專利名稱：集中直流供電撬裝式電動(dòng)汽車充電屋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車充電能源領(lǐng)域，特別涉及一種集中直流供電撬裝式電動(dòng)汽車 充電裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的進(jìn)步，汽車的數(shù)量在迅速增加，與此同時(shí)，石油的消耗量也在迅速增 大，由此帶來(lái)能源短缺、環(huán)境污染、油價(jià)上漲等一系列問(wèn)題。發(fā)展電動(dòng)汽車，使用清潔能源， 能夠有效緩解能源短缺及環(huán)境污染等問(wèn)題，因此國(guó)家在大力提倡、推廣電動(dòng)汽車。而推廣電 動(dòng)汽車的一個(gè)重要瓶頸就是充電問(wèn)題，為此國(guó)家計(jì)劃修建電動(dòng)汽車充電站，并在一些重要 城市開展試點(diǎn)工作。在城市建設(shè)充電站所面臨的主要問(wèn)題有占地面積、施工周期、電網(wǎng)擴(kuò)容以及充電 站對(duì)電網(wǎng)造成的污染。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種集中直流供電撬裝式電動(dòng)汽車充電屋，它利用AFE將 交流電變換為直流電，為多臺(tái)充電機(jī)提供直流電源；充電屋整體安裝，現(xiàn)場(chǎng)施工量小，并具 有防水、防火、防風(fēng)沙的特點(diǎn)。本發(fā)明中所采用的AFE(可控整流前端)的主要技術(shù)特點(diǎn)如下1、AFE采用IGBT功率元件，主電路結(jié)構(gòu)與變頻器相同，可以將交流電轉(zhuǎn)化為直流 電給變頻器使用，也可以將直流電轉(zhuǎn)化為交流電回饋電網(wǎng)，所以可以將多臺(tái)變頻器的直流 母線并聯(lián)到AFE的直流輸出端，使普通的變頻器轉(zhuǎn)化為四象限運(yùn)行變頻器；2、由于各個(gè)變頻器的工況不同，有的變頻器處于制動(dòng)狀態(tài)，有的變頻器處于牽引 狀態(tài)，因此共用直流母線后，可以使電能在不同變頻器之間交換，用不完的能量還可以回饋 電網(wǎng)，這樣大大降低了元器件損耗，提高了效率，可以起到明顯的節(jié)能效果；3、同時(shí)，AFE交流輸入端的功率因數(shù)可達(dá)0. 99，電流諧波含量低于3%，對(duì)電網(wǎng)不 造成任何污染，也就不需要再使用無(wú)功補(bǔ)償和濾波裝置，大大簡(jiǎn)化了供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，降 低了成本。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種集中直流供電撬裝式電動(dòng)汽車充電屋，其特征在于將在傳動(dòng)領(lǐng)域中使用的 AFE(可控整流前端)應(yīng)用于充電屋，充電屋包括撬裝屋體、供配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、監(jiān)控系 統(tǒng)；直流電度表、空調(diào)室內(nèi)機(jī)、溫控器、溫濕度表、加熱器、照明設(shè)施；其中，所述的供配電系統(tǒng)，它包括固體環(huán)網(wǎng)柜、低壓配電柜、變壓器、計(jì)量計(jì)費(fèi)裝置、 AFE (可控整流前端)和諧波監(jiān)測(cè)設(shè)備；所述的低壓配電柜給AFE (可控整流前端)輸入交流電，AFE將交流電變換為直流 電，通過(guò)直流母線，直接給各個(gè)充電機(jī)提供直流電源；本發(fā)明可將太陽(yáng)能發(fā)電用的DC/DC變換器直接連接到AFE的直流母線上，無(wú)需使
4用并網(wǎng)逆變器就可以將太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能送入電網(wǎng)；所述的充電系統(tǒng)，它包括充電樁、高壓計(jì)費(fèi)電度表、充電機(jī)、用戶界面；在所述的充電系統(tǒng)中，采用直流-直流(DC/DC)類型的充電機(jī)，也可以采用交 流-直流(AC/DC)類型的充電機(jī)，充電機(jī)前端無(wú)需有電抗器；所述的監(jiān)控系統(tǒng)，它包括配電監(jiān)控、充電監(jiān)控、消防報(bào)警、視頻監(jiān)視裝置。充電屋不需要安裝無(wú)功補(bǔ)償及濾波器，就可使干式變壓器低壓側(cè)的電流諧波含量 小于5%，功率因數(shù)大于0. 95。一種撬裝式電動(dòng)汽車充電屋，在高壓室中設(shè)置有固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜；在變壓器室中 設(shè)置有干式變壓器；在低壓配電室中設(shè)置有低壓開關(guān)柜、監(jiān)控柜，AFE(可控整流前端)、充 電機(jī)；在撬裝充電屋底部設(shè)有吊裝掛點(diǎn)；且在撬裝充電屋底部還設(shè)有接地銅排；在變壓器 室的上方是空調(diào)室外機(jī)室；在空調(diào)室外機(jī)室中設(shè)置有空調(diào)室外機(jī)；在撬裝充電屋外墻上設(shè) 有進(jìn)出線孔。