專(zhuān)利名稱(chēng)：多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)充電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化 充放電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著人們對(duì)能源危機(jī)、環(huán)境污染等社會(huì)問(wèn)題的日益關(guān)注，節(jié)能環(huán)保的 新能源汽車(chē)已成為汽車(chē)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。其中，優(yōu)先發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)對(duì)我國(guó)能 源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和汽車(chē)工業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展有著極其重要的意義，必將成為國(guó)家新能 源汽車(chē)戰(zhàn)略的主要技術(shù)路線(xiàn)。
“十一五”期間，北京市投入使用的純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)已達(dá)千 輛。2008年北京奧運(yùn)期間，集中投入了 595輛自主研發(fā)的混合動(dòng)力、純電動(dòng)及燃料電池 汽車(chē)，累計(jì)運(yùn)行370多萬(wàn)公里，運(yùn)送乘客440多萬(wàn)人次，實(shí)現(xiàn)奧運(yùn)史上最大規(guī)模的電動(dòng)汽 車(chē)示范運(yùn)行。2010年的上海世博會(huì)開(kāi)啟了電動(dòng)車(chē)應(yīng)用的新時(shí)代，電動(dòng)汽車(chē)成為世博園區(qū) 內(nèi)最重要的交通工具。目前上海市正在抓緊建設(shè)充電站網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施，預(yù)計(jì)兩年內(nèi)會(huì) 有2萬(wàn)輛以上純電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)入公交、物流、出租與環(huán)衛(wèi)車(chē)輛的行列。從去年初開(kāi)始，國(guó) 家科技部、財(cái)政部、發(fā)改委、工信部等部門(mén)積極組織推進(jìn)了 “十城千輛”電動(dòng)汽車(chē)大規(guī) 模示范行動(dòng)計(jì)劃，研究出臺(tái)了專(zhuān)項(xiàng)財(cái)政補(bǔ)貼政策，支持在北京、上海、重慶等13個(gè)城市 的公交、出租、公務(wù)、環(huán)衛(wèi)和郵政等公共服務(wù)領(lǐng)域示范推廣電動(dòng)汽車(chē)，計(jì)劃利用三年多 時(shí)間示范推廣6萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)。在由工信部牽頭制定的《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī) 劃O011-2020年)》中提出，到2020年，我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)保有量應(yīng)達(dá)到500萬(wàn)輛。
可以預(yù)見(jiàn)，大量電動(dòng)汽車(chē)接入電網(wǎng)，必將對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)重大 挑戰(zhàn)。隨著電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模投入使用，充電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)以及支撐電動(dòng)汽車(chē)的電網(wǎng)技術(shù)研 發(fā)已經(jīng)成為迫在眉睫的任務(wù)。建設(shè)完善的充電設(shè)施以保證電動(dòng)汽車(chē)的日常使用是大規(guī)模 推廣電動(dòng)汽車(chē)的前提。另一方面，基于前沿信息技術(shù)和V2G(Vehicle to Grid，電動(dòng)汽車(chē) 接入電網(wǎng))技術(shù)，可以利用大量電動(dòng)汽車(chē)構(gòu)成大規(guī)模的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)改善可 再生能源間歇性、削峰填谷、提高系統(tǒng)能源利用效率等功能。因此，電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)的 互動(dòng)技術(shù)也是智能電網(wǎng)研究的重要組成部分。
為此，中央及地方政府相繼出臺(tái)補(bǔ)貼政策鼓勵(lì)扶持電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。業(yè) 界，由國(guó)資委牽頭，16家相關(guān)產(chǎn)業(yè)大型央企成立了新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，重點(diǎn)布局電動(dòng) 汽車(chē)充電站、動(dòng)力電池等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域。國(guó)家能源局已頒布了第一批電動(dòng)汽車(chē)充電機(jī)、 充電樁設(shè)備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，旨在加強(qiáng)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。2009年8月，國(guó)家電網(wǎng)公司建 成國(guó)內(nèi)第一座投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的漕溪電動(dòng)汽車(chē)充電站。南方電網(wǎng)公司也在深圳建成了國(guó)內(nèi) 最大規(guī)模的充電站。今年，國(guó)家電網(wǎng)公司為落實(shí)國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略和節(jié)能減排政策，履 行社會(huì)責(zé)任，將在全國(guó)范圍內(nèi)建設(shè)充電站75座，充電樁6209個(gè)。
