CN111546939A - 电动汽车车载动力电池智能检测系统 - Google Patents

电动汽车车载动力电池智能检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种电动汽车车载动力电池智能检测系统，包括隔离变压器、多个双向AC/DC变换器、多个双向DC/DC变换器和中位机；所述多个双向AC/DC变换器相互并联，其输入端分别经隔离变压器接入现有电网，输出端接入直流母线中；所述双向DC/DC变换器的输入端分别与所述双向AC/DC变换器的输出端电路连接，所述双向DC/DC变换器的输出端可分别与多辆电动汽车的车载动力电池电路连接；所述多个双向AC/DC变换器、多个双向DC/DC变换器及电动汽车车载动力电池可与控制器之间进行通讯，所述控制器根据电动汽车车载动力电池的电池状态控制双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器工作。本发明可以精确地检测动力电池的健康状态。

Description

电动汽车车载动力电池智能检测系统
技术领域
本发明涉及电动汽车车载动力电池检测技术领域，具体涉及一种电动汽车车载动力电池智能检测系统。
背景技术
电动汽车与传统燃油车的检测项目80％以上都是相同的，有所区别的地方主要集中在动力电池部分，这也使电动汽车具有很多潜在的特殊安全问题。因此，随着电动汽车数量的增加，以及使用年限的增长，作为电动汽车核心零部件—电池的性能面临重大考验。可以说，电池的安全，就是新能源车安全的关键之所在。
电动汽车进入到使用阶段，有如人的生老病死，不可能保证整个生命周期不出任何的事故、不做任何的体检。此外，由于动力电池属于电化学领域范畴，动力电池的衰减、安全性隐患的风险要远大于传统机械发动机，因此，电动汽车在使用环节的定期检测、维护和保养，排除安全隐患，保障在用车安全比传统燃油车更重要。而电动汽车车载动力电池检测侧重于电池较长时间的充放电循环过程，并对充放电循环过程中的电池电压状态，内阻，容量，温度，SOC，SOH等进行检测、校准等，通过对这些数据的检测及时了解电动汽车车载动力电池的状态，从而及时对电动汽车车载动力电池进行维修或更换。
然而，目前国内电动车定期检测制度缺失导致诸多电动车安全隐患的防控不利，由于未出现成熟的车载动力电池智能检测系统，因此无法有效地对检测动力电池的健康状态。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种电动汽车车载动力电池智能检测系统，可以精确地检测动力电池的健康状态。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种电动汽车车载动力电池智能检测系统，包括隔离变压器、多个双向AC/DC变换器、多个双向DC/DC变换器和中位机；所述多个双向AC/DC变换器相互并联，其输入端分别经隔离变压器接入现有电网，输出端接入直流母线中；所述双向DC/DC变换器的输入端分别与所述双向AC/DC变换器的输出端电路连接，所述双向DC/DC变换器的输出端可分别与多辆电动汽车的车载动力电池电路连接；所述多个双向AC/DC变换器、多个双向DC/DC变换器及电动汽车车载动力电池可与控制器之间进行通讯，所述控制器根据电动汽车车载动力电池的电池状态控制双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器工作。
进一步，所述双向DC/DC变换器包括直流电源、储能滤波电路和斩波电路，所述电源的正极与所述储能滤波电路的输入端电路连接，所述储能滤波电路的输出端与斩波电路的输入端电路连接，所述斩波电路的输出端接入直流母线中，通过直流母线进行输出。
进一步，所述储能滤波电路包括电感L1、电感L2和电容C1，直流电源的正极与电感L1的一端电源的正极相连接，电感L1的另一端与电感L2的一端相连接；电容C1的一端与电感L1和电感L2连线的节点X相连接，另一端与电源Vcc的负极相连接。
