一种集成式电动车辆充电站的制作方法

本发明涉及电动车辆充电站，尤其是一种集成式电动车辆充电站。

背景技术：

现有的电动车辆充电站是由分离的配电站和充电站组成，已有的集成式电动汽车充电站，仅是把配电站和充电站的部件组装在一个壳体内，它的占地约为20-30平米。

技术实现要素：

本发明目的：提出一种新型集成式电动车辆充电站，采用模块化集成方法，从结构和部件两个方面深度集成，其占地面积小于6平米。

本发明具体实现：包括中压进线柜1、计量柜2、出线柜3、配电变压器4、低压断路器5、微型断路器6、AC/DC整流模块组7、动态输出控制单元8、充电桩9、电量集抄系统10、变压器保护单元12、低压断路器电动操作机构13、中央控制单元14；其电气连接特征是配电中压AC接中压进线柜1后，接计量柜2后，经由出线柜3接配电变压器4，配电变压器4的低压输出经过低压断路器5后，经微型断路器6接AC/DC整流模块组7，经动态输出控制单元8，动态输出控制单元8可实现连接多个充电桩的功能，同时控制连接到充电桩9的整流模块的数量，即充电功率的大小。

本发明中：出线柜具有二个出线接口，其中一个接本地充电站内的配电变压器，另一个为串接下一个集成式电动车辆充电站的接口。

本发明中：配电变压器的高低压绕组之间，设置金属屏蔽层，该屏蔽层靠近低压绕组；该变压器具有多个低压输出绕组，低压输出绕组中至少有一个Y接法的输出绕组和二个或两个以上的非移相Δ接法输出绕组，该绕组都不接地，即为对地绝缘绕组。

本发明中：配电变压器绝缘结构为环氧树脂浇注变压器或非包封干式变压器或油浸变压器，为立体卷铁心或平面叠铁心或非晶变压器。

本发明中：配电变压器的多个低压输出绕组分别接有低压断路器，低压开关断路器为手动操作或带电动操作机构的低压断路器；串接于低压断路器和整流模块间的微型断路器，为手动操作或带电动操作机构的微型断路器。

本发明中：整流模块为输出和输入电气绝缘不隔离的电压型SPWM整流加PWM斩波的电路结构或电流型SPWM整流电路结构；该整流模块的功率器件采用MOS管或碳化硅MOS管或IBGT。

本发明中：整流模块为二极管整流或SPWM整流，加直流DC/DC变换整流电路结构；该整流模块的功率器件采用MOS管或碳化硅MOS管或IBGT。

本发明中：充电站壳体为双层结构，上层安装中压进线柜1、计量柜2、出线柜3、配电变压器4、低压断路器5、电量集抄系统10、变压器保护单元11和低压断路器电动操作机构12等部件和单元；底层为保温层，具有制冷散热空调，底层空间安装微型断路器6、AC/DC整流模块组7、动态输出分配单元8和DSP控制单元13等部件和单元。

本发明中：动态输出分配单元为一个M水平行×N垂直列的转换矩阵，M水平行为矩阵输入端，每一行分别接一个或一组整流模块，N垂直列为矩阵输出端，每一列为一个充电桩的直流输出端；M水平行×N垂直列的矩阵的交叉结点通过直流接触器连接该结点，即把该行的整流模块连接到该列的充电桩上；连接结点的直流接触器动作状态受控于动态分配控制器内部的嵌入式计算机，嵌入式计算机受控于充电站的中央控制单元。

本发明中：M水平行×N垂直列的转换矩阵的嵌入式计算机控制策略之一是充电功率需求由充电站的中央控制单元提出；策略之二是同一列连接的整流模块数量受控于中央控制单元接受的被充电车辆的BMS系统信息；策略之三是同一列可以连接两个或两个以上水平行的整流模块，同一水平行模块仅能连接一个垂直列；策略之四是当充电站内剩余模块的累计功率，不满足某垂直列充电功率需求时，先将剩余模块投给需要充电的某垂直列；策略之五是如有垂直列转为恒压模式时，从该垂直列撤出多余整流模块；策略之六是策略之五中存在多个垂直列时，优先撤出充电功率较大的垂直列；策略之七是特定时间段策略，不同时间段撤出充电量已达80％以上或70％或60％或50％的垂直列；策略之八是将策略之五或策略之六或策略之八撤出的模块，优先投给策略之四；策略之九是将策略之五或策略之六或策略之八撤出的模块，优先投给最先提出需求的垂直列，余类推；策略之十是拒绝服务策略，对不满足充电站充电条件的充电车辆拒绝服务。

本发明的优点：双层结构、配电和整流深度集成、部件模块化缩小了空间和占地面积；灵活柔性的动态分配策略，确保每一个充电桩，都能实现快速和闪充的现场要求；可以实现安全快速和节能高效充电需要，集成式电动车辆充电站是满足现在和未来电动车辆的新型充电站。

附图说明

图1是本发明原理框图

图2是本发明结构右侧视剖面示意图

图3是本发明装置干式变压器结构后视剖面示意图

图4是本发明装置油浸变压器结构后视剖面示意图

图5是本发明的模块装置柜布局示意图

图1--图5中，1是中压进线柜，2是计量柜，3是出线柜，4是配电变压器，5是低压断路器，6是微型断路器，7是AC/DC整流模块组，8是动态输出控制单元，9是充电桩，10是电量集抄系统，12是变压器保护单元，13是低压断路器电动操作机构，14是中央控制单元，15是电网中压进线管道，16是串接另一台集成式电动车辆充电站的电缆出线管道，中压进线管道，17是充电站结构的上部空间，18是充电站结构的下部空间，19是空调，20是充电站壳体，21是整流模块组机架。

具体实施例

附图非限制性地公开了本发明的基本原理及其具体实施例的实施方式，下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

图2-图5给出了二种实施例，图3是配电变压器采用干式变压器4A的实施例，图4是配电变压器采用油浸式变压器4B的实施例，图5是模块装置柜布局示意图；模块装置柜设有微型断路器安装区和整流模块安装区，上部分安装48微型断路器，上下两行安装；整流模块区安装不多于48个整流模块，分为三个独立间隔安装。

图1中电动汽车C与充电桩9连接后，车辆CAN通过充电桩与中央控制器14通讯，中央控制器14据车辆和充电站内整流模块组7的具体情况，向动态输出控制单元8发出指令，提供满足电动汽车C的充电功率，即整流模块的个数，开启充电过程。

充电站的配电变压器保护12和低压断路器电动操作机构13都受中央控制单元控制和监控。电网的中压电源A接中压进线柜1后，接计量柜2后，经由出线柜3接配电变压器4，配电变压器4的低压输出经过低压断路器5后，经微型断路器6接AC/DC整流模块组7，经动态输出控制单元8，控制接到充电桩9的整流模块的功率大小，动态输出控制单元8的控制策略遵从控制策略之一到策略之十的软件算法。

上述实施例在本领域技术人员不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同样在本发明的保护范围之内，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的为准。