一种水冷多电压多模组直流母线充电储能系统的制作方法

1.本发明涉及充电桩技术领域，具体为一种水冷多电压多模组直流母线充电储能系统。


背景技术：

2.为解决电动汽车用户的充电焦虑，通常需要为电动汽车配备大功率快充功能，大功率快充的实现方向之一是提高车辆电压平台。通过提高车辆电压平台，提高充电电压，以提升充电功率。但当前市场上高电压平台的超级快充桩尚处于试点状态，还未大规模商业化。在将来可预见的一段时间内，市场上会存在ac400v国标直流桩和ac800v超级快充桩共存的局面，根据当前市场上国标桩的保有量，可以预见两种直流桩共存的局面会维持较长时间。
3.目前，我国公共充电设施建设很大程度上还存在缺口，充电设备的充电功率往往不能满足高功率充电需求，传统直流充电桩功率固化，无法给不同功率需求的电动汽车充电，因此兼容性差。其次，直流充电桩无法适应电池技术迅速发展的需求，从而导致投资的充电设备在持续使用上受到限制。且电动汽车充电设施建设具有建设周期长、各个场站单桩功率合理配置难度高、现场安装调试时间长、投资较大、功率浪费等缺点。随着未来电池技术迅速的发展，电动汽车充电倍率的大幅提升，各大车企不断突破大电流充电瓶颈，也需要兼容性更好、充电功率动态可调的充电系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种水冷多电压多模组直流母线充电储能系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水冷多电压多模组直流母线充电储能系统，包括多电压变压整流系统、直流母线、充电桩、电池组；
6.所述多电压变压整流系统包括高压柜模组、多电压输出变压器、低压柜模组、电容柜模组、整流柜模组，所述多电压输出变压器和整流柜模组并行接入直流母线，所述多电压输出变压器与10kv的电网电性连接；
7.所述充电桩和电池组通过直流母线与整流柜模组电性连接，所述电池组外部安装有电池储能柜；
8.所述直流母线包括400v直流母线和800v直流母线，所述充电桩同时与400v直流母线和800v直流母线连接。
9.进一步的，若干组组所述整流模块的型号分别为400a整流模块、630a整流模块、800a整流模块或其它组数和安培数。
10.进一步的，所述充电桩集成智能识别模组，自动判断车辆所需接入电压。
11.进一步的，所述多电压输出变压器设置两组以上的抽头，其输出电压分别为ac400v和ac800v或其他电压。
12.进一步的，所述多电压变压整流系统为一体式箱式变电站。
13.进一步的，所述多电压输出变压器和整流柜模组上均设置对应的水冷模组。
14.进一步的，所述充电桩设置若干组，且若干组充电桩并联接入直流母线。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.(1)充分利用变压器和整流模块的功率，通过直流母线汇集电流，随需提供充电电流，最大限度提高每个充电桩的充电输出的功率。
17.(2)整流柜模组互为备用，提高充电系统的可靠性，整流柜模组设置多组，提高冗余量，可以通过冗余的整流柜模组增加冗余整流功率来提高可靠性。
18.(3)单个整流柜模组故障，对全部充电输出回路的影响只是每个输出回路的功率减少1/n(n为整流柜模组的总数量)，可以正常充电使用，避免整流柜模组相互影响。
19.(4)某个充电输出回路故障，则释放占用的输出功率，总充电功率不变，每个充电输出功率上升，缩短充电时间。
20.(5)系统便于适应电动汽车驱动电压由400v向800v迁移，系统通过调整便可以实现全部400v/800v或更高电压充电及储能。
21.(6)直流母线为充电桩供电，并对电池组充电，直流母线还具有直流汇流的作用，解决变压器难以并联运行的难题，电池组反向输出充电，无需逆变器，提升转换效率，可以降低成本。
附图说明
22.图1为本发明的电路图；
23.图2为本发明中电动汽车充电的状态图；
24.图3为本发明整流模块的结构示意图。