进一步，所述斩波电路包括绝缘栅双极晶体管S1和绝缘栅双极晶体管S2，绝缘栅双极晶体管S1的集电极与直流母线的正极相连，绝缘栅双极晶体管S1的发射极与绝缘栅双极晶体管S2的集电极相连；电感L2的另一端与绝缘栅双极晶体管S1的发射极和绝缘栅双极晶体管S2的集电极连线的节点Y相连。
进一步，所述双向AC/DC变换器包括分别与三相电网相连接的A相桥式电路、B相桥式电路和C相桥式电路，A相桥式电路、B相桥式电路、C相桥式电路与三相电网之间还分别连接有A相滤波器、B相滤波器、C相滤波器；A相桥式电路、B相桥式电路、C相桥式电路的输出端接入直流母线，并通过直流母线进行输出；所述A相桥式电路、B相桥式电路、C相桥式电路的输出端串联有第一直流侧滤波器、第二直流侧滤波器；所述A相桥式电路、B相桥式电路和C相桥式电路分别通过有序控制功率管的开通和关断，实现能量双向流动。
进一步，所述A相桥式电路、B相桥式电路和C相桥式电路的电路结构相同，均包括绝缘栅双极晶体管Si1、绝缘栅双极晶体管Si2、绝缘栅双极晶体管Si3、绝缘栅双极晶体管Si4、二极管Di2和二极管Di2，绝缘栅双极晶体管Si1的集电极与直流母线的正极相连，绝缘栅双极晶体管Si1的发射极、绝缘栅双极晶体管Si2的集电极、二极管Di1的负极分别与节点Ni1相连，绝缘栅双极晶体管Si2的发射极、绝缘栅双极晶体管Si3的集电极、交流侧i相滤波器的一端分别与节点Ni2相连，绝缘栅双极晶体管Si3的发射极、绝缘栅双极晶体管Si4的集电极、二极管Di2的正极分别与节点Ni3相连，绝缘栅双极晶体管Si4的发射极与直流母线的负极相连；第一直流侧滤波器的一端、第二直流侧滤波器的一端、二极管Di1的正极、二极管Di2的负极分别与节点N相连，第一直流侧滤波器的另一端与直流母线的正极相连，第二直流侧滤波器的另一端与直流母线的负极相连。
进一步，所述A相滤波器、B相滤波器、C相滤波器的电路结构相同，均包括电感Li1、电感Li2和电容Ci1，电感Li1的一端、电感Li2的一端、电容Ci1的一端分别与节点Ni4相连，电感Li1的另一端与电容节点Ni2相连，电感Li2的另一端与三相电网的相应相电压端相连，电容Ca1的另一端与节点N相连接。
进一步，所述双向AC/DC变换器和所述双向DC/DC变换器之间通过直流母线连接，所述直流母线的正极与直流母线的负极之间串联有一储能电源S。
进一步，所述双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器及电动汽车车载动力电池分别与中位机相连接，所述中位机与控制相连接，双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器及电动汽车车载动力电池将数据传输到中位机，再通过中位机将数据传输到控制器，控制器根据所接收到的数据通过中位器控制双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器工作。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明通过控制器接收接入到系统中的电动汽车车载动力电池的相关数据，了解到电动汽车车载动力电池的相关状态后，再控制双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器的启停、工作模式以及各工作模式间相互切换，从而对电动汽车车载动力电池进行放电或者充电，而在充电或放电过程中，也同时将电池的状态信息反馈到控制器中，从而准确地对动力电池的健康状态进行检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明电动汽车车载动力电池智能检测系统一实施方式的电路结构图；
图2为本发明中双向DC/DC变换器的电路结构图；
图3为本发明中双向DC/DC变换器与电动汽车车载动力电池相连接的电路结构图；
图4为本发明中双向AC/DC变换器的电路结构图；
