligente centralizado. Se puede hacer referencia a la descripción detallada como FIG 14, que no se repetirá en la presente memoria.
La FIG. 16 es un diagrama esquemático de circuito de un armario de carga centralizado según otra realización ejemplar más de la presente descripción. Si solo se requiere que se cargue un vehículo, el armario de carga centralizado puede no incluir el módulo de comunicación, la fuente de alimentación auxiliar y el monitor. El armario de carga centralizado es un pequeño sistema de carga centralizado. El devanado primario del transformador de aislamiento está conectado al armario de distribución de energía fuera del armario de carga, el devanado secundario del transformador de aislamiento está conectado a la unidad de carga, la salida de la unidad de carga está conectada a la unidad de distribución de energía y la unidad de distribución de energía conecta la salida de potencia de la unidad de carga a la pistola de carga o al dispensador del usuario. Solo se incluye una unidad de carga en el armario de carga. La unidad de carga monitoriza la temperatura y la humedad en todo el armario de carga y la temperatura del transformador de aislamiento. La unidad de carga se comunica con el armario de distribución de energía a través de una línea de comunicación ubicada en la región frontal del área de carga. Cuando ocurre un fallo grave, tal como que la temperatura en el armario de carga es demasiado alta o la temperatura del transformador de aislamiento es demasiado alta, la unidad de carga notifica al armario de distribución de energía que se desconecte de la red eléctrica. La unidad de carga incluye un módulo de control de carga y una pluralidad de los módulos de carga que están conectados en paralelo. La pluralidad de los módulos de carga que están conectados en paralelo puede aumentar la potencia de carga del vehículo individual.
En esta realización, el transformador de aislamiento puede ser un transformador de cambio de fase o un transformador de múltiples devanados. El devanado primario del transformador de aislamiento está conectado a la red de distribución de energía. La red de distribución de energía puede ser una red eléctrica de baja tensión de 380 V o una red eléctrica de media tensión. Cuando el transformador de aislamiento es un transformador de cambio de fase, el transformador de cambio de fase tiene 2N+1 conjuntos de devanados secundarios. Un conjunto de devanados secundarios proporciona energía para la fuente de alimentación auxiliar y el sistema de disipación de calor. La fuente de alimentación auxiliar está configurada para proporcionar energía al monitor y al módulo de comunicación. La fuente de alimentación auxiliar está conectada a un sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) al mismo tiempo. Cuando falla el transformador de aislamiento o la red de distribución de energía, el UPS proporciona energía para el monitor y el módulo de comunicación. Los 2N conjuntos restantes de los devanados secundarios están conectados a las N unidades de carga en el área de carga, donde cada dos conjuntos de devanados secundarios están conectados a una unidad de carga. Si el transformador de aislamiento es un transformador de múltiples devanados, entonces tiene N+1 conjuntos de devanados secundarios. De manera similar, un conjunto de devanados secundarios proporciona energía para la fuente de alimentación auxiliar y el sistema de disipación de calor. La fuente de alimentación auxiliar está configurada para proporcionar energía al monitor y al módulo de comunicación. La fuente de alimentación auxiliar está conectada a un UPS al mismo tiempo. Cuando falla el transformador de aislamiento o la red eléctrica, la fuente de alimentación auxiliar proporciona energía para el monitor y el módulo de comunicación. Los N juegos restantes de los devanados secundarios están conectados a las N unidades de carga en el área de carga, donde cada devanado secundario está conectado a una unidad de carga.
Dado que los devanados secundarios del transformador de aislamiento están aislados eléctricamente unos de otros, y las diferentes unidades de carga están conectadas a diferentes devanados secundarios, que realizan el aislamiento eléctrico entre las N unidades de carga. Puede que no sea necesario realizar repetidamente el aislamiento eléctrico en la unidad de carga, logrando así un aislamiento centralizado.
