一种电动车充电站的配电系统的制作方法

本实用新型涉及配电系统技术领域，具体涉及一种电动车充电站的配电系统。

背景技术：

在一个电动车直流充电站，往往会对多台电动车辆同时进行直流充电，这时就需要多台充电机同时运行。随着车辆单次充电运行里程的增加，单台车辆上的电池容量相继加大，同时要求缩短充电时间，所以单台电动车充电机的功率容量不断提升。此时为了保证设备的长期稳定可靠运行，以及满足国家电网对谐波和功率因数的标准，对整个充电站系统及下属每台充电机的可靠性、功率因数、谐波及效率都有较高的要求。

现有的电动车辆充电站，通常会包括数十台充电机，可同时对数十辆电动车辆进行充电。来自电网的三相10kV高压电通过配电变压器降压成标准的3相380V电压的交流电，再通过交流配电线连接到充电机上，每台充电机功率为几千瓦至几百千瓦不等。充电机中的电源设备将3相380V交流电转换为直流电后可以为电动车辆进行充电。

目前电动车辆充电站的配电系统存在以下方面的不足：

1)由于配电的电压低，在大功率传输时，要求配电线路有较大的缆截面积，这样提高了成本，同时增加了损耗；

2)由于充电机接入的是三相交流电，而电动汽车为直流电，在将三相电转换为直流电的过程中，为了减小谐波含量，减小对电网的污染，每一台充电机内部需要加入有源功率因数校正设备，这样就造成充电机体积过大，增加了整体的成本，同时充电机也增加了损耗。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电动车充电站的配电系统，能够降低整个系统的成本和损耗。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电动车充电站的配电系统，所述配电系统中包括预设数量的充电机，各个所述充电机可向电动车供电，所述配电系统包括多脉波整流电路和DC/DC电源电路，所述多脉波整流电路通过直流高压母线与所述DC/DC电源电路相连，其中：所述多脉冲整流电路中包括轴向双分裂多脉波整流变压器和全波整流器，其中，所述全波整流器中包括并联的第一整流组件和第二整流组件，所述轴向双分裂多脉波整流变压器二次侧的一组绕组与所述第一整流组件相连，所述轴向双分裂多脉波整流变压器二次侧的另一组绕组与所述第二整流组件相连；所述DC/DC电源电路包括依次相连的第一LC滤波电路、逆变电路、变压电路以及整流滤波电路，其中，所述第一LC滤波电路的输入端口通过所述直流高压母线与所述全波整流器的输出端口相连，所述整流滤波电路的输出端口为电动车供电。

进一步地，与所述第一整流组件相连的一组绕组为采用星形接法的绕组，与所述第二整流组件相连的另一组绕组为采用三角形接法的绕组。

进一步地，所述第一整流组件和所述第二整流组件中均包括并联的三组二极管支路，其中每组二极管支路中包括串联的两个二极管。

进一步地，所述充电机中还包括与所述DC/DC电源电路相连的直流储能电池。

进一步地，所述整流滤波电路中包括并联的两个二极管以及与所述并联的两个二极管相连的第二LC滤波电路。

进一步地，所述整流滤波电路中包括两条并联的二极管支路，其中，每条二极管支路中均包括串联的两个二极管，所述DC/DC电源电路中变压电路的输出端分别与两条二极管支路相连。

进一步地，在所述逆变电路和所述变压电路之间还设置有第三LC谐振电路。

进一步地，在所述第三LC谐振电路和所述变压电路之间还设置有一个并联的电感。

本实用新型提供的电动车充电站的配电系统，具备以下有益效果：

1)在提高多脉波整流电路中轴向双分裂多脉波整流变压器的输出电压时，可得到更高的直流输出电压，在传输功率一定的情况下，更高的直流电压可大大降低线缆上电流的大小，进而减小直流输电线缆的截面积，从而可以减少传输线路上铜、铝等金属材料用量，另外直流输电不存在交流电感损耗，可降低传输线路上的电能损耗。

2)多脉波整流电路与电动车充电机中的DC/DC电源电路以及直流储能电池之间均采用直流路线连接。这样，充电机中不用再采用AC/DC变换器，从而降低了充电机的体积，并且降低了充电机的成本。

3)由于多脉波整流电路的网侧电流谐波畸变率极低，因此无需在电动车充电机的中安装谐波治理设备，也不需要在充电机中加入有源功率因数校正设备，由此减小了该部分设备的成本投入。此外，由于没有谐波治理设备或者有源功率因数校正设备产生的功率损耗，从而能够提高整个系统的效率。再者，通过多脉波整流电路所得到直流电的纹波极小，可大大减小DC/DC电源电路内LC滤波电路中的电容容量，进而可降低成本，提高可靠性。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定具体实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的具体实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的具体实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种具体实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它具体实施方式中使用，与其它具体实施方式中的特征相组合，或替代其它具体实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1为本实用新型提供的电动车充电站的配电系统的框架示意图；

图2为本实用新型中多脉波整流电路的电路图；

图3为本实用新型中DC/DC电源电路的电路图；

图4为本实用新型中另一个DC/DC电源电路的电路图；

图5为本实用新型中另一个DC/DC电源电路的电路图；

图6为本实用新型中另一个DC/DC电源电路的电路图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施方式中的附图，对本申请具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本申请一部分具体实施方式，而不是全部的具体实施方式。基于本申请中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它具体实施方式，都应当属于本申请保护的范围。