图5为本发明电动汽车车载动力电池智能检测系统另一实施方式的电路结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，本发明实施方式公开了一种电动汽车车载动力电池智能检测系统，包括隔离变压器、多个双向AC/DC变换器、多个双向DC/DC变换器和中位机；所述多个双向AC/DC变换器相互并联，其输入端分别经隔离变压器接入现有电网，输出端接入直流母线中；所述双向DC/DC变换器的输入端与所述双向AC/DC变换器的输出端电路连接，所述双向DC/DC变换器的输出端可分别与多辆电动汽车的车载动力电池电路连接；所述多个双向AC/DC变换器、多个双向DC/DC变换器及电动汽车车载动力电池可与控制器之间进行通讯，所述控制器根据电动汽车车载动力电池的电池状态控制双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器工作，比如控制双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器的启停、工作模式以及各工作模式间相互切换。
其中，考虑到双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器、电动汽车车载动力电池与控制器进行通讯时，接口不一致，例如双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器与中位机之间通过RS485接口或者I/O触点输入接口等进行通讯，而中位机与控制器之间通过TCP/IP接口等进行通讯，因此本发明实施方式中，双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器及电动汽车车载动力电池分别与中位机相连接，所述中位机与控制器相连接，通过中位机将双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器电动汽车车载动力电池与管理器之间建立通讯关系。
具体的，当电动汽车车载动力电池接入本发明系统中时，电动汽车车载动力电池将其本身的状态信息传输到中位机，中位机再将电动汽车车载动力电池的状态信息传输到控制器，控制器再根据电动汽车车载动力电池的状态信息发出控制命令到中位机中，对双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器的工作进行控制。
本发明实施方式中，控制器可以为电脑或者其他控制终端。
另外，中位机还可以起到断电保护的作用，当突然断电时，中位机可以起到断电保护作用，及时保存检测过程中电动汽车车载动力电池的状态信息或者检测信息等。
具体的，如图1所示，BAT1、……、BATN为接入到本发明系统中的电动汽车车载动力电池，例如BAT1为其中一辆大巴士的车载动力电池，BATN为另一辆大巴士的车载动力电池，需要对这些电池进行检测时，分别将这些电动汽车车载动力电池BAT1、……、BATN接入到本发明系统中时，BAT1、……、BATN分别将其状态信息通过中位机反馈到控制器中，控制器根据所接收到的各电动汽车车载动力电池的状态信息，确定该对各电动汽车车载动力电池进行充电还是放电，然后通过双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器的工作对各电动汽车车载动力电池进行充电或放电。例如，当检测到BAT1的电量为满额状态，而BATN的电量较低时，控制器则控制双向AC/DC变换器中的开关S#1、……、S#N及双向DC/DC变换器中的开关S1、……、SN，从而实现对BAT1进行放电，而对BATN进行充电。
而当所接入到本发明系统中的电动汽车车载动力电池均需要进行放电时，控制器则控制双向AC/DC变换器中的开关S#1、……、S#N关闭，以将电动汽车车载动力电池中的电量充入电网中。而当所接入到本发明系统中的多个电动汽车车载动力电池，有的需要进行放电，有的需要进行充电时，控制器会根据多个电动汽车车载动力电池的状态信息确定，需要用到几个双向AC/DC变换器，并且确定所需双向AC/DC变换器的工作模式，确定好需要几个双向AC/DC变换器及其工作模式后，再通过控制器开启相应双向AC/DC变换器，并控制所开启的双向AC/DC变换器的工作模式。
