一种充换电式充电站多功能双向dc/dc变流系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于新能源汽车领域，具体涉及一种充换电式充电站多功能双向DC/DC变流系统。
【背景技术】
[0002]根据电动汽车动力电池组的技术和使用特性，电动汽车的充电模式存在一定的差别。对于充电方案的选择，当前纯电动车充电模式主要有:常规充电、快速充电、电池更换三种模式。(I)常规充电模式蓄电池在放电终止后，应立即充电(在特殊情况下也不应超过24h)，充电电流相当低，约为15 A，这种充电叫做常规充电(普通充电)。常规蓄电池的充电方法都采用小电流的恒压或恒流充电，一般充电时间为5-8 h，甚至长达10-20 ho常规充电模式由于所用功率和电流的额定值并不关键，因此充电器和安装成本比较低；可充分利用电力低谷时段进行充电，充电成本相对较低；可提高充电效率和延长电池的使用寿命。常规充电模式的主要缺点为充电时间过长，当车辆有紧急运行需求时难以满足。(2)快速充电模式常规蓄电池的充电方法一般时间较长，给实际使用带来许多不便。快速充电电池的出现，为纯电动汽车的商业化提供了技术支持。快速充电又称应急充电，是以较大电流短时间在电动汽车停车的20min至2h内，为其提供短时补电服务，一般充电电流为150?400A。快速充电模式充电时间短一般可以在短时间内使电池储电量达到50%-80%。如某款锂电池电动车在330V快充电压下，20分钟即可充满80%电量。相对常规充电模式，快速充电技术仍不够成熟。快速充电技术对电池、充电设备的制造技术要求较高，并且会对电网造成不利影响，安全方面存在一定的隐患。(3)电池更换模式电池更换模式又称地面充电系统，SP电池组快速更换系统，也称机械充电。通过直接更换电动汽车的电池组来达到为其充电的目的。由于电池组重量较大，更换电池的专业化要求较强，需配备专业人员借助专业机械来快速完成电池的更换、充电和维护。
【发明内容】
[0003]本实用新型为了克服现有技术不足，提出了一种充换电式充电站多功能双向DC/DC变流系统，所述系统利用电池更换充电模式，电动汽车用户可租用充满电的蓄电池，更换已经耗尽的蓄电池，有利于提高车辆使用效率，也提高了用户使用的方便性和快捷性；对更换下来的蓄电池可以利用低谷时段进行充电，降低了充电成本，提高了车辆运行经济性；从另一个侧面来看，也解决了充电时间乃至蓄存电荷量、电池质量、续驶里程长及价格等难题；可以及时发现电池组中单电池的问题，对于电池的维护工作将具有积极意义。电池组放电深度的降低也将有利于提尚电池的寿命。
[0004]本实用新型技术方案为，一种充换电式充电站多功能双向DC/DC变流系统，包括前端配电系统、单向供电单元和电能源反馈单元，前端配电系统通过直流母线分别与单向供电单元和电能源反馈单元相连接，单向供电单元设有单向DC/DC装置和电池负载，所述单向DC/DC装置通过电源线与电池负载相连接，电能源反馈单元设有双向DC/DC转换装置和储能单元，所述双向DC/DC转换装置通过电源线与储能单元相连接。
[0005]前端配电系统从1kV电网接入，经过一系列的变压滤波及双向AC/DC整流后，向单向供电单元提供高电能质量指标的能源，其主要功能是将1KV高压外电源转变成AC400V的电源，再经双向AC/DC整流，提供高质量直流母线电源，并有相应的高低压配电安全保护功能。1kV电网接入的高压部分包括进线柜、计量柜、变压器柜、出线柜、联络柜、开关柜等；AC400V低压部分包含AC/DC整流柜和DC/DC直流调压部分。
[0006]双向AC/DC整流系统相对二极管整流方式，极大地提高了整流的效率，并且具有使再生能量反馈到三相电网的功能，这为电池的放电或其他储电设备作为停电时的应急电源提供了接口。在执行模块内，单向供电单元设有单向DC/DC装置和电池负载，
[0007]电能源反馈单元包括双向DC/DC转换装置和储能单元，储能单元为废旧蓄电池组入口 ο
[0008]有益效果:
[0009]本实用新型通过电能源反馈单元把夜间多余的能量存储，在白天电能匮乏的情况下，利用双向DC/DC转换装置，把存储的能量补充到单向供电单元，以使得单向供电单元有充足的电能并能起到调压的作用。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的网络结构图
[0011]图中，1，前端配电系统；2，双向AC/DC转换装置；3、直流母线；4、单向供电单元；