目前，制約電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸主要是動(dòng)力電池和充電方式。在國(guó)家產(chǎn)業(yè) 政策和科技項(xiàng)目的支持及推進(jìn)下，大容量能量型鋰離子蓄電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。當(dāng)前，鋰離子蓄電池電池單體的性能，已基本能夠滿(mǎn)足應(yīng)用要求。但是，鋰 離子蓄電池成組應(yīng)用技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)研究相對(duì)滯后，電池成組后容易發(fā)生過(guò)充電、 過(guò)放電、以及過(guò)流和過(guò)溫問(wèn)題，嚴(yán)重影響成組鋰離子蓄電池的使用壽命和安全性能，在 快速充電時(shí)甚至?xí)l(fā)生燃燒、爆炸等惡性事故。上述問(wèn)題已經(jīng)成為制約鋰離子蓄電池產(chǎn) 業(yè)發(fā)展的主要障礙，也是制約當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要技術(shù)瓶頸。
國(guó)家電網(wǎng)公司等相關(guān)企業(yè)針對(duì)上述問(wèn)題，通過(guò)對(duì)多種充電方式的比較研究，提 出了電池更換的方式。采用這種方式，當(dāng)車(chē)輛需要進(jìn)行補(bǔ)充充電時(shí)，只需在附近的換電 站將需要充電的電池從車(chē)上卸下，再裝入已充滿(mǎn)電的電池，車(chē)輛即可離開(kāi)。換電站負(fù)責(zé) 將卸下的待充電電池運(yùn)輸?shù)酱笮统潆娬炯谐潆?。這種換電站換電池、充電站集中充電 的方式將大大節(jié)省用戶(hù)的充電時(shí)間，提高了車(chē)輛的使用效率。此外，集中充電的方式也 可避免用戶(hù)自行快充對(duì)電池壽命的影響，同時(shí)集中管理的方式也大大加強(qiáng)了電池充電的 安全可靠性。為廣泛適應(yīng)公交車(chē)、商用車(chē)和乘用車(chē)市場(chǎng)不同層次的需求，需要對(duì)單個(gè)成 組動(dòng)力電池的電壓、電量、尺寸等參數(shù)作出標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定，以方便充、換電站的標(biāo)準(zhǔn)化 管理。根據(jù)目前電動(dòng)汽車(chē)試點(diǎn)推廣城市的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，60-80v左右的單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組 能夠基本覆蓋不同層次市場(chǎng)的需求，同時(shí)其體積小、重量輕，能夠適應(yīng)充、換電站的標(biāo) 準(zhǔn)化經(jīng)營(yíng)管理的要求。
由于單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組電壓較低，在工程車(chē)、公交車(chē)等大功率應(yīng)用場(chǎng)合需要 串聯(lián)的數(shù)量就較大。隨著電動(dòng)汽車(chē)的推廣普及，數(shù)量巨大的動(dòng)力電池組完全有條件使電 動(dòng)汽車(chē)充電站成為電網(wǎng)的分布式儲(chǔ)能電站，發(fā)揮削峰填谷，緊急備用電源以及電網(wǎng)調(diào)峰 調(diào)頻的作用。這就對(duì)充電站提出了功率雙向傳輸?shù)墓δ芤?，而目前傳統(tǒng)的充電機(jī)大多 采用二極管單向整流充電，功能單一無(wú)法滿(mǎn)足功率雙向傳輸?shù)囊?。由于二極管整流的 非線(xiàn)性特性會(huì)在電網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生大量的諧波污染，諧波不僅會(huì)造成線(xiàn)路、變壓器的附加損耗 和發(fā)熱，甚至還會(huì)引起系統(tǒng)諧振，嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，傳統(tǒng)的充電機(jī) 為滿(mǎn)足諧波指標(biāo)，必須增加額外的PFC和復(fù)雜的濾波裝置，既增加了成本又降低了裝置 的可靠性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述背景技術(shù)的不足，提出一種多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模 塊化充放電系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠有效滿(mǎn)足充電站功率雙向傳輸?shù)囊?，即不但能提供電?dòng) 汽車(chē)動(dòng)力電池組的快速充電，并在此過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力電池組的“集中充電、分散換 電”的標(biāo)準(zhǔn)化管理，以提高充放電效率，節(jié)約用戶(hù)的時(shí)間；還能發(fā)揮削峰填谷，緊急 備用電源以及電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的作用，提高電網(wǎng)負(fù)荷率，有效降低了系統(tǒng)備用發(fā)電容量需 求；此外，該充放電系統(tǒng)還具有產(chǎn)生諧波電流較小的特點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，包括由計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng) 組成的充電站監(jiān)控系統(tǒng)、以及一信息管理系統(tǒng)；其特征在于所述模塊化充放電系統(tǒng)包 括一個(gè)高壓側(cè)與電網(wǎng)連接的三相降壓變壓器，該降壓變壓器的低壓側(cè)并聯(lián)有若干條充放 電支路，每一支路包括串聯(lián)的一個(gè)三相配電變壓器和一個(gè)充放電模塊；各充放電模塊包 括一個(gè)具雙向功率傳輸功能的PWM AC/DC變換器、多個(gè)并聯(lián)的具雙向功率傳輸功能的電磁隔離型DC/DC變換模塊以及所述的信息管理系統(tǒng)；所述雙向PWM AC/DC變換器的 交流側(cè)與所述配電變壓器低壓側(cè)連接，所述雙向PWM AC/DC變換器的直流側(cè)接有直流 母線(xiàn)和母線(xiàn)電容，直流母線(xiàn)上并聯(lián)有所述多個(gè)具雙向功率傳輸功能的電磁隔離型DC/DC 變換模塊，每個(gè)電磁隔離型DC/DC變換模塊的低壓側(cè)均接有一個(gè)待充電或放電的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng) 力電池組；充電站監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)各支路標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組的狀態(tài)信息和電網(wǎng)調(diào)度中心的功 率指令來(lái)控制各支路充放電模塊對(duì)相應(yīng)支路的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組進(jìn)行充電或者放電；信息 管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了充電站監(jiān)控系統(tǒng)和站內(nèi)各個(gè)充電模塊之間的信息整合和傳遞，可以是一 個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，也可以由各個(gè)充電模塊的控制器實(shí)現(xiàn)。
