一种直流充电设备的制作方法

1.本实用新型涉及电动汽车充电设备技术领域，具体涉及一种直流充电设备。


背景技术：

2.近两年来新能源汽车的发展速度有目共睹，新能源汽车行业目前已成为我国领先世界的行业之一。电动汽车作为新能源汽车的一种也得到了迅速的发展，与此同时，电动汽车充电设备的需求也在不断提升。
3.授权公告号为cn212827943u的中国实用新型专利公开了一种充电系统及直流充电装置，包括柜体，柜体左右两侧侧板的上部均安装有可以开合的百叶窗，柜体前后两侧均安装有柜门。柜体内设有功率模块舱（即功率变换舱）、主控制舱、交流进线舱（即电源舱）以及功率分配舱，各舱内均安装有相应的电气件，且各舱之间通过隔板相互隔开。其中，功率变换舱位于柜体内的上部，且功率变换舱的左右两侧均为开口，开口与上述百叶窗左右对应；主控制舱位于功率变换舱的前侧，且主控制舱的前侧为开口；电源舱位于柜体内的下部，且电源舱的前侧为开口；功率分配舱位于电源舱的后侧，且功率分配舱的后侧为开口。
4.在对上述直流充电装置中各舱室中的电气件进线检修维护时，由于各舱室的开口位于不同的竖直平面内，因此需要分别打开柜体前后两侧的柜门、以及柜体左右两侧的百叶窗进行检修维护，这样不便于各舱室内电气件的检修维护，增加了检修维护的工作量，降低了工作效率。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种直流充电设备，以解决现有技术中因各舱室的开口位于不同的竖直平面内，导致检修维护工作量的增加以及工作效率降低的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型中的直流充电设备采用如下技术方案：
7.一种直流充电设备，包括柜体，柜体内设有交流电输入单元和直流转换输出单元，交流电输入单元用于将外部交流电引入柜体并供给直流转换输出单元，直流转换输出单元用于将交流电转换为直流电并输出；柜体内设有隔板，隔板将柜体内的空间分隔成不同舱室，各舱室用于安装交流电输入单元的相应电气件和直流转换输出单元的相应电气件；各所述舱室在柜体的前侧和/或后侧形成开口；所述柜体的前侧和/或后侧设有柜门，柜门用于在关闭时封闭相应舱室的开口。
8.上述技术方案的有益效果在于：本实用新型中的直流充电设备不仅可以通过交流电输入单元将外部交流电引入到直流充电装置内、通过直流转换输出单元将引入的交流电转换为直流电并输出，而且还可以通过隔板将柜体内的空间分隔成不同舱室，满足交流电输入单元的相应电气件和直流转换输出单元的相应电气件的安装要求，同时，还通过将各舱室的开口设置在前侧和/或后侧，并在柜体的前侧和/或后侧设置用于封闭相应舱室开口的柜门，这样只需打开柜体前侧和/或后侧的柜门便可进行检修维护，相比于现有技术而言，方便了各舱内电气件的检修维护，相对减少了检修维护的工作量，提高了工作效率。
9.进一步的，所述直流转换输出单元设有两个，两个直流转换输出单元并排设置在同一竖直布置平面内。
10.上述技术方案的有益效果在于：设置两个直流转换输出单元，可通过两个直流转换输出单元分别进行交流电与直流电的转换以及直流电的输出，相对于一个直流转换输出单元而言，提高了交流电转换为直流电以及直流电输出的效率；将两个直流转换输出单元并排设置在同一竖直布置平面内，便于通过打开柜体前侧和/或后侧的柜门对直流转换输出单元的相应电气件进行检修维护，相对的降低了工作量，提高了工作效率。
11.进一步的，所述舱室包括电源舱，所述交流电输入单元安装在电源舱内，电源舱设置在两个直流转换输出单元之间，并与两个直流转换输出单元设置在同一竖直布置平面内。
