一种用于电动汽车充电的超级充电堆的制作方法

本发明涉及充电，尤其涉及一种用于电动汽车充电的超级充电堆。

背景技术：

1、新能源汽车得到了快速推行，其中电动汽车充电技术的发展速度在目前已成为了影响新能源汽车技术进步的关键因素之一。随着电动汽车的大规模应用，用户对临时性、应急性和长距离出行的充电需求日益增多，用户充电难、充电慢的问题还没有得到根本解决，在这种情况下，大功率直流快充技术和产品就显示出了关键的支撑作用，具备充电速度快、稳定性好等优点的大功率直流充电设备将会成为未来电动汽车充电技术的一种必然性发展趋势。

2、三相级联h桥变换器具有突出的综合性能，是中压直挂式大容量充电设备的新兴解决方案：其一，基于其模块化的结构，可使用低压器件将系统扩展到较高的电压和功率等级，无需使用笨重且空载损耗较高的工频变压器就能够直接与中压电网连接。其二，多电平输出电压允许h桥以较低开关频率工作，在有助于提高效率的同时，使用较小的l滤波器即可获得高质量的并网电流，相比于常用的lcl滤波器，在弱电网条件下系统的稳定性更好。其三，三相级联h桥变换器具有多个相互隔离的直流母线接口，易于实现同时对多辆电动汽车充电。

3、然而，想将三相级联h桥变换器切实可行地应用于中压直挂式大容量充电设备，要面对三相级联h桥拓扑固有的典型问题——相内和相间功率不均衡。相间功率不均衡会导致并网电流不对称，不满足并网准则；相内功率不均衡达到一定程度时，负荷需求将超出h桥的传输功率能力，导致功率较大的模块过调制，并网电流畸变甚至振荡过流。可见，相内相间功率不均衡问题严重制约了三相级联h桥变换器在中压直挂式大容量充电设备中的应用。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种用于电动汽车充电的超级充电堆，保留了三相级联h桥变换器具有多个相互隔离的直流母线接口的优势，以便于实现对多辆电动汽车的同时充电，同时，在不同功率需求的电动汽车同时充电时，也能够确保三相级联h桥变换器的相内与相间功率均衡运行，改善了电网电流不对称或者畸变问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种用于电动汽车充电的超级充电堆，包括三相级联h桥变换器、隔离型dc/dc变换器、功率分配单元和电动汽车充电枪。

4、三相级联h桥变换器包括h桥模块。

5、功率分配单元包括开关。

6、其连接关系为：三相级联h桥变换器h桥模块的直流侧与隔离型dc/dc变换器输入端一一对应连接，隔离型dc/dc变换器的正负输出端分别并联功率分配单元中的开关，正输出端所连开关的另一端一一对应连接电动汽车充电枪的正直流母线，负输出端所连开关的另一端一一对应连接电动汽车充电枪的负直流母线。

7、优选地，用于连接中压配电网的三相级联h桥变换器交流侧采用星形连接方式。

8、优选地，用于连接中压配电网的三相级联h桥变换器交流侧采用三角形连接方式。

9、优选地，所述隔离型dc/dc变换器均使用单路输入单路输出隔离型dc/dc变换器，此时a相、b相和c相的第i个隔离型dc/dc变换器的输出端并联形成端口i，每个端口的正负两端各并联功率分配单元中的m个开关，一个开关仅对应连接一个端口正负两端中的一端。

10、其中m为电动汽车充电枪数。

11、优选地，所述单路输入单路输出隔离型dc/dc变换器为移相全桥变换器或llc变换器或dab变换器。

12、优选地，为了进一步提升功率密度和集成度，所述隔离型dc/dc变换器均使用三路输入一路输出隔离型dc/dc变换器，此时第i个三路输入一路输出隔离型dc/dc变换器的三路输入端一一对应连接a相、b相和c相级联h桥变换器第i个h桥模块的直流侧，第i个三路输入一路输出隔离型dc/dc变换器的一路输出端形成端口i，每个端口的正负两端各并联功率分配单元中的m个开关，一个开关仅对应连接一个端口正负两端中的一端。

13、其中m为电动汽车充电枪数。

14、本发明的有益技术效果：采用三相级联h桥变换器，在交流侧能够实现与中压电网的直挂式连接，进而省去了笨重且空载损耗较高的工频变压器；此外，基于其模块化的结构，可使用低压器件实现高压大容量输出，能够满足电动汽车超快充电的需求。

15、通过三相之间同位置的dc/dc变换器输出端口的并联以实现相间功率均衡，通过功率分配单元控制不同的开关组合以实现相内功率均衡，有效地改善了相内和相间功率不均衡问题，当不同功率需求的电动汽车同时充电时也能够确保系统稳定运行，满足并网准则。

技术特征：

1.一种用于电动汽车充电的超级充电堆，其特征在于，包括三相级联h桥变换器、隔离型dc/dc变换器、功率分配单元和电动汽车充电枪；

2.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车充电的超级充电堆，其特征在于，用于连接中压配电网的三相级联h桥变换器交流侧采用星形连接方式。

3.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车充电的超级充电堆，其特征在于，用于连接中压配电网的三相级联h桥变换器交流侧采用三角形连接方式。

4.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车充电的超级充电堆，其特征在于，所述隔离型dc/dc变换器均使用单路输入单路输出隔离型dc/dc变换器，此时a相、b相和c相的第i个隔离型dc/dc变换器的输出端并联形成端口i，每个端口的正负两端各并联功率分配单元中的m个开关，一个开关仅对应连接一个端口正负两端中的一端；

5.根据权利要求4所述的一种用于电动汽车充电的超级充电堆，其特征在于，所述单路输入单路输出隔离型dc/dc变换器为移相全桥变换器或llc变换器或dab变换器。

6.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车充电的超级充电堆，其特征在于，为了进一步提升功率密度和集成度，所述隔离型dc/dc变换器均使用三路输入一路输出隔离型dc/dc变换器，此时第i个三路输入一路输出隔离型dc/dc变换器的三路输入端一一对应连接a相、b相和c相级联h桥变换器第i个h桥模块的直流侧，第i个三路输入一路输出隔离型dc/dc变换器的一路输出端形成端口i，每个端口的正负两端各并联功率分配单元中的m个开关，一个开关仅对应连接一个端口正负两端中的一端；

技术总结
本发明涉及充电技术领域，公开了一种用于电动汽车充电的超级充电堆，包括三相级联H桥变换器、隔离型DC/DC变换器、功率分配单元和充电枪。三相级联H桥变换器H桥模块的直流侧与隔离型DC/DC变换器输入端一一对应连接，隔离型DC/DC变换器的正负输出端分别并联功率分配单元中的开关，正输出端所连开关的另一端连接充电枪正直流母线，负输出端所连开关的另一端连接充电枪负直流母线。本发明保留了三相级联H桥变换器有多个相互隔离直流母线接口的优势，以便于实现对多辆电动汽车的同时充电，同时，在不同功率需求的电动汽车同时充电时，也能够确保三相级联H桥变换器的相内与相间功率匹配运行，改善了电网电流不对称或者畸变问题。

技术研发人员：范建华,雒龙飞,邵康,赵涛
受保护的技术使用者：青岛鼎信通讯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13