一種綠色節(jié)能型高速公路電動汽車充電站的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種綠色節(jié)能型高速公路電動汽車充電站，包括集成濾波電感配電變壓器和充電機，所述集成濾波電感配電變壓器為變壓器繞組與濾波電抗器集成于一體，所述充電機為三相不可控整流充電機。本實用新型通過對集成濾波電感配電變壓器和充電機的特定設(shè)計，作為高速公路電動車充電站，供通過高速公路的電動車進行快速充電。這種綠色節(jié)能充電站功率因數(shù)可達到0.95以上，諧波含量可以降低到5%以下，并且效率高、成本低、可靠性高。
【專利說明】一種綠色節(jié)能型高速公路電動汽車充電站

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及交直流電能變換領(lǐng)域，特別是一種綠色節(jié)能型高速公路電動汽車充電站。

【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車屬于新興產(chǎn)業(yè)，電動汽車的正常工作要靠蓄電池提供能源，蓄電池的使用時間比較有限，需要在特定的時間對蓄電池進行快速充電，保證電動汽車正常運行。在高速公路上，只有服務(wù)區(qū)才會供電，所以必須單獨為電動汽車建設(shè)充電站，為了保證電動汽車蓄電池可以快速安全的充電，就對充電電源提出了更高的要求。
[0003]電動汽車充電站的系統(tǒng)包括變壓器、大功率充電機、諧波抑制與無功補償裝置等。充電機是電動汽車充電站的主要設(shè)備。目前，電動汽車充電機的種類按工作原理分主要有4種:第一種充電機由工頻變壓器、不可控整流器和斬波器組成。其體積大，電網(wǎng)側(cè)電流諧波大，且變換效率低，不適于接入電網(wǎng)。第二種充電機由三相不可控整流和高頻DC/DC變換器組成。電網(wǎng)側(cè)電流諧波大、變換效率低。這一種充電機雖然諧波含量高，但成本比較低，所以應(yīng)用較為廣。目前的充電機研究成果大都也集中在這一種充電機上。第三種充電機由三相PWM整流器和高頻DC/DC變換器組成。特點是功率因數(shù)高，電網(wǎng)側(cè)電流諧波較小，注入電網(wǎng)的電流總畸變率可以小于5%。PWM整流充電機由于技術(shù)復(fù)雜性、可靠性和成本問題，雖然市場上已經(jīng)出現(xiàn)，但是目前使用較少。第四種充電機基本工作原理并沒有變化，只是對充電機一次整流方式進行改進，如十二脈波整流充電機。這種充電機注入電網(wǎng)的諧波電流主要以13k+l次的為主，諧波含量有大幅優(yōu)化，但是投資成本卻增大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以實現(xiàn)高效、節(jié)能、對電網(wǎng)無污染且能夠在線監(jiān)控的高速公路充電站，使得充電站的投資成本和維護成本降低，提高了系統(tǒng)的效率和功率因數(shù)，使得諧波畸變率滿足國標要求。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種綠色節(jié)能型高速公路電動汽車充電站，包括集成濾波電感配電變壓器和充電機，所述集成濾波電感配電變壓器為變壓器繞組與濾波電抗器集成于一體，獨特的繞組繞制方式使得變壓器一次繞組或二次繞組與濾波電抗器的繞組實現(xiàn)功率上的解耦；所述充電機為三相不可控整流充電機。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為:本發(fā)明采用由電力二級管組成的不可控整流橋?qū)⒕W(wǎng)側(cè)的交流電壓整流成直流電壓，其相比于由可控硅組成的整流橋部分，具有壽命長，充電機效率高、可靠性高、成本低、控制簡單等優(yōu)點。此外，本發(fā)明采用一臺雙繞組配電變接η臺充電機，低壓側(cè)接5、7、11次濾波器，濾波電抗器與配電變壓器集成與一體化，其具有體積小、線性度好、噪音低、功率因數(shù)高等特點，且系統(tǒng)采用濾波器，能很大程度上減小對電網(wǎng)的污染。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為高速公路電動汽車充電站的系統(tǒng)圖。
[0008]圖2為集成濾波電感配電變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)配置圖。

【具體實施方式】
[0009]如圖1，高速公路電動車充電站系統(tǒng)包括一臺集成濾波電感配電變壓器和充電機。充電樁可以根據(jù)實際需要安裝不同個數(shù)充電樁。集成濾波電感配電變壓器是將濾波電抗器集成于變壓器內(nèi)的一種特殊變壓器。該變壓器除了主變以外，還包含內(nèi)置式5次、7次、11次由空心電抗器組成的濾波支路。主變的繞組與濾波電抗器的繞組采用獨特的繞線方式，使得主變繞組與濾波電抗器繞組間即使存在空間磁場的耦合，但并沒有功率耦合，從而達到主變繞組與濾波電抗器繞組解耦的效果。充電機的充電樁與充電機控制器連接，各充電樁之間并聯(lián)在一起，其數(shù)量可以根據(jù)實際需要進行安裝。
[0010]集成濾波電感配電變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)配置圖如圖2所示，高壓繞組為變壓器的一次繞組，低壓繞組為變壓器的二次繞組。而5次、7次、11次濾波支路電抗器分別由A和B、C和D、E和F兩個匝數(shù)相等、繞向相反的繞組組成。當(dāng)一次繞組在供電的時候，會在空間產(chǎn)生磁場，從而會在5次、7次、11次濾波繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，但由于各次濾波繞組均由兩個繞組匝數(shù)相等、繞組相反的繞組組成，從而使5次、7次、11次諧波的感應(yīng)電動勢和均為0，實現(xiàn)了繞組的功率解耦。
【權(quán)利要求】
1.一種綠色節(jié)能型高速公路電動汽車充電站，包括集成濾波電感配電變壓器和充電機，所述集成濾波電感配電變壓器為變壓器繞組與濾波電抗器集成于一體，所述充電機為三相不可控整流充電機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色節(jié)能型高速公路電動汽車充電站，其特征在于，所述集成濾波電感配電變壓器包括高壓繞組、低壓繞組和濾波繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色節(jié)能型高速公路電動汽車充電站，其特征在于，所述集成濾波電感配電變壓器的濾波支路集成了 5、7、11濾波器，電容與電感串聯(lián)而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色節(jié)能型高速公路電動汽車充電站，其特征在于，所述充電機的充電樁并聯(lián)在一起，其數(shù)量根據(jù)需要具體配置。
【文檔編號】H02J7/00GK204243797SQ201420531595
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】嚴文交, 周永奕 申請人:湖南華大紫光科技股份有限公司