CN113162023A - 多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法及双向逆变器 - Google Patents

多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法及双向逆变器 Download PDF

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Abstract

本发明提供多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法及双向逆变器，包括：以下步骤：系统启动后，DC/DC单元向AC/DC单元通过CAN总线报告运行状态，AC/DC汇总计算可运行的DC/DC的总数，计为N；AC/DC单元采集直流母线电流，计为I，计算直流平均电流目标Io＝I/N；AC/DC单元通过CAN总线广播Io，各DC/DC单元接收到后按PID调节控制方法调节支路电流达到该目标。本发明提供的一种多直流支路的双向逆变器的电流均衡控制方法，通过DC/DC单元连接方式并非简单与直流母线串联构成支路，其低压侧与母线支路串联，对外输出电压实际是母线与DC/DC低压侧的电压叠加，从而DC/DC不需要调整全电压范围，即可达到将具有一定不一致性的动力电池簇连接在一起，降低了动力电池应用筛选难度。

Description

多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法及双向逆变器
技术领域
本发明涉及锂电池领域，尤其涉及多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法及双向逆变器。
背景技术
退役电池目前主要有两条处理路径，一是针对没有报废只是容量下降无法被电动汽车继续使用的电池，进行梯次利用，让其在其他领域发挥余热，二是对已经报废的动力电池拆解、回收。
退役电池还是新电池都存在于荷电状态、健康状态、内阻、自放电等因素存在不一致，多簇动力电池输出端直接并联在一起使用时，簇间会产生较大环流，影响系统使用，带来安全风险，或者需要花费高额的成本对其筛选、组成工作。
因此，有必要提供多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法及双向逆变器解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法及双向逆变器，解决了多簇动力电池输出端直接并联在一起使用时，簇间会产生较大环流，影响系统使用，带来安全风险的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的多直流支路的双向逆变器的电流均衡控制方法，包括：以下步骤：
S1：系统启动后，DC/DC单元向AC/DC单元通过CAN总线报告运行状态，AC/DC汇总计算可运行的DC/DC的总数，计为N；
S2：AC/DC单元采集直流母线电流，计为I，计算直流平均电流目标Io＝ I/N；
S3：AC/DC单元通过CAN总线广播Io，各DC/DC单元接收到后按PID 调节控制方法调节支路电流达到该目标；
S4：每间隔t时间循环上述步骤。
双向逆变器，包括：双向AC/DC单元、多个双向DC/DC和直流母线与通信总线，所述双向DC/DC其高压侧“+”极与所述直流母线“+”极连接，所述双向DC/DC其高压侧“－”极与所述直流母线“－”极连接，所述双向 DC/DC低压侧“+”极与所述直流母线分支“－”极连接，所述双向DC/DC 低压侧“－”极与所述直流母线分支“+”极一起构成了接入动力电池簇的直流接入支路，通过该连接方法多个双向DC/DC与多个母线支路构成了支路电流可控的多直流支路系统。
优选的，所述双向逆变器还包括底座，所述底座的表面固定安装有箱体，所述箱体的内部设置有安装箱，所述箱体内壁的底部且位于所述安装箱的下方设置有驱动装置，所述箱体内壁的两侧均设置有散热装置。
优选的，所述驱动装置包括矩形腔，所述矩形腔内壁的底部两侧均通过转动轴转动连接有转动杆，两个所述转动杆的表面均套设有第一链轮，所述底座的内部固定安装有电机。
优选的，所述电机输出轴的一端通过联轴器固定连接有第二链轮，两个所述第一链轮与所述第二链轮通过链条传动连接，两个所述转动杆的顶端均固定连接有转动盘。
优选的，所述散热装置包括安装腔，所述安装腔内壁的顶部和底部之间通过转动轴转动连接有凹形块，所述凹形块的一侧设置有防尘网，所述凹形块的底部通过转动轴转动连接有连接杆。
防尘网的使用可以启动防尘、防虫的作用，能减少箱体2内部的灰尘和蚊虫，能减少后期对装置内部清理的难度。