本发明实施方式中，控制器会根据所接入的各电动汽车车载动力电池的具体状态严格控制开关S#1、……、S#N，避免资源浪费；例如当控制器根据判断到所接入的各电动汽车车载动力电池的状态信息，确定只需要开启两个双向AC/DC变换器即可满足使用时，控制器则只开启其中两个双向AC/DC变换器，而关闭其他双向AC/DC变换器；而当确定不需要用到双向AC/DC变换器时，则全部关闭开关S#1、……、S#N。
另外，在检测过程中，双向AC/DC变换器的开启或关闭状态并不是确定的，例如，当BAT1的电量较少时，需要先对BAT1进行充电，然后再进行放电；而在进行充电中，需要开启双向AC/DC变换器才能接入现有电网对BAT1进行充电；当充满电后又要对BAT1进行放电，而在放电过程中，并不需要开启双向AC/DC变换器，此时控制器则关闭双向AC/DC变换器。因此，本发明中，控制器可以根据电动汽车车载动力电池BAT1、……、BATN的状态信息，及时控制双向AC/DC变换器开启、工作模式以及各工作模式间相互切换，从而准确、精准地对动力电池的健康状态进行检测。
对于双向DC/DC变换器，控制器根据所接入的电动汽车车载动力电池BAT1、……、BATN控制双向DC/DC变换器的开关S1、……、SN，例如，当只有BAT1接入本发明系统中时，控制器只开启与BAT1相连接的双向DC/DC变换器，即打开开关S1，而关闭其他双向DC/DC变换器，即关闭S2、……、SN，并根据电动汽车车载动力电池的状态控制该双向DC/DC变换器的工作模式，以控制电动汽车车载动力电池的放电速度或充电速度等；当有两个电动汽车车载动力电池，则控制器开启相应双向DC/DC变换器，并控制相应双向DC/DC变换器的工作模式。即本发明实施方式中，控制器根据所接入的电动汽车车载动力电池控制双向DC/DC变换器工作。
进一步，如图5所示，在本发明另一实施方式中，所述双向AC/DC变换器和所述双向DC/DC变换器之间通过直流母线连接，所述直流母线的正极与直流母线的负极之间串联有一储能电源S，便于当电动汽车车载动力电池进行放电时，可关闭双向AC/DC变换器，使电动汽车车载动力电池对储能电源S进行充电。而储能电源S中的电可用于对需要充电的电动汽车车载动力电池进行充电，避免浪费，提高利用效率。其中，储能电源S可与控制器之间进行通讯，便于及时了解储能电源S的状态；例如当储能电源S的电量不足以为电动汽车车载动力电池进行充电时，则同时开启相应双向AC/DC变换器；而当储能电源的电量不足以为电动汽车车载动力电池充电时，则控制器关闭双向AC/DC变换器。
具体的，如图2所示，双向DC/DC变换器包括直流电源、储能滤波电路和斩波电路，所述电源的正极与所述储能滤波电路的输入端电路连接，所述储能滤波电路的输出端与斩波电路的输入端电路连接，所述斩波电路的输出端接入直流母线中，通过直流母线进行输出。其中，直流电源可为电压源，也可以是电流源。
具体的，所述储能滤波电路包括电感L1、电感L2和电容C1，直流电源的正极与电感L1的一端电源的正极相连接，电感L1的另一端与电感L2的一端相连接；电容C1的一端与电感L1和电感L2连线的节点X相连接，另一端与电源Vcc的负极相连接。本发明实施方式中，电感L2、电容C1、电感L1构成T型滤波器，绝缘栅双极晶体管S1、绝缘栅双极晶体管S2形成桥臂的两个晶体管，将S1和S2桥臂中点输出的方波滤成稳定的直流源，从而提高电动汽车车载动力电池充放电精度及稳定度，保证了电动汽车车载动力电池检测过程对电池无损伤。
其中，所述斩波电路包括绝缘栅双极晶体管S1和绝缘栅双极晶体管S2，绝缘栅双极晶体管S1的集电极与直流母线的正极相连，绝缘栅双极晶体管S1的发射极与绝缘栅双极晶体管S2的集电极相连；电感L2的另一端与绝缘栅双极晶体管S1的发射极和绝缘栅双极晶体管S2的集电极连线的节点Y相连。
其中，所述斩波电路还包括电容C2，电容C2的一端与绝缘栅双极晶体管S1的集电极相连接，另一端与绝缘栅双极晶体管S2的发射极相连接。本发明实施方式中，电容C2使绝缘栅双极晶体管S1、绝缘栅双极晶体管S2在高速开通的情况下，保持输入端电压的稳定，保持电动汽车车载动力电池充放电电流稳定性及精度。