12.上述技术方案的有益效果在于：将交流电输入单元安装在电源舱内，使得交流电输入单元的电气件通过电源舱与其它电气件隔开，保证了交流电输入单元使用的安全性；将电源舱设置在两个直流转换输出单元之间，方便了交流电输入单元与两边的直流转换输出单元进行连接，同时简化了连接线路，相对的缩短了连接距离；将电源舱与两个直流转换输出单元设置在同一竖直布置平面内，方便通过打开一侧的柜门对交流电输入单元的相应电气件和直流转换输出单元的相应电气件进行检修。
13.进一步的，所述电源舱包括进线舱和开关舱，所述交流电输入单元包括进线母排以及高压通断开关，所述进线母排安装在进线舱内，进线母排用于供外部交流电引入柜体内，所述高压通断开关安装在通断舱内，高压通断开关用于控制电流输送的通断，高压通断开关与进线母排连接。
14.上述技术方案的有益效果在于：将交流电输入单元中的进线母排以及高压通断开关进行分舱设置，这样提高了两者工作时的安全性，有利于直流充电设备的安全使用。
15.进一步的，所述开关舱位于柜体内的上部，所述进线舱位于柜体内的下部。
16.上述技术方案的有益效果在于：将开关舱设置在柜体内的上部，将进线舱设置在柜体内的下部，这样方便了交流进线的布置，相对的也缩短了交流进线电缆的长度，降低了成本。
17.进一步的，所述舱室还包括主控制舱，主控制舱内安装有主控制器，主控制器用于控制整个直流充电设备的功率分配，主控制舱位于所述进线舱的背侧。
18.上述技术方案的有益效果在于：设置主控制舱，方便通过主控制舱内的主控制器控制整个直流充电设备进行功率分配，同时通过将主控制舱设置在进线舱的背侧，利用了进线舱在柜体前后方向上剩余的布置空间，充分利用了柜体内可利用的空间，同时也减小了整个直流充电设备的占用空间。
19.进一步的，直流转换输出单元包括功率模块和功率继电器；所述舱室还包括功率变换舱以及功率分配舱，功率变换舱用于安装功率模块，功率模块用于将外部引入的交流电转换为直流电；功率分配舱用于安装功率继电器，功率继电器用于控制功率的输出。
20.上述技术方案的有益效果在于：将直流转换输出单元中的功率模块和功率继电器分别安装在功率变换舱以及功率分配舱内，实现了功率模块和功率继电器分舱布置的目的，提高了直流转换输出单元工作的安全性。
21.进一步的，所述功率变换舱位于柜体内的上部，所述功率分配舱位于柜体内的下
部，直流充电设备还包括分流母排，分流母排位于功率变换舱的上方，分流母排用于将所述交流电输入单元引入的交流电分流至所述功率模块。
22.上述技术方案的有益效果在于：将功率变换舱设置在柜体内的上部，将功率分配舱设置在柜体内的下部，以方便将分流母排设置在功率变换舱的上方，同时也方便了分流母排与功率变换舱内功率模块的连接。
23.进一步的，所述分流母排包括首端以及末端，首端用于与交流电输入单元连接，分流母排的横截面尺寸由首端至末端逐渐减小。
24.上述技术方案的有益效果在于：将分流母排的横截面的尺寸设置呈由首端至末端逐渐减小，这样可以依据分流母排上电流的不同而在不同的部分采用不同的横截面尺寸，有效的减少了分流母排制造材料的用量，在保证设备正常工作的前提下，降低了成本。
25.进一步的，所述舱室还包括主控制舱，主控制舱内安装有主控制器，主控制器用于控制整个直流充电设备的功率分配；所述舱室还包括单元控制舱，单元控制舱内安装有单元控制器，单元控制器用于辅助主控制器进行功率分配，单元控制舱位于所述功率分配舱的背侧。
