一种基于高压直流配电的电动车充电站制造技术

本发明专利技术公开一种基于高压的直流配电的电动车充电站，包括高压断路器、高压直流变换装置和充电机，其中：三相高压输入电压通过高压断路器与高压直流变换装置连接，高压直流变换装置将三相高压输入交流电变换为直流电供电至充电机。本发明专利技术提出了一种直流配电的充电站的发明专利技术构思，通过高压直流变换装置的设置，采用高耐压的开关器件实现功率因素校正和LLC全桥逆变，将三相高压输入交流电变换为直流电供电至充电机，且简化直流充电模块设计，提高直流充电模块的功率密度，提升充电机稳定性，降低充电站的建设成本。低充电站的建设成本。低充电站的建设成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高压直流配电的电动车充电站


[0001]本专利技术涉及充电站
，特别涉及一种基于高压直流配电的电动车充电站。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的普及，大功率充电设备应用越来越多，大功率电动汽车充电站也越来越多，传统的大功率充电站设备结构复杂，元件繁多，效率低，能耗大，返修率高，建设成本高，占地面积大，而且大功率电动汽车充电站需要输入大功率，一旦输入功率超过150KW，按照供电局的操作要求必须在充电站的输入端另外加装高压变压器柜，而不能直接接入三相五线380VAC交流电，而传统的高压变压器柜的关键部件是50HZ三相干式安全隔离变压器，体积庞大，成本昂贵。急需突破一种低成本、高可靠的大功率充电站技术。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的是本专利技术技术方案旨在提供一种基于高压直流配电的电动车充电站，突破一种低本本、高可靠、大功率的充电站技术。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提出的一种基于高压直流配电的电动车充电站，其特征在于，包括高压断路器、高压直流变换装置和充电机，其中：三相高压输入电压通过高压断路器与高压直流变换装置连接，高压直流变换装置将三相高压输入交流电变换为直流电供电至充电机。
[0005]优选地，高压变压器输入交流电压为10Kv，输出交流电压范围为0.4Kv～ 4Kv；上述高压直流变换装置输入电压范围为0.4Kv～4Kv三相交流电，输出直流配电，输出的直流配电作为充电站内充电机的供电电源。
[0006]优选地，上述高压直流变换装置包括有配电交流输入EMI滤波电路、配电工频整流电路、配电功率因素校正电路、配电LLC全桥逆变电路、配电高频变压器、配电高频整流电路、配电防倒灌直流输出电路、配电PWM隔离驱动控制电路、配电控制器，其中配电交流输入EMI滤波电路的输入端与高压断路器的输出端连接，配电工频整流电路的输入端与交流输入EMI滤波电路的输出端连接，配电工频整流电路的输出端与配电功率因素校正电路的输入端连接，配电功率因素校正电路的输出端与配电LLC全桥逆变电路的输入端连接，配电高频变压器的输入线圈与配电LLC全桥逆变电路的输出端连接，配电高频变压器的输出线圈与配电高频整流电路的输入端连接，配电高频整流电路的输出端通过配电防倒灌直流输出电路与充电机的输入端连接，配电控制器通过配电PWM隔离驱动控制电路与配电功率因素校正电路及配电LLC 全桥逆变电路连接，配电高频整流电路的输出端通过配电PWM隔离驱动控制电路与配电控制器连接。
[0007]优选地，上述配电工频整流电路包括有由二极管D1、D2、D3、D4、D5、 D6组成的桥式整流电路；上述配电功率因素校正电路包括有开关管Q5，电容 C1、C2，二极管D7，变压器T1，电感L1，其中Q5的门极与高压直流变换PWM 隔离驱动控制电路连接，Q5的集电极与二极管D7的阳极连接及与电感L1的一端连接，Q5的发射极与变压器T1的初级线圈连接，变压器T1
