電動汽車的快速發(fā)展，要求越來越大的續(xù)航里程和載重量，因此電池或超級電容等儲能設(shè)備的容量越來越大。大容量儲能設(shè)備要求快速充電，也就要求充電設(shè)備的功率越來越大?，F(xiàn)有充電機充電功率小，單模塊不能對大容量電池或超級電容快速充電，多路并聯(lián)存在不均流問題，難以發(fā)揮每個功率模塊最佳性能，電氣元件及控制部分均在風(fēng)道里，而且防護等級不容易做高。

現(xiàn)有技術(shù)1，中國實用新型專利《一種大功率直流充電機》(申請?zhí)枺?1710408791.5)采用了三相四線交流輸入，并采用PFC整流電路，并未提及實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有技術(shù)2，中國實用新型《一種充電電路及一體化充電設(shè)備》僅提供了充電電路，未提供設(shè)備結(jié)構(gòu)和具體布置方式。

現(xiàn)有技術(shù)3，中國實用新型《一種大功率充電機柜》(申請?zhí)枺?01620762328.1)公開了一種大功率充電機柜，對小功率直流充電和交流充電模塊進行組合來實現(xiàn)大功率充電。

現(xiàn)有充電機均采用小功率模塊，電氣元器件、控制部分等器件全部設(shè)置在風(fēng)道里，雖然進風(fēng)口設(shè)置了過濾網(wǎng)來減小空氣中的灰塵，但是長時間使用后過濾網(wǎng)堵塞，需要經(jīng)常更換，而且進入到內(nèi)部的細小灰塵會粘吸在內(nèi)部器件上，引起絕緣破壞、散熱困難等故障。

以上現(xiàn)有的充電方案難以滿足當前電動汽車大功率快充的要求，需要采用并聯(lián)方案，并聯(lián)又存在模塊之間不均流的問題，難以發(fā)揮每個模塊性能，需要做模塊的均流，需要復(fù)雜的均流電路、復(fù)雜的均流算法，而且并模塊數(shù)量有限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種解決對電動汽車充電領(lǐng)域大容量電池或者超級電容快速充電問題的大功率直流充電機。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的大功率直流充電機，包括：柜體，所述柜體為中空結(jié)構(gòu)；風(fēng)道背板，所述風(fēng)道背板設(shè)置在所述柜體內(nèi)，所述風(fēng)道背板與所述柜體的內(nèi)壁形成散熱風(fēng)道；散熱片，所述散熱片設(shè)置在所述柜體內(nèi)，所述散熱片位于所述散熱風(fēng)道內(nèi)；安裝板，所述安裝板設(shè)置在柜體內(nèi)并位于散熱風(fēng)道以外；充電電路，所述充電電路設(shè)置在所述安裝板上，所述充電電路中的大功率電容和電抗器設(shè)置在所述散熱片上。

在所述柜體內(nèi)設(shè)有散熱風(fēng)扇組件，所述散熱風(fēng)扇組件設(shè)置在所述散熱風(fēng)道上部。

在所述散熱風(fēng)道下部設(shè)有防塵過濾網(wǎng)。

在所述柜體內(nèi)設(shè)有煙霧探測器、溫控器及加熱器。

本實用新型大功率直流充電機采用獨立風(fēng)道，僅僅把散熱器翅片、大功率電容和電抗器放入風(fēng)道內(nèi)，把其他發(fā)熱量較小的電氣件和控制部分均放在風(fēng)道之外，提高了充電機的可靠性。同時，能滿足當前電動汽車大功率快充的要求。

附圖說明

圖1為本實用新型大功率直流充電機結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型大功率直流充電機正視圖；

圖3為本實用新型大功率直流充電機后視圖；

圖4為本實用新型大功率直流充電機側(cè)視圖；

圖5為本實用新型大功率直流充電機充電電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型大功率直流充電機作進一步詳細說明。

采用柜體結(jié)構(gòu)布置器件，底部進出線，設(shè)置前后柜門，頂部設(shè)置散熱風(fēng)機，底部為進風(fēng)孔和防塵網(wǎng)，便于現(xiàn)場電纜線布置。

