CN207173336U - 一种用于电动车蓄电池的直流充电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种用于电动车蓄电池的直流充电装置，包括配电变压器和一个以上直流充电桩，配电变压器包括一个三相一次绕组和一个以上三相二次绕组，三相二次绕组与直流充电桩的个数相同，各个三相二次绕组相互独立且不直接接地，每个直流充电桩内均设置有充电桩控制器和高频PWM整流滤波电路，充电桩控制器用于控制高频PWM整流滤波电路的输出电流及功率因数，高频PWM整流滤波电路的输入端连接配电变压器的一个三相二次绕组，高频PWM整流滤波电路的输出端连接直流充电桩的充电接口。本实用新型降低了直流充电装置结构和线路的复杂程度，大大减少了直流充电装置的建设投资成本和运行维护费用。

Description

一种用于电动车蓄电池的直流充电装置
技术领域
本实用新型涉及电池充电技术领域，尤其涉及一种用于电动车蓄电池的直流充电装置。
背景技术
电动车蓄电池充电时，为满足快速性要求，需采用直流充电装置，直流充电装置通过配电变压器接入电网，利用配电变压器的二次绕组供电。目前，直流充电装置采用多个开关电源配合控制装置实现，由于电动车蓄电池具有容量大的特点，受电子器件的性能影响，单个开关电源的容量相对较小，无法满足大容量蓄电池的充电要求，因此现有直流充电桩是由多个开关电源并联而成，控制装置根据蓄电池的充电需求对各个并联的开关电源进行功率分配。此外，由于直流充电装置的充电桩共用配电变压器的一组二次绕组，为避免短路故障，需要通过高频变压器对开关电源的输入输出进行电气隔离，上述装置使用的电力电子器件较多，接线复杂，因此整体成本较高，故障多且维护困难。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于电动车蓄电池的直流充电装置，能够降低充电装置结构和线路的复杂程度，减少直流充电装置建设投资成本，减少运行维护费用。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种用于电动车蓄电池的直流充电装置，包括配电变压器和一个以上直流充电桩，所述的配电变压器包括一个三相一次绕组和一个以上三相二次绕组，所述的三相二次绕组与直流充电桩的个数相同，各个三相二次绕组相互独立且不直接接地，每个直流充电桩内均设置有充电桩控制器和高频PWM整流滤波电路，所述的充电桩控制器用于控制高频PWM整流滤波电路的输出电流及功率因数，高频PWM整流滤波电路的输入端连接配电变压器的一个三相二次绕组，高频PWM整流滤波电路的输出端连接直流充电桩的充电接口。
所述的高频PWM整流滤波电路采用电流型PWM整流器，包括滤波器、整流桥、续流二极管、储能电感和滤波电容，所述的配电变压器的三相二次绕组通过滤波器连接整流桥的输入端，所述的整流桥的正输出端连接续流二极管的负极和储能电感的一端，储能电感的另一端连接滤波电容的正极，整流桥的负输出端连接续流二极管的正极和滤波电容的负极。
所述的整流桥采用的开关管为绝缘栅双极型晶体管或场效应晶体管。
本实用新型采用具有多个三相二次绕组的配电变压器，利用各个三相二次绕组相互独立且不直接接地的特点，使得一个三相二次绕组只为一个直流充电桩供电，有效实现了各个直流充电桩之间以及直流充电桩与地之间的电气隔离，避免了高频隔离变压器的使用，减少了元器件，降低了充电装置的投资成本；
本实用新型采用高频PWM整流滤波电路，通过PWM调制完成对整流滤波电路输出电流及功率因数的控制，使其满足电动车蓄电池的充电需求，不仅有效简化了充电桩的电气结构，而且提高了充电装置的功率因数，减少了充电装置对电网的谐波污染；
本实用新型使用的电子元器件较少，接线简单，并且能够通过多台并联扩大容量，大大降低了充电装置的生产成本，提高了充电装置的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的一种用于电动车蓄电池的直流充电装置，包括配电变压器1和一个以上直流充电桩，配电变压器1包括一个三相一次绕组11和一个以上三相二次绕组12，三相二次绕组12与直流充电桩的个数相同，各个三相二次绕组12相互独立且不直接接地，每个三相二次绕组12只为一个直流充电桩供电，实现各个直流充电桩之间以及直流充电桩与地之间的电气隔离，避免充电装置使用高频变压器进行电气隔离，降低了投资成本。由于本实用新型的各个直流充电桩的结构相同，因此图中画出两个进行示意，下面针对其中一个进行详细说明，其余省略。
本实用新型的直流充电桩内设置有充电桩控制器和高频PWM整流滤波电路，高频PWM整流滤波电路的输入端连接配电变压器1的一个三相二次绕组12，高频PWM整流滤波电路的输出端连接直流充电桩的充电接口。充电桩控制器用于通过PWM调制完成对整流滤波电路输出电流大小和功率因数的控制，经滤波使电流纹波、稳流情况达到电动车蓄电池的需求。具体地，直流充电桩的充电接口连接电动车的车载电池管理***后，充电桩控制器按照蓄电池的充电策略以及提高充电装置功率因数的要求调制载波，进而控制高频PWM整流滤波电路中开关管的导通与截止，实现整流以及输出电流的大小控制。充电桩控制器与车载电池管理***建立连接并调制载波进行整流和电流大小控制为现有技术，在此不再赘述。
本实用新型的高频PWM整流滤波电路采用电流型PWM整流器，包括由滤波电感L1、L2、L3和储能电容C1、C2、C3组成的滤波器、由开关管V1、V2、V3、V4、V5、V6和二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成的整流桥、续流二极管D7、储能电感L4和滤波电容C4，配电变压器1的三相二次绕组12通过滤波器连接整流桥的输入端，整流桥的正输出端连接续流二极管D7的负极和储能电感L4的一端，储能电感L4的另一端连接滤波电容C4的正极，整流桥的负输出端连接续流二极管D7的正极和滤波电容C4的负极。各个整流桥臂采用的开关管为绝缘栅双极型晶体管或场效应晶体管，即IGBT或MOS管，充电桩控制器输出的调制波经过电气隔离和功率驱动来控制开关管的栅极完成整流及电流大小调控，通过充电桩输出端子U向电动车蓄电池充电。需要说明的是，本实用新型的配电变压器1的各个三相二次侧绕组12的线电压等于最高蓄电池电压与调制损耗电压和15%的电网波动电压之和。
本实用新型利用特制的配电变压器和电流型PWM整流器形成大容量直流充电桩，不仅有效降低了充电装置的复杂程度，减少了投资成本和维护费用，同时提高了充电装置的功率因数，减少了对电网的谐波污染。

