[發(fā)明專利]一種電動(dòng)汽車充電站主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310027945.8
• 申請(qǐng)日: 2013-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN103107583A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛金會(huì);榮海;李濤永;閆華光;王鶴;范瀅;蔣利民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): H02J7/02
• 分類號(hào): H02J7/02;H02M7/219
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于現(xiàn)代交通技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動(dòng)汽車充電站主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

以電動(dòng)汽車為主的新能源汽車發(fā)展已經(jīng)列入“十二五”規(guī)劃，成為我國(guó)節(jié)能減排、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重大工程。各行業(yè)都積極開展電動(dòng)汽車及交流充電樁、直流充換電站等基礎(chǔ)設(shè)施的試點(diǎn)建設(shè)工作。出租車、環(huán)衛(wèi)車、公交車等公共服務(wù)領(lǐng)域的電動(dòng)汽車試點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目開展迅速，預(yù)計(jì)到2015年左右，會(huì)在20個(gè)以上示范城市和周邊區(qū)域建成由40萬(wàn)個(gè)充電樁、2000個(gè)充換電站構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)化供電體系，來滿足電動(dòng)汽車大規(guī)模商業(yè)化示范能源供給需求。

充電站為電動(dòng)汽車運(yùn)行提供能量補(bǔ)給，是電動(dòng)汽車的重要基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)，也是電動(dòng)汽車商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化過程中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大影響。而現(xiàn)在充電站的供電方式主要是獨(dú)立交流充電方式，采用三相交流作為輸入電源，每個(gè)充電機(jī)接入交流母線。每個(gè)充電機(jī)具有完整的功率變換電路，包括二極管整流橋、LC濾波環(huán)節(jié)、DC/DC變換器等部分，輸入端用二極管整流。由于每個(gè)充電機(jī)都具有交直流變換裝置，造成系統(tǒng)整體效率較低，由于對(duì)輸出電壓沒有控制，輸出電壓隨負(fù)載波動(dòng)變化較大，使得下一級(jí)電路的設(shè)計(jì)必須留出一定的裕量，造成對(duì)器件使用效率的限制，且輸入端電流諧波含量十分豐富，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)低，對(duì)電網(wǎng)的污染大。如果在大型充電站中，多臺(tái)充電機(jī)同時(shí)工作時(shí)，產(chǎn)生的諧波和無功功率問題，會(huì)對(duì)電網(wǎng)及其他用電設(shè)備產(chǎn)生巨大的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種電動(dòng)汽車充電站主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以有效提高電動(dòng)汽車充電機(jī)的充電能效水平，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的校正，解決功率因數(shù)和電流波形質(zhì)量等問題，減小直流充電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的諧波污染，可以有效的降低充電站的電能損耗，提高整體能效。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

提供一種電動(dòng)汽車充電站主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括三相變壓器、PWM整流器、電動(dòng)汽車充電機(jī)和電動(dòng)汽車蓄電池；交流電源經(jīng)三相變壓器和PWM整流器分別進(jìn)行降壓和整流后，為所述電動(dòng)汽車充電機(jī)提供直流電源，所述電動(dòng)汽車充電機(jī)為電動(dòng)汽車蓄電池提供電能。

所述三相變壓器為降壓變壓器，其將電網(wǎng)側(cè)10kV電壓降低到0.4kV電壓經(jīng)PWM整流器提供給電動(dòng)汽車充電機(jī)。

所述PWM整流器為三相橋式PWM整流器；所述三相橋式PWM整流器采用直接電流控制，通過運(yùn)算求出交流輸入電流指令值，引入交流電流反饋，通過對(duì)交流電流的直接控制而使其跟蹤指令電流值，使其輸入電流接近正弦波，且和輸入電壓同相位，功率因數(shù)近似為1。

所述三相橋式PWM整流器采用直流母線供電方式為電動(dòng)汽車充電機(jī)提供直流電源。

所述電動(dòng)汽車充電機(jī)包括非隔離DC/DC變換器；所述非隔離DC/DC變換器為降壓型非隔離DC/DC變換器。

所述非隔離DC/DC變換器的主電路包括IGBT、續(xù)流二極管、濾波電感和電容，所述IGBT和續(xù)流二極管反并聯(lián)，所述IGBT導(dǎo)通時(shí)負(fù)載電流呈指數(shù)曲線上升，IGBT關(guān)斷時(shí)負(fù)載電流經(jīng)續(xù)流二極管續(xù)流，負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明整合利用直流母線供電方式、PWM整流技術(shù)、電動(dòng)汽車充電機(jī)只包含非隔離DC-DC變換器，有效降低電動(dòng)汽車充電機(jī)的能耗，提高了整體能效，解決了以往每個(gè)電動(dòng)汽車充電機(jī)都具有交直流變換裝置，系統(tǒng)整體效率較低，諧波量較大，元器件使用效率低等問題；

2、本發(fā)明應(yīng)用三相橋式PWM整流器，由電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)構(gòu)成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，采用SPWM算法對(duì)輸入電流、輸出電壓進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)電流正弦化、單位功率因數(shù)和直流母線電壓穩(wěn)定；

3、本發(fā)明所提出的電動(dòng)汽車充電機(jī)只應(yīng)用非隔離型DC/DC變換器，與傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車充電機(jī)所采用的隔離DC-DC變換器相比可以根據(jù)蓄電池需要提供多個(gè)檔級(jí)的電壓，又不會(huì)使供電電流過大，效率更高，體積更小，電路更簡(jiǎn)單。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中電動(dòng)汽車充電站主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中PWM整流器控制策略示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中非隔離DC/DC變換器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中電動(dòng)汽車充電機(jī)控制策略示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。