斩波电路还包括电容C2，电容C2的一端与绝缘栅双极晶体管S1的集电极相连接，另一端与绝缘栅双极晶体管S2的发射极相连接。本发明实施方式中，电容C2使绝缘栅双极晶体管S1、绝缘栅双极晶体管S2在高速开通的情况下，保持输入端电压的稳定，保持电动汽车车载动力电池充放电电流稳定性及精度。
双向DC/DC变换器工作时，如图3，以两路输出为例，接入第一路电路的电动汽车车载动力电池BAT1需要放电、而接入第二电路的电动汽车车载动力电池BAT2需要放电时，通过控制器的控制，第一电路的储能滤波电路和斩波电路可将电动汽车车载动力电池BAT1的能量放到直流母线上，对第二路电路的电动汽车车载动力电池BAT2进行充电，即将第一路电动汽车车载动力电池释放的能量通过斩波电路和储能滤波电路给电动汽车车载动力电池BAT2充电；达到能量后再由电动汽车车载动力电池BAT1向电动汽车车载动力电池BAT2高效循环转移的目的。而当控制器检测到电动汽车车载动力电池BAT1无法为电动汽车车载动力电池BAT2充满时，控制器会开启相应双向AC/DC变换器，从而达到智能检测的目的。
由于两路双向DC/DC变换器的直流母线并在一起，故高压端电容C1和电容C2并联在一起，增加了滤波效果，提高了电动汽车车载动力电池端的电流稳定性以及精度。
如图4所示，双向AC/DC变换器包括分别与三相电网相连接的A相桥式电路、B相桥式电路和C相桥式电路，A相桥式电路、B相桥式电路、C相桥式电路与三相电网之间还分别连接有A相滤波器、B相滤波器、C相滤波器；A相桥式电路、B相桥式电路、C相桥式电路的输出端接入直流母线，并通过直流母线进行输出；所述A相桥式电路、B相桥式电路、C相桥式电路的输出端串联有第一直流侧滤波器、第二直流侧滤波器；所述A相桥式电路、B相桥式电路和C相桥式电路分别通过有序控制功率管的开通和关断，实现能量双向流动。
其中，A相桥式电路、B相桥式电路和C相桥式电路的电路结构相同，均包括绝缘栅双极晶体管Si1、绝缘栅双极晶体管Si2、绝缘栅双极晶体管Si3、绝缘栅双极晶体管Si4、二极管Di2和二极管Di2，绝缘栅双极晶体管Si1的集电极与直流母线的正极相连，绝缘栅双极晶体管Si1的发射极、绝缘栅双极晶体管Si2的集电极、二极管Di1的负极分别与节点Ni1相连，绝缘栅双极晶体管Si2的发射极、绝缘栅双极晶体管Si3的集电极、交流侧i相滤波器的一端分别与节点Ni2相连，绝缘栅双极晶体管Si3的发射极、绝缘栅双极晶体管Si4的集电极、二极管Di2的正极分别与节点Ni3相连，绝缘栅双极晶体管Si4的发射极与直流母线的负极相连；第一直流侧滤波器的一端、第二直流侧滤波器的一端、二极管Di1的正极、二极管Di2的负极分别与节点N相连，第一直流侧滤波器的另一端与直流母线的正极相连，第二直流侧滤波器的另一端与直流母线的负极相连。
其中，当i为a时，为A相桥式电路的电路结构；当i为b时，为B相桥式电路的电路结构；当i为c时，为C相桥式电路的电路结构。具体的A相桥式电路包括绝缘栅双极晶体管Sa1、绝缘栅双极晶体管Sa2、绝缘栅双极晶体管Sa3、绝缘栅双极晶体管Sa4、二极管Da1和二极管Da2，绝缘栅双极晶体管Sa1的集电极与直流母线的正极相连，绝缘栅双极晶体管Sa1的发射极、绝缘栅双极晶体管Sa2的集电极、二极管Da1的负极分别与节点Na1相连，绝缘栅双极晶体管Sa2的发射极、绝缘栅双极晶体管Sa3的集电极、A相滤波器的一端分别与节点Na2相连，绝缘栅双极晶体管Sa3的发射极、绝缘栅双极晶体管Sa4的集电极、二极管Da2的正极分别与节点Na3相连，绝缘栅双极晶体管Sa4的发射极与直流母线的负极相连；第一直流侧滤波器的一端、第二直流侧滤波器的一端、二极管Da1的正极、二极管Da2的负极分别与节点N相连，第一直流侧滤波器的另一端与直流母线的正极相连，第二直流侧滤波器的另一端与直流母线的负极相连。