功率器件、控制器件布置較好地利用了柜內(nèi)空間。較重的電抗器放置于柜體底部，提高了穩(wěn)定性。

該充電機既可以加蓋防雨帽后單獨安裝在室外，又可以放置在其他柜體內(nèi)或者室內(nèi)。主電路采用2路相差30度的相同有效值電壓交流輸入，該交流輸入來自12脈變壓器的兩路輸出。經(jīng)12脈波整流后變成直流；進線的磁環(huán)、突波吸收電路、熔斷器式斷路器、接觸器、軟起電路、整流部分均集成于柜內(nèi)。主要發(fā)熱的整流器件安裝在散熱器上，散熱器的翅片位于風(fēng)道內(nèi)。

整流后的直流再經(jīng)過BUCK電路進行DC/DC變換，經(jīng)過變換和控制的直流電向電池或超級電容充電。BUCK電路所用的IGBT功率器件安裝在散熱器上，散熱器的翅片位于風(fēng)道內(nèi)；充電電路所用到的支撐電容，均安裝在風(fēng)道內(nèi)部，便于電容產(chǎn)生熱量的散出。

柜內(nèi)布置有煙霧探測器，一旦出現(xiàn)功率器件損壞或者其他器件損壞出現(xiàn)煙霧，煙霧探測器會發(fā)送信號給控制器，控制器切斷主電路輸入，以防止更嚴重故障，并且會給上位機發(fā)送報警信號。

柜內(nèi)布置有溫控器，一旦溫度超過限值，控制器會降低功率輸出，最大限度利用功率器件，已達到快充的效果，如果溫度進一步升高，已經(jīng)達到功率器件的極限，控制器會作停機過溫保護，保證安全運行，當溫度下降，故障自動清除，又可以允許充電。

柜內(nèi)布置加熱器，以適應(yīng)濕度大的地方使用，避免凝露，保證控制回路和功率器件以及母排干燥。

如圖1～圖5所示，本實用新型大功率直流充電機采用了兩路第一交流輸入端1和第二交流輸入端2，電壓幅值為690VAC，相位為相互差30度，第一交流輸入端1和第二交流輸入端2位于柜體40的下部。

兩路三相輸入導(dǎo)線分別通過第一輸入磁環(huán)3和第二輸入磁環(huán)4濾掉高頻諧波；第一輸入磁環(huán)3和第二輸入磁環(huán)4位于柜體40前面下部。

通過磁環(huán)后的三相電分別與第一突波吸收板5、第二突波吸收板6并聯(lián)，突波吸收板吸收線路上的突波；第一突波吸收板5和第二突波吸收板6位于柜體40前面下部，第一輸入磁環(huán)3和第二輸入磁環(huán)4上部。

經(jīng)過突波吸收板后的兩路三相電分別通過熔斷器型第一隔離開關(guān)7和第二隔離開關(guān)8進行控制，然后后面分別接第一輸入接觸器9、第二輸入接觸器10、充電接觸器11和充電電阻12，其中充電接觸器11和充電電阻12形成預(yù)充電電路，在啟動時先合充電接觸器11對后端第一輸入電容15、第二輸入電容16、支撐電容20進行充電，使得電容上的電壓和外部整流后電壓平衡，然后再合第一輸入接觸器9和第二輸入接觸器10，然后斷開充電接觸器11。這樣可以避免在電容電壓較低時直接合第一輸入接觸器9和第二輸入接觸器10引起燒壞器件的大電流。熔斷器型第一隔離開關(guān)7、第二隔離開關(guān)8、第一輸入接觸器9、第二輸入接觸器10、充電接觸器11和充電電阻12位于柜體40前面下部，第一突波吸收板5和第二突波吸收板6上部。

