滤波装置及充电柜的制作方法

本公开涉及电动汽车领域，具体地，涉及一种滤波装置及充电柜。

背景技术：

利用双枪充电系统对电动车进行充电，可提高电动车的充电速度。相关技术中，双枪充电系统包括两个AC-DC充电模块。由于双AC-DC充电模块之间可互为负载，导致双AC-DC之间产生了双向的共模骚扰。与单枪充电系统相比，双AC-DC充电时的共模骚扰路径增多，骚扰强度明显增强。

双枪充电时，双AC-DC充电模块所产生的骚扰电流(包括共模电流和差模电流)，会耦合到电源线上，传输至电网，影响电网下其它负载的正常工作。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种滤波装置及充电柜，以抑制充电过程中产生的骚扰噪声。

为了实现上述目的，第一方面，本公开提供一种滤波装置，所述滤波装置包括：

箱体，设置于所述箱体内的滤波器，设置于所述箱体底部的金属底板，以及垂直于所述金属底板并固定在所述金属底板上的金属隔板；

所述箱体的进线端的电网地线和出线端的电网地线均连接在所述金属底板上；所述金属隔板靠近所述箱体的进线端设置，以对所述箱体输入与输出进行电磁隔离。

在一个实施例中，所述滤波器通过电源线分别与电网和充电柜本体连接。

在一个实施例中，所述装置还包括设置于所述箱体内的空气开关，所述空气开关通过电源线分别与所述滤波器和所述电网连接。

在一个实施例中，所述滤波器包括：

第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4以及电容C1至电容C11；

其中，第一电感L1的第一相的输出与第二电感L2的第一相的输入连接；第一电感L1的第二相的输出与第二电感L2的第二相的输入连接；第一电感L1的第三相的输出与第二电感L2的第三相的输入连接；第一电感L1的第一相输入、第二相输入、第三相输入分别与电网的三相输出连接；

第二电感L2的第一相的输出与第三电感L3的第一相的输入连接；第二电感L2的第二相的输出与第三电感L3的第二相的输入连接；第二电感L2的第三相的输出与第三电感L3的第三相的输入连接；

第三电感L3的第一相的输出与第四电感L4的第一相的输入连接；第三电感L3的第二相的输出与第四电感L4的第二相的输入连接；第三电感L3的第三相的输出与第四电感L4的第三相的输入连接；

电容C1的一端与第三电感L3的第三相的输出及第四电感L4的第三相的输入连接，电容C1的另一端分别与电容C2的一端和电容C3的一端连接，电容C2的另一端与第三电感L3的第二相的输出及第四电感L4的第二相的输入连接，电容C3的另一端与第三电感L3的第一相的输出及第四电感L4的第一相的输入连接；

电容C4的一端与第二电感L2的第三相的输出及第三电感L3的第三相的输入连接，电容C4的另一端分别与电容C5的一端、电容C6的一端以及电容C10的一端连接，电容C10的另一端接地，电容C5的另一端与第二电感L2的第二相的输出及第三电感L3的第二相的输入连接，电容C6的另一端与第二电感L2的第一相的输出及第三电感L3的第一相的输入连接；

电容C7的一端与第一电感L1的第三相的输出及第二电感L2的第三相的输入连接，电容C7的另一端分别与电容C8的一端、电容C9的一端以及电容C11的一端连接，电容C11的另一端接地，电容C8的另一端与第一电感L1的第二相的输出及第二电感L2的第二相的输入连接，电容C9的另一端与第一电感L1的第一相的输出及第二电感L2的第一相的输入连接。

