[發明專利]電動汽車充放儲一體化電站功率流動三級變流裝置

有效

• 申請號: 201210514524.3
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN103023351A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 解大;馮俊淇;楊敏霞;婁宇成;房新雨;劉高維;賈玉健
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02M7/219;H02M3/155;H02J7/10
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種電動汽車充放儲一體化電站功率流動三級變流裝置，其特征在于，包括：第一級AC/DC電路、第二級DC/DC電路、第三級DC/DC電路和控制部分，其中，

所述第一級AC/DC電路交流側連接電網，直流側連接總直流母線，用以將電網交流電轉換為穩定的直流電，輸送給所述總直流母線；

所述第二級DC/DC電路高壓側連接總直流母線，低壓側連接對應的分直流母線，用以將總直流母線的直流電轉換為能夠滿足不同電池充電要求的更加精細的直流電，輸送給相應的分直流母線；

所述第三級DC/DC電路高壓側連接對應的分直流母線，低壓側連接蓄電池組，用以控制各蓄電池組進行均衡、精細、合理的充放電；

所述控制部分分別與所述第一級AC/DC電路、第二級DC/DC電路和第三級DC/DC電路連接，用以對所述第一級AC/DC電路、第二級DC/DC電路和第三級DC/DC電路的電壓電流信息進行測量采樣，通過分級協調控制策略控制所述各級電路的工作。

2.根據權利要求1所述的電動汽車充放儲一體化電站功率流動三級變流裝置，其特征在于，所述第一級AC/DC電路包括PWM整流橋，濾波電容和吸收電阻，所述PWM整流橋由若干開關管組成，所述PWM整流橋交流側經濾波電感連接電網，直流側通過并聯濾波電容連接總直流母線，吸收電阻與濾波電容并聯連接。

3.根據權利要求1所述的電動汽車充放儲一體化電站功率流動三級變流裝置，其特征在于，所述第二級DC/DC電路包括多個第一兩電平Buck-Boost變換器；所述第一兩電平Buck-Boost變換器包括開關管、濾波電容和吸收電阻，所述第一兩電平Buck-Boost變換器電路高壓側連接總直流母線，低壓側通過并聯濾波電容連接對應的分直流母線，吸收電阻與濾波電容并聯連接。

4.根據權利要求1所述的電動汽車充放儲一體化電站功率流動三級變流裝置，其特征在于，所述第三級DC/DC電路包括多個兩電平Buck-Boost變換器組，所述兩電平Buck-Boost變換器組包括多個第二兩電平Buck-Boost變換器，所述第二兩電平Buck-Boost變換器由開關管組成，同一組內的第二兩電平Buck-Boost變換器電路高壓側連接對應的同一分直流母線，低壓側連接相同類型、SOC值的蓄電池組對電池進行充電，不同組間的兩電平Buck-Boost變換器分別連接不同的分直流母線，并與不同類型、SOC值的蓄電池組連接對電池進行差異化充電。

5.一種電動汽車充放儲一體化電站功率流動三級變流控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，控制部分控制第一級AC/DC電路將電網交流電轉換為穩定的直流電，輸送給總直流母線；

步驟二，控制部分控制第二級DC/DC電路將總直流母線的直流電轉換為能夠滿足不同電池充電要求的更加精細的直流電，輸送給相應的分直流母線；

步驟三，控制部分控制第三級DC/DC電路連接至相應的分直流母線，為各蓄電池組進行均衡、精細、合理的充放電。

6.根據權利要求5所述的電動汽車充放儲一體化電站功率流動三級變流控制方法，其特征在于，步驟一中，控制部分采用電壓反饋閉環控制策略控制第一級AC/DC電路，具體為：

控制部分對第一級AC/DC電路中直流側濾波電容上的電壓進行采樣，與設置參考電壓進行比較，得到的電壓誤差信號，經過PI調節器，得到的輸出結果作為有功電流指令值，根據所要求的功率因數角，得到無功電流的指令值，進而得到三相正弦參考電壓。然后將三相正弦參考電壓與三角波相比形成各開關器件的通、斷信號，采用電壓反饋閉環控制，維持直流側濾波電容上的電壓恒定不變，將電網交流電轉換為穩定的直流電，為下級DC/DC電路提供穩定的總直流母線電壓。

7.根據權利要求5所述的電動汽車充放儲一體化電站功率流動三級變流控制方法，其特征在于，步驟二中，控制部分采用基于電容電荷平衡的控制方法控制第二級DC/DC電路，具體為：

控制部分對第二級DC/DC電路中直流側濾波電容上的電壓進行采樣，與設置參考電壓進行比較，得到的電壓誤差信號，再經過計算，得出濾波電容目標電荷，與實際電荷數做比較，然后通過PI調節器調節電容的電流平均值，維持濾波電容的電壓穩定在目標電壓值，采用基于電容電荷平衡的控制方法為第三級并聯DC/DC電路提供穩定的分直流母線電壓。

8.根據權利要求5所述的電動汽車充放儲一體化電站功率流動三級變流控制方法，其特征在于，步驟三中，控制部分采用電流反饋閉環控制策略控制第三級DC/DC電路，具體為：

控制部分對第三級DC/DC電路輸出端的電流信號進行采樣，將相同類型、SOC值、充電電流限值的電池組放置于同一組第二兩電平Buck-Boost變換器下進行充電，并綜合各因素確認電池組的充電電流給定目標值，將采樣值與給定值做比較，通過PI調節器調節DC/DC電路的電流輸出，對蓄電池組進行均衡、精細的充放電，其中，同一組內的兩電平Buck-Boost變換器電路高壓側連接對應的同一分直流母線，低壓側連接相同類型、SOC值的蓄電池組對電池進行充電，不同組間的兩電平Buck-Boost變換器分別連接不同的分直流母線，并與不同類型、SOC值的蓄電池組連接對電池進行差異化充電。