[發明專利]適用于電動汽車混合儲能系統的多源變換器及變換方法

在審

• 申請號: 201910797455.3
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110518863A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 郭希錚;王劍;王琛琛;周明磊;游小杰;郝瑞祥;羅章;鄒方朔
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H02P27/12
• 分類號: H02P27/12;H02M7/5387
• 代理公司: 11255 北京市商泰律師事務所
• 代理人: 鄒芳德<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明提供了一種適用于電動汽車混合儲能系統的多源變換器及變換方法，屬于變換器技術領域。包括第一直流能量源和第二直流能量源均與變換器的直流側連接，變換器的交流側連接三相交流電機；變換器包括上橋臂開關、中間橋臂開關和下橋臂開關；上橋臂開關的一端連接于第一直流能量源的正極端，下橋臂開關的一端連接第一直流能量源的負極端和第二直流能量源的負極端，中間橋臂開關的一端連接第二直流能量源的正極端；上橋臂開關的另一端、所述下橋臂開關的另一端和所述中間橋臂開關的另一端均連接所述三相交流電機。本發明優化了系統結構，減小了變換器體積和重量，降低了成本，控制簡單，消除了雙向DC?DC變換器自身工作時的損耗問題，提升了系統效率。

技術領域

本發明涉及變換器技術領域，具體涉及一種適用于電動汽車混合儲能系統的多源變換器及變換方法。

背景技術

當前，電池作為儲能元件其存儲容量大、能量密度大，但功率密度比較低，在大電流放電工況下會對電池本體造成巨大損害，從而導致電池的存儲性能變差，電池壽命減少；超級電容(Ultra Capacitor，UC)是一種新型電荷儲能元件，最大的優點是比功率非常高、比能量大，充放電快，適合于作為短時間的功率輸出源，但是它的一個重要的缺點是能量密度低，不能很好地保持持續地能量輸出。將電池和UC結合構成混合儲能系統(HybridEnergy Storage System，HESS)，電池和UC兩者優勢互補，組合而成的HESS既有比能量高的優點，也有比功率高的優點，并且大大減少了電池自身的內部損耗，延長了器件壽命。

傳統電動汽車HESS是由電池組、超級電容、DC-DC變換器及其能量控制系統組成，當前HESS一般采用獨立的雙向DC-DC變換器將電池、超級電容等多個能量單元耦合至電機逆變器直流側，直流側再經過DC-AC變換器將直流逆變成交流輸出驅動電機。一般來講，雙向DC-DC變換器用來控制直流母線的輸出電壓和再生制動能量回饋時的電流，使電池和超級電容工作在最佳狀態。

而雙向DC-DC變換器的加入，增加了系統控制的復雜程度；且雙向DC-DC變換器增大了系統重量和體積，使得系統成本增加；加上雙向DC-DC變換器自身在工作時的損耗，降低了系統的整體效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于電動汽車混合儲能系統的多源變換器及變換方法，以解決上述背景技術中存在的技術問題。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案：

一方面，本發明提供的一種適用于電動汽車混合儲能系統的多源變換器，包括第一直流能量源、第二直流能量源以及變換器，所述第一直流能量源和所述第二直流能量源均與所述變換器的直流側連接，所述變換器的交流側連接三相交流電機；

所述變換器，用于將所述第一直流能量源和所述第二直流能量源變換為交流能量；

所述變換器包括上橋臂開關、中間橋臂開關和下橋臂開關；

所述上橋臂開關的一端連接于所述第一直流能量源的正極端，所述下橋臂開關的一端分別連接所述第一直流能量源的負極端和所述第二直流能量源的負極端，所述中間橋臂開關的一端連接所述第二直流能量源的正極端；

所述上橋臂開關的另一端、所述下橋臂開關的另一端和所述中間橋臂開關的另一端均連接所述三相交流電機。

優選的，所述上橋臂開關包括第一控制件、第二控制件和第三控制件；所述下橋臂開關包括第四控制件、第五控制件和第六控制件；所述中間橋臂開關包括第七控制件、第八控制件和第九控制件；

所述第一控制件、所述第二控制件和所述第三控制件的一端共同連接于所述第一直流能量源的正極端；

第四控制件、所述第五控制件和所述第六控制件的一端均連接所述第一直流能量源的負極端和所述第二直流能量源的負極端；