优选的，所述连接杆的一侧通过通过转动轴转动连接有短杆，所述短杆的一侧通过转动轴转动连接有圆形杆，所述凹形块顶部固定连接有滑块，所述安装腔内壁的顶部开设有与所述滑块相适配的滑槽，所述圆形杆的底端通过转动轴转动与所述转动盘的表面转动连接。
优选的，所述箱体内壁的两侧且位于两个所述安装腔的下方均设置有集水装置，所述集水装置包括空腔，所述空腔内壁两侧的顶部和底部均开设有滑动槽，四个所述滑动槽两个为一组，两组所述滑动槽的内部均滑动连接有滑动块。
两组滑动槽和两组滑动块的配合有利于对集水盒位置的调节。
优选的，两组所述滑动块之间固定连接有集水盒，所述集水盒的底部设置有软管，所述箱体内壁的两侧均开设有放置腔，两个所述放置腔的内部均设置有过滤装置。
优选的，所述过滤装置包括过滤箱，所述过滤箱的内部设置有过滤层，所述过滤箱内壁的底部两侧均固定安装有导流板，所述放置腔的内部设置有储水装置，所述储水装置包括水箱，所述水箱的两侧均设置有连接管，两个所述连接管的一端均通过连接件与两个所述过滤箱的底部连通。
导流板的使用能够对集水盒内部的雨水进行输送至，防止集水盒的底部残有积水。
与相关技术相比较，本发明提供的多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法及双向逆变器具有如下有益效果：
本发明提供多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法及双向逆变器，通过DC/DC单元连接方式并非简单与直流母线串联构成支路，其低压侧与母线支路串联，对外输出电压实际是母线与DC/DC低压侧的电压叠加，从而 DC/DC不需要调整全电压范围，即可达到将具有一定不一致性的动力电池簇连接在一起，降低了动力电池应用筛选难度，减小了筛选成本。
本发明提供一种多直流支路的双向逆变器及其电流均衡控制方法，通过驱动装置和散热装置的配合使用能对逆变器表面的散热孔进行调节，能防止户外的恶劣天气造成逆变器内部的出现涉水和内部热量无法排出，造成逆变器内部的零件出现损坏，可以减少后期对逆变器的维修和更换难度的增加，也增加了使用成本，提高双向逆变器的使用寿命通过集水装置、过滤装置和储水装置的配合使用可以对雨水进行收集利用，可以增加雨水的利用。
附图说明
图1为本发明提供的多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法及双向逆变器的第一实施例的结构示意图。
图2为本发明提供的一种多直流支路的双向逆变器及其电流均衡控制方法的第二实施例的结构示意图；
图3为图1所示的驱动装置的结构示意图；
图4为图1所示的散热装置的结构示意图；
图5为图2所示的A部放大示意图；
图6为图5所示的B部放大示意图；
图7为图1所示的输送装置的结构示意图；
图8为图7所示的C部放大示意图；
图9为图1所示的装置外部的结构示意图
图中标号：1、底座，2、箱体，3、安装箱，4、驱动装置，41、矩形腔， 42、转动杆，43、第一链轮，44、电机，45、第二链轮，46、链条，47、转动盘，5、散热装置，51、安装腔，52、凹形块，53、防尘网，54、连接杆， 55、短杆，56、圆形杆，57、滑块，58、滑槽，6、集水装置，61、空腔，62、滑动槽，63、滑动块，64、集水盒，65、软管，7、过滤装置，71、过滤箱， 72、过滤层，73、导流板，8、放置腔，9、储水装置，91、水箱，92、连接管，10、输送装置，101、水泵，102、进水管，103、输水管，11、降温装置， 111、防护盒，112、曲形管，113、输送孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
第一实施例
请结合参阅图1，其中，图1为本发明提供的多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法及双向逆变器的一种较佳实施例的结构示意图。多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法，包括：以下步骤：
S1：系统启动后，DC/DC单元向AC/DC单元通过CAN总线报告运行状态，AC/DC汇总计算可运行的DC/DC的总数，计为N；
S2：AC/DC单元采集直流母线电流，计为I，计算直流平均电流目标Io＝ I/N；
S3：AC/DC单元通过CAN总线广播Io，各DC/DC单元接收到后按PID 调节控制方法调节支路电流达到该目标；
S4：每间隔t时间循环上述步骤。
