[发明专利]一种120kW大功率直流充电模块设计

说明书

本发明公开了一种120kW大功率直流充电模块设计，属于直流汽车充电桩充电领域。该技术方案包括预充电单元、DC/DC变换单元和输出稳压单元；所述预充电单元包含采样电路和预充电电路；DC/DC变换单元包换DC/DC变换电路、采样电路、驱动电路、保护电路、控制电路；输出稳压单元包括采样电路和稳压电路；该120kW大功率直流充电模块采用采用脉宽调制(PWM)策略和两路交错并联技术，功率等级高，最高可输出120kW功率；功率密度高，效率高；输出电压从直流200V‑700V具有较高的电压适应性等特点。

技术领域

本发明涉及直流汽车充电桩充电模块领域，具体涉及一种120kW大功率直流充电模块设计。

背景技术

直流充电模块作为750V直流电与电动汽车电池间的中间环节，是能量变换的通道。主要作用是将750V直流电压变换成汽车电池充电所需电压，能依据电池管理系统(BMS)提供的数据，动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。

目前在直流充电桩的行业里，实现大功率充电需要多个充电模块并联实现，一般单个直流充电桩的功率不大，不能实现大容量电池的电动汽车快速充电；多个充电模块导致效率不高，功率密度低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种120kW大功率直流充电模块设计。本发明的技术方案是：包括预充电单元、DC/DC变换单元和输出稳压单元；其中预充电单元包含采样电路和预充电电路，通过继电器控制预充电电路的切换，通过采样电路判断是否进行切换；DC/DC变换单元包括DC/DC变换电路、采样电路、驱动电路、保护电路、控制电路，采用采用脉宽调制(PWM)策略和两路交错并联技术，将输入电压通过两路并联功率模块IGBT调节驱动信号的占空比实现输出电压的调节，并通过滤波电感输出到输出稳压电路实现稳定的直流输出；输出稳压单元包括采样电路和稳压电路。

优选地，两路交错并联技术，模块内部分为2路输出通道通过并联方式输出，单路所控电流减半，减小开关管的电流应力，而且还能够有效降低输出电流纹波从而降低对滤波电感的需求；单路最大具备输出60kW功率的能力，并联输出时可最高输出120kW功率，功率等级远远高于传统直流充电模块。

优选地，脉宽调制(PWM)策略驱动信号频率为固定的，通过调节其占空比实现输出电压的调节，从而实现输出电压从直流200V-700V变化。

优选地，DC/DC变换电路由2块功率模块IGBT，2个滤波电感。

优选地，功率模块IGBT属于高电压大功率半桥IGBT。

与现有技术相比，本发明有益效果为：功率等级高于传统直流充电模块，可最高输出120kW功率。采用两路交错并联技术，减小开关管的电流应力，有效降低输出电流纹波从而降低对滤波电感的需求，从而降低成本。输出电压从直流200V-700V具有较高的电压适应性。功率密度高，采用多层组合方式，减小体积，提高功率密度；根据输出电压不同有所变化，最高效率达到98.5％以上。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定；

图1为120kW大功率直流充电模块等效框图图；

图2为120kW大功率直流充电模块拓扑结构图；

图3为120kW大功率直流充电模块方案设计图。

具体实施方式

以下，结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的描述。

本发明提供了一种120kW大功率直流充电模块设计，不仅能提高变换器的容量，具有效率高、功率等级高等的优势，其输出功率具有较高的适用性；