充电电源系统包括电源采集器组成的电源采集器群、电源输出器组成的电源输出器群和用于将电源采集器输出的高压直流功率传输给电源输出器的输电线缆，各电源采集器的输入端分别与变压器副边或电源母线连接，其输出的直流电压相等，其输出端通过输电线缆并联连接构成一个各点电位相同的直流电源网络。各电源输出器的输入端通过输电线缆与直流电源网络(300)中任一节点A连接，其输出端为各类充电负载提供直流电源。通过电源采集器根据潮汐式用电状态动态地从低谷用户采集电，动态调制功率开关器件的频率、脉宽或导通区间，改善电源质量和利用无功功率、谐波或负序电流，调用变压器的空载电和电网的低谷电，为新能源汽车的发展提供了重要的基础支撑系统。
Charging power system
The charging power supply system comprises a power output device composed of power collector collector power group group, which consists of power output and the power output of the collector for HVDC power transmission cable transmission power output device, the input end of each power device is respectively connected with the secondary side of the transformer or power bus, the output DC voltage is equal to the the output end is connected by transmission cable composed of a DC power supply network the same potential. The input end of each power output device is connected with any node A of the DC power supply network (300) through the power transmission cable, and the output terminal provides DC power for various charging loads. Through the power collector according to tidal power dynamic state from the low user acquisition frequency, power, pulse width modulation or dynamic power switching device turn-on interval, improving power quality and utilization of reactive power, harmonics and negative sequence current, low power call transformer no-load power and the power grid, provide the basis for important support system for the development of new energy vehicles.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种交、直流两用充电电源系统，特别是适用大功率的充电电源系统， 属于高压大电流电力电子应用
，可用于各种规格的电动轿车、公交车、客车、观光 车、和搬运车等电动车的充、换电或其它工业、民用充、换电。
技术介绍
随着国家能源发展战略的落实和对新能源和节能环保等新兴产业给予重点扶持 政策的实施，人们节能减排的意识不断增强，新能源和节能环保产业的发展十分迅速。以新 能源汽车为例，电动汽车替代(至少部分替代)传统燃油车的趋势日益明显，目前，许多企 业已经研制成功电动汽车，公用或私用电动汽车已经在一些国家上路试用，这使充电公共 基站的地面基础设施建设成为备受关注和需要解决的大问题。近年来，我国汽车行业和能 源行业抛弃了电动汽车和充电站是“先有鸡还是先有蛋”的争论，已经在充电基础设施建设 应该超前于电动汽车发展方面达成共识，因为无论是电动公交车、出租车，还是电动私人轿 车，要实现电动汽车推广必须依赖基础设施建设，传统燃油汽车如果没有大规模的加油站 建设也不会普及。然而，当前充电基础设施建设还存在制约的一些难题，其中为电动汽车随 时随地提供充、换电电源就是最大的难题。首先是充电站建在哪的问题，如果将现有的加油站改造成为充电、换电、加油于一 体的综合服务站，目前无法实现，因为加油站用的是民用电，无法适应大容量电池的充电需 要，给电动汽车充电需要更高的电压和更大的电流，必须将现有的加油站改建成可提供大 功率的工业用电；况且现有的加油站设计也难以满足安全充电的要求，而安全性是对电动 汽车充电站最重要的要求之一。如果在现有私家车停车场、商务和公用车停车场或新建楼 盘和小区停车场加建充电站，由于充电站包括充电机、电能监控系统、有源滤波装置、电源 输出器、变压器、配电柜、电缆等设备，其中变压器原边进线一般接IOKV或者35KV输电线， 变压器功率大，体积大，需要场地，充电站占地面积大，一般需要一个变电站大小，一般架空 线进不了城里，而敷设专门规格的电缆还要打开路面挖沟，不仅用地不好保障，线路铺设改 建难以实现，需要投入大量的建设费用，而且往往因为周围居民反对而无法在城市中心建 设大量的充电站。第二个难题是大功率充电电源能否保质保量供应的问题，目前我国的电力资源还 十分紧缺，尤其是在高峰时间，我国电网常处于满载状态，大规模电动汽车随机充电将产生 大量负荷，如果同时有大量电动汽车在充电，给电网调峰带来困难，因电网无法提供足够的 电量，可能导致输电网跳间。