一种直流充电柜的制作方法

本发明涉及充电柜领域，具体涉及一种直流充电柜。

背景技术：

随着新能源产业的快速发展，电动汽车越来越受到人们的欢迎，作为电动汽车的配套设施，充电桩产业也在快速发展。由于在我国的供电系统中，给低压用户供电时，一般采取三相四线制，中性点接地，因此为了保证人员的安全，在当前的充电桩的拓扑结构中，通常采用的结构为前级三相有源pfc整流模块，然后通过dc/dc变换实现给电池充电的目的，在dc/dc的变换中通过高频变压器实现前后级的隔离，而大功率高频变压器设计难度大，成本高，最终导致充电模块整体拓扑电路复杂,使充电柜不易于扩展导致不能对输出功率进行合理的调配。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种直流充电柜，用以解决现有充电柜电路结构复杂、不易于扩展的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种直流充电柜，包括柜体，所述柜体中设置有至少一个整流装置，每个所述整流装置连接有至少两个dc/dc变换器，所述dc/dc变换器连接功率组合单元，所述功率组合单元连接有至少一个充电接口，还包括变压器，所述变压器的一次侧用于连接电源，所述变压器的二次侧连接所述各个整流装置；所述dc/dc变换器为非隔离dc/dc变换器。

本发明的有益效果是：通过变压器连接外部电源实现电网和用户侧的隔离，同时采用非隔离dc/dc变换器代替隔离dc/dc变换器，多个非隔离dc/dc变换器的输出经过功率组合单元的调配，输出到对应的终端。

进一步的，所述变压器通过断路器连接所述整流装置。

进一步的，所述整流装置为pfc整流模块。

进一步的，还设置有控制器，所述控制器通过总线通讯连接所述整流装置、非隔离dc/dc变换器、充电接口和功率组合单元。

本发明由于采用了非隔离dc/dc变换器，使得充电柜的整体拓扑结构简单，成本低，方便后期进行扩展，同时通过功率组合单元对输出功率进行分配，充电柜的输出电压范围宽，可以实现多级输出，具备功率自动分配的功能。

附图说明

图1是本发明充电柜的电路连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供了直流充电柜，整体拓扑实现简单，成本低，扩展方便，输出电压范围宽，该充电桩适合于场站式集中充电的场所，下面以一种基于10kv变压器隔离的充电桩拓扑电路来说明本发明采用的技术方案。

本实施方案中充电桩采用集装箱式集中供电，功率单元集中在主柜体，然后终端控制器向主柜体请求功率，主柜体根据不同终端的请求智能调配功率。该拓扑基于10kv降压变压器进行高压电网与用户侧的隔离，变压器初级为10kv，次级采用无中性点引出结构，变压器作为充电桩本身设计的一部分。

次级根据设计需要，通过一个或多个断路器与一个或多个三相有源pfc整流模块相连，实现交流直流的变换。单个pfc模块的直流侧与多个非隔离式的dc/dc相连，实现多级输出，即输出电压范围可调节的直流电压。

将所有dc/dc模块的输出端连接到功率组合单元，该单元主要根据实际需求实现功率的组合。通过电缆将功率组合单元的输出端连接至操作终端，例如充电枪。

上述拓扑电路实现简单，整个功率柜的输出容量可以实现多级输出，且整个充电桩系统具备功率自动分配的功能。

如图1所示的连接示意图，本实施方式中充电柜主要包括10kv降压隔离变压器、三相有源pfc整流模块、非隔离dc/dc调压装置、功率组合单元、主柜控制和显示单元，以及充电终端。三相电源首先接入变压器一次侧，变压器二次侧通过n个断路器分别连接有pfc整流模块；每个整流模块连接m(m≥2)个非隔离dc/dc变换器，n×m个非隔离dc/dc变换器连接功率组合单元，功率组合单元根据控制指令对功率输出进行调节，将对应大小的功率输出到对应的终端(例如充电枪)。整流模块的数量可以根据需求进行增减，每个整流模块连接的变换器数量也可以根据实际进行调整。

1.隔离变压器上电后，通过断路器1给1号pfc模块上电，辅助电源供电，主控显示屏显示当前的柜体状态，然后相继将所有的断路器闭合进行送电。

2.待终端的充电枪插上车辆后，开始充电，从桩通过can总线向主桩请求功率，主控检测到从桩的启动命令后，首先启动一组或多组pfc可控整流单元。

3.pfc单元启动完成后，主控根据从桩的需要动态的调整功率组合单元的组合结构。

4.主控根据终端的功率要求将对应的多个dc/dc分配为一组，功率平均分配给组内的各个dc/dc，dc/dc模块开始输出。

该充电柜的进线为10kv，10kv直接连接在变压器的初级，变压器的次级中性点不接地。变压器的次级通过断路器连接三相有源pfc整流单元，其中一个断路器和一路三相有源pfc整流单元是一组，可根据设计需求，从变压器的次级引出多组整流单元。

一组pfc整流单元连接多个非隔离的dc/dc模块，方便进行分组控制。所有的dc/dc模块的输出全部连接在功率组合单元上，功率组合单元的功能主要是对dc/dc模块的输出进行组合，功率组合单元的出线直接输出到终端上。

该直流充电柜配备多个直流输出终端，直流终端通过can总线和主控制器进行通信。pfc整流单元和dc/dc模块通过can总线与主控相连，主控系统对功率进行统一分配。主控对所有dc/dc模块动态分组，没有输出的dc/dc模块不具备组属性，所有输出在同一终端上的dc/dc模块分配为一组。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式，例如改变变压器的电压等级或者对变压器具体型号的选取，或者对整流模块或者dc/dc变换器数量的改变，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及充电柜领域，具体涉及一种直流充电柜。本发明通过变压器连接外部电源实现电网和用户侧的隔离，同时采用非隔离DC/DC变换器代替隔离DC/DC变换器，多个非隔离DC/DC变换器的输出经过功率组合单元的调配，输出到对应的终端。本发明由于采用了非隔离DC/DC变换器，使得充电柜的整体拓扑结构简单，成本低，方便后期进行扩展，同时通过功率组合单元对输出功率进行分配，充电柜的输出电压范围宽，可以实现多级输出，具备功率自动分配的功能。

技术研发人员：陈洪闯;齐红柱;张紫阳
受保护的技术使用者：河南森源电气股份有限公司
技术研发日：2018.06.21
技术公布日：2018.11.06