在一个实施例中，所述第一电感L1、所述第二电感L2和所述第三电感L3均为共模电感。

在一个实施例中，所述第四电感L4为差模电感。

在一个实施例中，所述金属底板的尺寸小于所述箱体底部的尺寸。

在一个实施例中，所述滤波器包括一钢制铆接全密封材质的壳体。

第二方面，提供一种充电柜，包括上述所述的滤波装置。

在一个实施例中，所述充电柜引出的与所述充电柜的两个充电接口连接的电源线为套设有镀锌铜质编织网的AC-DC高压线束。

通过上述技术方案，可解决在车辆中安装滤波器带来的骚扰抑制效率低，无法有效进行屏蔽和隔离等问题，无需对车辆的AC-DC单元的结构进行重新开模，可极大的节省成本；且在充电柜中设置滤波装置，对骚扰进行抑制，可适用于所有的车辆，无需对车辆进行骚扰滤波的单独设计，可极大的提高效率和节省成本。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一实施例的滤波装置的结构示意图；

图2是本公开一实施例的滤波器的电路结构示意图；

图3是本公开另一实施例的滤波器的电路结构示意图；

图4是本公开又一实施例的滤波器的电路结构示意图；

图5是本公开一实施例的充电柜的框图；

图6是本公开一实施例的充电系统的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

参见图1，为本公开一实施例的滤波装置的结构示意图。该滤波装置包括：箱体100，设置于箱体100内的滤波器101，设置于箱体100底部的金属底板102，以及垂直于金属底板102并固定在金属底板102上的金属隔板103。

箱体100的进线端的电网地线和出线端的电网地线均连接在金属底板102上。金属隔板103靠近箱体100的进线端设置，以对箱体100输入与输出进行电磁隔离。

滤波器101通过电源线分别与电网连接，用于对传导噪声进行抑制。

在一个实施例中，滤波装置还包括设置于箱体100内的保护开关104，保护开关104通过电源线分别与滤波器101和电网连接。

在本公开的实施例中，金属底板102，作为地平面。该金属底板102不经镀膜处理，以保证良好的接地性能。在一个实施例中，金属底板102的尺寸可以小于箱体100底板的尺寸，例如，长和宽分别小于箱体100底板2cm。金属底板102的厚度可大于2mm。

参见图1，箱体100进线端的电网地线(即电网侧的PE线)和箱体100出线端的电网地线均连接在金属底板102上。

在箱体100中，垂直于金属底板102的方向上设置一金属隔板103。在一个实施例中，金属隔板103安装在箱体100的进线端，保证箱体100中的输入与输出电磁隔离。

金属隔板103可固定在金属底板102上，例如，通过焊接、卡接等方式固定在金属底板102上。在一个实施例中，金属隔板103还可与金属底板102一体成型，形成L型。

在本公开的一实施例中，滤波器101包括一壳体，滤波器101的电路设置于壳体中。该壳体采用钢制铆接全密封材质，以避免漏电风险，并有效地降低了元件寄生电容的影响。

参见图2，为本公开一实施例的滤波器的电路结构示意图。在该实施例中，滤波器101包括：第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4以及电容C1至C11。

其中，第一电感L1的第一相输入、第二相输入、第三相输入分别与电网的三相输出连接。第一电感L1的第一相(即三相交流电的a相)的输出与第二电感L2的第一相的输入连接；第一电感L1的第二相(即三相交流电的b相)的输出与第二电感L2的第二相的输入连接；第一电感L1的第三相(即三相交流电的c相)的输出与第二电感L2的第三相的输入连接。第二电感L2的第一相的输出与第三电感L3的第一相的输入连接；第二电感L2的第二相的输出与第三电感L3的第二相的输入连接；第二电感L2的第三相的输出与第三电感L3的第三相的输入连接。第三电感L3的第一相的输出与第四电感L4的第一相的输入连接；第三电感L3的第二相的输出与第四电感L4的第二相的输入连接；第三电感L3的第三相的输出与第四电感L4的第三相的输入连接。

电容C1的一端与第三电感L3的第三相的输出及第四电感L4的第三相的输入连接，电容C1的另一端分别与电容C2的一端和电容C3的一端连接，电容C2的另一端与第三电感L3的第二相的输出及第四电感L4的第二相的输入连接，电容C3的另一端与第三电感L3的第一相的输出及第四电感L4的第一相的输入连接。