且电动汽车完成充电所需时间较长，充电过程中将完成交直流 功率变换，这些均会对电网的稳定性造成极大冲击，并影响正常的电力供应和用户充电质 量。第三个难题是电动汽车充电不便利的问题，电动汽车充电功率一般在30KW左右， 充电电流近100A，一般不能象电动自行车那样方便地将电池取回家充电，若停车场没有充 电设施或家住高层和长途旅行，如果在最大续航里程之内没有遇到充电站，那么所用电动汽车将有中途停运的风险。而且除了充电环境的限制外，由于电池技术的限制，快速充电目 前无法可靠实现，使电动车充电时间达不到当前加油时间的快捷程度，且依靠现有的充电 设施的技术和条件，无法满足电动汽车通过避峰实现慢充的需求，使充电成本提高，这将大 大削弱新能源汽车使用经济的优越性。第四个难题是充电基础设施如何充电的模式不统一，没有将充电模式、充电运营 模式和基础设施建设结合起来考虑，对充电站与正在发展中的智能电网间的互动结合也未 考虑，无法保证充电的安全性、通用性、互换性。目前为解决上述的技术难题，有人提出了增加电动汽车最大续航能力的方案，有 人提出提高动力电池性能的技术，也有人提出采用电网的低谷电为蓄电池储能再回放的方 案，即电动汽车的蓄电池可以利用夜间低谷廉价电力或风电或太阳能充电，还可以作为蓄 电单元放电，平衡电网峰谷差。还有人提出了采用备用电池更换的方案。这些方案可以解决 上述问题中的一些局部环节，但无法从根本上综合解决前述的问题。因此，目前市场迫切需 要一种利用已有电力网随时随地能够为电动汽车方便安全提供能量补给的充电电源系统， 同时还能跟踪改善交流母线和变压器状况，以满足低碳时代对新能源汽车的配套需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可一揽子解决上述技术难题的充电电源系统，它通过 电源采集器、直流输电网、电源输出器等各环节的创新，实现了低成本、大功率、禾ι佣已有场 地、利用低谷电价降低用电成本和改善变压器运行状态等综合目标。为了实现上述目的，本专利技术的电动车充电系统采用了以下技术方案。一种充电电源系统，包括由至少一个电源采集器(1)组成的电源采集器群 (100)、由至少一个电源输出器⑵组成的电源输出器群(200)和用于将电源采集器⑴输 出的直流功率传输给电源输出器⑵的输电线缆(3)。所述的电源采集器群(100)中的各 电源采集器(1)的输入端分别与变压器副边或电源母线连接，各电源采集器(1)输出的直 流电压相等，各电源采集器(1)的输出端通过输电线缆C3)并联连接在一起构成直流电源 网络(300)。所述的电源输出器群(200)中的各电源输出器(2)的输入端通过输电线缆(3) 与直流电源网络(300)中任一节点A连接，各电源输出器O)的输出端为负载提供直流电 源。所述的各电源采集器(1)的输入为交流或者直流，所述的输电线缆(3)的耐压与 电源采集器(1)输出的电压相符，所述的电源输出器O)的直流输出电压为负载标称充电 电压或者输出直流电压为彡700V。根据本专利技术的一种实施方式，所述的电源采集器⑴包括传感器(500)、微处理器 (600)、由微处理器(600)控制的三相PWM整流桥(11)、单相逆变器(12)、脉冲变压器(13) 和高频整流桥(14)。所述的三相PWM整流桥(11)的输入端(U、V、W)与变压器副边的三相 备用端子或者三相电源母线连接，将电网输入的交流电压转换为直流电压后输出给单相逆 变器(12)，单相逆变器(1 将直流电压逆变为高频脉冲电压后输出给脉冲变压器(13)，与 脉冲变压器(1 的副边连接的高频整流桥(14)将输入的脉冲电压转换为直流电压，该直 流电压通过输电线缆C3)并入直流电源网络(300)或者直接输出给电源输出器O)。所述的 传感器(500)从三相PWM整流桥(11)的输入端(U、V、W)采集电压与电流的相位差、谐波、负序的信息数据，微处理器(600)将传感器(500)采样的数据和人为预先设定的门限进行 比较运算处理，并根据处理结果控制所述的三相PWM整流桥(11)的功率器件的调制频率、 脉冲宽度和导通区间。根据本专利技术的另一种实施方式，所述的电源采集器(1)包括传感器(500)、微处理 器(600)、三相整流桥(110)、由微处理器(600)控制的PWM逆变器(120)、脉冲变压器(13) 和高频整流桥(14)。所述的三相整流桥(110)的输入端(U、V、W)与变压器副边的三相备 用端子或者三相电源母线连接，将电网输入的交流电压转换为直流电压后输出给PWM逆变 器(120)，PWM逆变器(120)将直流电压逆变为高频脉冲电压后输出给脉冲变压器(13)，与 脉冲变压器(1 的副边连接的高频整流桥(14)将输入的脉冲电压转换为直流电压，该直 流电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种充电电源系统，包括：由至少一个电源采集器（１）组成的电源采集器群（１００）、由至少一个电源输出器（２）组成的电源输出器群（２００）和用于将电源采集器（１）输出的直流功率传输给电源输出器（２）的输电线缆（３）；所述的电源采集器群（１００）中的各电源采集器（１）的输入端分别与变压器副边或电源母线连接，各电源采集器（１）输出的直流电压相等，各电源采集器（１）的输出端通过输电线缆（３）并联连接在一起构成直流电源网络（３００）；所述的电源输出器群（２００）中的各电源输出器（２）的输入端通过输电线缆（３）与直流电源网络（３００）中任一节点Ａ连接，各电源输出器（２）的输出端为负载提供直流电源。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马志刚，
申请(专利权)人：丰汇新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：HK
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