直流充电的充电站系统技术方案

本发明专利技术公开了一种直流充电的充电站系统，包括配电变压器(1)、供电电缆(2)以及至少一组充电桩(3)，在配电变压器(1)处设有一个多脉冲变压整流器(4)或将配电变压器和多脉冲整流器整合成一个配电变压整流器，用于将交流电转换为直流电，充电桩(3)内部设有直流‑直流变换器，用于转换所述直流电的电压。本发明专利技术提供的一种直流充电的充电站系统能够大幅提高系统的可靠性，并能够提高电能的转换效率，降低电力损耗。

DC charging station system

The invention discloses a DC charging charging station system, including power distribution transformer (1), the power supply cable (2) and at least one group of charging pile (3), in the distribution transformer (1) is provided with a multi pulse rectifier (4) or the distribution transformer and multi pulse rectifier integrated into a a distribution transformer rectifier to convert alternating current to direct current, charging pile (3) is arranged inside the DC DC converter for converting the DC voltage. The invention provides a charging station system with direct current charging, which can greatly improve the reliability of the system, and can improve the conversion efficiency of the electric energy and reduce the power loss.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力
，具体涉及一种直流充电的充电站系统。
技术介绍
随着环保意识的不断提升，作为新能源汽车的电动汽车日益受到大众的青睐。对于电动汽车来说，快速充电桩是不可或缺的配置。现有的电动汽车快速充电桩一般采用三相交流供电，经过两级电力变换后给蓄电池充电。如图1所示，第一级变换是把三相交流电转换为充电桩内部的高压直流电，通常是通过一个三相PFC有源整流电路完成；第二级变换是把内部的高压直流电转换为蓄电池所需要的充电电流，通常是通过一个隔离式DC/DC变换器完成。图2显示了一个典型的充电站的示意图，通常一个充电站内设置有多个充电桩，通过一个10kV配电变压器进行供电。在图2所示的充电站系统中，主要部件包括10kV配电变压器，三相五线的供电电缆和充电桩。电力变换环节包括配电变压器的AC/AC变换，充电桩内部的AC/DC变换，以及充电桩内部的DC/DC变换。电力损耗包括配电变压器损耗，供电电缆损耗，充电桩自身损耗等。为了降低电力损耗，目前的高压直流充电站系统把各充电桩内部共同的AC/DC变换环节提取到充电桩外部，组合成一个大功率的AC/DC变换电路，在充电桩中仅保留原先的DC/DC变换部分，如图3所示。这种方案虽然简化了AC/DC变换环节，但是系统的可靠性大幅下降。原因在于：由于这个方案中的AC/DC变换电路在原理上与充电桩内部的AC/DC电路一致，因此可靠性指标也一致。当AC/DC分布在每个充电桩时，每个AC/DC电路的故障只影响一个充电桩。而当AC/DC集中起来变成一个集中供电电源时，AC/DC电路的故障将影响整个充电站的运行。因此如果有n个充电桩，则整个充电站的系统可靠性降低到原先的1/n。虽然采用冗余设计等方法可以提高系统可靠性，但是很难把系统可靠性提高到n倍，也就是说很难把系统可靠性提升到与交流供电系统同样的水平。因此，有必要对现有的充电站系统做进一步的改进。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中高压直流充电的充电站系统由于将AC/DC变换环节提取到充电桩外部而导致系统的可靠性大幅下降的缺点，从而提供一种直流充电的充电站系统，能够有效的提高系统的可靠性，并能够提高电能的转换效率，降低电力损耗。本专利技术提供一种直流充电的充电站系统，包括配电变压器、供电电缆以及至少一组充电桩，在配电变压器处设有一个多脉冲变压整流器，用于将交流电转换为直流电，充电桩内部设有直流-直流变换器，用于转换直流电的电压。本专利技术所述的一种直流充电的充电站系统，作为优选方式，配电变压器与多脉冲变压整流器相连，多脉冲变压整流器通过供电电缆与充电桩相连。本专利技术所述的一种直流充电的充电站系统，作为优选方式，多脉冲变压整流器由多脉冲变压器和多个三相整流器构成。本专利技术所述的一种直流充电的充电站系统，作为优选方式，多脉冲变压整流器的副边是12脉冲、18脉冲或24脉冲。