26.上述技术方案的有益效果在于：通过设置单元控制器，以便辅助主控制器进行功率分配，设置单元控制舱，并通过将单元率控制舱设置在功率分配舱的背侧，充分利用了柜体内可利用的空间，减小了整个直流充电设备的占用空间。
附图说明
27.图1为本实用新型中直流充电设备的前视图；
28.图2为本实用新型中直流充电设备的右视图；
29.图3为本实用新型中直流充电设备内部结构的前视图；
30.图4为本实用新型中直流充电设备内部结构的后视图；
31.图5为本实用新型直流充电设备中分流母排的结构示意图；
32.图6为本实用新型直流充电设备中功率继电器组的结构示意图。
33.图中：1、柜体；1-1、顶盖；1-2、侧柜门；1-3、百叶窗；1-4、左侧板；1-5、右侧板；1-6、中间柜门；2、底座；3、进线舱；3-1、进线母排；4、开关舱；4-1、框架断路器；4-2、交流接触器；5、主控制舱；5-1、主控制器；6、功率变换舱；6-1、功率模块；7、功率分配舱；7-1、正极功率继电器组；7-1-1、正极铜排；7-2、负极功率继电器组；7-2-1、负极铜排；7-3、功率继电器；8、单元控制舱；8-1、单元控制器；9、分流母排；9-1、第一连接孔；9-2、第二连接孔；9-3、第三连接孔；9-4、第一安装孔；9-5、首端；9-6、末端；9-7、第二安装孔；10、安装板。
具体实施方式
34.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求
保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
38.本实用新型中直流充电设备的优选实施例如图1和图2所示，直流充电设备包括底座2以及柜体1，其中，柜体1安装在底座2上，柜体1包括顶盖1-1、左侧板1-4以及右侧板1-5，另外，柜体1的前后两侧均设置有侧柜门1-2和中间柜门1-6，且柜体1的一侧设有两个侧柜门1-2，两个侧柜门1-2位于中间柜门1-6的左右两侧。侧柜门1-2的上部均设置有用于散热的百叶窗1-3。另外，柜体1内设有隔板（图中未标注），隔板将柜体1内的空间分隔成不同舱室。
39.上述舱室包括电源舱，如图4所示，电源舱包括进线舱3和开关舱4，开关舱4位于柜体1内的上部，进线舱3位于柜体1内的下部，且进线舱3的后侧设置有开口，开关舱4的前侧和后侧均设置有开口。柜体1内还设有交流电输入单元，交流电输入单元用于将外部交流电引入柜体1内，交流电输入单元包括进线母排3-1以及高压通断开关，进线母排3-1安装在进线舱3内，高压通断开关包括框架断路器4-1以及两个并联的交流接触器4-2，框架断路器4-1以及两个交流接触器4-2均安装在开关舱4内，即交流电输入单元安装在电源舱内。其中，进线母排3-1用于供外部交流电引入柜体1内；框架断路器4-1以及两个交流接触器4-2用于控制电流输送的通断，且进线母排3-1与框架断路器4-1连接，框架断路器4-1分别与两个交流接触器4-2连接。
40.柜体1内还设有直流转换输出单元，直流转换输出单元用于将交流电输入单元引入的交流电转换为直流电并输出，直流转换输出单元设有两个，两个直流转换输出单元并排设置在同一竖直布置平面内，且位于柜体1内的左右两侧，进线舱3和开关舱4位于两个直流转换输出单元之间（图3所示），即电源舱位于两个直流转换输出单元之间，且与两个直流转换输出单元设置在同一竖直布置平面内。