其中，所述的撬裝屋體的主體為鋼骨架，外部采用全金屬結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，骨架強(qiáng) 度高，防護(hù)性能好；骨架全部采用焊接鋼結(jié)構(gòu)，保證安全吊裝和拖動(dòng)，并設(shè)有起吊標(biāo)識(shí)和重 心標(biāo)識(shí)；在屋體內(nèi)骨架中填充巖棉，增強(qiáng)了房間的保溫性能；所述的撬裝屋體的底部設(shè)有電纜夾層；屋體可整體從底部吊裝；所述的撬裝屋體的底座，主縱梁及橫梁采用工字鋼，邊框采用槽鋼，骨架四角立柱 采用方管立柱，頂棚邊框采用槽鋼制作，中間支撐采用扁鐵型材；底層采用熱軋鋼板段焊， 中間層采用巖棉填充保溫；所述的撬裝屋體的底座外表全部做防腐處理；并做防水設(shè)計(jì)，直接戶外使 用；-30°C +50°C的環(huán)境下正常運(yùn)行；所述的撬裝屋體的殼體底座四周有接地母排；所述的撬裝屋體的墻體，外墻采用冷壓瓦楞板、或采用平鋼板滿焊并與鋼骨架焊 接；內(nèi)墻采用巖棉填充保溫，內(nèi)裝飾板為拉絲面板；所述的撬裝屋體的房頂，采用鋼板作外層，房頂設(shè)計(jì)帶有一定的坡度，并在房頂四 周設(shè)有排水槽，從四個(gè)角的立柱處定向排水；所述的撬裝屋體的電纜進(jìn)出線孔均布在屋體兩側(cè)或一側(cè)，采用防火電纜密封件， 具有防腐、防火、防沙、防震、防漏、保溫等功能，內(nèi)部配置空調(diào)；所述的撬裝屋體內(nèi)設(shè)有溫度檢測(cè)控制器，對(duì)房?jī)?nèi)的溫度進(jìn)行有效監(jiān)控；所述的撬裝屋體內(nèi)設(shè)有煙霧檢測(cè)器，對(duì)房?jī)?nèi)的煙霧進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和報(bào)警；所述的撬裝屋體內(nèi)設(shè)有足夠亮度的照明燈具，并設(shè)有應(yīng)急照明燈；在所述的撬裝屋體內(nèi)設(shè)有防盜門；并在防盜門上設(shè)有逃生鎖；在所述的撬裝屋體外墻上設(shè)有外掛折疊爬梯，便于清理屋頂?shù)亩逊e物；在高壓室與低壓室之間設(shè)有一個(gè)小門，操作人員可從低壓室進(jìn)入高壓室。本發(fā)明撬裝式電動(dòng)汽車充電屋，可使用太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于集中整流，分散直流供電采用可控整流前端(AFE)進(jìn)行整 流，將交流電變換成直流電后，為多臺(tái)充電機(jī)直接提供直流電源；使用撬裝房體，體積小， 防護(hù)等級(jí)高；整體現(xiàn)場(chǎng)安裝，方便快捷；便于運(yùn)輸；施工時(shí)間短；功率因數(shù)高、電流諧波含量 低，不影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量；可以將太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的電能接入直流母線；屋體防水、防火、防風(fēng)沙。
圖1為本發(fā)明集中直流供電撬裝式電動(dòng)汽車充電屋的系統(tǒng)方框圖；圖2為集中直流供電撬裝式電動(dòng)汽車充電屋的結(jié)構(gòu)平面圖；圖3為集中直流供電撬裝式電動(dòng)汽車充電屋的三維效果圖；圖4為集中直流供電撬裝式電動(dòng)汽車充電屋的電氣線路圖。圖中標(biāo)號(hào)為1-高壓室；2-變壓器室；3-低壓室；4-空調(diào)室外機(jī)室；5-低壓室與高壓室之間的小門；6-固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜；7-可控整流前端(AFE) ；81-低壓開關(guān)柜；82-低壓開關(guān)柜；10-監(jiān)控柜；111-充電機(jī)；112-充電機(jī)；13-空調(diào)室外機(jī)；14-爬梯；151-吊裝掛點(diǎn)1 ；152-吊裝掛點(diǎn)2 ；153-吊裝掛點(diǎn)3 ；154-吊裝掛點(diǎn)4 ；16-接地銅排；17-電纜進(jìn)出線；18-干式變壓器；19-空調(diào)室內(nèi)機(jī)；