请参阅图1至图3，本实用新型提供一种电动车充电站的配电系统，所述配电系统中包括预设数量的充电机1，各个所述充电机1可向电动车供电。所述配电系统包括多脉波整流电路2和DC/DC电源电路3，所述多脉波整流电路2通过直流高压母线4与所述DC/DC电源电路3相连。

具体地，所述多脉冲整流电路2中包括轴向双分裂多脉波整流变压器21和全波整流器22，其中，所述全波整流器22中包括并联的第一整流组件221和第二整流组件222，所述轴向双分裂多脉波整流变压器21二次侧的一组绕组211与所述第一整流组件221相连，所述轴向双分裂多脉波整流变压器21二次侧的另一组绕组212与所述第二整流组件222相连。

所述DC/DC电源电路3包括依次相连的第一LC滤波电路31、逆变电路32、变压电路33以及整流滤波电路34，其中，所述第一LC滤波电路31的输入端口通过所述直流高压母线4与所述全波整流器22的输出端口相连，所述整流滤波电路34的输出端口为电动车供电。

在本实用新型中，所述多脉波整流电路可以为12脉波或24脉波或48脉波整流电路。12脉波整流电路可以包括一台轴向双分裂多脉波整流变压器和两组整流组件，双分裂多脉波整流变压器二次侧两组绕组可以分别接成三角形接法和星型接法，使其线电压天然形成30°的相差，每个绕组分别经整流组建后，在直流侧并联运行。24脉波整流电路则可以包括两台双分裂12脉波整流变压器和四组整流组件，每台整流变压器二次侧的两组绕组分别接成三角形接法和星形接法，使其线电压天然形成30°的相差，两台整流变压器的网侧都采用延边三角形接法，分别移相±7.5°，就形成了两台整流变压器的四组二次侧绕组的线电压相量互差15°的相位，每个绕组分别经整流组建后，在直流侧并联运行。

在本实用新型中，与所述第一整流组件221相连的一组绕组可以为采用星形接法的绕组，与所述第二整流组件222相连的另一组绕组可以为采用三角形接法的绕组。

在本实用新型中，所述第一整流组件221和所述第二整流组件222中均包括并联的三组二极管支路，其中每组二极管支路中包括串联的两个二极管。

在本实用新型中，所述充电机中还包括与所述DC/DC电源电路相连的直流储能电池(未示出)。在多脉波整流电路里完成降压和整流后直接输出的直流电，可供充电机里的DC/DC电源电路使用，同时也可以在夜间对直流储能电池进行充电储能。这样，在白天时直流储能电池里的电能可以再供给充电机的DC/DC电源电路使用。

在本实用新型中，所述整流滤波电路34中包括并联的两个二极管以及与所述并联的两个二极管相连的第二LC滤波电路。

在本实用新型中，所述DC/DC电源电路还可以具备其它实现形式。具体地，请参阅图4，所述DC/DC电源电路中的整流滤波电路可以包括两条并联的二极管支路，其中，每条二极管支路中均包括串联的两个二极管，所述DC/DC电源电路中变压电路的输出端分别与两条二极管支路相连，这样便可以实现硬开关全桥的电路结构。

请参阅图5，在本实用新型中，还可以在逆变电路和变压电路之间增加第三LC谐振电路35，从而形成移相全桥电路。此外，请参阅图6，可以在图5所示的电路的基础上，在所述第三LC谐振电路35和变压电路之间增加一个并联的电感，从而构成LLC谐振电路的结构。

当然，需要说明的是，上述图3至图6中只是例举了DC/DC电源电路的实现形式。在实际应用过程中，由于电路灵活的特性，本领域技术人员可以在上述例举的电路中进行适当地修改，以形成不同的电路。但只要修改后的电路能够实现本实用新型中DC/DC电源电路的功能，也应当包含在本实用新型的保护范围内。

本实用新型中的多脉波整流电路将以往分开设置的配电变压器与整流电路结合在一起，将来自电网的10kV高压经一台轴向双分裂多脉波整流变压器降压后，再经两组整流组件整流后输出直流电供用电设备使用，直流输电减少了配电设备与用电设备之间传输线缆的根数。另外通过提高多脉波整流电路的输出电压，在传输功率一定的情况下，更高的直流输出电压可大大降低传输线缆上电流的大小，进而可减小传输线缆的截面积，由此带来的直接好处是减少了传输线路上铜、铝等金属材料用量。另外直流输电不存在交流电感损耗，可降低传输线路上的电能损耗。

在本实用新型中，多脉波整流电路与电动车充电机中的DC/DC电源电路以及直流储能电池之间均采用直流路线连接。这样，充电机中不用再采用AC/DC变换器，从而降低了充电机的体积，并且降低了充电机的成本。

此外，在本实用新型中，由于轴向双分裂多脉波整流变压器二次侧和一次侧的特别接法，使得多脉波整流电路的网侧电流谐波畸变率仅为6.3％，因此无需在充电机中加入有源功率因数校正器，由此减小了该部分设备成本投入，并且无谐波治理设备产生的效率损耗，提高了系统效率。通过多脉波整流电路所得到直流电的纹波极小，可大大减小DC/DC电源电路内LC滤波电路中的电容容量，进而可降低成本，提高可靠性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。