所述具雙向功率傳輸功能的PWM AC/DC變換器包括IGBT模塊和相應(yīng)的控制保 護(hù)電路，是一個(gè)三相電壓源型PWMAC/DC變換器，或是由多個(gè)三相電壓源型PWMAC/ DC變換器并聯(lián)組成；三相電壓源型PWMAC/DC變換器的主電路拓?fù)錇槿嗳珮蚪Y(jié)構(gòu)， 三相全橋電路交流側(cè)的每一相與所述三相配電變壓器低壓側(cè)對(duì)應(yīng)相之間均串聯(lián)有一個(gè)電 抗器，三相全橋電路的直流側(cè)與所述具雙向功率傳輸功能的電磁隔離型DC/DC變換模塊 之間通過(guò)直流母線(xiàn)連接，直流母線(xiàn)上并聯(lián)有母線(xiàn)電容。
所述具雙向功率傳輸功能的電磁隔離型DC/DC變換模塊，包括高壓側(cè)IGBT 或MOSFET模塊、高頻變壓器、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊以及相應(yīng)的控制保護(hù)電 路；高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端并聯(lián)在所述直流母線(xiàn)上，該高壓側(cè)IGBT或 MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)相連接；低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的 交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)相連接，該低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端對(duì)標(biāo)準(zhǔn) 動(dòng)力電池組進(jìn)行充電或放電。
所述IGBT模塊的控制保護(hù)電路包括對(duì)雙向PWM AC/DC變換器電氣主回路的電 壓、電流和溫度等信號(hào)進(jìn)行采樣的信號(hào)采樣電路、接收和處理采樣信號(hào)并實(shí)現(xiàn)控制算法 的雙向AC/DC數(shù)字控制器、接收雙向AC/DC數(shù)字控制器的指令并產(chǎn)生IGBT模塊驅(qū)動(dòng) 信號(hào)以及實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的IGBT驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路；所述雙向AC/DC數(shù)字控制器同時(shí)與所 述充放電模塊的信息管理系統(tǒng)交換控制信號(hào)和狀態(tài)信息。
所述IGBT或MOSFET模塊的控制保護(hù)電路包括兩個(gè)分別對(duì)所述雙向DC/DC 變換模塊高、低壓側(cè)電氣主回路的電壓、電流和溫度等信號(hào)進(jìn)行采樣的信號(hào)采樣電路、 統(tǒng)一接收和處理采樣信號(hào)并實(shí)現(xiàn)控制算法的雙向DC/DC數(shù)字控制器、兩個(gè)分別接收雙向 DC/DC數(shù)字控制器的指令并產(chǎn)生IGBT或MOSFET模塊驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的 IGBT或MOSFET驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路；所述雙向DC/DC數(shù)字控制器同時(shí)與所述信息管理系 統(tǒng)交換控制信號(hào)和狀態(tài)信息。
所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚鶠閱蜗嗳珮蚪Y(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓 側(cè)之間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一 個(gè)高頻電感，所述高頻電感也可以由所述高頻變壓器的漏感實(shí)現(xiàn)；所述低壓側(cè)IGBT或 MOSFET模塊的直流端與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組直接相連。
所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚鶠閱蜗嗳珮蚪Y(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓 側(cè)之間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)功能的LC諧振電路；所述低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端與標(biāo) 準(zhǔn)動(dòng)力電池組直接相連。
所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚鶠閱蜗嗳珮蚪Y(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓 側(cè)之間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一 個(gè)高頻電感，所述高頻電感也可以由所述高頻變壓器的漏感實(shí)現(xiàn)；所述低壓側(cè)IGBT或 MOSFET模塊的直流端與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組之間串聯(lián)有一個(gè)高頻電感。
所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓 撲均為單相全橋結(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓 側(cè)之間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一 個(gè)用于實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)功能的LC諧振電路；所述低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端與標(biāo) 準(zhǔn)動(dòng)力電池組之間串聯(lián)有一個(gè)高頻電感。
所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚鶠閱蜗喟霕蚪Y(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓 側(cè)之間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一 個(gè)高頻電感，所述高頻電感也可以由所述高頻變壓器的漏感實(shí)現(xiàn)；所述低壓側(cè)IGBT或 MOSFET模塊的半橋橋路中點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組之間串聯(lián)有一個(gè)高頻電感。