5、电能源反馈单元；6、双向DC/DC转换装置；7、储能单元；8、单向DC/DC装置；9，电池负载。
【具体实施方式】
[0012]如图1，本实用新型包括前端配电系统1、单向供电单元4和电能源反馈单元5，前端配电系统I通过直流母线3分别与单向供电单元4和电能源反馈单元5相连接，单向供电单元4设有单向DC/DC装置8和电池负载9，所述单向DC/DC装置8通过电源线与电池负载9相连接，电能源反馈单元5设有双向DC/DC转换装置6和储能单元7，所述双向DC/DC转换装置6通过电源线与储能单元7相连接。
[0013]前端配电系统I从1kV电网接入，经过一系列的变压滤波及双向AC/DC转换装置2整流后，向单向供电单兀4提供尚电能质量指标的能源，其主要功能是将1KV尚压外电源转变成AC400V的电源，再经双向AC/DC整流，提供高质量直流母线电源，并有相应的高低压配电安全保护功能。1kV电网接入的高压部分包括进线柜、计量柜、变压器柜、出线柜、联络柜、开关柜等；AC400V低压部分包含AC/DC整流柜和DC/DC直流调压部分。
[0014]双向AC/DC转换装置2相对二极管整流方式，极大地提高了整流的效率，并且具有使再生能量反馈到三相电网的功能，这为电池的放电或其他储电设备作为停电时的应急电源提供了接口。储能单元为废旧蓄电池组合。前端配电系统I的参数选择为:
[0015]I)变压器容量选择
[0016]充电负荷=(充电机总输出功率/变压器效率/线路损耗)X充电机同时利用系数
[0017]其中:变压器效率:0.9
[0018]线路损耗:0.95
[0019]充电机同时利用系数根据实际使用情况估算
[0020]其它负荷:
[0021]总负荷(kVA)=充电负荷
[0022]考虑变压器负荷裕量，主变负载率一般选取在0.85左右，依此选择合适容量的变压器。
[0023]2)去掉传统充电机，直接采用AC/DC+DC/DC的方式，提高了系统的功率因素，DC/DC的调压范围增大使充电电池的电压等级增多。
[0024]3)不需要有分离的整流桥、充电单元、电容组，直接采用模块化的方式；
[0025]4)每一个DC/DC模块都可以单独从直流母线中分离出来而不影响其他系统；
[0026]5)通过连锁接触器来控制DC/DC到共用直流母线的联络；
[0027]6)快熔来保护挂在直流母线上各模块的电容单元；
[0028]在逆变器能量回馈到电网时，通过AC/DC控制使电压在规定范围内仍保持恒定；整流/回馈单元的功率部分由2个反并联晶闸管桥组成，可在输入端电网和逆变器中间回路之间整流和回馈。通过变压器的能量回馈可提高回馈支路中的电源电压，目的是在能量回馈过程中不必降低中间回路电压，使得逆变器能够获得一个较恒稳的直流电源。图1中，变压器从电网中取3相1KV电压，然后将电压降至400V，供与双向AC/DC转换装置2，双向AC/DC转换装置2的整流功能将AC400V变成适当的直流电压，并作为母线电压源向各负载单元传送，所有的直流充电机均置于直流母线上，方便布线和电池充电机的管理和应用。
【主权项】
1.一种充换电式充电站多功能双向DC/DC变流系统，其特征在于:包括前端配电系统、单向供电单元和电能源反馈单元，前端配电系统通过直流母线分别与单向供电单元和电能源反馈单元相连接，单向供电单元设有单向DC/DC装置和电池负载，所述单向DC/DC装置通过电源线与电池负载相连接。2.根据权利要求1所述的充换电式充电站多功能双向DC/DC变流系统，其特征在于:电能源反馈单元设有双向DC/DC转换装置和储能单元，所述双向DC/DC转换装置通过电源线与储能单元相连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种充换电式充电站多功能双向DC/DC变流系统，包括前端配电系统、单向供电单元和电能源反馈单元，前端配电系统通过直流母线分别与单向供电单元和电能源反馈单元相连接，单向供电单元设有单向DC/DC装置和电池负载，所述单向DC/DC装置通过电源线与电池负载相连。本实用新型通过电能源反馈单元把夜间多余的能量存储，在白天电能匮乏的情况下，利用双向DC/DC转换装置，把存储的能量补充到单向供电单元，以使得单向供电单元有充足的电能并能起到调压的作用。
【IPC分类】H02J7/34, H02J7/00
【公开号】CN204928294
【申请号】CN201520736389
【发明人】张文武, 窦明武
【申请人】青岛派克能源有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月22日