B相桥式电路包括绝缘栅双极晶体管Sb1、绝缘栅双极晶体管Sb2、绝缘栅双极晶体管Sb3、绝缘栅双极晶体管Sb4、二极管Db1和二极管Db2，绝缘栅双极晶体管Sb1的集电极与直流母线的正极相连，绝缘栅双极晶体管Sb1的发射极、绝缘栅双极晶体管Sb2的集电极、二极管Db1的负极分别与节点Nb1相连，绝缘栅双极晶体管Sb2的发射极、绝缘栅双极晶体管Sb3的集电极、B相滤波器的一端分别与节点Nb2相连，绝缘栅双极晶体管Sb3的发射极、绝缘栅双极晶体管Sb4的集电极、二极管Db2的正极分别与节点Nb3相连，绝缘栅双极晶体管Sb4的发射极与直流母线的负极相连；二极管Db1的正极、二极管Db2的负极分别与节点N相连。
C相桥式电路包括绝缘栅双极晶体管Sc1、绝缘栅双极晶体管Sc2、绝缘栅双极晶体管Sc3、绝缘栅双极晶体管Sc4、二极管Dc1和二极管Dc2，绝缘栅双极晶体管Sc1的集电极与直流母线的正极相连，绝缘栅双极晶体管Sc1的发射极、绝缘栅双极晶体管Sc2的集电极、二极管Dc1的负极分别与节点Nc1相连，绝缘栅双极晶体管Sc2的发射极、绝缘栅双极晶体管Sc3的集电极、C相滤波器的一端分别与节点Nc2相连，绝缘栅双极晶体管Sc3的发射极、绝缘栅双极晶体管Sc4的集电极、二极管Dc2的正极分别与节点Nc3相连，绝缘栅双极晶体管Sc4的发射极与直流母线的负极相连；二极管Dc1的正极、二极管Dc2的负极分别与节点N相连。
另外，A相滤波器、B相滤波器、C相滤波器结构相同，均为T型滤波器，具体包括电感Li1、电感Li2和电容Ci1，电感Li1的一端、电感Li2的一端、电容Ci1的一端分别与节点Ni4相连，电感Li1的另一端与电容节点Ni2相连，电感Li2的另一端与三相电网的相应相电压端相连，电容Ca1的另一端与节点N相连接。
同样的，当i为a时，为A相滤波器的电路结构；当i为b时，为B相滤波器的电路结构；当i为c时，为C相滤波器的电路结构。具体的A相滤波器包括电感La1、电感La2和电容Ca1，电感La1的一端、电感La2的一端、电容Ca1的一端分别与节点Na4相连，电感La1的另一端与电容节点Na2相连，电感La2的另一端与三相电网的A相电压端相连，电容Ca1的另一端与节点N相连接。
B相滤波器包括电感Lb1、电感Lb2和电容Cb1，电感Lb1的一端、电感Lb2的一端、电容Cb1的一端分别与节点Nb4相连，电感Lb1的另一端与电容节点Nb2相连，电感Lb2的另一端与三相电网的B相电压端相连，电容Cb1的另一端与节点N相连接。
C相滤波器包括电感Lc1、电感Lc2和电容Cc1，电感Lc1的一端、电感Lc2的一端、电容Cc1的一端分别与节点Nc4相连，电感Lc1的另一端与电容节点Nc2相连，电感Lc2的另一端与三相电网的C相电压端相连，电容Cc1的另一端与节点N相连接。
A相滤波器、B相滤波器、C相滤波器将并网逆变输出高频脉流滤波平滑接近电网正弦波，以便并网逆变输出功率；整流输出时，起功率因数校正作用(让电网电压与电流保持同相，保证对电网无污染)。
其中，双向AC/DC变换器还包括设于A相桥式电路、B相桥式电路、C相桥式电路输出端的第一直流侧滤波器、第二直流侧滤波器；其中第一直流侧滤波器包括电容C1，所述第二直流滤波器包括电容C2，电容C1的一端与直流母线的正极相连，另一端与零线相连；电容C2的一端与直流母线的负极相连，另一端和第一直流侧滤波器与第二直流侧滤波器连线的节点N相连接。
在另一实施方式中，第一直流侧滤波器包括电容C1和电感L1，所述第二直流滤波器包括电容C2和电感L2，电容C1和电感L1串联后，一端与直流母线的正极相连，另一端与零线相连；电容C2和电感L2串联后，一端与直流母线的正极相连，另一端与N点相连；使第一直流侧滤波器、第二直流侧滤波器形成LC滤波，可使滤波效果更好。
其中，交流正半波整流输出时，第一直流侧滤波器用于将高频脉冲滤波，使直流侧输出电压保持稳定；同时，交流负半波整流输出时，第二直流侧滤波器起作用。逆变正半波输出时，第一直流侧滤波器充当稳定电压源作用，同理，逆变负半波输出时，第二直流侧滤波器充当稳定电压源作用。
