[實用新型]一種電動汽車充電站系統主接線系統

有效

• 申請號: 201420557576.3
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN204190425U
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）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）人: 國家電網公司;國網山東省電力公司電力科學研究院;山東魯能智能技術有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及一種電動汽車充電站系統主接線系統。

背景技術

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。我國也把發展電動汽車作為節能減排和新興戰略性產業的重要內容。隨著電池、電機等關鍵技術的不斷突破和成本的快速下降，電動汽車商業化應用前景逐步清晰。

隨著電動汽車的推廣和普及，電動汽車充電站是電動汽車的重要基礎支撐系統，對電動汽車產業發展具有重大影響。而現在充電站系統主接線主要采用分布式供電方式，即每個整流器獨立接入交流母線，具有完整的功率變換電路。由于充電機獨立分布工作，系統要求冗余度高，效率低，諧波和無功問題比較嚴重，整流器調度控制復雜，尤其在要求快速充電的情況下，系統冗余度會更高，設備閑置和資源浪費嚴重。

實用新型內容

本實用新型為了解決上述問題，提出了一種電動汽車充電站系統主接線系統，本系統能夠避免目前分布式供電方式下充電機調度控制復雜，快速充電與系統冗余度高、設備閑置、資源浪費嚴重的現象。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種電動汽車充電站系統主接線系統，包括三相變壓器、交流母線、整流器、直流母線、直流充電樁和電動汽車；充電站交流進線經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汽車，為電動汽車提供電能。

所述交流母線上連接有其它負載。

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

所述整流器包括APFC功率因數整流校正電路、DC/AC逆變電路和同步整流電路，APFC功率因數校正采用無橋電路結構，根據交流電壓的波形和相位控制輸入電流，使其波形正弦化，相位接近電網電壓相位，輸入功率因數大于等于0.999，DC/AC、同步整流電路采用PFM控制，控制開關頻率接近線路固有頻率，開關管在電流過零點同步開通和關斷。

所述整流器為三相交流輸入，輸出電壓高于電動汽車蓄電池滿電最高電壓，應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，每段母線至少承擔充電站設計負荷的60％，對于經常滿負荷運行的充電站，應至少承擔充電站設計負荷的70％。

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

所述三相變壓器為降壓變壓器，其將電網側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。

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開關，所述開關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，輸出固態開關驅動信號，從而控制充電電流和電壓。

優選地，整流器宜采用雙電源供電。

優選地，整流器采用分布式接入，功率與現有技術水平相適應。

優選地，直流母線宜采用雙母線接線，各母線負荷應均勻。

本實用新型的有益效果為：

(1)本實用新型整合利用交直流母線主接線、APFC功率因數校正、諧振軟開關、同步整流、大功率直流固態開關等技術，有效的對充電站設備進行配置，降低設備冗余度，提高設備利用率和設備的負荷率，有效的降低充電站建設成本，并使設備工作在較優的工作狀態下，提高了整體能效，解決了系統整體效率低，設備利用率低，故障率高的問題；

(2)本實用新型整流器分布式接入、直流母線供電和大功率直流固態開關的供電結構，在不增加整流器技術難度和成本的基礎上，解決了設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)本實用新型采用直流母線供電的方式，整流器不直接給電池充電，可以工作在優化的工作狀態，分布式整流器給直流母線供電，直流電壓穩定性較優，大功率直流固態開關僅控制充電電流，充電站的控制和調度得以簡化；

(4)本實用新型提出的直流充電樁，采用大功率直流固態開關，結構和控制都比較簡單，正常工作時兩端壓差小，損耗低效率高，也可以調整輸出電壓，具有一定的靈活性。

附圖說明