[發明專利]混合儲能型模塊化多電平變換器電池荷電狀態均衡方法

有效

• 申請號: 201911051027.2
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110854947B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 李睿;韓嘯;蔡旭
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;全球能源互聯網研究院有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M7/483
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 劉翠

1.一種混合儲能型模塊化多電平變換器電池荷電狀態均衡方法，其特征在于：包括：

將儲能型模塊化多電平變換器中每個類全橋儲能子模塊電池的荷電狀態與所有類全橋儲能子模塊電池的平均荷電狀態相減，得到的結果作為荷電狀態控制信號；

獲取電池充電電流給定值和實際值的差，將所述荷電狀態控制信號乘上比例系數，再與所述電池充電電流給定值和實際值的差疊加，該疊加結果作為PI控制器的輸入，PI控制器的輸出作為調制信號修正值；

將所述調制信號修正值疊加到類全橋儲能子模塊與電池相連半橋的調制信號的基準值上，使每個類全橋儲能子模塊電池的荷電狀態趨于一致，其中，所述調制信號基準值為電池電壓與電容平均電壓的比值。

2.根據權利要求1所述的混合儲能型模塊化多電平變換器電池荷電狀態均衡方法，其特征在于：所述儲能型模塊化多電平變換器包括三個相單元，其中每個相單元均包括：上橋臂、下橋臂、上橋臂電感和下橋臂電感；所述上橋臂的正極端作為相單元的直流出線正極端；所述上橋臂的負極端與所述上橋臂電感的一端相連；所述上橋臂電感的另一端與所述下橋臂電感的一端相連后作為相單元的交流出線端，連接到交流電網；所述下橋臂電感的另一端與所述下橋臂的正極端相連；所述下橋臂的負極端作為相單元的直流出線負極端；

三個相單元中的所述上橋臂和所述下橋臂均由半橋子模塊和類全橋儲能子模塊混合串聯而成。

3.根據權利要求2所述的混合儲能型模塊化多電平變換器電池荷電狀態均衡方法，其特征在于：所述半橋子模塊，包括：第一直流電容器、第一可控開關器件、第二可控開關器件、第一續流二極管和第二續流二極管；其中：

所述第一可控開關器件和所述第二可控開關器件的集電極分別與所述第一續流二極管和所述第二續流二極管的陰極相連；所述第一可控開關器件和所述第二可控開關器件的發射極分別與所述第一續流二極管和所述第二續流二極管的陽極相連；所述第一可控開關器件的集電極與所述第一直流電容器的陽極相連；所述第二可控開關器件的發射極與所述第一直流電容器的陰極相連；所述第一可控開關器件和第二可控開關器件的柵極均與控制電路相連。

4.根據權利要求1或2所述的混合儲能型模塊化多電平變換器電池荷電狀態均衡方法，其特征在于：所述類全橋儲能子模塊，包括：第二直流電容器、電池、電池電感、第三可控開關器件、第四可控開關器件、第五可控開關器件、第六可控開關器件以及第三續流二極管、第四續流二極管、第五續流二極管和第六續流二極管；其中：

所述第三可控開關器件、所述第四可控開關器件、所述第五可控開關器件和所述第六可控開關器件的集電極分別與所述第三續流二極管、所述第四續流二極管、所述第五續流二極管和所述第六續流二極管的陰極相連；所述第三可控開關器件、所述第四可控開關器件、所述第五可控開關器件和所述第六可控開關器件的發射極分別與所述第三續流二極管、所述第四續流二極管、所述第五續流二極管和所述第六續流二極管的陽極相連；所述第三可控開關器件的集電極與所述第二直流電容器的陽極相連；所述第四可控開關器件的發射極與所述第二直流電容器和所述電池的陰極相連；所述第三可控開關器件的發射極作為類全橋儲能子模塊的正極端；所述第五可控開關器件的發射極與所述電池電感的一端相連并作為類全橋儲能子模塊的負極端；所述電池電感的另一端與所述電池的陽極相連；所述第三可控開關器件、所述第四可控開關器件、所述第五可控開關器件和所述第六可控開關器件的柵極均與控制電路相連。

5.根據權利要求4所述的混合儲能型模塊化多電平變換器電池荷電狀態均衡方法，其特征在于：

所述第五可控開關器件和第六可控開關器件所在的半橋為類全橋儲能子模塊與電池相連半橋，所述第五可控開關器件和第六可控開關器件所在橋臂的調制信號為調制信號基準值與調制信號修正值的和。