所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓 撲均為單相半橋結(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓 側(cè)之間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一 個(gè)用于實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)功能的LC諧振電路；所述低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的半橋橋路中 點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組之間串聯(lián)有一個(gè)高頻電感。
所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚鶠閱蜗喟霕蚪Y(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓 側(cè)之間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一 個(gè)高頻電感，所述高頻電感也可以由所述高頻變壓器的漏感實(shí)現(xiàn)；所述低壓側(cè)IGBT或 MOSFET模塊的直流端與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組直接相連。
所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚鶠閱蜗喟霕蚪Y(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓 側(cè)之間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一 個(gè)用于實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)功能的LC諧振電路，所述低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端與標(biāo) 準(zhǔn)動(dòng)力電池組直接相連。
本發(fā)明的工作原理是所述多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)采用 若干個(gè)充放電模塊并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，由充電站監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)各支路標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組的狀態(tài)信 息和電網(wǎng)調(diào)度中心的有功、無(wú)功功率指令來(lái)決定所述系統(tǒng)充、放電模式的切換，并為各 支路充放電模塊分配功率大小和方向，各支路充放電模塊根據(jù)所獲得的指令控制相應(yīng)支 路標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組的充放電行為。
110_220kv的電網(wǎng)側(cè)高壓經(jīng)降壓變壓器和各支路配電變壓器的兩次變壓之后接入 各支路充放電模塊的交流側(cè)，各支路充放電模塊根據(jù)充電站監(jiān)控系統(tǒng)的功率大小和方向指令，通過(guò)具雙向功率傳輸功能的PWM AC/DC變換器和若干個(gè)并聯(lián)的具雙向功率傳輸 功能的電磁隔離型DC/DC變換模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)所述系統(tǒng)的交直流變換和電壓等級(jí)匹配以及功 率的雙向傳輸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組的充放電控制。
所述信息管理系統(tǒng)一方面接受監(jiān)控系統(tǒng)的控制指令、返回模塊的狀態(tài)信息，另 一方面通過(guò)每一個(gè)電磁隔離型雙向DC/DC的數(shù)字控制器與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組交互信息，從 而達(dá)到對(duì)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組安全充放電的目的。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所提出的多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放 電系統(tǒng)能夠在滿(mǎn)足電網(wǎng)諧波要求的前提下安全、可靠地保證每一組標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池在較高 的充電效率下獲得均衡充電，延長(zhǎng)了動(dòng)力電池的壽命。同時(shí)，動(dòng)力電池組“集中充電、 分散換電”的標(biāo)準(zhǔn)化管理，既提高了電池的充放電效率也節(jié)約了用戶(hù)的時(shí)間。其支持功 率雙向傳輸?shù)墓δ芸捎行д{(diào)節(jié)電網(wǎng)峰谷負(fù)荷率，即在電網(wǎng)用電高峰期，一定規(guī)模的電動(dòng) 汽車(chē)動(dòng)力電池組對(duì)電網(wǎng)放電，削低用電高峰；在電網(wǎng)用電低谷期，為動(dòng)力電池組充電， 提高低谷期負(fù)荷率，削峰填谷效果顯著。通過(guò)降低電網(wǎng)峰谷差，提高電網(wǎng)負(fù)荷率，有效 降低了系統(tǒng)備用發(fā)電容量。此外，可同時(shí)作為系統(tǒng)緊急備用電源；也可以參與電網(wǎng)的調(diào) 峰調(diào)頻工作。由于在充放電模塊中采用了 PWM AC/DC技術(shù)，通過(guò)控制方式的切換還可 以作為靜止無(wú)功補(bǔ)償器6TATC0M)運(yùn)行，提高了電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定性。
圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明中充放電模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2中雙向PWM AC/DC變換器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖2中雙向DC/DC變換模塊的實(shí)施例之一的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖2中雙向DC/DC變換模塊的實(shí)施例之二的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是圖2中雙向DC/DC變換模塊的實(shí)施例之三的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是圖2中雙向DC/DC變換模塊的實(shí)施例之四的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是圖2中雙向DC/DC變換模塊的實(shí)施例之五的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是圖2中雙向DC/DC變換模塊的實(shí)施例之六的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是圖2中雙向DC/DC變換模塊的實(shí)施例之七的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11是圖2中雙向DC/DC變換模塊的實(shí)施例之八的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1所示，多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，包括一個(gè)三相降 壓變壓器、若干個(gè)三相配電變壓器、若干個(gè)充放電模塊以及充電站監(jiān)控系統(tǒng)。所述三相 降壓變壓器的高壓側(cè)與電網(wǎng)相連接，其低壓側(cè)并聯(lián)有若干條充放電支路，每一條支路均 包括串聯(lián)的一個(gè)三相配電變壓器和一個(gè)充放電模塊(圖1中顯示了充放電模塊1、充放電 模塊2……充放電模塊M)，每一個(gè)充放電模塊均并聯(lián)有若干個(gè)待充電或放電的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力 電池組(圖1中顯示了標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組N個(gè))；充電站監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)各支路中標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電 池組的BMS (電池管理系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù))的狀態(tài)信息和電網(wǎng)調(diào)度中心的有功、無(wú)功功率指令，對(duì)各支路充放電模塊發(fā)送控制指令并接收充放電模塊返回的狀態(tài)信息，同時(shí)將應(yīng)答 信號(hào)返回給電網(wǎng)調(diào)度中心。
如圖2所示，所述充放電模塊包括一個(gè)具雙向功率傳輸功能的PWM AC/DC變 換器(即圖2中所示雙向PWMAC/DC變換器)、直流母線(xiàn)、母線(xiàn)電容、若干個(gè)并聯(lián)的具 雙向功率傳輸功能的電磁隔離型DC/DC模塊(即圖2中所示雙向DC/DC變換模塊)和 所述信息管理系統(tǒng)；所述雙向PWM AC/DC變換器的交流側(cè)與所述三相配電變壓器的低 壓側(cè)連接，該雙向PWMAC/DC變換器的直流側(cè)接到所述直流母線(xiàn)上。所述雙向DC/DC 變換模塊的高壓側(cè)并聯(lián)在直流母線(xiàn)上，低壓側(cè)分別接有一個(gè)待充電或放電的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電 池組(圖2中顯示了標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組1、標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組2……標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組N)。所 述信息管理系統(tǒng)向雙向PWM AC/DC變換器和若干個(gè)并聯(lián)的雙向DC/DC變換模塊發(fā)送控 制信號(hào)并接收返回的狀態(tài)信息，信息管理系統(tǒng)同時(shí)與所述充電站監(jiān)控系統(tǒng)交換控制指令 和狀態(tài)信號(hào)。
如圖3所示，所述具雙向功率傳輸功能的PWM AC/DC變換器包括IGBT模塊 和相應(yīng)的控制保護(hù)電路，可以是一個(gè)三相電壓源型PWM AC/DC變換器，或是由多個(gè)三 相電壓源型PWMAC/DC變換器并聯(lián)組成；三相電壓源型PWMAC/DC變換器的主電路 拓?fù)錇槿嗳珮蚪Y(jié)構(gòu)，該三相全橋電路交流側(cè)的每一相(圖3中分別用A、B、C表示) 與所述三相配電變壓器低壓側(cè)對(duì)應(yīng)相之間均串聯(lián)有一個(gè)電抗器，三相全橋電路的直流側(cè) 與所述直流母線(xiàn)和母線(xiàn)電容連接。所述IGBT模塊的控制保護(hù)電路包括對(duì)雙向PWMAC/ DC變換器電氣主回路的電壓、電流和溫度等信號(hào)進(jìn)行采樣的信號(hào)采樣電路、接收和處理 采樣信號(hào)并實(shí)現(xiàn)控制算法的雙向AC/DC數(shù)字控制器、接收雙向AC/DC數(shù)字控制器的指 令并產(chǎn)生IGBT模塊驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的IGBT驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路；充電站計(jì)算機(jī) 監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度中心的功率指令和動(dòng)力電池組的狀態(tài)信息，通過(guò)所述信息管理系 統(tǒng)向雙向AC/DC數(shù)字控制器發(fā)送控制指令，該雙向AC/DC數(shù)字控制器通過(guò)控制算法的 轉(zhuǎn)換即可實(shí)現(xiàn)所述雙向PWMAC/DC變換器的交/直流功率變換。由于不產(chǎn)生或產(chǎn)生很 少的諧波電流，不需要濾波裝置即可滿(mǎn)足諧波指標(biāo)，且橋路結(jié)構(gòu)清晰，可靠性較高。所 述雙向PWM AC/DC變換器可控四象限運(yùn)行的特點(diǎn)，使得所述模塊化充放電系統(tǒng)可根據(jù) 電網(wǎng)調(diào)度中心的指令和動(dòng)力電池組的狀態(tài)從電網(wǎng)吸收或向電網(wǎng)發(fā)出有功或者無(wú)功功率， 且有功、無(wú)功功率可分別獨(dú)立調(diào)節(jié)。