以A相电压为例，三电平双向AC/DC变换器，由四个绝缘栅双极晶体管Sa1，Sa2，Sa3，Sa4以及两个二极管Da1和Da2组成A相桥式电路，直流环节包括两在变换器节点N相连接的电容C1、C2组成。其中，二极管Da1、Da2为钳位二极管，钳位二极管Da1和Da2的作用是交换内、外开关管连接点的电压钳位在中点电压，由于电容C1、C2的电压基本相等，因此，使得三电平双向AC/DC变换器能够以直流变侧单个电容的电压为变换幅度，即正负母线电压的一半。
以上实施方式中，N点可与零线相连接。
当门极驱动信号触发三电平双向AC/DC变换器任一桥式电路上的四个绝缘栅双极晶体管导通时，同一相桥式电路的四个IGBT晶体管将会使直流侧短路，所以每一相桥式电路有三种有效而不同的开关状态，下面以A相桥式电路为例进行说明：
(1)Sa1＝Sa2＝1，Sa3＝Sa4＝0，即Sa1，Sa2开通，Sa3，Sa4关断，输出电压为+VDC/2；
(2)Sa1＝Sa4＝0，Sa2＝Sa3＝1，即Sa1，Sa4开通，Sa2，Sa3关断，输出电压为0；
(3)Sa1＝Sa2＝0，Sa3＝Sa4＝1，即Sa1，Sa2关断，Sa3，Sa4开通，输出电压为-VDC/2；
可见，导通路径根据电流方向发生改变，而相电压并不受影响。
双向AC/DC变换器采用三电平拓扑结构，不仅效率高，在输出电压正半周期内，开关管Sa2处于开通状态，而Sa4处于关断状态，Sa1和Sa3互补发波(即Sa1导通时，Sa3必须保证关断，反之亦然)。而在输出电压负半周期内，开关管Sa1处于关断状态，Sa3处于开通状态，Sa2和Sa4互补发波。由此可见，在变换器输出电压全周期内，总有两个绝缘栅双极晶体管一直处于开通和关断状态，从而减少了开关管的损耗，可以提供较大功率。
由于绝缘栅双极晶体管Sa1，Sa2，Sa3，Sa4串联共同承担直流母线电压，而传统两电平为两个绝缘栅双极晶体管串联承担母线电压，使得本发明的三电平双向AC/DC变换器中每个绝缘栅双极晶体管的电压为传统两电平的一半，开关损耗小，有利于提高开关频率，减少输出滤波电感。
另外，传统两电平双向AC/DC变换器为两个串联绝缘栅双极晶体管桥臂中点输出为+VDC/2和-VDC/2电压幅值的方波；要使之逆变输出标准正弦波电压，需要加LC滤波器。而本发明中，AC/DC变换器的三电平拓扑结构，四个串联晶体管桥臂中点输出为+VDC/2，-VDC/2以及0电压幅值的方波；故增加零电平变换阶梯电压，在相同滤波参数下，输出电流更接近于正弦波，谐波含量更少，高电网友好性，有利于减少直流母线纹波，稳定性更好，进一步提高了电动汽车车载动力电池充放电的电流品质。
综上所述，利用本发明中的双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器，通过控制器接收接入到系统中的电动汽车车载动力电池的相关数据，了解到电动汽车车载动力电池的相关状态后，再控制双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器的启停、工作模式以及各工作模式间相互切换，从而对电动汽车车载动力电池进行放电或者充电，而在充电或放电过程中，也同时将电池状态反馈到控制器中，从而精确地检测动力电池的健康状态，不仅对电动汽车车载动力电池的电压、电流检测精度高，而且稳定性较好，不影响电动汽车车载动力电池的寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动汽车车载动力电池智能检测系统，其特征在于，包括隔离变压器、多个双向AC/DC变换器、多个双向DC/DC变换器和中位机；所述多个双向AC/DC变换器相互并联，其输入端分别经隔离变压器接入现有电网，输出端接入直流母线中；所述双向DC/DC变换器的输入端分别与所述双向AC/DC变换器的输出端电路连接，所述双向DC/DC变换器的输出端可分别与多辆电动汽车的车载动力电池电路连接；所述多个双向AC/DC变换器、多个双向DC/DC变换器及电动汽车车载动力电池可与控制器之间进行通讯，所述控制器根据电动汽车车载动力电池的电池状态控制双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器工作。