Claims (3)

1.一种用于电动车蓄电池的直流充电装置，其特征在于：包括配电变压器和一个以上直流充电桩，所述的配电变压器包括一个三相一次绕组和一个以上三相二次绕组，所述的三相二次绕组与直流充电桩的个数相同，各个三相二次绕组相互独立且不直接接地，每个直流充电桩内均设置有充电桩控制器和高频PWM整流滤波电路，所述的充电桩控制器用于控制高频PWM整流滤波电路的输出电流及功率因数，高频PWM整流滤波电路的输入端连接配电变压器的一个三相二次绕组，高频PWM整流滤波电路的输出端连接直流充电桩的充电接口。
2.如权利要求1所述的一种用于电动车蓄电池的直流充电装置，其特征在于：所述的高频PWM整流滤波电路采用电流型PWM整流器，包括滤波器、整流桥、续流二极管、储能电感和滤波电容，所述的配电变压器的三相二次绕组通过滤波器连接整流桥的输入端，所述的整流桥的正输出端连接续流二极管的负极和储能电感的一端，储能电感的另一端连接滤波电容的正极，整流桥的负输出端连接续流二极管的正极和滤波电容的负极。
3.如权利要求2所述的一种用于电动车蓄电池的直流充电装置，其特征在于：所述的整流桥采用的开关管为绝缘栅双极型晶体管或场效应晶体管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108767951A (zh) * 2018-06-01 2018-11-06 薛洛良 一种用于电动车蓄电池的直流充电***
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WO2023168757A1 (zh) * 2022-03-09 2023-09-14 薛洛良 Csr高频pwm整流电路输出对地平衡的并联方法

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