电容C4的一端与第二电感L2的第三相的输出及第三电感L3的第三相的输入连接，电容C4的另一端分别与电容C5的一端、电容C6的一端以及电容C10的一端连接，电容C10的另一端接地，电容C5的另一端与第二电感L2的第二相的输出及第三电感L3的第二相的输入连接，电容C6的另一端与第二电感L2的第一相的输出及第三电感L3的第一相的输入连接。

电容C7的一端与第一电感L1的第三相的输出及第二电感L2的第三相的输入连接，电容C7的另一端分别与电容C8的一端、电容C9的一端以及电容C11的一端连接，电容C11的另一端接地，电容C8的另一端与第一电感L1的第二相的输出及第二电感L2的第二相的输入连接，电容C9的另一端与第一电感L1的第一相的输出及第二电感L2的第一相的输入连接。

在本公开的一实施例中，第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3均为共模电感，三相交流电的三根线均绕在同一磁芯上，用于抑制共模骚扰。

第四电感L4为差模电感，三相交流电的三根线分别绕在三个不同的磁芯上，用于抑制差模骚扰。

在本公开的一实施例中，电容C1～电容C9用于抑制差模干扰，电容C10和电容C11用于抑制共模干扰。在一个实施例中，电容C1～电容C9的电容值相同，电容C10的电容值小于或等于1uF，电容C11的电容值小于或等于0.22uF。

在本公开的一实施例中，电容C1～电容C9为薄膜电容，其可等效为“两并两串”的四个薄膜电容(即串联的两个电容与另两个串联的电容并联)，以提高额定耐压力。在一个实施例中，四个薄膜电容分别与一泄放电阻并联。由于，电容会存储电荷，车辆在不充电的时候，电容上存储的电可经泄放电阻进行释放，以保证充电的安全性。

电容C10和电容C11为瓷片电容，其同样可等效为“两并两串”的四个电容，以提高电容的耐压力和过电流能力。

在本公开的一实施例中，第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3和第四电感L4的磁芯均采用纳米晶材质，缠绕在磁芯上的软线均匀分布在磁芯周长。软线的材质可为铜质。在一个实施例中，缠绕在第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3和第四电感L4的磁芯上的软线的线径相同。软线缠绕的匝数可根据实际的滤波需求设置，例如，可将第一电感L1的磁芯上缠绕的软线的匝数设置为单匝。磁芯可为环状，环状磁芯的外径、内径和高度，可根据实际滤波需求设置，例如，可将第一电感L1的磁芯的外径、内径和高度分别设置为80mm、55mm和20mm。

在一些实施例中，上述电容C7、电容C8和电容C9可更换为一组差模电感，或用多组电容器实现同等效果。同样的，电容C1、电容C2和电容C3也可更换为一组差模电感，或用多组电容器实现同等效果；电容C4、电容C5和电容C6也可更换为一组差模电感，或用多组电容器实现同等效果。

在一些实施例中，第一电感L1可由两个或多个电感代替达到同等的效果。参见图3，为本公开另一实施例的滤波器的电路结构示意图。在该实施例中，滤波器包括共模电感L5、共模电感L6、共模电感L7，以及电容C12至C19。其中，共模电感L5、共模电感L6和共模电感L7的结构和作用可和上述图2所示的实施例中的共模电感的结构和作用相同，在此不再赘述。电容C12～电容C17为薄膜电容，与上述图2所示实施例的电容C1～电容C9的结构和作用相同，在此不再赘述。电容C18和电容C19为瓷片电容，与上述图2所示实施例的电容C10和电容C11的结构和作用相同，在此不再赘述。

