[發明專利]混合能量存儲系統及發電機逆變器系統

有效

• 申請號: 202011385707.0
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112531864B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 胡超;劉軍鋒;張兵
• 申請（專利權）人: 蘇州英威騰電力電子有限公司
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H02J3/38;H02J9/06
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 謝閱

本發明公開了一種混合能量存儲系統及發電機逆變器系統。混合能量存儲系統包括超級電容；蓄電池，用于輸出直流電源，以提供負載所需的平均功率；DC?DC變換器，DC?DC變換器包括第一電容，第一電容與超級電容彼此串聯以形成電容組，電容組用于與所述發電機逆變器系統的電壓母線連接；DC?DC變換器用于在主控單元的控制下，將蓄電池輸出的直流電源進行相應的電壓變換后，輸出至第一電容，以使電容組提供負載所需的峰值功率。本發明混合能量存儲系統可以解決現有技術中混合能量存儲系統中超級電容的工作電壓范圍狹窄，蓄電池利用率低，且混合能量存儲系統的容量過大還會造成系統成本過高的問題。

技術領域

本發明涉及逆變器系統技術領域，特別涉及一種混合能量存儲系統及發電機逆變器系統。

背景技術

目前，汽車和船舶普遍采用柴油異步/同步發電機作為動力源，并通過逆變器系統為車載或船用的用電設備進行供電。但隨著設備數量和設備精密度的不斷提高，對于電源容量和電源質量提出了更高的要求，現有技術通過將基于DC-DC變換器的混合能量存儲系統接于逆變器系統的電壓母線上，以實現能量的存儲和充分利用，從而滿足船/車載設備的需求。

但是，現有基于蓄電池和超級電容的混合能量存儲系統中，超級電容通過單一的變換器為負荷提供全部的沖擊功率，變換器容量對應為負載全部峰值功率的容量，使得系統中超級電容的工作電壓范圍狹窄，蓄電池利用率低，且混合能量存儲系統的容量過大還會造成系統成本過高。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種混合能量存儲系統，旨在解決現有技術中混合能量存儲系統中超級電容的工作電壓范圍狹窄，蓄電池利用率低，且混合能量存儲系統的容量過大還會造成系統成本過高的問題。

為實現上述目的，本發明提出一種混合能量存儲系統，該混合能量存儲系統包括：

超級電容；

蓄電池，用于輸出直流電源，以為發電機逆變器系統所驅動的負載提供所需的平均功率；以及

DC-DC變換器，所述DC-DC變換器包括第一電容，所述第一電容為所述DC-DC變換器的輸出電容；所述第一電容與所述超級電容彼此串聯以形成電容組，所述電容組用于與所述發電機逆變器系統的電壓母線連接；所述DC-DC變換器用于在所述主控單元的控制下，將所述蓄電池輸出的直流電源進行相應電壓變換后，輸出至所述第一電容，以使所述電容組提供所述負載所需的峰值功率。

可選地，所述DC-DC變換器包括：

補償變換器，所述補償變換器的第一輸入端和第二輸入端分別與所述蓄電池的正極和負極一一對應連接，所述補償變換器的第一輸出端和第二輸出端分別與所述第一電容的兩端連接，所述補償變換器用于在所述主控單元的控制下，將所述蓄電池輸出的直流電壓進行相應的電壓變換后輸出至所述第一電容，以補償所述超級電容下降的電壓并控制所述電容組為所述負載提供的功率處于穩定值。

可選地，所述補償變換器還包括：第一電感、第一開關器件、第二電容、變壓器及第一二極管；所述第一電感的一端為所述補償變換器的第一輸入端，所述第一電感的另一端與所述第一開關器件的輸入端連接；所述第一開關器件的輸出端為所述補償變換器的第二輸入端，所述第一開關器件的受控端與所述主控單元連接；所述第二電容的一端與所述第一開關器件的輸出端連接，所述第二電容的另一端與所述變壓器原邊線圈的第一端連接；所述第一開關器件的輸出端與所述變壓器原邊線圈的第二端連接；所述變壓器副邊線圈的第一端經所述第一二極管與所述第一電容的一端連接，所述變壓器副邊線圈的第二端與所述第一電容的另一端連接；其中，所述變壓器原邊線圈的第一端和所述副邊線圈的第一端為同名端。

可選地，所混合能量存儲系統還包括：

雙級雙向變換器，所述雙級雙向變換器用于分別與所述蓄電池及所述發電機逆變器系統的電壓母線連接；所述雙級雙向變換器用于在所述主控單元的控制下，使所述蓄電池為所述負載提供額定功率，以及為所述超級電容進行充電；