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明主要由三部 分組成供配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)。其中，供配電系統(tǒng)中的設(shè)備包括固體環(huán)網(wǎng)柜、 低壓配電柜、變壓器、計(jì)量計(jì)費(fèi)裝置、AFE和諧波監(jiān)測(cè)設(shè)備；充電系統(tǒng)中的設(shè)備包括充電 樁、充電機(jī)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、用戶界面；監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備包括配電監(jiān)控、充電監(jiān)控、消防報(bào)警、 視頻監(jiān)測(cè)裝置。上述設(shè)備都安裝在本發(fā)明撬裝式電動(dòng)汽車充電屋內(nèi)，平面布置如圖2所示；本發(fā) 明的三維立體圖如圖3所示。在高壓室1中設(shè)置有固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜6 ；在變壓器室2中設(shè) 置有干式變壓器18 ；在低壓室3中設(shè)置有低壓開關(guān)柜81、低壓開關(guān)柜82、監(jiān)控柜10，有源 整流前端(AFE)7、充電機(jī)112、充電機(jī)111 ；在撬裝充電屋底部設(shè)有四個(gè)吊裝掛點(diǎn)151、152、 153,154 ；且在撬裝充電屋底部還設(shè)有四個(gè)接地銅排16 ；在變壓器室2的上方是空調(diào)室外機(jī) 室4 ；在空調(diào)室外機(jī)室4中設(shè)置有空調(diào)室外機(jī)13 ；在撬裝充電屋外墻上設(shè)有外掛折疊爬梯 14 ；在撬裝充電屋外墻上設(shè)有進(jìn)出線孔17。本發(fā)明中主要設(shè)備的電氣連接關(guān)系如圖4所示。中壓電網(wǎng)的IOkV電纜連接到高 壓室1的固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜6中；再?gòu)墓腆w絕緣環(huán)網(wǎng)柜6連接到位于變壓器室2中的干式變 壓器18 ；經(jīng)過(guò)干式變壓器18的降壓后，輸出380V電壓，連接到低壓開關(guān)柜81中；從低壓開 關(guān)柜81、82輸出的380V電源連接到可控整流前端(AFE)7;可控整流前端(AFE)7把交流電 集中整流為直流電，送入低壓開關(guān)柜82中。固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜6、干式變壓器18起到變電作 用；低壓開關(guān)柜81、82起到配電作用。直流電在低壓開關(guān)柜82中經(jīng)過(guò)分配后，給用電設(shè)備 直接提供直流電源使用，主要的用電設(shè)備有充電機(jī)111、112 ；還可以再擴(kuò)展連接其他充電 機(jī)以及儲(chǔ)能電池柜、太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備等用電設(shè)備。
權(quán)利要求
一種集中直流供電撬裝式電動(dòng)汽車充電屋，其特征在于它包括撬裝屋體、供配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)；直流電度表、空調(diào)室內(nèi)機(jī)、溫控器、溫濕度表、加熱器、照明設(shè)施；其中，所述的供配電系統(tǒng)，它包括固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜、低壓配電柜、變壓器、計(jì)量計(jì)費(fèi)裝置、AFE(可控整流前端)和諧波監(jiān)測(cè)設(shè)備；所述的低壓配電柜給AFE(可控整流前端)輸入交流電，AFE將交流電變換為直流電，通過(guò)直流母線，直接給各個(gè)充電機(jī)提供直流電源；所述的充電系統(tǒng)，它包括充電樁、高壓計(jì)費(fèi)電度表、充電機(jī)、用戶界面；在所述的充電系統(tǒng)中，采用直流 直流(DC/DC)類型的充電機(jī)，或采用交流 直流(AC/DC)類型的充電機(jī)，充電機(jī)前端無(wú)需有電抗器；所述的監(jiān)控系統(tǒng)，它包括配電監(jiān)控、充電監(jiān)控、消防報(bào)警、視頻監(jiān)視裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中直流供電撬裝式電動(dòng)汽車充電屋，其特征在于在AFE 的直流母線上直接連接有太陽(yáng)能發(fā)電用的DC/DC變換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中直流供電撬裝式電動(dòng)汽車充電屋，其特征在于充電屋 無(wú)需安裝無(wú)功補(bǔ)償及濾波器，即可使干式變壓器低壓側(cè)的電流諧波含量小于5%，功率因數(shù) 大于0. 95。