本专利技术提供一种直流充电的充电站系统，包括一个用于将交流电转换为直流电的配电变压整流器、供电电缆和至少一组充电桩，充电桩内部设有直流-直流变换器，用于转换直流电的电压。本专利技术所述的一种直流充电的充电站系统，作为优选方式，配电变压整流器包括一组原边绕组，至少两组副边绕组和至少两个整流桥，所述副边绕组与所述整流桥相连且一一对应。本专利技术所述的一种直流充电的充电站系统，作为优选方式，原边绕组为三角形接法。本专利技术所述的一种直流充电的充电站系统，作为优选方式，副边绕组包括一组副边主绕组和至少一组副边副绕组，副边主绕组为星形接法，副边主绕组与副边副绕组的相位差和副边绕组个数的乘积为60°。本专利技术所述的一种直流充电的充电站系统，作为优选方式，副边主绕组的线径比所述副边副绕组粗。通过对线径的调整能够调整输出的交流容量和直流容量，副边主绕组的线径比副边副绕组粗，能够同时提供交流功率。本专利技术所述的一种直流充电的充电站系统，作为优选方式，副边主绕组包括至少一组抽头。副边主绕组进行抽头设计能够通过不同的抽头输出不同的电压，增加了用户的选择性。本专利技术由于将AC/DC变换电路使用通过变压器和整流器实现的无源不控电路来代替三相PFC电路，其主电路部分只有变压器和整流桥，能够有效的提高系统的可靠性。附图说明图1为现有充电桩的充电原理示意图；图2为现有充电站的原理示意图；图3为现有技术中直流充电的充电站系统示意图；图4为一种直流充电的充电站系统示意图；图5为实施例1中直流充电的充电站系统示意图；图6为实施例2中直流充电的充电站系统示意图；图7为配电变压整流器示意图。附图标记：1、配电变压器；2、供电电缆；3、充电桩；4、多脉冲变压整流器；5、配电变压整流器；51、原边绕组；52、副边绕组；521、副边主绕组；522、副边副绕组；53、整流桥。具体实施方式以下结合附图，以具体实施例对本专利技术的直流充电的充电站系统作进一步详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限定本专利技术的范围。实施例1如图4～5所示，本专利技术提供一种直流充电的充电站系统，包括配电变压器1、供电电缆2以及六组充电桩3，在配电变压器1处设有一个多脉冲变压整流器4，用于将交流电转换为直流电，充电桩3内部设有直流-直流变换器，用于转换直流电的电压。配电变压器1与多脉冲变压整流器4相连，用于将转换供电系统提供的交流电的电压，多脉冲变压整流器4通过供电电缆2与充电桩3相连，多脉冲变压整流器4由多脉冲变压器和多个三相整流器构成，多脉冲变压整流器4的副边是12脉冲、18脉冲或24脉冲；供电电缆2为三芯电缆。本实施例能够将电力变换效率由原来的96.0％提高至96.5％，提高幅度为12.5％。实施例2如图6～7所示，本专利技术提供一种直流充电的充电站系统，包括一个用于将交流电转换为直流电的配电变压整流器5、供电电缆2和六组充电桩3，充电桩3内部设有直流-直流变换器，用于转换直流电的电压。配电变压整流器5包括一组原边绕组51，至少两组副边绕组52和至少两个整流桥53，副边绕组52与整流桥53相连且一一对应；原边绕组51为三角形接法；副边绕组52包括一组副边主绕组521和至少一组副边副绕组522，副边主绕组521为星形接法，副边副绕组522为三角形接法或星型接法，副边主绕组521与副边副绕组522的相位差和副边绕组个数的乘积为60°；副边主绕组521包括至少一组抽头。本实施例能够将电力变换效率由原来的96.0％提高至97.5％，提高幅度为37.5％。以上说明对本专利技术而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出的任何修改、变化或等效形式都将落入专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流充电的充电站系统，包括配电变压器(1)、供电电缆(2)以及至少一组充电桩(3)，其特征在于：在所述配电变压器(1)处设有一个多脉冲变压整流器(4)，用于将交流电转换为直流电，所述充电桩(3)内部设有直流‑直流变换器，用于转换所述直流电的电压。

【技术特征摘要】
1.一种直流充电的充电站系统，包括配电变压器(1)、供电电缆(2)以及至少一组充电桩(3)，其特征在于：在所述配电变压器(1)处设有一个多脉冲变压整流器(4)，用于将交流电转换为直流电，所述充电桩(3)内部设有直流-直流变换器，用于转换所述直流电的电压。2.根据权利要求1所述的一种直流充电的充电站系统，其特征在于：所述配电变压器(1)与所述多脉冲变压整流器(4)相连，所述多脉冲变压整流器(4)通过所述供电电缆(2)与所述充电桩(3)相连。3.根据权利要求2所述的一种直流充电的充电站系统，其特征在于：所述多脉冲变压整流器(4)由多脉冲变压器和多个三相整流器构成。4.根据权利要求3所述的一种直流充电的充电站系统，其特征在于：所述多脉冲变压整流器(4)的副边是12脉冲、18脉冲或24脉冲。5.一种直流充电的充电站系统，包括供电电缆(2)和至少一组充电桩(3)，其特征在于：系统还包括一个用于将交流电转换为直流电的配电变压整流器(5)，所述充电桩(3)内部设有直流-...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶阳，
申请(专利权)人：上海泓语电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31