[發(fā)明專(zhuān)利]電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體化電站功率流動(dòng)三級(jí)變流裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210514524.3
• 申請(qǐng)日: 2012-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103023351A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 解大;馮俊淇;楊敏霞;婁宇成;房新雨;劉高維;賈玉健
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02M7/04
• 分類(lèi)號(hào): H02M7/04;H02M7/219;H02M3/155;H02J7/10
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中

1.一種電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體化電站功率流動(dòng)三級(jí)變流裝置，其特征在于，包括：第一級(jí)AC/DC電路、第二級(jí)DC/DC電路、第三級(jí)DC/DC電路和控制部分，其中，

所述第一級(jí)AC/DC電路交流側(cè)連接電網(wǎng)，直流側(cè)連接總直流母線，用以將電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電，輸送給所述總直流母線；

所述第二級(jí)DC/DC電路高壓側(cè)連接總直流母線，低壓側(cè)連接對(duì)應(yīng)的分直流母線，用以將總直流母線的直流電轉(zhuǎn)換為能夠滿足不同電池充電要求的更加精細(xì)的直流電，輸送給相應(yīng)的分直流母線；

所述第三級(jí)DC/DC電路高壓側(cè)連接對(duì)應(yīng)的分直流母線，低壓側(cè)連接蓄電池組，用以控制各蓄電池組進(jìn)行均衡、精細(xì)、合理的充放電；

所述控制部分分別與所述第一級(jí)AC/DC電路、第二級(jí)DC/DC電路和第三級(jí)DC/DC電路連接，用以對(duì)所述第一級(jí)AC/DC電路、第二級(jí)DC/DC電路和第三級(jí)DC/DC電路的電壓電流信息進(jìn)行測(cè)量采樣，通過(guò)分級(jí)協(xié)調(diào)控制策略控制所述各級(jí)電路的工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體化電站功率流動(dòng)三級(jí)變流裝置，其特征在于，所述第一級(jí)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(kāi)關(guān)管組成，所述PWM整流橋交流側(cè)經(jīng)濾波電感連接電網(wǎng)，直流側(cè)通過(guò)并聯(lián)濾波電容連接總直流母線，吸收電阻與濾波電容并聯(lián)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體化電站功率流動(dòng)三級(jí)變流裝置，其特征在于，所述第二級(jí)DC/DC電路包括多個(gè)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(kāi)關(guān)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(cè)連接總直流母線，低壓側(cè)通過(guò)并聯(lián)濾波電容連接對(duì)應(yīng)的分直流母線，吸收電阻與濾波電容并聯(lián)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體化電站功率流動(dòng)三級(jí)變流裝置，其特征在于，所述第三級(jí)DC/DC電路包括多個(gè)兩電平Buck-Boost變換器組，所述兩電平Buck-Boost變換器組包括多個(gè)第二兩電平Buck-Boost變換器，所述第二兩電平Buck-Boost變換器由開(kāi)關(guān)管組成，同一組內(nèi)的第二兩電平Buck-Boost變換器電路高壓側(cè)連接對(duì)應(yīng)的同一分直流母線，低壓側(cè)連接相同類(lèi)型、SOC值的蓄電池組對(duì)電池進(jìn)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(lèi)型、SOC值的蓄電池組連接對(duì)電池進(jìn)行差異化充電。

5.一種電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體化電站功率流動(dòng)三級(jí)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(jí)AC/DC電路將電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)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(jí)DC/DC電路將總直流母線的直流電轉(zhuǎn)換為能夠滿足不同電池充電要求的更加精細(xì)的直流電，輸送給相應(yīng)的分直流母線；

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

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體化電站功率流動(dòng)三級(jí)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(huán)控制策略控制第一級(jí)AC/DC電路，具體為：

控制部分對(duì)第一級(jí)AC/DC電路中直流側(cè)濾波電容上的電壓進(jìn)行采樣，與設(shè)置參考電壓進(jìn)行比較，得到的電壓誤差信號(hào)，經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器，得到的輸出結(jié)果作為有功電流指令值，根據(jù)所要求的功率因數(shù)角，得到無(wú)功電流的指令值，進(jìn)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(kāi)關(guān)器件的通、斷信號(hào)，采用電壓反饋閉環(huán)控制，維持直流側(cè)濾波電容上的電壓恒定不變，將電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電，為下級(jí)DC/DC電路提供穩(wěn)定的總直流母線電壓。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體化電站功率流動(dòng)三級(jí)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(jí)DC/DC電路，具體為：

控制部分對(duì)第二級(jí)DC/DC電路中直流側(cè)濾波電容上的電壓進(jìn)行采樣，與設(shè)置參考電壓進(jìn)行比較，得到的電壓誤差信號(hào)，再經(jīng)過(guò)計(jì)算，得出濾波電容目標(biāo)電荷，與實(shí)際電荷數(shù)做比較，然后通過(guò)PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電容的電流平均值，維持濾波電容的電壓穩(wěn)定在目標(biāo)電壓值，采用基于電容電荷平衡的控制方法為第三級(jí)并聯(lián)DC/DC電路提供穩(wěn)定的分直流母線電壓。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體化電站功率流動(dòng)三級(jí)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(huán)控制策略控制第三級(jí)DC/DC電路，具體為：

控制部分對(duì)第三級(jí)DC/DC電路輸出端的電流信號(hào)進(jìn)行采樣，將相同類(lèi)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(jìn)行充電，并綜合各因素確認(rèn)電池組的充電電流給定目標(biāo)值，將采樣值與給定值做比較，通過(guò)PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)DC/DC電路的電流輸出，對(duì)蓄電池組進(jìn)行均衡、精細(xì)的充放電，其中，同一組內(nèi)的兩電平Buck-Boost變換器電路高壓側(cè)連接對(duì)應(yīng)的同一分直流母線，低壓側(cè)連接相同類(lèi)型、SOC值的蓄電池組對(duì)電池進(jìn)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(lèi)型、SOC值的蓄電池組連接對(duì)電池進(jìn)行差異化充電。