接觸器后端接分別接兩路第一全橋整流器13和第二全橋整流器14，通過均壓電抗器17和第一輸入電容15、第二輸入電容16進行并聯(lián)和濾波，形成脈動較小的輸入側(cè)直流電；第一全橋整流器13和第二全橋整流器14位于柜體40前面中部，第一輸入接觸器9、第二輸入接觸器10、充電接觸器11的上部；均壓電抗器17位于柜體40后面下部；第一輸入電容15、第二輸入電容16位于柜體40后面的中部，第一全橋整流器13和第二全橋整流器14的上部。均壓電抗器17后端接由泄放接觸器18和泄放電阻19構(gòu)成的泄放電路，用于對后端直流母線上的電容進行放電；泄放接觸器18和泄放電阻19位于前面第一全橋整流器13和第二全橋整流器14的上部右側(cè)；整流后的直流母線之間接支撐電容20，用于濾波和對buck電路進行支撐；該母線之間接第一電壓傳感器21，把整流后電壓值發(fā)送給控制器33；支撐電容20位于第一全橋整流器13和第二全橋整流器14的前面；第一電壓傳感器位于21前面第一全橋整流器13和第二全橋整流器14的上部左側(cè)控制器33的電路板上。

整流后的直流母線后端接BUCK型DC/DC的IGBT組件22，IGBT組件由控制器33根據(jù)充電要求進行控制。IGBT組件22位于第一輸入電容15、第二輸入電容16的中間，并安裝于散熱片34的背面平面上，該背面朝向前方。

IGBT組件22后端接電流傳感器23、第二電壓傳感器26，電流傳感器23和第二電壓傳感器26輸出到控制器33，用于對充電電流和電壓進行控制；IGBT組件22后端還接儲能電抗器24、吸收電容25。電流傳感器23安裝于IGBT組件22左側(cè)母排上；第二電壓傳感器26安裝在控制器33的電路板上；儲能電抗器24安裝在柜體40后面的底部；吸收電容25位于IGBT組件22的前部；該支撐電容20、IGBT組件22、儲能電抗器24和吸收電容25組成的BUCK電路，整流后直流電經(jīng)BUCK電路變換為電壓0～950VDC可調(diào)，或者電流可控的直流電。

輸出的直流電經(jīng)過二極管27、熔斷器28、輸出磁環(huán)29輸出到直流輸出端30。二極管27防止電池電壓反充入充電電路，熔斷器28用于防止過大電流經(jīng)過，磁環(huán)用于濾掉高頻波。二極管27、熔斷器28位于IGBT組件22的右側(cè)；輸出磁環(huán)29和直流輸出端30位于柜體40前面的下部；

柜體40前面的頂部安裝有煙霧探測器31，一旦出現(xiàn)功率器件損壞或者其他器件損壞出現(xiàn)煙霧，煙霧探測器會發(fā)送信號給控制器，控制器線會切斷主電路輸入，以防止更嚴重故障，并且會給上位機發(fā)送報警信號。

柜體40下部安裝有溫控器32，一旦溫度超過限值，控制器會降低功率輸出，最大限度利用功率器件，已達到快充的效果，如果溫度進一步升高，已經(jīng)達到功率器件的極限，控制會作停機過溫保護，保證安全運行，當溫度下降，故障自動清除，又可以充電。接線端子41用于控制回路接線用；

柜體40頂部安裝有散熱風(fēng)扇組件35，柜體40前面器件的安裝板、風(fēng)道背板36、底部防塵過濾網(wǎng)39一起組成了散熱風(fēng)道；散熱風(fēng)扇組件35通過風(fēng)扇自下而上地把風(fēng)從底部抽上來，從頂部出去。散熱片34的翅片和第一輸入電容15、第二輸入電容16浸入到風(fēng)道內(nèi)部；

柜體40下部安裝有加熱器40，以適應(yīng)濕度大的地方使用，避免凝露，保證控制回路和功率器件以及母排干燥。

前柜門37和后柜門38為封閉柜體40用。

以上已對本實用新型創(chuàng)造的較佳實施例進行了具體說明，但本實用新型并不限于實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型創(chuàng)造精神的前提下還可作出種種的等同的變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請的范圍內(nèi)。