参见图4，为本公开又一实施例的滤波器的电路结构示意图。在该实施例中，滤波器包括一个差模电感L8，四个共模电感L9～L12，以及电容C20～电容C34。其中，差模电感L8的作用和结构与上述图2所示实施例的差模电感L4的结构和作用相同，在此不再赘述。其中，共模电感L9～L12的结构和作用可和上述图2所示的实施例中的共模电感的结构和作用相同，在此不再赘述。电容C20～电容C31为薄膜电容，与上述图2所示实施例的电容C1～电容C9的结构和作用相同，在此不再赘述。电容C32～电容C34为瓷片电容，与上述图2所示实施例的电容C10和电容C11的结构和作用相同，在此不再赘述。应理解，本公开上述实施例中，电容和电感的位置更换匹配时的滤波器拓扑结构也在本公开的保护范围之内。

参见图5，为本公开一实施例的充电柜的框图。该充电柜500包括上述实施例的滤波装置。在一个实施例中，充电柜还包括：充电开关、显示模块、操作板、控制电路等被设置在充电柜本体中。

在一个实施例中，充电柜本体和箱体通过高压线连接，实现信号传输。具体的，滤波装置中的滤波器101的三相输出，通过箱体后，与充电柜本体中的元器件连接，例如，与充电开关连接。在一些实施例中，也可将充电柜本体和箱体进行集成。

参见图6，当车辆600通过充电柜进行充电时，通过充电接口与充电柜500的充电接口连接。电网300的三相电从保护开关104输入，依次经滤波器和充电开关后，通过充电接口为车辆600充电。三相电分为两路，分别通过充电接口中的两个接口为车辆充电。在车辆侧，充电接口包括两个接口，分别与充电柜的两个充电接口连接，通过两条充电通路分别将充电电流传输给第一AC-DC充电模块601和第二AC-DC充电模块602，实现车辆的双枪充电。

在本公开的一实施例中，充电柜500中的保护开关，可为空气开关，用于进行安全保护，例如，漏电保护等。

车辆600侧的第一AC-DC充电模块601、第二AC-DC充电模块602均用于对来自充电桩的电信号，进行AC-DC变换。经AC-DC变换后的电信号，通过高压配电模块的控制和管理后，给车辆的动力电池605充电。

此外，车辆600还包括电池管理系统606(BMS)等，用于在充电过程中实现相应的功能。

在本公开的一实施例中，充电柜500引出的与充电接口504a和充电接口504b连接的AC-DC高压线束，采用镀锌铜质编织网进行屏蔽与接地，以抑制传导噪声。在车辆600侧，充电接口603a与第一AC-DC充电模块601连接的AC-DC高压线束，充电接口603b与第二AC-DC充电模块602连接的AC-DC高压线束，第一AC-DC充电模块601与高压配电模块604连接的AC-DC高压线束，以及第二AC-DC充电模块602与高压配电模块604连接的AC-DC高压线束均采用镀锌铜质编织网进行屏蔽与接地，以抑制传导噪声。在一个实施例中，镀锌铜质编织网可套设在AC-DC高压线线束上。

本公开实施例，通过滤波器的阻抗失配作用，使得电源线上的传导噪声被衰减，从而抑制传导噪声。在一些实施例中，通过设置滤波器的参数，可实现对150KHz-30MHz之间的传导噪声的良好抑制，将传导噪声衰减至少60db以上(相当于衰减至少1000倍)。此外，由于在第二箱体中设置了金属底板，使得电网底线可良好接地，抑制传导噪声；高压线束采用镀锌铜制编织网进行屏蔽与接地，也可对传导噪声起到抑制作用。

本公开实施例的滤波装置，可解决在车辆中安装滤波器带来的骚扰抑制效率低，无法有效进行屏蔽和隔离等问题，无需对车辆的AC-DC单元的结构进行重新开模，可极大的节省成本；且在充电柜中设置滤波器，对骚扰进行抑制，可适用于所有的车辆，无需对车辆进行骚扰滤波的单独设计，可极大的提高效率和节省成本。

应理解，本公开实施例的充电柜可为单枪，双枪，直流，交流等充电系柜，其骚扰抑制原理和上述实施例所述相同。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。