本發(fā)明應(yīng)用于充電樁開源控制的,特別涉及一種基于中壓供電的一體化雙向超級充電樁及實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電池技術(shù)的發(fā)展，電池能夠承受的充放電倍率越來越高，隨之誕生了既能給電池充電又能給電池放電的雙向充放電機(jī)，即v2g(vehicle-to-grid(車輛到電網(wǎng))的縮寫)，通過v2g可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車和電網(wǎng)之間的互動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)車在電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)，吸納電能；在電網(wǎng)負(fù)荷高時(shí)，釋放電能。

2、然而，超級充電樁的功率較大，一般單機(jī)功率大于300kw，現(xiàn)場安裝時(shí)電網(wǎng)一般需增容。目前常規(guī)做法是現(xiàn)場增加一臺箱變，將中壓10kv或其它電壓等級經(jīng)變壓器變?yōu)榈蛪?80v后給超級充電樁供電，充電機(jī)一般采用多模塊隔離ac/dc并聯(lián)組成大功率充電機(jī)，或采用1臺大功率pcs逆變器+多臺隔離dc/dc模塊并聯(lián)組合而成，原理框圖如圖5、圖6所示，此種模式由于隔離ac/dc模塊或pcs+隔離dc/dc模式需二級及以上變換，效率較低、模塊內(nèi)部發(fā)熱量高、噪音大，實(shí)際使用時(shí)存在電量損失較大、故障率較高、噪音擾民等問題，因此有必要提高超級充電樁的效率、減少噪音、降低設(shè)備故障率，通過一種新的超級充電樁架構(gòu)，降低充電站建設(shè)及運(yùn)營成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、滿足超級充電樁需求、能充分利用中壓直接供電、提高整體用電效率、降低成本、減少噪音的基于中壓供電的一體化雙向超級充電樁及實(shí)現(xiàn)方法。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明包括中壓隔離變壓器、雙向逆變器、無功補(bǔ)償模塊、充電終端；所述中壓隔離變壓器的原邊與中壓電網(wǎng)連接，所述中壓隔離變壓器包括一個(gè)原邊繞組或若干個(gè)副邊繞組，所述雙向逆變器的交流輸入端接入所述中壓隔離變壓器的副邊繞組；所述無功補(bǔ)償模塊與所述中壓隔離變壓器的副邊繞組并聯(lián)，所述無功補(bǔ)償模塊所需容量用于補(bǔ)償所述中壓隔離變壓器空載運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的無功；所述充電終端的輸入接入所述雙向逆變器的直流輸出。

3、由上述方案可見，本申請根據(jù)超級充電樁的單機(jī)功率大、現(xiàn)場實(shí)施時(shí)一般需電網(wǎng)增容等特點(diǎn)，采用中壓直供的方式將中壓隔離變壓器、無功補(bǔ)償模塊、雙向逆變器一體化設(shè)計(jì)，安裝在一個(gè)箱體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高效率、低成本、低噪音的超級充電樁產(chǎn)品。在相同功率配置下，本申請與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本申請能夠整體提高用電效率3%以上，成本降低約10%，并且具有充電效率高、雙向逆變器發(fā)熱量小、噪音低、故障率低、整站建設(shè)成本低、可實(shí)現(xiàn)雙向充/放電功能等特點(diǎn)，較好地解決目前充電樁故障率高、發(fā)熱量大、噪音高、長時(shí)間運(yùn)行易積灰、整站建設(shè)成本高等問題。

4、一個(gè)優(yōu)選方案是，所述中壓隔離變壓器包括二繞組變壓器和三繞組變壓器，所述二繞組變壓器對應(yīng)的是單槍超級充電樁，所述三繞組變壓器對應(yīng)的是雙槍超級充電樁。

5、一個(gè)優(yōu)選方案是，所述基于中壓供電的一體化雙向超級充電樁還包括箱體、中壓開關(guān)柜、計(jì)量柜；所述箱體的內(nèi)部包括兩個(gè)獨(dú)立倉室，兩個(gè)獨(dú)立倉室分別為中壓倉室和低壓倉室，所述中壓隔離變壓器、所述中壓開關(guān)柜、所述計(jì)量柜均設(shè)置在所述中壓倉室，所述無功補(bǔ)償模塊、所述雙向逆變器均設(shè)置在所述低壓倉室。

6、一個(gè)優(yōu)選方案是，所述低壓倉室的四壁設(shè)置有隔熱層，所述隔熱層具有保溫的功能。

7、一個(gè)優(yōu)選方案是，所述中壓隔離變壓器的二次副邊繞組額定電壓經(jīng)所述雙向逆變器變換后，輸出的直流電壓值應(yīng)滿足電動(dòng)汽車最低充電直流電壓的要求。

