[实用新型]基于通用变频器基准的大功率电动汽车快速充电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，特别是供车辆进行充电的充电装备。

背景技术

电动汽车的快速充电问题的解决是行业发展的关键问题之一，为满足快速充电要求，普通乘用车需50KW-100KW快速充电机，电动大巴则需要200KW以上快速充电机。因此快速充电机的一个最为重要的技术是大功率AC/DC转换技术。

传统大功率充电电源主要通过可控硅相控整流或高频IGBT移相全桥开关电源的方式实现大功率AC/DC变换。可控硅相控电源虽然装置简单、可靠性高，但是体积庞大、效率较低、谐波污染严重,高频IGBT开关电源虽然解决了上述工频电源的缺点,但是功率等级较小,很难以实现大功率化。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种通用变频器基准的大功率电动汽车快速充电电源，以克服以上现有技术存在的问题。

本实用新型包括通用变频器单元、高频变压器单元、三相高频整流单元和输出滤波单元，通用变频器单元的三相不可控整流桥输入端连接交流电源，通用变频器单元的输出端通过高频变压器单元连接在三相高频整流单元的输入端，三相高频整流单元的一个输出端与二极管的一端串联，在二极管的另一端和三相高频整流单元的另一个输出端上分别设置充电电池接入端口。

本实用新型利用成熟的变频器技术,正弦波逆变器与高频变压器相结合,简单可靠地实现大功率化的快速充电,解决了电动汽车的充电难题。本实用新型运用IGBT功率器件的高频变频技术、SPWM调制技术、数字通讯技术等,不仅可以简单实现功率的扩展，减少电网谐波的污染，而且变压器小型化,缩小整个系统的体积,极大地提高功率密度，可满足不同的新能源汽车电池的允电需求。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。

图2是本实用新型中高频变压器线间电压波形图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型由通用变频器单元1、三相高频变压器单元2、三相高频整流单元3、输出滤波单元4、二极管5和电池6组成。

380V三相交流电源接入通用变频器单元1的三相不可控整流桥,通过串接电感以提高功率因数。无源PFC电感的另一端通过铜排接到容性母线单元,直流母线并接输出端子分别接到三组IGBT的半桥单元,其中性点分别接到三相高频变压器单元2的原级。高频变压器单元2输出的正弦波分别连接到三相高频整流单元3的半桥的中性点,整流后的高频脉动波形经过输出滤波单元4滤除高频分量后,通过串接二极管5对待充电的电池6进行充电。

逆变桥采用SPWM调制方式,变压器的初级穿入电流霍尔,以保护通用变频器单元。采用数字化控制,具备CAN-USB复合通讯接口,同时适应车载控制和计算机监控。

通用变频器单元1的无源PFC电感使电流与电压同相位,降低了电网的谐波,提高了电能的利用率。三相IGBT全桥逆变采用SPWM调制,控制波形如图2的方波波形,三相高频变压器单元2的初级线电压的波形如图2的正弦波波形。三相高频变压器单元2用于传送频率为1KHz的正弦波,更改变压器的变比,可以适合各种不同等级电压的电池。三相高频的正弦波由三相高频整流单元3产生高频脉动波形,输出滤波单元滤除高频分量,通过串接二极管对电池充电。

三相高频变压器单元2传送1KHz的正弦波,与工频的可控硅整流相比,变压器的体积小型化。通用变频单元1的每组逆变桥的输出设置电流传感器,用于对IGBT的保护。同时从电池端取样电流,电压信号反馈到通用变频单元1进行数字化控制。同时由于通用变频单元1的技术已经比较成熟,容易实现大功率的系列化。通过合理的选配通用变频单元1的功率等级以及高频变压器单元2的变压器的变比, 可以满足对不同的电压、功率等级新能源电动大巴的需求。