4.一種撬裝式電動(dòng)汽車充電屋，其特征在于在高壓室中設(shè)有固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜；在變 壓器室中設(shè)有干式變壓器；在低壓配電室中設(shè)有低壓開關(guān)柜、監(jiān)控柜，AFE、充電機(jī)；在撬裝 充電屋底部設(shè)有吊裝掛點(diǎn)；且在撬裝充電屋底部設(shè)有接地銅排；在變壓器室的上方設(shè)置空 調(diào)室外機(jī)室；在空調(diào)室外機(jī)室中設(shè)有空調(diào)室外機(jī)；在撬裝充電屋外墻上設(shè)有進(jìn)出線孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的撬裝式電動(dòng)汽車充電屋，其特征在于所述的撬裝屋體 的主體為鋼骨架，外部采用全金屬結(jié)構(gòu)，骨架強(qiáng)度高，防護(hù)性能好；骨架全部采用焊接鋼結(jié) 構(gòu)，保證安全吊裝和拖動(dòng)，并設(shè)有起吊標(biāo)識(shí)和重心標(biāo)識(shí)；在屋體內(nèi)骨架中填充巖棉，增強(qiáng)了 房間的保溫性能；所述的撬裝屋體的底部設(shè)有電纜夾層；屋體可整體從底部吊裝；所述的撬裝屋體的底座，主縱梁及橫梁采用工字鋼，邊框采用槽鋼，骨架四角立柱采用 方管立柱，頂棚邊框采用槽鋼制作，中間支撐采用扁鐵型材；底層采用熱軋鋼板段焊，中間 層采用巖棉填充保溫；在所述的撬裝屋體的殼體底座設(shè)有接地母排。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的撬裝式電動(dòng)汽車充電屋，其特征在于所述的撬裝屋體 的底座外表做防腐處理；并做防水設(shè)計(jì)，直接戶外使用；_30°C +50°C的環(huán)境下正常運(yùn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的撬裝式電動(dòng)汽車充電屋，其特征在于所述的撬裝屋體 的墻體，外墻采用冷壓瓦楞板、或采用平鋼板并與鋼骨架焊接；墻內(nèi)采用巖棉填充保溫；所 述的撬裝屋體的房頂，采用鋼板作外層，房頂設(shè)有一定的坡度，并在房頂四周設(shè)有排水槽， 從四個(gè)角的立柱處定向排水。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的撬裝式電動(dòng)汽車充電屋，其特征在于所述的撬裝屋體 的電纜進(jìn)出線孔均布在屋體兩側(cè)或一側(cè)，采用防火電纜密封件，具有防腐、防火、防沙、防 震、防漏、保溫的功能，內(nèi)部配置空調(diào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的撬裝式電動(dòng)汽車充電屋，其特征在于所述的撬裝屋體內(nèi)設(shè)有溫度檢測(cè)控制器，對(duì)房?jī)?nèi)的溫度進(jìn)行有效監(jiān)控；所述的撬裝屋體內(nèi)設(shè)有煙霧檢測(cè)器， 對(duì)房?jī)?nèi)的煙霧進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和報(bào)警。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的撬裝式電動(dòng)汽車充電屋，其特征在于所述的撬裝屋體 內(nèi)設(shè)有足夠亮度的照明燈具，并設(shè)有應(yīng)急照明燈；在所述的撬裝屋體外墻上設(shè)有外掛折疊 爬梯；在所述的撬裝屋體內(nèi)設(shè)有防盜門；并在防盜門上設(shè)有逃生鎖；在高壓室與低壓室之 間設(shè)有一個(gè)小門。
全文摘要
一種集中直流供電撬裝式電動(dòng)汽車充電裝置，在高壓室中設(shè)有固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜；在變壓器室中設(shè)有干式變壓器；在低壓配電室中設(shè)有低壓開關(guān)柜、監(jiān)控柜，AFE(可控整流前端)、充電機(jī)；在充電屋底部設(shè)有吊裝掛點(diǎn)；在充電屋底部設(shè)有接地銅排；在變壓器室上方設(shè)置空調(diào)室外機(jī)室，安裝空調(diào)室外機(jī)；在充電屋外墻上設(shè)有進(jìn)出線孔。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是集中整流，分散直流供電采用AFE進(jìn)行整流，將交流電變換成直流電后，為多臺(tái)充電機(jī)直接提供直流電源；功率因數(shù)高、電流諧波含量低，不影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量；可將太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的電能接入直流母線；使用撬裝房體，體積小，防護(hù)等級(jí)高；整體現(xiàn)場(chǎng)安裝，便于運(yùn)輸；屋體防水、防火、防風(fēng)沙。
文檔編號(hào)H02B13/00GK101976877SQ20101050620
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者于勝濤, 孫卓, 趙嵐 申請(qǐng)人:北京市欣博通能科傳動(dòng)技術(shù)有限公司;北京中石化首科新能源科技有限公司