En esta realización, una puerta del área de aislamiento del armario de carga y el armario de distribución de energía tienen un mecanismo de enclavamiento. Solo cuando el interruptor del armario de distribución de energía está desconectado, la puerta del área de aislamiento se puede abrir para asegurar la seguridad del operador. Haciendo referencia a la FIG. 15, cuando el transformador de aislamiento está conectado a la red eléctrica de tensión media, existe comunicación entre el monitor y el armario de distribución de energía. El monitor monitoriza el estado de la puerta del área de aislamiento en tiempo real. Cuando el área de aislamiento se abre de manera anormal, el monitor notifica al armario de distribución de energía que se desconecte de la red eléctrica a través de la comunicación con el armario de distribución de energía. Haciendo referencia a la FIG. 16, cuando el transformador de aislamiento está conectado a la red de media tensión, existe comunicación entre la unidad de carga y el armario de distribución de energía. La unidad de carga monitoriza el estado de la puerta del área de aislamiento. Cuando la puerta del área de aislamiento se abre de manera anormal, la unidad de carga notifica al armario de distribución de energía que desconecte la red eléctrica a través de la comunicación con el armario de distribución de energía.
En esta realización, el sistema de disipación de calor incluye un enfriador de agua, una tubería de entrada de agua principal, una tubería de salida de agua principal, una tubería de entrada de agua secundaria y una tubería de salida de agua secundaria. El número de la tubería de entrada de agua secundaria y el número de la tubería de salida de agua secundaria pueden ser uno o más. Cada una de la tubería de entrada de agua principal, la tubería de salida de agua principal, la tubería de entrada de agua secundaria y la tubería de salida de agua secundaria se proporcionan en el armario de carga. La tubería de salida de agua principal y la tubería de entrada de agua principal están ubicadas en el lado inferior del armario de carga. Después de que la tubería de salida de agua principal y la tubería de entrada de agua principal entran en el área de carga, varios juegos de tuberías de salida de agua secundaria y varios juegos de tuberías de entrada de agua secundaria se conducen desde la parte inferior hasta la parte superior. Cada una de la tubería de salida de agua secundaria y la tubería de entrada de agua secundaria se extraen como una tubería de agua delgada en una posición horizontal con cada módulo de carga. Los extremos de las dos tuberías de agua delgadas están conectados a conectores de agua macho. Se proporcionan dos puertos de disipación de calor en cada módulo de carga, y se proporcionan conectores de agua hembra en los puertos de disipación de calor. Los conectores de agua macho de las dos tuberías de agua delgadas están conectados a los conectores de agua hembra del módulo de carga, se da cuenta de que el módulo de carga está conectado a un sistema de circulación de agua.
Durante la operación del sistema de disipación de calor anterior, el transformador de aislamiento proporciona energía para el enfriador de agua. El enfriador de agua hace que el refrigerante fluya desde la tubería de entrada de agua hacia la unidad de carga y fluya desde la unidad de carga hacia la tubería de salida de agua. El calor de la unidad de carga de N se concentra en el enfriador de agua por el flujo del refrigerante.
La FIG. 17 es un diagrama de disposición de una estación de carga establecida según un armario de carga centralizado proporcionado por la presente descripción. Como se muestra en la FIG. 17, el armario de carga está dispuesto en un lado del sitio de la estación de carga. El resto de la estación de carga se puede planificar como estacionamientos para cargar los vehículos eléctricos. Dado que en la realización se usa el armario de carga centralizado, una misma área de terreno puede alojar más estacionamientos.
El armario de carga centralizado proporcionado por otra realización ejemplar de la presente descripción incluye un armario de carga, un transformador de aislamiento, una unidad de carga, una unidad de distribución de energía, una fuente de alimentación auxiliar, una unidad de monitorización y un sistema de disipación de calor. Entre ellos, la unidad de monitorización incluye: un monitor y un módulo de comunicación. El sistema de disipación de calor también incluye: una tubería refrigerada por agua, un enfriador de agua y un ventilador de refrigeración. La FIG. 18 es un diagrama estructural esquemático de un armario proporcionado por la presente descripción. Como se muestra en la FIG. 18, el armario 510 está provisto de un área de aislamiento 511 y un área de carga 512. El área de carga 512 incluye un compartimiento de módulo de energía 513, un compartimiento de distribución de energía 514 y un compartimiento de control 515. El transformador de aislamiento está ubicado en el área de aislamiento 511, la unidad de carga está ubicada en el compartimiento de módulo de energía 513, la unidad de distribución de energía está ubicada en el compartimiento de distribución de energía 514 y la fuente de alimentación auxiliar, el monitor y el módulo de comunicación están ubicados en el compartimiento de control 515. El enfriador de agua se proporciona en el borde del armario para facilitar la disipación de calor por convección con el aire. El área de aislamiento 511 y el compartimento de módulo de energía 513 están respectivamente equipados con un ventilador de refrigeración.