的次级线圈与高压直流变换PWM隔离驱动控制电路连接，变压器T1的初级线圈还与电容 C1、C2的一端连接，电容C1的另一端与电感L1的另一端连接，C2的另一端与二极管D7的阴极连接；上述配电LLC全桥逆变电路包括有四个开关管及其外围电路，开关管分别是Q1、Q2、Q3、Q4,其中Q1的门极、Q2的门极、Q3 的门极、Q4的门极都与配电PWM隔离驱动控制电路连接，Q1的发射极、Q2的集电极、Q3的发射极、Q4的集电极都与配电高频变压器T2的初级线圈连接， Q1的集电极及Q3的集电极与与二极管D7的阴极连接，Q2的发射极及Q4的发射极都与与变压器T1的初级线圈连接，配电高频整流电路包括有由二极管 D9、D10、D11、D12组成的桥式整流电路；配电防倒灌直流输出电路包括有二极管D8，二极管D8的阳极与由二极管D9、D10、D11、D12组成的桥式整流电路的输出端连接，二极管D8的阴极与充电机的输入端连接。
[0008]优选地，上述配电工频整流电路中的二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6是功率器件；配电功率因素校正电路中的二极管D7及开关管Q5是功率器件；配电LLC全桥逆变电路中的IGBT器件Q1、Q2、Q3、Q4是功率器件；配电高频整流电路中的二极管D9、D10、D11、D12是功率器件；配电防倒灌直流输出电路中的二极管D8是功率器件；上述功率器件安装在第一散热器上；第一散热器采用风冷和/或液冷散热器；高压直流变换装置的配电控制器和配电 PWM隔离驱动电路封装在第一导热壳体内，高压直流变换装置的配电控制器及配电PWM隔离驱动电路，与第一散热器隔离设置。
[0009]优选地，上述充电机输入电压为0.8Kv～1Kv直流电压，包括有直流断路器、直流充电模块、非车载直流充电机控制器、开关K，其中直流充电模块的输入端与直流断路器的输出端连接，直流充电模块的输出端与开关K连接，且开关K和直流断路器的通断由非车载直流充电机控制器控制。
[0010]优选地，上述充电机中的直流充电模块包括有直流输入EMI滤波电路、充电模块LLC全桥逆变电路、充电模块高频变压器、充电模块高频整流电路、充电模块防倒灌直流输出电路、充电模块PWM隔离驱动控制电路、充电模块控制器，其中直流输入EMI滤波电路的输入端与高压直流变换装置的输出端连接，充电模块LLC全桥逆变电路的输入端与直流输入EMI滤波电路的输出端连接，充电模块LLC全桥逆变电路的输出端与充电模块高频变压器的初级线圈连接，充电模块高频变压器的次级线圈与充电模块高频整流电路的输入端连接，充电模块高频整流电路的输出端与直流充电防倒灌直流输出电路的输入端连接，充电模块防倒灌直流输出电路的输出端与充电汽车连接，充电模块控制器通过充电模块PWM隔离驱动控制电路驱动充电模块LLC全桥逆变电路的开关管，充电模块高频整流电路的输出电压、电流还通过充电模块PWM 隔离驱动控制电路采样给充电模块控制器。
[0011]优选地，上述直流充电模块中的充电模块LLC全桥逆变电路包括四个开关管及其外围电路，四个开关管分别是Q21、Q22、Q23、Q24，Q21的门极、 Q22的门极、Q23的门极、Q24的门极都与高压直流变换PWM隔离驱动控制电路连接，Q21的发射极、Q22的集电极、Q23的发射极、Q24的集电极都与高压直流变换高频变压器T22的初级线圈连接，Q21的集电极及Q23的集电极与与铝电解电容C22的正端连接，Q22的发射极及Q24的发射极都与铝电解电容 C22的负端连接，充电模块高频整流电路包括有由二极管D29、D30、D31、D32 组成的桥式整流电路；充电模块防倒灌直流输出电路包括有二极管D28，二极管D28的阳极与由二极管D29、D30、D31、D32组成的桥式整流电路的输出端正端连接，二极管D8的阴极与电动车的输入端连接。
