CN110707789A - 一种电动汽车电池组充放电变换器 - Google Patents
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Abstract
一种电动汽车电池组充放电变换器，属于电力能源技术领域，是主要由电网、全桥变流器、双向DC/DC、蓄电池、DSP控制单元和面板显示组成的，其特征在于：所述电网和全桥变流器相连接，全桥变流器和双向DC/DC相连接，双向DC/DC和蓄电池相连接，电网、全桥变流器、双向DC/DC、蓄电池均和DSP控制单元相连接，面板显示与DSP控制单元相连接，该电动汽车电池组充放电变换器，可实现当电动汽车电池组需要充电时，变换器通过电缆与标准市电交流插座连接实现为电动汽车电池组进行充电，实现即插即充；当行车在外或家庭停电时将电动汽车电池组作为一个备用电源，通过变换器产生标准的交流电能。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动汽车电池组充放电变换器，属于电力能源技术领域。
背景技术
汽车总量的增加使尾气成为现代城市最主要的大气污染源之一，导致了大量不可再生能源的快速消耗。在大力发展节能减排和促进低碳经济发展的环境下，以电动汽车为代表的节能型、环保型新能源汽车得到了关注和推广。同时电动汽车配套的相关服务领域也需要快速发展，为了满足市场中电动汽车对能量的需求需要大规模的建设充电桩，但是充电桩应用还没有完全普及，而且建设充电站会占用大量的土地；目前市场上存在分体式的车载充电器和车载逆变器，它们不仅工作效率较低而且占用了汽车的使用空间。所以基于同一平台且能够实现多功能和高效率的变换器是未来能量供给设施的发展方向。本发明研发一种电动汽车电池组充放电变换器。
发明内容
针对上述不足，本发明提供了一种电动汽车电池组充放电变换器。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种电动汽车电池组充放电变换器，是主要由电网、全桥变流器、双向DC/DC、蓄电池、DSP控制单元和面板显示组成的，其特征在于：所述电网和全桥变流器相连接，全桥变流器和双向DC/DC相连接，双向DC/DC和蓄电池相连接，电网、全桥变流器、双向DC/DC、蓄电池均和DSP控制单元相连接，面板显示与DSP控制单元相连接。
所述的全桥变流器是带有滤波器的IGBT全桥变流器，变流器选用经典的电压源型单相全桥变流电路拓扑；变换器交流端添加了LCL滤波器，该结构滤波器的滤波能力较强且THDi指标较高，适用于中高级的滤波电路，同时交流侧电感可以缓解在滤波器电容上产生的较大电流应力，增强变换器的稳定性。
所述的双向DC/DC在变换器中采用双向半桥型拓扑，工作过程中具有两种工作模式，在变换器进行充电模式时，它实现降压变换的功能，它将高压直流母线电压降压变为320V的直流充电电压；在变换器进行备用电源模式时，它实现升压变换的功能，将电池侧的低压直流升压变为稳定的450V高压直流母线电压。
该发明的有益之处是：本发明的电动汽车电池组充放电变换器，可实现当电动汽车电池组需要充电时，变换器通过电缆与标准市电交流插座连接实现为电动汽车电池组进行充电，实现即插即充；当行车在外或家庭停电时将电动汽车电池组作为一个备用电源，通过变换器产生标准的交流电能。
附图说明
图1为本发明的系统示意图。
图中，1、电网，2、全桥变流器，3、双向DC/DC，4、蓄电池，5、DSP控制单元，6、面板显示。
具体实施方式
一种电动汽车电池组充放电变换器，是主要由电网1、全桥变流器2、双向DC/DC3、蓄电池4、DSP控制单元5和面板显示6组成的，其特征在于：所述电网1和全桥变流器2相连接，全桥变流器2和双向DC/DC3相连接，双向DC/DC3和蓄电池4相连接，电网1、全桥变流器2、双向DC/DC3、蓄电池均4和DSP控制单元5相连接，面板显示6与DSP控制单元5相连接。
所述的全桥变流器2是带有滤波器的IGBT全桥变流器，变流器选用经典的电压源型单相全桥变流电路拓扑；变换器交流端添加了LCL滤波器，该结构滤波器的滤波能力较强且THDi指标较高，适用于中高级的滤波电路，同时交流侧电感可以缓解在滤波器电容上产生的较大电流应力，增强变换器的稳定性。