En esta realización, el proceso específico de instalación del armario de carga centralizado puede ser: según una secuencia de instalación preestablecida, colocar secuencialmente cada componente en el armario y luego conectar los componentes para facilitar el ensamblaje. Por ejemplo, la primera secuencia de instalación es: el transformador de aislamiento y la unidad de carga, el transformador de aislamiento se coloca en el área de aislamiento 511, la unidad de carga se coloca en el compartimento de módulo de energía 513 y el transformador de aislamiento y la unidad de carga se conectan a través de una barra colectora de cableado. La segunda secuencia de instalación es: la unidad de distribución de energía. La unidad de distribución de energía se coloca en el compartimiento de distribución de energía 514, y la unidad de distribución de energía y la unidad de carga están conectadas a través de una barra colectora de cableado. La tercera secuencia de instalación es: la fuente de alimentación auxiliar, el monitor y el módulo de comunicación. Luego colocar la fuente de alimentación auxiliar, el monitor y el módulo de comunicación en el compartimiento de control 515, y conectar la línea de control. El cuarto paso es colocar la tubería enfriada por agua en el armario y conectar el enfriador de agua.
Al comienzo del diseño del armario de carga centralizado, considerando tres aspectos de disipación de calor, normas de seguridad y conveniencia de montaje después de la centralización, el armario está razonablemente diseñado, el armario está dividido en varias áreas, el transformador de aislamiento se coloca en el aislamiento y la unidad de carga y otros componentes se colocan en varios compartimentos en el área de carga. A través de la división de múltiples compartimentos, la disipación de calor de los componentes dentro del armario es relativamente independiente, el calor entre ellos no se superpone, no hay problema de sobrecalentamiento local y el problema de disipación de calor después de la centralización está bien resuelto. Además, si el transformador de aislamiento es un transformador de media tensión, habrá dos niveles de tensión de media tensión y baja tensión en todo el armario. El aislamiento de media tensión y baja tensión depende por un lado del transformador de aislamiento, por otro lado depende de la división del área del armario y la división del compartimiento para limitar la media tensión y baja tensión a diferentes áreas. El personal de instalación y mantenimiento realiza operaciones de mantenimiento independientes en diferentes áreas durante las operaciones de mantenimiento para mejorar el rendimiento de la seguridad.
En el armario de carga centralizado según esta realización, cuando se requiere cargar muchos vehículos, el armario de carga centralizado incluye además la unidad de monitorización, la fuente de alimentación auxiliar y el sistema de disipación de calor. La unidad de monitorización monitoriza el estado del armario de carga, el transformador de aislamiento y la unidad de carga, para realizar la protección del armario de carga. El sistema de disipación de calor se utiliza para disipar de manera centralizada la unidad de carga, que tiene una alta eficiencia de disipación de calor.
En el armario de carga centralizado según la presente descripción, el área de aislamiento y el área de carga se proporcionan dentro del armario de carga, el transformador de aislamiento se proporciona en el área de aislamiento y la unidad de carga se proporciona en el área de carga, lo que logra un diseño del transformador de aislamiento y la unidad de carga y mejora la utilización del espacio y la densidad de potencia del armario de carga, y reduce el requisito de diseño de la carcasa de la unidad de carga. La división del área de carga en la región posterior y la región frontal y la disposición de una línea eléctrica que conecta el transformador de aislamiento y la unidad de carga en la región posterior logra el aislamiento del área de alta tensión y mejora la seguridad del armario de carga centralizado.
En el armario de carga centralizado según la presente descripción, los terminales de conexión rápida se proporcionan en la parte posterior del módulo de control de carga y cada módulo de carga, y los terminales de conexión rápida correspondientes se conectan usando la barra colectora de conexión, por lo que se realiza la conexión entre el módulo de control de carga y cada módulo de carga en el área de carga, lo que mejora la utilización del espacio. Y los terminales de conexión rápida del módulo de control de carga y cada módulo de carga se proporcionan todos en el extremo posterior, de modo que tanto el terminal de conexión rápida como la barra colectora de conexión se sitúen en la región posterior del área de carga, lo que logra un aislamiento del área de alta tensión y mejora la seguridad del armario de carga centralizado.
