[實用新型]基于高耐壓IGBT直流配電的電動汽車充電站

有效

• 申請號: 201720634824.3
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN207304036U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 霍錦強;陳剛;梁翔飛;白海濤;何建華;吳志磊;陳航;左錦;王久平
• 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: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/02;B60L11/18
• 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

本實用新型是一種基于高耐壓IGBT直流配電的電動汽車充電站，特別是涉及一種大功率非車載直流配電的電動汽車充電站，屬于基于高耐壓IGBT直流配電的電動汽車充電站的創新技術。

背景技術

隨著電動汽車的普及，大功率充電設備應用越來越多，大功率電動汽車充電站也越來越多，傳統的大功率充電站設備效率低，建設成本高、占地面積大，急需突破一種低成本、高可靠的大功率充電站技術。

發明內容

本實用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種基于高耐壓IGBT直流配電的電動汽車充電站。本實用新型采用直流配電，穩定可靠，且成本低。

本實用新型的技術方案是：本實用新型的基于高耐壓IGBT直流配電的電動汽車充電站，包括有高壓斷路器、高壓工頻變壓器、高壓直流變換裝置、充電機，其中三相高壓輸入電壓通過高壓斷路器與高壓工頻變壓器輸入端連接，高壓工頻變壓器的輸出端與高壓直流變換裝置連接，高壓直流變換裝置將三相高壓輸入交流電變換為直流電供電至充電機。

本實用新型與現有技術相比，具有如下技術效果：

1）本實用新型高壓變壓器輸入交流電壓為10Kv，輸出交流電壓范圍為0.4Kv～4Kv，高壓直流變換裝置的輸入電壓范圍為0.4Kv～4Kv三相交流電壓，輸出為直流電壓，輸出的直流電壓作為充電站內充電機的供電電壓，解決了高壓輸入電壓的整流及對輸入的功率因素校正；

2）本實用新型高壓直流的高頻逆變將高壓直流逆變成高頻脈沖交流，再通過高頻變壓器降壓成需求電壓；變壓器使用高功率密度的高頻變壓器，變壓器體積小、重量輕，成本低廉；

3）本實用新型高頻整流電路采用快速整流管組成的橋式整流；橋式整流對變壓器要求最低，變壓器的利用率最高，功率擴展便利；

4）本實用新型高壓直流變換裝置包括有配電交流輸入EMI濾波電路、配電工頻整流電路、基于IGBT配電功率因素校正電路、基于IGBT配電LLC全橋逆變電路、配電高頻變壓器、配電高頻整流電路、配電防倒灌直流輸出電路、配電PWM隔離驅動控制電路、配電控制器，其中配電交流輸入EMI濾波電路、配電工頻整流電路、基于IGBT配電功率因素校正電路、基于IGBT配電LLC全橋逆變電路、配電高頻變壓器、配電高頻整流電路、配電防倒灌直流輸出電路構成功率主回路，本實用新型配電PWM隔離驅動控制電路及配電控制器與功率主回路高耐壓隔離；

5）本實用新型關鍵開關器件使用單個高耐壓絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）；單個絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）的耐壓不能完全解決高輸入電壓的問題，因此在高壓斷路器和高壓直流變換裝置之間增加一個功率高壓變壓器。高壓變壓器的隔離降壓解決了單個高耐壓絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）耐壓不足的問題；兩級隔離同時降低了高壓變壓器和高頻變壓器兩個變壓器的原邊、副邊隔離耐壓要求，簡化變壓器制造工藝和難度，縮小了高壓變壓器的體積；

6）本實用新型采用直流配電，因直流配電沒有相位和功角，不存在穩定問題，只要電壓降，網損等技術指標符合要求，就可達到傳輸的目的，無需考慮穩定問題；只要輸出電壓一致，直流配電基本不需要處理就可以串聯、并聯，擴大輸出功率；且直流配電材料成本比三相四線的交流輸電低，僅僅需要交流輸電的1/3或更低。

7）本實用新型充電機的直流充電模塊改變傳統的三相四線380VAC交流輸入結構模式，簡化電磁兼容要求及設計，去除整流及功率因素校正；關鍵開關器件使用IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）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LLC全橋諧振電路結構；直流充電模塊功率密度大大增加，轉換效率更高，直流充電機的設計更加靈活；

8）本實用新型功率器件安裝在功率器件散熱器上；功率器件散熱器是風冷或液冷散熱器；僅僅需要對功率器件散熱器散熱；高壓直流變換裝置的配電控制器和配電PWM隔離驅動電路封裝在弱電殼體內，弱電殼體與功率器件散熱器隔離實現隔熱；

9）本實用新型弱電控制電路封裝在具有良好散熱的殼體內，與功率發熱器件隔熱；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。

本實用新型是一種設計巧妙，性能優良，方便實用的基于高耐壓IGBT直流配電的電動汽車充電站。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理圖；

圖2為本實用新型高壓直流變換裝置的原理框圖；

圖3為本實用新型高壓直流變換裝置的電路原理圖；

圖4為本實用新型充電機的原理框圖；