[實用新型]一種大功率雙向充電機

有效

• 申請號: 201921424140.6
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN210881738U
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 楊欣然;趙建榮;孟向軍;呂淼;徐關澄;孫亮;王林
• 申請（專利權）人: 西安許繼電力電子技術有限公司
• 主分類號: B60L55/00
• 分類號: B60L55/00;B60L53/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 郭瑤

本實用新型公開了一種大功率雙向充電機，包括多繞組變壓器，所述多繞組變壓器的每個繞組上均電連接有一個充電機模塊，所述充電機模塊包括依次連接的交流濾波電路，AC/DC變換器，直流母線電容，DC/DC變換器和直流濾波電路。通過多繞組工頻變壓器實現電氣隔離，通過多個繞組連接多個充電機模塊的方式實現大功率輸出。采用非隔離的AC/DC拓撲+DC/DC拓撲來解決傳統的充電機使用高頻隔離電路不能實現能量雙向流動和單模塊輸出功率較低的問題。

技術領域

本實用新型屬于大功率汽車雙向充電技術領域，具體涉及一種大功率雙向充電機。

背景技術

隨著科技的不斷進步，新能源汽車變得越來越普及，電動汽車在近幾年來變得越來越普及。隨著汽車續航里程的提升，傳統的小功率充電機已經不能滿足實際需求。大功率充電機可以大幅度縮短充電時間，并且雙向充放電的工作模式也適應電動汽車在夜間不使用時，將車載電池的電能銷售給電網的Vehicle-to-grid(V2G)模式，極大的提高了充電機的功能，并擴大了電動汽車的使用范圍。

現有的充電機使用傳統的維也納+LLC的拓撲方案，受限于維也納和LLC諧振變換器拓撲的特性，應用在V2G工況下的大功率充電機上不能滿足寬電池電壓范圍和雙向能量流動的需求。若將其應用在大功率充電機場合，傳統充電機使用的前級整流拓撲多為維也納整流器、三相無橋PFC等拓撲方案，但這些拓撲都存在功率流向只能為從交流到直流，不能實現能量的雙向流動。傳統充電機的次級部分多為LLC諧振變換器高頻隔離拓撲，大功率的LLC拓撲電路設計較為復雜，LLC諧振變換器中的大功率高頻變壓器隔離使得模塊的體積較大、模塊的散熱困難，LLC拓撲實現雙向能量流動控制極其復雜，電壓調節范圍小，不宜作為量產產品使用，大功率的充電機制作下來成本較高，不具有較高的經濟性。因此市面上的大功率充電機多為15kW～20kW的傳統單相充電機并聯而成，為了實現大功率充電，需要外置龐大的直流接觸器組成的能量分配開關網絡實現為不同功率等級的電動汽車充電，造成充電機整體體積較大，模塊數量眾多，能量單相流動，不能滿足V2G功能要求。

發明內容

本實用新型提供了一種大功率雙向充電機，解決了傳統充電機功率不能雙向流動，單模塊功率較小的問題。

為達到上述目的，本實用新型所述一種大功率雙向充電機，包括多繞組變壓器，所述多繞組變壓器的每個繞組上各電連接有一個充電機模塊，所述充電機模塊包括依次連接的交流濾波電路，AC/DC變換器，直流母線電容，DC/DC變換器和直流濾波電路。

進一步的，多繞組變壓器的每個繞組與充電機模塊之間連接有電磁干擾抑制模塊。

進一步的，AC/DC變換器采用ANPC三電平交流逆變電路、一字型三電平交流逆變電路、 T字型三電平交流逆變電路或兩電平交流逆變電路。

進一步的，DC/DC變換器采用三相交錯Buck-boost電路、單相Buck-boost電路、四相交錯Buck-boost電路、單相一字型三電平拓撲或兩相一字型三電平拓撲交錯并聯電路。

進一步的，AC/DC變換器和DC/DC變換器中的功率器件為IGBT、MOSFET或碳化硅型MOSFET。