所述的双向DC/DC3在变换器中采用双向半桥型拓扑，工作过程中具有两种工作模式，在变换器进行充电模式时，它实现降压变换的功能，它将高压直流母线电压降压变为320V的直流充电电压；在变换器进行备用电源模式时，它实现升压变换的功能，将电池侧的低压直流升压变为稳定的450V高压直流母线电压。
本装置在工作时，变换器的前级为单相全桥式双向PWM变流器，前级双向PWM变流器采用双极性PWM调制方式，后级采用双向半桥型DC-DC变流器，后级双向DC-DC变流器采用DC-PWM调制方式。变换器设有充电模式实现为电池组充电和备用电源模式实现电池电能的逆变。在充电模式状态下前级双向PWM变流器的实质为PFC整流器，实现整流功能将交流输入变为稳定的直流母线电压，后级的双向DC-DC变流器实现降压功能，将直流母线的高压降为可以为电池组进行充电的标准电压。在备用电源模式的状态下双向DC-DC变流器表现为升压功能，将电池侧的低压电能转换为稳定的高压直流母线电压，前级的双向PWM变流器则表现为逆变功能，将直流母线电压逆变为标准的正弦交流电为用电设备提供电能。在数据处理方面，采用基于TI的新一代高性能DSPTMS320F28335处理器，变换器具有充电模式和备用电源模式两种工作方式，电网的电压存在额定电压和电压低谷的不同工作情况，变换器运行时会有满载大电流、满载高压和110％过载限流这三种工作状况，针对以上的工作情况进行电流计算。可知在变换器进行充电模式，低压满载的工作环境中半导体器件IGBT开关管状态最差，然后是额定电压下110％过载的工作环境，最后是额定电压和额定负载的工作环境；半导体器件FWD额定电压110％过载的工作环境下状态最差，然后是低压满载的工作环境，最后是额定电压和额定负载的工作环境。在备用电源模式下，额定电压110％过载的工作环境中半导体器件IGBT状态最差，其次是低压满载的工作环境，最后是额定电压和额定负载的工作环境；对于半导体器件FWD低压满载的工作环境下状态最差，然后是110％过载的工作环境，最后是额定电压和额定负载的工作环境。对于两种模式，备用电源模式中半导体器件IGBT工况最差，充电模式中半导体器件FWD工况最差。
对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种电动汽车电池组充放电变换器，是主要由电网、全桥变流器、双向DC/DC、蓄电池、DSP控制单元和面板显示组成的，其特征在于：所述电网和全桥变流器相连接，全桥变流器和双向DC/DC相连接，双向DC/DC和蓄电池相连接，电网、全桥变流器、双向DC/DC、蓄电池均和DSP控制单元相连接，面板显示与DSP控制单元相连接。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车电池组充放电变换器，其特征在于：所述的全桥变流器是带有滤波器的IGBT全桥变流器，变流器选用经典的电压源型单相全桥变流电路拓扑；变换器交流端添加了LCL滤波器，该结构滤波器的滤波能力较强且THDi指标较高，适用于中高级的滤波电路，同时交流侧电感可以缓解在滤波器电容上产生的较大电流应力，增强变换器的稳定性。
3.如权利要求1所述的一种电动汽车电池组充放电变换器，其特征在于：所述的双向DC/DC在变换器中采用双向半桥型拓扑，工作过程中具有两种工作模式，在变换器进行充电模式时，它实现降压变换的功能，它将高压直流母线电压降压变为320V的直流充电电压；在变换器进行备用电源模式时，它实现升压变换的功能，将电池侧的低压直流升压变为稳定的450V高压直流母线电压。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116093494A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-05-09 | 江苏德春电力科技股份有限公司 | 一种具有高安全性能的储能电站 |
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2018
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