En el armario de carga centralizado según la presente descripción, se proporciona además la unidad de almacenamiento de energía. La unidad de almacenamiento de energía está conectada a una fuente de alimentación externa. Cuando la potencia de la red de distribución de energía es insuficiente, la unidad de almacenamiento de energía y la fuente de alimentación externa pueden proporcionar energía de carga para el equipo de carga, y cuando la potencia de la red de distribución de energía es suficiente, la energía de la red de distribución de energía se almacena en la fuente de alimentación externa a través de la unidad de almacenamiento de energía, que realiza el sistema integrado de carga y almacenamiento y reduce la carga en la red eléctrica.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un armario de carga centralizado (100, 200, 300, 400), que comprende:
un armario de carga (110, 310, 410), provisto de un área de aislamiento y un área de carga en el mismo; un transformador de aislamiento (120, 220, 320, 420), provisto en el área de aislamiento; y
al menos una unidad de carga (130, 230, 330, 430), provista en el área de carga, en donde cada una de las unidades de carga (130, 230, 330, 430) está conectada eléctricamente a un devanado secundario del transformador de aislamiento (120, 220, 320, 420) a través de una pluralidad de primeras estructuras de conexión, y la pluralidad de primeras estructuras de conexión están ubicadas en una región posterior del área de carga, en donde un devanado primario del transformador de aislamiento (120, 220, 320, 420) es conectable a una red de distribución de energía, una región instalada con el devanado primario del transformador de aislamiento (120, 220, 320, 420) es una región frontal del armario de carga, y la región posterior del área de carga está ubicada en un lado del área de carga opuesta a la región frontal del armario de carga.
2. El armario de carga centralizado (200, 300, 400) según la reivindicación 1, en donde la unidad de carga (230, 330, 430) comprende: un módulo de control de carga (232) y un módulo de carga M (231), en donde el módulo de control de carga (232) está conectado eléctricamente al módulo de carga M (231);
se proporciona una primera fila de terminales de conexión rápida (233) en un extremo posterior de cada uno de los módulos de carga M (231);
se proporcionan una segunda fila de terminales de conexión rápida (234) y una tercera fila de terminales de conexión rápida (235) en un extremo posterior del módulo de control de carga (232);
en donde la primera fila de terminales de conexión rápida (233) está conectada a la segunda fila de terminales de conexión rápida (234) en correspondencia uno a uno, y los terminales de conexión rápida correspondientes están conectados a través de una barra colectora de conexión, en donde la primera la fila de terminales de conexión rápida (233), la segunda fila de terminales de conexión rápida (234), la tercera fila de terminales de conexión rápida (235) y la barra colectora de conexión están todas ubicadas en la región trasera del área de carga; y
en donde M es un número entero positivo mayor o igual que uno.
3. El armario de carga centralizado (200, 300, 400) según la reivindicación 2, en donde la tercera fila de terminales de conexión rápida (235) comprende: una pluralidad de terminales de entrada y una pluralidad de terminales de salida; en donde la pluralidad de terminales de entrada están conectados a un extremo de la pluralidad de primeras estructuras de conexión en correspondencia uno a uno.
4. El armario de carga centralizado (200, 300, 400) según la reivindicación 3, en donde:
una unidad de distribución de energía (240, 340, 440), que está configurada para conectarse eléctricamente a un equipo de carga externo, se proporciona además en el área de carga;
en donde la unidad de carga (230, 330, 430) está conectada eléctricamente a la unidad de distribución de energía (240, 340, 440) a través de una pluralidad de segundas estructuras de conexión, y la pluralidad de segundas estructuras de conexión están ubicadas en la región posterior del área de cargador.