8、一個(gè)優(yōu)選方案是，所述雙向逆變器為非隔離型逆變器。

9、一個(gè)優(yōu)選方案是，所述充電終端安裝在充電位，所述充電終端的輸入端通過電纜與所述雙向逆變器的輸出連接。

10、一個(gè)優(yōu)選方案是，該實(shí)現(xiàn)方法包括以下步驟：

11、步驟1：所述中壓隔離變壓器的原邊與中壓電網(wǎng)連接，所述中壓隔離變壓器將10～35kv中壓轉(zhuǎn)化為低壓；

12、步驟2：所述中壓隔離變壓器的二次副邊繞組額定電壓經(jīng)所述雙向逆變器變換，所述充電終端的輸入接入所述雙向逆變器的直流輸出，輸出的直流電壓值應(yīng)滿足電動(dòng)汽車最低充電直流電壓的要求；

13、步驟3：所述無功補(bǔ)償模塊與所述中壓隔離變壓器的副邊繞組并聯(lián)，所述無功補(bǔ)償模塊所需容量用于補(bǔ)償所述中壓隔離變壓器空載運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的無功，從而提高所述中壓隔離變壓器空載運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)至0.95及以上；

14、步驟4：將所述中壓隔離變壓器、所述中壓開關(guān)柜、所述計(jì)量柜、所述無功補(bǔ)償模塊、所述雙向逆變器安裝至所述箱體的內(nèi)部，設(shè)備運(yùn)行環(huán)境好，現(xiàn)場易安裝，解決了目前充電樁運(yùn)行環(huán)境差、故障率高、發(fā)熱量大、噪音高、長時(shí)間運(yùn)行易積灰、整站建設(shè)成本高的問題。

技術(shù)特征：

1.一種基于中壓供電的一體化雙向超級充電樁，其特征在于：它包括中壓隔離變壓器（1）、雙向逆變器（2）、無功補(bǔ)償模塊（3）、充電終端（4）；所述中壓隔離變壓器（1）的原邊與中壓電網(wǎng)（5）連接，所述中壓隔離變壓器（1）包括一個(gè)原邊繞組和若干個(gè)副邊繞組，所述雙向逆變器（2）的交流輸入端接入所述中壓隔離變壓器（1）的副邊繞組；所述無功補(bǔ)償模塊（3）與所述中壓隔離變壓器（1）的副邊繞組并聯(lián)，所述無功補(bǔ)償模塊（3）所需容量用于補(bǔ)償所述中壓隔離變壓器（1）空載運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的無功；所述充電終端（4）的輸入接入所述雙向逆變器（2）的直流輸出；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中壓供電的一體化雙向超級充電樁，其特征在于：所述中壓隔離變壓器（1）包括二繞組變壓器和三繞組變壓器，所述二繞組變壓器對應(yīng)的是單槍超級充電樁，所述三繞組變壓器對應(yīng)的是雙槍超級充電樁。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中壓供電的一體化雙向超級充電樁，其特征在于：所述低壓倉室（10）的四壁設(shè)置有隔熱層（11），所述隔熱層（11）具有保溫的功能。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中壓供電的一體化雙向超級充電樁，其特征在于：所述中壓隔離變壓器（1）的二次副邊繞組額定電壓經(jīng)所述雙向逆變器（2）變換后，輸出的直流電壓值應(yīng)滿足電動(dòng)汽車最低充電直流電壓的要求。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中壓供電的一體化雙向超級充電樁，其特征在于：所述雙向逆變器（2）為非隔離型逆變器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中壓供電的一體化雙向超級充電樁，其特征在于：所述充電終端（4）安裝在充電位，所述充電終端（4）的輸入端通過電纜與所述雙向逆變器（2）的輸出連接。

7.一種如權(quán)利要求1所述的基于中壓供電的一體化雙向超級充電樁的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：該實(shí)現(xiàn)方法包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明旨在提供一種基于中壓供電的一體化雙向超級充電樁及實(shí)現(xiàn)方法。本發(fā)明包括中壓隔離變壓器、雙向逆變器、無功補(bǔ)償模塊、充電終端；所述中壓隔離變壓器的原邊與中壓電網(wǎng)連接，所述中壓隔離變壓器包括一個(gè)原邊繞組或若干個(gè)副邊繞組，所述雙向逆變器的交流輸入端接入所述中壓隔離變壓器的副邊繞組；所述無功補(bǔ)償模塊與所述中壓隔離變壓器的副邊繞組并聯(lián)，所述無功補(bǔ)償模塊所需容量用于補(bǔ)償所述中壓隔離變壓器空載運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的無功；所述充電終端的輸入接入所述雙向逆變器的直流輸出。本發(fā)明應(yīng)用于充電樁開源控制的技術(shù)領(lǐng)域，具有結(jié)構(gòu)簡單、滿足超級充電樁需求、能充分利用中壓直接供電、提高整體用電效率、降低成本、減少噪音的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：李小濱,潘慕軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：珠海泰坦科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19