25.图中：1、多电压输出变压器；2、400v直流母线；3、800v直流母线；4、整流柜模组；5、充电桩；6、电池组；7、多电压变压整流系统；8、整流模块；9、电容柜模组；10、低压柜模组；11、电池储能柜；12、直流母线；13、pm数显表；14、高压柜模组。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种水冷多电压多模组直流母线充电储能系统，包括多电压变压整流系统7、直流母线12、充电桩5、电池组6；
28.所述多电压变压整流系统7包括高压柜模组14、多电压输出变压器1、低压柜模组10、电容柜模组9、整流柜模组4，所述多电压输出变压器1和整流柜模组4并行接入直流母线12，所述多电压输出变压器1与10kv的电网电性连接；
29.高压柜模组14用于整理高压线，高压柜模组14内部配备断路器、隔离开关、接地开关；
30.断路器是高压配电柜中的重要保护装置，用于在电路故障时切断电源，避免电气
设备受到损坏；
31.隔离开关是高压配电柜中的重要安全装置，用于在维护和检修时切断电源，避免电气设备受到电击；
32.接地开关是高压配电柜中的重要安全装置，用于将电气设备的金属外壳接地，避免人体触电；
33.低压柜模组10将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装起来，正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路，并在在电路故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警；
34.借测量仪表可显示运行中的各种参数，还可对某些电气参数进行调整，对偏离正常工作状态进行提示或发出信号，可以合理的分配电能，方便对电路的开合操作；
35.所述充电桩5和电池组6通过直流母线12与整流柜模组4电性连接，所述电池组6外部安装有电池储能柜11；
36.电池组6池储存的直流电为400v、800v的电力，作为备用能源，供充电桩5使用；
37.所述直流母线12包括400v直流母线2和800v直流母线3，所述充电桩5同时与400v直流母线2和800v直流母线3连接。
38.在本实施例中，所述整流柜模组4包括若干组整流模块8，且若干组整流模块8表面均设有pm数显表13，pm数显表13采集电度、电流和电压的信号，便于直接查看电路的参数。
39.在本实施例中，若干组所述整流模块8的型号分别为400a整流模块、630a整流模块、800a整流模块或其它组数和安培数。
40.在此不限定整流模块8的型号，可以依据需求进行使用，若干组整流模块8的容量合并输出到直流母线12，并联的整流模块8当其中一个损坏时，不影响电路的通畅。
41.在本实施例中，所述充电桩5集成智能识别模组，智能识别模组可以识别电动汽车的需要的充电电压，可以为电动汽车提供最佳的充电功率，缩短充电时间，依靠400v直流母线2和800v直流母线3的供电，选择400v或800v的供电，兼容更多型号的电动汽车。
42.在本实施例中，所述多电压输出变压器1设置两组以上的抽头，其输出电压分别为ac400v和ac800v或其他电压。
43.在本实施例中，所述多电压变压整流系统7为一体式箱式变电站，箱式变电站.占地面积小。安装箱式变电站比建设同等规模的变电所能节省三分之二以上的占地面积，可以加快电动汽车充电桩的布置；箱式变电站组合方式灵活，其结构比较紧凑，每个箱式变电站均构成一个独立系统，这就使得组合方式灵活多变，使用单位可根据停车场的规模进行组合，以满足不同场所的需要，同时箱式变电站日常维护工作量也较小。
44.在本实施例中，所述多电压输出变压器1和整流柜模组4上均设置对应的水冷模组，水冷模组由水管、散热器、冷却水管道等组成，工作时，干式变压器通过内置冷却水管，对多电压输出变压器1进行高效散热。
45.还可以使用风冷对多电压输出变压器1进行冷却，在干式变压器自带风扇的散热进行冷却，实现多电压输出变压器1的冷却。
