[發(fā)明專利]電動(dòng)汽車充放儲(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（公告）號(hào): CN103023351A
• 公開（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)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/04
• 分類號(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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變流器，具體地，涉及一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體化電站功率流動(dòng)三級(jí)變流裝置。

背景技術(shù)

電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體化電站將電池充放電、電池更換及電池儲(chǔ)能整合為一體，是現(xiàn)在電動(dòng)汽車能源供給平臺(tái)中備受關(guān)注的主流設(shè)計(jì)之一，其核心裝備——一體化站的多用途能量轉(zhuǎn)換裝置是集電源技術(shù)、電力電子技術(shù)、軟件技術(shù)、控制技術(shù)為一體的高新科技綜合體，其開發(fā)研制必然會(huì)為這些技術(shù)的發(fā)展提供十分可觀的市場(chǎng)需求，促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展。現(xiàn)今電池充電裝置大多采用兩級(jí)結(jié)構(gòu)，由AC/DC及DC/DC電路直接組成，由于充電電池的種類不同，電池剩余容量不同，對(duì)充電電流的要求也不盡相同等原因，使得不同電池在同一級(jí)DC/DC電路下無(wú)法“因池而異”實(shí)現(xiàn)合理最優(yōu)充電，不能滿足精細(xì)化充電的要求，這大大影響了電池的均衡充放電效率，更會(huì)影響電池的循環(huán)使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體化電站功率流動(dòng)三級(jí)變流裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體化電站功率流動(dòng)三級(jí)變流裝置，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，

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，輸送給總直流母線；

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；

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；

控制部分分別與第一級(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)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)控制策略控制各級(jí)電路的工作。

優(yōu)選地，該第一級(jí)AC/DC電路包括PWM整流橋，濾波電容和吸收電阻，PWM整流橋由若干開關(guān)管組成，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。

優(yōu)選地，該第二級(jí)DC/DC電路包括多個(gè)第一兩電平Buck-Boost變換器；第一兩電平Buck-Boost變換器包括開關(guān)管、濾波電容和吸收電阻，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。

優(yōu)選地，該第三級(jí)DC/DC電路包括多個(gè)兩電平Buck-Boost變換器組，兩電平Buck-Boost變換器組包括多個(gè)第二兩電平Buck-Boost變換器，第二兩電平Buck-Boost變換器由開關(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，并與不同類型、SOC值的蓄電池組連接對(duì)電池進(jìn)行差異化充電。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體化電站功率流動(dòng)三級(jí)變流控制方法，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。

優(yōu)選地，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。

優(yōu)選地，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：