41.上述直流转换输出单元包括功率模块6-1和功率继电器组，其中，功率模块6-1用于将外部引入的交流电转换为直流电，并将直流电输送到两个直流转换输出单元中的功率继电器组上；功率继电器组用于控制功率的输出，如图6所示，功率继电器组包括正极功率继电器组7-1以及负极功率继电器组7-2，正极功率继电器组7-1由十五只功率继电器7-3及相应的正极铜排7-1-1组成，负极功率继电器组7-2由十五只功率继电器7-3及相应的负极铜排7-2-1组成。
42.如图4所示，上述舱室还包括功率变换舱6以及功率分配舱7，功率模块6-1安装在功率变换舱6，正极功率继电器组7-1以及负极功率继电器组7-2均安装在功率分配舱7内。
功率变换舱6以及功率分配舱7均设有两个，两个功率变换舱6分别位于两个直流转换输出单元内，两个功率分配舱7也分别位于两个直流转换输出单元内，且功率变换舱6位于柜体1内的上部，功率分配舱7位于柜体1内的下部，且功率分配舱7的开口设置在后侧，功率变换舱6的前侧和后侧均设置有开口，前侧和后侧的开口与前后两侧侧柜门1-2上的百叶窗1-3前后对应形成散热通风道，以方便功率模块6-1从前向后进行散热。另外，功率变换舱6内的功率模块6-1左右并排设有三组，每组包括十个功率模块6-1，即一个功率变换舱6内安装有三十个功率模块6-1。
43.如图3和图4所示，直流充电设备还包括分流母排9，分流母排9设有两个，两个分流母排9竖向放置在左右两侧的两个功率变换舱6的上方，两个分流母排9分别与两个交流接触器4-2连接，即交流电经过框架断路器4-1后沿两路支路分别输入到两组分流母排9上，且左侧的分流母排9与左侧功率变换舱6中的三十个功率模块6-1连接，右侧的分流母排9与右侧功率变换舱6中的三十个功率模块6-1连接，以将引入的交流电分流至功率模块6-1。
44.如图5所示，分流母排9包括首端9-5以及末端9-6，首端9-5用于与交流接触器4-2连接，且分流母排9的的横截面尺寸由首端至末端呈线性递减。且首端9-5的横截面尺寸为60mm
×
6mm，末端9-6的横截面尺寸为20mm
×
6mm。该充电设备设计的最大容量为1200kw，而上述两路支路的最大额定电流均为912a，依据国标可知，横截面尺寸为60mm
×
6mm的首端9-5可负载990a电流，因此首端9-5的横截面尺寸满足需求。电流分流至末端9-6时，末端9-6还需负载304a的电流，依据国标可知，横截面尺寸为20mm
×
6mm的末端9-6可负载400a电流，因此末端9-6的横截面尺寸仍可满足需求。
45.如图5所示，分流母排9的首端9-5上开设有两个左右布置的第一连接孔9-1，第一连接孔9-1用于与交流接触器4-2连接。分流母排9的末端9-6上开设有一个第一安装孔9-4，分流母排9上靠近首端9-5的位置处开设有两个第二安装孔9-7，两个第二安装孔9-7沿竖向上下布置，第一安装孔9-4和第二安装孔9-7用于与功率变换舱6上方的安装板10连接，以将分流母排9固定安装在功率变换舱6上方。
46.另外，如图5所示，分流母排9上还开设有第二连接孔9-2以及第三连接孔9-3，第二连接孔9-2以及第三连接孔9-3位于第一安装孔9-4和第二安装孔9-7之间，且第二连接孔9-2设有三组，三组第二连接孔9-2左右间隔布置，一组第二连接孔9-2包括十个第二连接孔9-2，即一个分流母排9上有三十个第二连接孔9-2，三十个第二连接孔9-2分别与三十个功率模块6-1连接。第三连接孔9-3设有两个，两个第三连接孔9-3与三组第二连接孔9-2交叉间隔布置，两个第三连接孔9-3用于多个分流母排9之间的叠加。
47.如图3所示，所述舱室还包括主控制舱5，主控制舱5的开口设置在前侧，且主控制舱5内安装有主控制器5-1，主控制器5-1用于控制整个直流充电设备中功率继电器7-3之间进行功率分配，且主控制舱5位于进线舱3的背侧。