46.在本实施例中，所述充电桩5设置若干组，且若干组充电桩5并联接入直流母线12，多电压变压整流系统7和电池组6可以进行扩充，相应的充电桩5的数量也可以进行扩充，满足不同大小停车场的需求。
47.具体的，使用时，10kv市电经过ac400v、ac800v双抽头变压器的变压，将10kv电压降低为400v和800v，并通过400v直流母线2和800v直流母线3输送出去，若干组整流模块8调整电流，与电压配合可以改变充电功率，当电动汽车通过充电桩5充电时，充电桩5的智能识别模组别电动汽车的需要的电压和电流，可以选用400v直流母线2或800v直流母线3进行充电，多量电动汽车进行充电时，电压电流可以安装需求进行切换，可以对多种车辆进行充电，当电压波动较大达不到需求电压和功率时，电池组6反向输出供电进行补偿，始终保持高效的充电功率，电池组6还可以按照电价谷电填峰增加售电收入，实现电网调节功能。
48.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种水冷多电压多模组直流母线充电储能系统，其特征在于，包括多电压变压整流系统(7)、直流母线(12)、充电桩(5)、电池组(6)；所述多电压变压整流系统(7)包括高压柜模组(14)、多电压输出变压器(1)、低压柜模组(10)、电容柜模组(9)、整流柜模组(4)，所述多电压输出变压器(1)和整流柜模组(4)并行接入直流母线(12)，所述多电压输出变压器(1)与10kv的电网电性连接；所述充电桩(5)和电池组(6)通过直流母线(12)与整流柜模组(4)电性连接，所述电池组(6)外部安装有电池储能柜(11)；所述直流母线(12)包括400v直流母线(2)和800v直流母线(3)，所述充电桩(5)同时与400v直流母线(2)和800v直流母线(3)连接。2.根据权利要求1所述的一种水冷多电压多模组直流母线充电储能系统，其特征在于：所述整流柜模组(4)包括若干组整流模块(8)，且若干组整流模块(8)表面均设有pm数显表(13)。3.根据权利要求2所述的一种水冷多电压多模组直流母线充电储能系统，其特征在于：若干组所述整流模块(8)的型号分别为400a整流模块、630a整流模块、800a整流模块。4.根据权利要求1所述的一种水冷多电压多模组直流母线充电储能系统，其特征在于：所述充电桩(5)集成智能识别模组。5.根据权利要求1所述的一种水冷多电压多模组直流母线充电储能系统，其特征在于：所述多电压输出变压器(1)设置两组以上的抽头，其电压分别为ac400v和ac800v。6.根据权利要求1所述的一种水冷多电压多模组直流母线充电储能系统，其特征在于：所述多电压变压整流系统(7)为一体式箱式变电站。7.根据权利要求1所述的一种水冷多电压多模组直流母线充电储能系统，其特征在于：所述多电压输出变压器(1)和整流柜模组(4)上均设置对应的水冷模组。8.根据权利要求1所述的一种水冷多电压多模组直流母线充电储能系统，其特征在于：所述充电桩(5)设置若干组，且若干组充电桩(5)并联接入直流母线(12)。

技术总结
本发明公开了一种水冷多电压多模组直流母线充电储能系统，包括多电压变压整流系统、直流母线、充电桩、电池组，多电压变压整流系统包括高压柜模组、多电压输出变压器、低压柜模组、电容柜模组、整流柜模组；多电压输出变压器和整流柜模组并行接入直流母线，本系统充分利用多电压输出变压器和整流柜模组的功率，通过直流母线汇集电流，随需提供充电电流，最大限度提高每个充电桩的充电输出的功率，整流柜模组互为备用，提高充电系统的可靠性，整流柜模组设置多组，提高冗余量，可以通过冗余的整流柜模组增加冗余整流功率来提高可靠性，单个整流柜模组故障，对全部充电输出回路的影响只是每个输出回路的功率减少1/N，可以正常充电使用。用。用。


技术研发人员：张灼炽
受保护的技术使用者：张灼炽
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/10/15