2.如权利要求1所述电动汽车车载动力电池智能检测系统，其特征在于，所述双向DC/DC变换器包括直流电源、储能滤波电路和斩波电路，所述电源的正极与所述储能滤波电路的输入端电路连接，所述储能滤波电路的输出端与斩波电路的输入端电路连接，所述斩波电路的输出端接入直流母线中，通过直流母线进行输出。
3.如权利要求2所述电动汽车车载动力电池智能检测系统，其特征在于，所述储能滤波电路包括电感L1、电感L2和电容C1，直流电源的正极与电感L1的一端电源的正极相连接，电感L1的另一端与电感L2的一端相连接；电容C1的一端与电感L1和电感L2连线的节点X相连接，另一端与电源Vcc的负极相连接。
4.如权利要求2所述电动汽车车载动力电池智能检测系统，其特征在于，所述斩波电路包括绝缘栅双极晶体管S1和绝缘栅双极晶体管S2，绝缘栅双极晶体管S1的集电极与直流母线的正极相连，绝缘栅双极晶体管S1的发射极与绝缘栅双极晶体管S2的集电极相连；电感L2的另一端与绝缘栅双极晶体管S1的发射极和绝缘栅双极晶体管S2的集电极连线的节点Y相连。
5.如权利要求1所述电动汽车车载动力电池智能检测系统，其特征在于，所述双向AC/DC变换器包括分别与三相电网相连接的A相桥式电路、B相桥式电路和C相桥式电路，A相桥式电路、B相桥式电路、C相桥式电路与三相电网之间还分别连接有A相滤波器、B相滤波器、C相滤波器；A相桥式电路、B相桥式电路、C相桥式电路的输出端接入直流母线，并通过直流母线进行输出；所述A相桥式电路、B相桥式电路、C相桥式电路的输出端串联有第一直流侧滤波器、第二直流侧滤波器；所述A相桥式电路、B相桥式电路和C相桥式电路分别通过有序控制功率管的开通和关断，实现能量双向流动。
6.如权利要求5所述电动汽车车载动力电池智能检测系统，其特征在于，所述A相桥式电路、B相桥式电路和C相桥式电路的电路结构相同，均包括绝缘栅双极晶体管Si1、绝缘栅双极晶体管Si2、绝缘栅双极晶体管Si3、绝缘栅双极晶体管Si4、二极管Di2和二极管Di2，绝缘栅双极晶体管Si1的集电极与直流母线的正极相连，绝缘栅双极晶体管Si1的发射极、绝缘栅双极晶体管Si2的集电极、二极管Di1的负极分别与节点Ni1相连，绝缘栅双极晶体管Si2的发射极、绝缘栅双极晶体管Si3的集电极、交流侧i相滤波器的一端分别与节点Ni2相连，绝缘栅双极晶体管Si3的发射极、绝缘栅双极晶体管Si4的集电极、二极管Di2的正极分别与节点Ni3相连，绝缘栅双极晶体管Si4的发射极与直流母线的负极相连；第一直流侧滤波器的一端、第二直流侧滤波器的一端、二极管Di1的正极、二极管Di2的负极分别与节点N相连，第一直流侧滤波器的另一端与直流母线的正极相连，第二直流侧滤波器的另一端与直流母线的负极相连。
7.如权利要求5所述电动汽车车载动力电池智能检测系统，其特征在于，所述A相滤波器、B相滤波器、C相滤波器的电路结构相同，均包括电感Li1、电感Li2和电容Ci1，电感Li1的一端、电感Li2的一端、电容Ci1的一端分别与节点Ni4相连，电感Li1的另一端与电容节点Ni2相连，电感Li2的另一端与三相电网的相应相电压端相连，电容Ca1的另一端与节点N相连接。
8.如权利要求1～7任一所述电动汽车车载动力电池智能检测系统，其特征在于，所述双向AC/DC变换器和所述双向DC/DC变换器之间通过直流母线连接，所述直流母线的正极与直流母线的负极之间串联有一储能电源S。
9.如权利要求1所述电动汽车车载动力电池智能检测系统，其特征在于，所述双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器及电动汽车车载动力电池分别与中位机相连接，所述中位机与控制相连接，双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器及电动汽车车载动力电池将数据传输到中位机，再通过中位机将数据传输到控制器，控制器根据所接收到的数据通过中位器控制双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器工作。
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