如圖4-圖11所示，所述具雙向功率傳輸功能的DC/DC變換模塊包括高壓側(cè) IGBT或MOSFET模塊、高頻變壓器、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊以及相應(yīng)的控制保護(hù) 電路；高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端并聯(lián)在所述直流母線(xiàn)上，該高壓側(cè)IGBT或 MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)相連接；低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的 交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)相連接，該低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端對(duì)標(biāo)準(zhǔn) 動(dòng)力電池組進(jìn)行充電或放電。所述IGBT或MOSFET模塊的控制保護(hù)電路包括兩個(gè)分別 對(duì)所述雙向DC/DC變換模塊高、低壓側(cè)電氣主回路的電壓、電流和溫度等信號(hào)進(jìn)行采樣 的信號(hào)采樣電路、統(tǒng)一接收和處理采樣信號(hào)并實(shí)現(xiàn)控制算法的雙向DC/DC數(shù)字控制器、 兩個(gè)分別接收雙向DC/DC數(shù)字控制器的指令并產(chǎn)生IGBT或MOSFET模塊驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及 實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的IGBT或MOSFET驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路；所述雙向DC/DC數(shù)字控制器同時(shí)與 所述信息管理系統(tǒng)交換控制信號(hào)和狀態(tài)信息。
所述雙向DC/DC變換模塊分別對(duì)高頻變壓器高、低壓側(cè)的IGBT模塊或 MOSFET模塊進(jìn)行控制，得到兩個(gè)相位差可調(diào)的方波電壓。通過(guò)控制這兩個(gè)方波的相 位差及超前/滯后的關(guān)系即可調(diào)整功率的大小和方向。通過(guò)對(duì)高頻變壓器變比的合理設(shè) 計(jì)，能夠更為合理地匹配輸入輸出電壓。
所述雙向DC/DC變換模塊的主電路拓?fù)涓鶕?jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的需要可以選擇電壓 源型或者電流源型，既可為全橋(圖4-圖7所示)亦可為半橋結(jié)構(gòu)(圖8-圖11所示)， 不同之處在于器件的利用率和使用數(shù)量；同時(shí)，還可以通過(guò)引入LC諧振網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)軟開(kāi) 關(guān)以提高變換器的轉(zhuǎn)換效率；該雙向DC/DC變換模塊有以下八種實(shí)施方式
實(shí)施例1:如圖4所示，所述雙向DC/DC變換模塊中，高壓側(cè)IGBT或MOSFET 模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚鶠閱蜗嗳珮蚪Y(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT 或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)之間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的 交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間分別串聯(lián)有高頻電感Lcl和Lc2，所述高頻電感也可以 由所述高頻變壓器的漏感實(shí)現(xiàn)；所述低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力 電池組直接相連。
實(shí)施例2:如圖5所示，與實(shí)施例1的不同之處在于，所述高壓側(cè)IGBT或 MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)之間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交 流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一個(gè)LC諧振電路來(lái)實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)以提高變換器的 轉(zhuǎn)換效率，該LC諧振電路由高頻電感和電容串聯(lián)組成(高頻變壓器的高壓側(cè)為L(zhǎng)al和 Cal串聯(lián)，低壓側(cè)為L(zhǎng)a2和Ca2串聯(lián))。
實(shí)施例3:如圖6所示，與實(shí)施例1的不同之處在于，所述低壓側(cè)IGBT或 MOSFET模塊的直流端與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組之間串聯(lián)有一個(gè)高頻電感Lb。
實(shí)施例4:如圖7所示，與實(shí)施例2的不同之處在于，所述低壓側(cè)IGBT或 MOSFET模塊的直流端與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組之間串聯(lián)有一個(gè)高頻電感Lb。
實(shí)施例5:如圖8所示，所述雙向DC/DC變換模塊中，高壓側(cè)IGBT或MOSFET 模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚鶠閱蜗喟霕蚪Y(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT 或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)之間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的 交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間分別串聯(lián)有高頻電感Lc 1和Lc2，所述高頻電感也可以 由所述高頻變壓器的漏感實(shí)現(xiàn)；所述低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的半橋橋路中點(diǎn)與標(biāo) 準(zhǔn)動(dòng)力電池組之間串聯(lián)有一個(gè)高頻電感Lb。
實(shí)施例6:如圖9所示，與實(shí)施例5的不同之處在于，所述高壓側(cè)IGBT或 MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)之間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交 流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一個(gè)LC諧振電路來(lái)實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)以提高變換器的 轉(zhuǎn)換效率，該LC諧振電路由電抗器和電容串聯(lián)組成(高頻變壓器的高壓側(cè)為L(zhǎng)al和Cal 串聯(lián)，低壓側(cè)為L(zhǎng)a2和Ca2串聯(lián))。
實(shí)施例7:如圖10所示，與實(shí)施例5的不同之處在于，所述低壓側(cè)IGBT或 MOSFET模塊的直流端與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組直接相連。
實(shí)施例8:如圖11所示，與實(shí)施例6的不同之處在于，所述低壓側(cè)IGBT或 MOSFET模塊的直流端與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組直接相連。