[0012]优选地，上述充电机的充电模块LLC全桥逆变电路的四个开关管Q21、Q22、 Q23、Q24是功率器件；充电模块高频整流电路中的二极管D29、D30、D31、 D32是功率器件；充电模块防倒灌直流输出电路中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高压直流配电的电动车充电站，其特征在于，包括高压断路器、高压直流变换装置和充电机，其中：三相高压输入电压通过高压断路器与高压直流变换装置连接，高压直流变换装置将三相高压输入交流电变换为直流电供电至充电机。2.如权利要求1所述的基于高压直流配电的电动车充电站，其特征在于，上述高压直流变换装置输入电压范围为0.4Kv～4Kv三相交流电。3.如权利要求2所述的基于高压直流配电的电动车充电站，其特征在于，上述高压直流变换装置包括有配电交流输入EMI滤波电路、配电工频整流电路、配电功率因素校正电路、配电LLC全桥逆变电路、配电高频变压器、配电高频整流电路、配电防倒灌直流输出电路、配电PWM隔离驱动控制电路、配电控制器，其中配电交流输入EMI滤波电路的输入端与高压断路器的输出端连接，配电工频整流电路的输入端与交流输入EMI滤波电路的输出端连接，配电工频整流电路的输出端与配电功率因素校正电路的输入端连接，配电功率因素校正电路的输出端与配电LLC全桥逆变电路的输入端连接，配电高频变压器的输入线圈与配电LLC全桥逆变电路的输出端连接，配电高频变压器的输出线圈与配电高频整流电路的输入端连接，配电高频整流电路的输出端通过配电防倒灌直流输出电路与充电机的输入端连接，配电控制器通过配电PWM隔离驱动控制电路与配电功率因素校正电路及配电LLC全桥逆变电路连接，配电高频整流电路的输出端通过配电PWM隔离驱动控制电路与配电控制器连接。4.如权利要求1所述的基于高压直流配电的电动车充电站，其特征在于，上述配电工频整流电路包括有由二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成的桥式整流电路；上述配电功率因素校正电路包括有开关管Q5，电容C1、C2，二极管D7，变压器T1，电感L1，其中Q5的门极与高压直流变换PWM隔离驱动控制电路连接，Q5的集电极与二极管D7的阳极连接及与电感L1的一端连接，Q5的发射极与变压器T1的初级线圈连接，变压器T1的次级线圈与高压直流变换PWM隔离驱动控制电路连接，变压器T1的初级线圈还与电容C1、C2的一端连接，电容C1的另一端与电感L1的另一端连接，C2的另一端与二极管D7的阴极连接；上述配电LLC全桥逆变电路包括有四个开关管及其外围电路，开关管分别是Q1、Q2、Q3、Q4,其中Q1的门极、Q2的门极、Q3的门极、Q4的门极都与配电PWM隔离驱动控制电路连接，Q1的发射极、Q2的集电极、Q3的发射极、Q4的集电极都与配电高频变压器T2的初级线圈连接，Q1的集电极及Q3的集电极与与二极管D7的阴极连接，Q2的发射极及Q4的发射极都与与变压器T1的初级线圈连接，配电高频整流电路包括有由二极管D9、D10、D11、D12组成的桥式整流电路；配电防倒灌直流输出电路包括有二极管D8，二极管D8的阳极与由二极管D9、D10、D11、D12组成的桥式整流电路的输出端连接，二极管D8的阴极与充电机的输入端连接。5.如权利要求4所述的基于高压直流配电的电动车充电站，其特征在于，上述配电工频整流电路中的二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6是功率器件；配电功率因素校正电路中的二极管D7及开关管Q5是功率器件；配电LLC全桥逆变电路中的IGBT器件Q1、Q2、Q3、Q4是功率器件；配电高频整流电路中的二极管D9、D10、D11、D12是功率器件；配电防倒灌直流输出电路中的二极管D8是功率器件；上述功率器件安装在第一散热器上...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍锦强，陈刚，梁翔飞，白海涛，何建华，吴志磊，陈航，左锦，王久平，
申请(专利权)人：广州万城万充新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：