5. El armario de carga centralizado (200, 300, 400) según la reivindicación 4, en donde:
la pluralidad de terminales de salida de la tercera fila de terminales de conexión rápida (235) están conectados a un extremo de la pluralidad de segundas estructuras de conexión en correspondencia uno a uno, y la segunda estructura de conexión está conectada eléctricamente a la unidad de distribución de energía (240, 340, 440) a través de una segunda línea de conexión, para realizar la conexión eléctrica entre la unidad de carga (230, 330, 430) y la unidad de distribución de energía (240, 340, 440);
en donde la segunda línea de conexión está conectada a la unidad de distribución de energía (340, 440) a lo largo de un lado inferior del armario de carga (310, 410), para realizar la conexión eléctrica con la segunda estructura de conexión.
6. El armario de carga centralizado (100, 200, 300, 400) según la reivindicación 1, en donde:
el devanado primario del transformador de aislamiento (120, 220, 320, 420) se proporciona en una región frontal del área de aislamiento, en donde la región frontal del área de aislamiento está ubicada en un lado del área de aislamiento al igual que la región frontal del armario de carga; y
el devanado secundario del transformador de aislamiento (120, 220, 320, 420) se proporciona en una región posterior del área de aislamiento, en donde la región posterior del área de aislamiento está ubicada en un lado del área de aislamiento opuesto a la región frontal del armario de carga.
7. El armario de carga centralizado (200, 300, 400) según la reivindicación 3, en donde:
el devanado secundario del transformador de aislamiento (220, 320, 420) está conectado eléctricamente a la primera estructura de conexión a través de una primera línea de conexión, para realizar la conexión eléctrica entre la unidad de carga (230, 330, 430) y el devanado secundario del transformador de aislamiento (220, 320, 420);
en donde la primera línea de conexión entra en el área de carga desde el área de aislamiento a lo largo de un lado superior del armario de carga (310, 410), para realizar la conexión eléctrica con la primera estructura de conexión.
8. El armario de carga centralizado (300) según la reivindicación 4, en donde se proporciona además al menos una unidad de almacenamiento de energía (350) en el área de carga;
en donde cada una de las unidades de almacenamiento de energía (350) está conectada eléctricamente al devanado secundario del transformador de aislamiento (320) a través de una pluralidad de terceras estructuras de conexión, cada una de las unidades de almacenamiento de energía (350) está conectada además eléctricamente a la unidad de distribución de energía (340) a través de una pluralidad de cuartas estructuras de conexión, y la unidad de almacenamiento de energía (350) se puede conectar a una batería externa a través de la unidad de distribución de energía (340) de una manera eléctrica; y
la pluralidad de terceras estructuras de conexión y la pluralidad de cuartas estructuras de conexión están ubicadas respectivamente en la región posterior del área de carga.
9. El armario de carga centralizado (300) según la reivindicación 8, en donde, en el caso de que la batería externa sea una batería que tiene una capacidad que excede un primer umbral, se proporciona una unidad de almacenamiento de energía (350) que tiene una capacidad que exceda un segundo umbral en el área de carga, y la unidad de almacenamiento de energía (350) se puede conectar correspondientemente a la batería a través de la unidad de distribución de energía (340) de una manera eléctrica; o
en un caso donde la batería externa es una pluralidad de baterías que tienen una capacidad inferior a un tercer umbral, se proporciona una pluralidad de unidades de almacenamiento de energía (350) que tienen una capacidad inferior a un cuarto umbral en el área de carga, y la pluralidad de unidades de almacenamiento de energía (350) se pueden conectar a la pluralidad de baterías en correspondencia uno a uno a través de la unidad de distribución de energía (340) de una manera eléctrica.
10. El armario de carga centralizado (300) según la reivindicación 8, en donde la unidad de almacenamiento de energía (350) comprende un módulo de control de almacenamiento de energía y un módulo de almacenamiento de energía L, en donde el módulo de control de almacenamiento de energía está conectado eléctricamente a cada uno de los módulos de almacenamiento de energía L;
una cuarta fila de terminales de conexión rápida se proporcionan en un extremo posterior de cada uno de los módulos de almacenamiento de energía L;
una quinta fila de terminales de conexión rápida y una sexta fila de terminales de conexión rápida se proporcionan en un extremo posterior del módulo de control de almacenamiento de energía;
en donde la cuarta fila de terminales de conexión rápida está conectada a la quinta fila de terminales de conexión rápida en correspondencia uno a uno, y los terminales de conexión rápida correspondientes están conectados a través de una barra colectora de conexión, en donde la cuarta fila de terminales de conexión rápida , la quinta fila de terminales de conexión rápida, la sexta fila de terminales de conexión rápida y la barra colectora de conexión están todas ubicadas en la región posterior del área de carga; y
en donde L es un número entero positivo mayor o igual que uno.