本發(fā)明中所述的三相降壓變壓器、三相配電變壓器和充放電模塊(包括雙向PWMAC/DC變換器、雙向DC/DC變換模塊和信息管理系統(tǒng))均可外購(gòu)獲得或自制。
權(quán)利要求
1.多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，包括由計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組 成的充電站監(jiān)控系統(tǒng)、以及一信息管理系統(tǒng)；其特征在于所述模塊化充放電系統(tǒng)包括 一個(gè)高壓側(cè)與電網(wǎng)連接的三相降壓變壓器，該降壓變壓器的低壓側(cè)并聯(lián)有若干條充放電 支路，每一支路包括串聯(lián)的一個(gè)三相配電變壓器和一個(gè)充放電模塊；各充放電模塊包括 一個(gè)具雙向功率傳輸功能的PWM AC/DC變換器、多個(gè)并聯(lián)的具雙向功率傳輸功能的電 磁隔離型DC/DC變換模塊以及所述的信息管理系統(tǒng)；所述雙向PWM AC/DC變換器的交 流側(cè)與所述配電變壓器低壓側(cè)連接，所述雙向PWM AC/DC變換器的直流側(cè)接有直流母 線(xiàn)和母線(xiàn)電容，直流母線(xiàn)上并聯(lián)有所述多個(gè)具雙向功率傳輸功能的電磁隔離型DC/DC變 換模塊，每個(gè)電磁隔離型DC/DC變換模塊的低壓側(cè)均接有一個(gè)待充電或放電的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力 電池組；充電站監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)各支路標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組的狀態(tài)信息和電網(wǎng)調(diào)度中心的功率 指令來(lái)控制各支路充放電模塊對(duì)相應(yīng)支路的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組進(jìn)行充電或者放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，其特征在 于所述具雙向功率傳輸功能的PWMAC/DC變換器包括IGBT模塊和相應(yīng)的控制保護(hù)電 路，是一個(gè)三相電壓源型PWM AC/DC變換器，或是由多個(gè)三相電壓源型PWM AC/DC 變換器并聯(lián)組成；三相電壓源型PWM AC/DC變換器的主電路拓?fù)錇槿嗳珮蚪Y(jié)構(gòu)，三 相全橋電路交流側(cè)的每一相與所述三相配電變壓器低壓側(cè)對(duì)應(yīng)相之間均串聯(lián)有一個(gè)電抗 器，三相全橋電路的直流側(cè)與所述具雙向功率傳輸功能的電磁隔離型DC/DC變換模塊之 間通過(guò)直流母線(xiàn)連接，直流母線(xiàn)上并聯(lián)有母線(xiàn)電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，其特 征在于所述具雙向功率傳輸功能的電磁隔離型DC/DC變換模塊，包括高壓側(cè)IGBT 或MOSFET模塊、高頻變壓器、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊以及相應(yīng)的控制保護(hù)電 路；高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端并聯(lián)在所述直流母線(xiàn)上，該高壓側(cè)IGBT或 MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)相連接；低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的 交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)相連接，該低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端對(duì)標(biāo)準(zhǔn) 動(dòng)力電池組進(jìn)行充電或放電。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，其特征在 于所述IGBT模塊的控制保護(hù)電路包括對(duì)雙向PWMAC/DC變換器電氣主回路的電壓、 電流和溫度等信號(hào)進(jìn)行采樣的信號(hào)采樣電路、接收和處理采樣信號(hào)并實(shí)現(xiàn)控制算法的雙 向AC/DC數(shù)字控制器、接收雙向AC/DC數(shù)字控制器的指令并產(chǎn)生IGBT模塊驅(qū)動(dòng)信號(hào) 以及實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的IGBT驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路；所述雙向AC/DC數(shù)字控制器同時(shí)與所述充 放電模塊的信息管理系統(tǒng)交換控制信號(hào)和狀態(tài)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，其特征在 于所述IGBT或MOSFET模塊的控制保護(hù)電路包括兩個(gè)分別對(duì)所述雙向DC/DC變換 模塊高、低壓側(cè)電氣主回路的電壓、電流和溫度等信號(hào)進(jìn)行采樣的信號(hào)采樣電路、統(tǒng)一 接收和處理采樣信號(hào)并實(shí)現(xiàn)控制算法的雙向DC/DC數(shù)字控制器、兩個(gè)分別接收雙向DC/ DC數(shù)字控制器的指令并產(chǎn)生IGBT或MOSFET模塊驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的IGBT 或MOSFET驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路；所述雙向DC/DC數(shù)字控制器同時(shí)與所述信息管理系統(tǒng)交 換控制信號(hào)和狀態(tài)信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，其特征在于所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚?為單相全橋結(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)之 間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一個(gè)高 頻電感；所述低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組直接相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，其特征在 于所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚?為單相全橋結(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)之 間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一個(gè)用 于實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)功能的LC諧振電路；所述低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng) 力電池組直接相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，其特征在 于所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚?為單相全橋結(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)之 間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一個(gè)高 頻電感；所述低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組之間串聯(lián)有一個(gè) 高頻電感。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，其特征在 于所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚?為單相全橋結(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)之 間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一個(gè)用 于實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)功能的LC諧振電路；所述低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng) 力電池組之間串聯(lián)有一個(gè)高頻電感。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，其特征在 于所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚?為單相半橋結(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)之 間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一個(gè)高 頻電感；所述低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的半橋橋路中點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組之間串聯(lián) 有一個(gè)高頻電感。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，其特征在 于所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚?為單相半橋結(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)之 間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一個(gè)用 于實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)功能的LC諧振電路；所述低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的半橋橋路中點(diǎn)與 標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組之間串聯(lián)有一個(gè)高頻電感。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，其特征在 于所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚?為單相半橋結(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)之 間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一個(gè)高 頻電感；所述低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池組直接相連。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，其特征在 于所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊和低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的主電路拓?fù)渚?為單相半橋結(jié)構(gòu)；所述高壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的高壓側(cè)之 間、低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的交流端與高頻變壓器的低壓側(cè)之間均串聯(lián)有一個(gè)用 于實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)功能的LC諧振電路；所述低壓側(cè)IGBT或MOSFET模塊的直流端與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng) 力電池組直接相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)。目的是提供的系統(tǒng)能夠有效滿(mǎn)足充電站功率雙向傳輸?shù)囊?，還能發(fā)揮削峰填谷，以及電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的作用。技術(shù)方案是多功能電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組模塊化充放電系統(tǒng)，包括由計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組成的充電站監(jiān)控系統(tǒng)、以及一信息管理系統(tǒng)；其特征在于所述模塊化充放電系統(tǒng)包括一個(gè)高壓側(cè)與電網(wǎng)連接的三相降壓變壓器，該降壓變壓器的低壓側(cè)并聯(lián)有若干條充放電支路，每一支路包括串聯(lián)的一個(gè)三相配電變壓器和一個(gè)充放電模塊；各充放電模塊包括一個(gè)具雙向功率傳輸功能的PWM AC/DC變換器、多個(gè)并聯(lián)的具雙向功率傳輸功能的電磁隔離型DC/DC變換模塊以及所述的信息管理系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H02J3/18GK102025182SQ20101057363
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者梁一橋, 許挺 申請(qǐng)人:梁一橋