[發明專利]一種高可靠大功率直流充電機

在審

• 申請號: 201710803534.1
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107453462A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 霍錦強;陳剛;梁翔飛;白海濤;何建華
• 申請（專利權）人: 廣東萬城萬充電動車運營股份有限公司
• 主分類號: H02J7/04
• 分類號: H02J7/04;H02J7/06;B60L11/18;H02J7/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及充電技術領域，特別是涉及大功率直流充電機的設計，具體涉及一種高可靠大功率直流充電機。

背景技術

目前國內的直流充電機設計方案都是在交流三相四線制380V的輸入條件下來進行二次設計的，其核心功率轉換部件是三電平拓撲結構的直流充電模塊，散熱方式采用模塊配備的主動風冷散熱+充電機配備的風冷或液冷來散熱，其存在如下相當明顯的缺點：

1）直流充電機使用環境相當惡劣，一般情況下運營方不考慮設備的實際狀況，直接將設備安裝在露天環境下，溫度、粉塵、潮濕、油污、霉變、鹽霧、化學物質等等各類因素嚴重的損害著直流充電模塊的使用壽命及模塊內部的電子元器件及印刷電路板；國標要求的設備IP防護等級僅僅為IP54，在主動風冷的工作模式下無法阻斷水汽、油污、鹽霧、化學物質的進入，從而導致直流充電模塊的不可逆的物理、化學損壞。

2）一般的15KW功率密度較高的主動風冷式直流充電模塊內部使用了2個小直流風機（尺寸受限制），模塊的散熱完全依賴于直流風機；直流充電機再通過強制風冷的方式將模塊內部小直流風機的風量吸出，任意一個風扇故障都會導致直流充電模塊工作環境更惡劣，加速模塊老化，縮短使用壽命。

3）使用15KW功率密度較高的直流充電模塊作為充電機功率轉換核心部件，雖然方便更換，但由于模塊價格昂貴，直流機生產廠家在設計時不會預留足夠功率裕量，導致直流充電模塊的可靠性大大降低。

發明內容

本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種高可靠大功率直流充電機。本發明各模塊功能清晰，結構簡單，直流充電機的利用率高，可靠性高，充電機成本低。

本發明的技術方案是：本發明的高可靠大功率直流充電機，包括有交流輸入斷路器、移相變壓器、整流濾波電路、若干路充電槍支路，其中三相四線交流輸入電壓通過交流輸入斷路器與移相變壓器連接，移相變壓器的輸出與整流濾波電路輸入端連接，整流濾波電路輸出端分出多路，分別與若干路充電槍支路連接。

上述每路充電槍支路包括有直流輸入斷路器、DC/DC功率變換電路、直流輸出斷路器、連接裝置、非車載直流充電機控制器，直流輸入斷路器的輸入端與整流濾波電路輸出端連接，直流輸入斷路器的輸出端與DC/DC功率變換電路連接，DC/DC功率變換電路的輸出與直流輸出斷路器的輸入端連接，直流輸出斷路器的輸出端分別輸出直流電經連接裝置給電動汽車充電，直流輸入斷路器、直流輸出斷路器受到非車載直流充電機控制器的控制，各個直流充電模塊都是獨立工作且受到非車載直流充電機控制器的控制。

本發明與現有技術相比，具有如下技術效果：

1）本發明直流充電機的整機設計模塊化，結構化；

本發明整個直流充電機的設計分為交流輸入、整流濾波、功率轉換、直流輸出、連接裝置和非車載直流充電機控制器組成；

其中，功率轉換有獨立的控制器，且與非車載直流充電機控制器實時通訊，更有利的保證了整個充電過程的可靠和安全；

交流輸入和整流濾波電路是給后級多槍輸出是后級多路輸出的功率轉換輸出的公共部分；

2）本發明整機的主回路功率發熱電子元件（包括交流整流二極管， LLC全橋諧振電路的開關管、高速整流管）安裝在專用的大體積散熱器上來散熱；散熱器通過充電機配備的風冷或液冷來散熱；

3）本發明弱電控制電路封裝在具有良好散熱的殼體內，與功率發熱元件隔熱；提高充電機的IP防護等級，提高系統惡劣環境下的使用壽命。

4）本發明整機采用多路輸出設計。一方面提高充電機的使用效率；另一方面通過功率分配（系統分配）或功率擴充（通過開關管的并聯或整個LLC全橋諧振電路并聯）滿足了未來3～5年電動汽車對直流充電機功率增容的需求；

5）本發明關鍵開關元件使用絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）或SiC功率模塊替代傳統直流充電電源模塊中使用的場效應管（MOSFET）；簡化電源電路設計，提高充電機可靠性，降低充電機成本。

本發明是一種設計巧妙，性能優良，方便實用的大功率直流充電機。

附圖說明

圖1為本發明大功率直流充電機的原理框圖；

圖2為本發明中整流濾波電路的原理框圖；

圖3為本發明中DC/DC功率變換電路的原理框圖；

圖4為本發明中DC/DC功率變換電路的電路原理圖。

具體實施方式

實施例：