48.如图3所示，所述舱室还包括单元控制舱8，单元控制舱8的开口设置在前侧，单元控制舱8设有两个，两个单元控制舱8分别位于两个直流转换输出单元内，且单元控制舱8内安装有单元控制器8-1，单元控制器8-1用于辅助主控制器5-1进行功率分配，且单元控制舱8位于功率分配舱7的背侧。
49.本实用新型中的直流充电设备的工作原理为：
50.交流电由进线母排3-1引入，经框架断路器4-1后双分裂为两路支路，由两个交流
接触器4-2分别控制，并分别流入左右两侧的两个分流母排9中，经分流母排9后分流至功率变换舱6内的三十个功率模块6-1上，经功率模块6-1后交流电转换为直流电，并输出于两个功率分配舱7内的功率继电器7-3上，在此经过主控制舱5中的主控制器5-1和两个单元控制舱8内的单元控制器8-1控制调配后，可向六十个充电终端按需合理分配功率。
51.本实用新型中的直流充电设备不仅可以通过交流电输入单元将外部交流电引入到直流充电装置内、通过直流转换输出单元将引入的交流电转换为直流电并输出，而且还可以通过隔板将柜体内的空间分隔成不同舱室，满足直流充电设备内各电气件的安装要求，同时，还通过将各舱室设置在同一竖直布置平面内，通过将各舱室的开口设置在前侧和/或后侧，并在柜体的前侧和/或后侧设置用于封闭相应舱室开口的柜门，这样只需打开柜体前侧和/或后侧的柜门便可进行检修维护，相比于现有技术而言，方便了各舱内电气件的检修维护，相对减少了检修维护的工作量，提高了工作效率。
52.另外，通过将两个直流转换输出单元并联设置，解决了现有产品功率变化单元故障造成的设备不能正常使用的问题。
53.上述实施例中，功率模块从前向后进行散热，在其他实施例中，功率模块也可以由左向右或者由下向上进行散热。
54.上述实施例中，分流母排的横截面尺寸由首端至末端呈线性递减，在其他实施例中，分流母排的横截面尺寸由首端至末端呈曲线递减，或者分流母排由首端至末端呈阶梯形，且横截面尺寸的逐渐减小。
55.上述实施例中，分流母排的横截面尺寸由首端至末端逐渐减小，在其他实施例中，分流母排可以是矩形母排，即分流母排的横截面尺寸由首端至末端不发生变化。
56.上述实施例中，分流母排位于功率变换舱的上方，在其他实施例中，分流母排的位置可根据功率变换舱和电源舱的位置进行调整。
57.上述实施例中，功率变换舱位于柜体内的上部，功率分配舱位于柜体内的下部，在其他实施例中，功率变换舱可以位于柜体内的下部，功率分配舱可以位于柜体内的上部。
58.上述实施例中，开关舱位于柜体内的上部，进线舱位于柜体内的下部，在其他实施例中，开关舱可以位于柜体内的下部，进线舱可以位于柜体内的上部。
59.上述实施例中，进线母排安装在进线舱内，高压通断开关安装在通断舱内，在其他实施例中，进线母排和高压通断开关可以安装在一个舱室内，即电源舱由一个舱室构成。
60.上述实施例中，电源舱设置在两个直流转换输出单元之间，在其他实施例中，电源舱可以设置在两个直流转换输出单元的左侧或者右侧。
61.上述实施例中，直流转换输出单元设有两个，在其他实施例中，直流转换输出单元可以只设有一个。
62.上述实施例中，各舱室的开口设置在前侧或者后侧，在其他实施例中，各舱室的开口可以均设置前侧或均设置在后侧，即柜体内的同一个空间位置只设置一个舱室，此时，可以只在柜体的前侧或者柜体的后侧设置柜门。
63.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。