11. El armario de carga centralizado (300) según la reivindicación 10, en donde la sexta fila de terminales de conexión rápida comprende una pluralidad de terminales de entrada y una pluralidad de terminales de salida, en donde la pluralidad de terminales de entrada están conectados a un extremo de la pluralidad de terceras estructuras de conexión en correspondencia uno a uno, y la pluralidad de terminales de salida están conectados a un extremo de la pluralidad de cuartas estructuras de conexión en correspondencia uno a uno;
el devanado secundario del transformador de aislamiento (320) está conectado eléctricamente al otro extremo de la tercera estructura de conexión a través de una tercera línea de conexión, y la tercera línea de conexión entra en el área de carga desde el área de aislamiento a lo largo de un lado superior del armario de carga (310); y
la cuarta estructura de conexión está conectada a la unidad de distribución de energía (340) a través de una cuarta línea de conexión, y la cuarta línea de conexión está conectada a la unidad de distribución de energía (340) a lo largo de un lado inferior del armario de carga (310).
12. El armario de carga centralizado (400) según la reivindicación 1, en donde se proporciona además un área auxiliar (411) en el armario de carga (410), y al menos una de una fuente de alimentación auxiliar (450) y una unidad de monitorización (460) se proporciona en el área auxiliar (411);
en donde la unidad de monitorización (460) comprende un monitor y un módulo de comunicación;
la fuente de alimentación auxiliar (450) está conectada eléctricamente al devanado secundario del transformador de aislamiento (420); o bien, la fuente de alimentación auxiliar (450) está conectada eléctricamente al devanado secundario del transformador de aislamiento (420), el monitor y el módulo de comunicación, respectivamente;
el monitor está conectado eléctricamente a la al menos una unidad de carga (430) y al módulo de comunicación, respectivamente; y
el módulo de comunicación es conectable a una plataforma de gestión de control central externa de una manera eléctrica.
13. El armario de carga centralizado (400) según la reivindicación 12, en donde:
el transformador de aislamiento (420) es conectable a la red de distribución de energía a través de un armario de distribución de energía; y
el monitor es conectable al armario de distribución de energía, y está adaptado para adquirir un estado de una puerta del área de aislamiento y enviar una instrucción de desconexión al armario de distribución de energía y para desconectar la conexión eléctrica entre la red de distribución de energía y el armario de carga centralizado (400) cuando se determina que el estado es un estado anormalmente abierto.
14. El armario de carga centralizado (200, 300, 400) según la reivindicación 2, en donde se proporcionan un ventilador de disipación de calor (238) y un módulo de control (237) en el módulo de control de carga (232), y el ventilador de disipación de calor (238) se proporciona en un panel frontal del módulo de control de carga (232), en donde el panel frontal del módulo de control de carga (232) está ubicado en una superficie del módulo de control de carga (232) que está lejos de la región posterior del área de carga.
15. El armario de carga centralizado (200, 300, 400) según la reivindicación 2, en donde el armario de carga centralizado (200, 300, 400) comprende además: un enfriador de agua;
una tubería de entrada de agua principal, una tubería de salida de agua principal, al menos una tubería de entrada de agua secundaria y al menos una tubería de salida de agua secundaria se proporcionan en el armario de carga centralizado (200, 300, 400), y se proporcionan dos puertos de disipación de calor en cada uno de los módulos de carga M (231);
en donde un extremo de salida del enfriador de agua está conectado a la tubería de entrada de agua principal, y un extremo de entrada del enfriador de agua está conectado a la tubería de salida de agua principal; y
cada tubería de entrada de agua secundaria está conectada a la tubería de entrada de agua principal, cada tubería de salida de agua secundaria está conectada a la tubería de salida de agua principal y los dos puertos de disipación de calor de cada uno de los módulos de carga M (231) están conectados a una tubería de salida de agua secundaria y a una tubería de entrada de agua secundaria, respectivamente.
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