[發(fā)明專利]一種電動(dòng)汽車充電站系統(tǒng)主接線系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410505024.2
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104269900A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃德旭;高玉明;張華棟;郭亮;李崗;苗文靜;李建祥;劉海波
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院;山東魯能智能技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車充電站系統(tǒng)主接線系統(tǒng)。

背景技術(shù)

由于能源安全和氣候變化問題日益突出，世界許多國家把交通電氣化作為減少石油依賴、溫室氣體和污染物排放的重要舉措。我國也把發(fā)展電動(dòng)汽車作為節(jié)能減排和新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容。隨著電池、電機(jī)等關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破和成本的快速下降，電動(dòng)汽車商業(yè)化應(yīng)用前景逐步清晰。

隨著電動(dòng)汽車的推廣和普及，電動(dòng)汽車充電站是電動(dòng)汽車的重要基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)，對電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大影響。而現(xiàn)在充電站系統(tǒng)主接線主要采用分布式供電方式，即每個(gè)整流器獨(dú)立接入交流母線，具有完整的功率變換電路。由于充電機(jī)獨(dú)立分布工作，系統(tǒng)要求冗余度高，效率低，諧波和無功問題比較嚴(yán)重，整流器調(diào)度控制復(fù)雜，尤其在要求快速充電的情況下，系統(tǒng)冗余度會更高，設(shè)備閑置和資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種電動(dòng)汽車充電站系統(tǒng)主接線系統(tǒng)，本系統(tǒng)能夠避免目前分布式供電方式下充電機(jī)調(diào)度控制復(fù)雜，快速充電與系統(tǒng)冗余度高、設(shè)備閑置、資源浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)象。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種電動(dòng)汽車充電站系統(tǒng)主接線系統(tǒng)，包括三相變壓器、交流母線、整流器、直流母線、直流充電樁和電動(dòng)汽車；充電站交流進(jìn)線經(jīng)三相變壓器降壓隔離后連接充電站交流母線，交流母線連接有整流器，經(jīng)過整流器整流后接入充電站直流母線，所述直流充電樁連接直流母線，直流充電樁連接電動(dòng)汽車，為電動(dòng)汽車提供電能。

所述交流母線上連接有其它負(fù)載。

所述交流母線之間連接有母聯(lián)斷路器，斷路器兩端安裝隔離開關(guān)，負(fù)載和母線之間安裝有斷路器和隔離開關(guān)，負(fù)載均布于兩段母線之上。

所述整流器包括APFC功率因數(shù)整流校正電路、DC/AC逆變電路和同步整流電路，APFC功率因數(shù)校正采用無橋電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)交流電壓的波形和相位控制輸入電流，使其波形正弦化，相位接近電網(wǎng)電壓相位，輸入功率因數(shù)大于等于0.999，DC/AC、同步整流電路采用PFM控制，控制開關(guān)頻率接近線路固有頻率，開關(guān)管在電流過零點(diǎn)同步開通和關(guān)斷。

所述整流器為三相交流輸入，輸出電壓高于電動(dòng)汽車蓄電池滿電最高電壓，應(yīng)均勻接入充電站直流母線，提供直流電能。

所述交流母線采用單母線分段接線，每段母線至少承擔(dān)充電站設(shè)計(jì)負(fù)荷的60％，對于經(jīng)常滿負(fù)荷運(yùn)行的充電站，應(yīng)至少承擔(dān)充電站設(shè)計(jì)負(fù)荷的70％。

所述交流母線上設(shè)置若干個(gè)有集中式諧波治理和無功補(bǔ)償裝置，且集中式諧波治理和無功補(bǔ)償裝置均布于各段母線。

所述三相變壓器為降壓變壓器，其將電網(wǎng)側(cè)電壓降低到充電站交流母線電壓。

所選直流母線電壓高于電動(dòng)汽車蓄電池滿電最高電壓，方便為蓄電池充電，直流母線與交流分段母線相對應(yīng)。

所述直流充電樁包括連接著的控制電路和大功率直流固態(tài)開關(guān)，所述開關(guān)的電流額定值不低于充電站快充要求。

所述的控制電路至少包括人機(jī)界面、通訊、控制功能，能上傳本地信息并接收本地或控制中心的指令，輸出固態(tài)開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號，從而控制充電電流和電壓。

優(yōu)選地，整流器宜采用雙電源供電。

優(yōu)選地，整流器采用分布式接入，功率與現(xiàn)有技術(shù)水平相適應(yīng)。

優(yōu)選地，直流母線宜采用雙母線接線，各母線負(fù)荷應(yīng)均勻。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明整合利用交直流母線主接線、APFC功率因數(shù)校正、諧振軟開關(guān)、同步整流、大功率直流固態(tài)開關(guān)等技術(shù)，有效的對充電站設(shè)備進(jìn)行配置，降低設(shè)備冗余度，提高設(shè)備利用率和設(shè)備的負(fù)荷率，有效的降低充電站建設(shè)成本，并使設(shè)備工作在較優(yōu)的工作狀態(tài)下，提高了整體能效，解決了系統(tǒng)整體效率低，設(shè)備利用率低，故障率高的問題；

(2)本發(fā)明整流器分布式接入、直流母線供電和大功率直流固態(tài)開關(guān)的供電結(jié)構(gòu)，在不增加整流器技術(shù)難度和成本的基礎(chǔ)上，解決了設(shè)備利用率和大電流充電之間的矛盾，為快速充電提供了一種解決方案；

(3)本發(fā)明采用直流母線供電的方式，整流器不直接給電池充電，可以工作在優(yōu)化的工作狀態(tài)，分布式整流器給直流母線供電，直流電壓穩(wěn)定性較優(yōu)，大功率直流固態(tài)開關(guān)僅控制充電電流，充電站的控制和調(diào)度得以簡化；

(4)本發(fā)明提出的直流充電樁，采用大功率直流固態(tài)開關(guān)，結(jié)構(gòu)和控制都比較簡單，正常工作時(shí)兩端壓差小，損耗低效率高，也可以調(diào)整輸出電壓，具有一定的靈活性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中電動(dòng)汽車充電站系統(tǒng)主接線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；