双向逆变器，包括：双向AC/DC单元、多个双向DC/DC和直流母线与通信总线，所述双向DC/DC其高压侧“+”极与所述直流母线“+”极连接，所述双向DC/DC其高压侧“－”极与所述直流母线“－”极连接，所述双向DC/DC低压侧“+”极与所述直流母线分支“－”极连接，所述双向DC/DC 低压侧“－”极与所述直流母线分支“+”极一起构成了接入动力电池簇的直流接入支路，通过该连接方法多个双向DC/DC与多个母线支路构成了支路电流可控的多直流支路系统。
逆变器具备多直流支路，用于连接储能电池簇，双向AC/DC单元、多个双向DC/DC及其直流母线与通信总线构成，双向DC/DC其高压侧“+”极与直流母线“+”极连接，双向DC/DC其高压侧“－”极与直流母线“－”极连接，双向DC/DC低压侧“+”极与直流母线分支“－”极连接，双向 DC/DC低压侧“－”极与直流母线分支“+”极一起构成了接入动力电池簇的直流接入支路，通过该连接方法多个双向DC/DC与多个母线支路构成了支路电流可控的多直流支路系统
一般以功率、输出电压选取AC/DC单元，可选择隔离型也可选择非隔离型拓扑结构，也可选取具有两级结构的AC/DC系统，DC/DC变换器，一般选取低压侧输出0～几十伏电压输出，电流依据支路接入电池簇的充放电能力选取，并选取隔离型变换器，高压侧电压范围与AC/DC直流侧电压工作范围一致，然后按上述图1组成系统，优选的在个支路及AC/DC交流侧加入电气开关，如断路器及保险单元，以方便检修。
与相关技术相比较，本发明提供的多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法及双向逆变器具有如下有益效果：
本发明提供多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法及双向逆变器，通过DC/DC单元连接方式并非简单与直流母线串联构成支路，其低压侧与母线支路串联，对外输出电压实际是母线与DC/DC低压侧的电压叠加，从而 DC/DC不需要调整全电压范围，即可达到将具有一定不一致性的动力电池簇连接在一起，降低了动力电池应用筛选难度，减小了筛选成本。
第二实施例
请结合参阅图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9，基于本申请的第一实施例提供的一种多直流支路的双向逆变器的电流均衡控制方法，本申请的第二实施例提出另一种多直流支路的双向逆变器的电流均衡控制方法第二实施例仅仅是第一实施例优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。
具体的，本申请的第二实施例提供的一种多直流支路的双向逆变器的电流均衡控制方法的不同之处在于，一种多直流支路的双向逆变器，所述双向逆变器还包括底座1，所述底座1的表面固定安装有箱体2，所述箱体2的内部设置有安装箱3，所述箱体2内壁的底部且位于所述安装箱3的下方设置有驱动装置4，所述箱体1内壁的两侧均设置有散热装置5。
所述驱动装置4包括矩形腔41，所述矩形腔41内壁的底部两侧均通过转动轴转动连接有转动杆42，两个所述转动杆42的表面均套设有第一链轮43，所述底座1的内部固定安装有电机44。
所述电机44输出轴的一端通过联轴器固定连接有第二链轮45，两个所述第一链轮43与所述第二链轮45通过链条46传动连接，两个所述转动杆42 的顶端均固定连接有转动盘47。
在箱体2内壁的两侧之间固定连接有底板，在安装箱3通过连接块与箱体2内壁的顶部和底板之间固定连接，两个转动杆42的顶端贯穿底板的底部且延伸至底板的表面，电机44通过螺纹栓与底座1的一侧螺纹连接，并且电机44为伺服电机。
所述散热装置5包括安装腔51，所述安装腔51内壁的顶部和底部之间通过转动轴转动连接有凹形块52，所述凹形块52的一侧设置有防尘网53，所述凹形块52的底部通过转动轴转动连接有连接杆54。
凹形块52的形状为锥形。
所述连接杆54的一侧通过通过转动轴转动连接有短杆55，所述短杆55 的一侧通过转动轴转动连接有圆形杆56，所述凹形块52顶部固定连接有滑块 57，所述安装腔51内壁的顶部开设有与所述滑块57相适配的滑槽58，所述圆形杆56的底端通过转动轴转动与所述转动盘47的表面转动连接。
所述箱体2内壁的两侧且位于两个所述安装腔51的下方均设置有集水装置6，所述集水装置6包括空腔61，所述空腔61内壁两侧的顶部和底部均开设有滑动槽62，四个所述滑动槽62两个为一组，两组所述滑动槽62的内部均滑动连接有滑动块63。
两组所述滑动块63之间固定连接有集水盒64，所述集水盒64的底部设置有软管65，所述箱体2内壁的两侧均开设有放置腔8，两个所述放置腔8 的内部均设置有过滤装置7。
在软管65与集水盒64之间设置有过滤网。
所述过滤装置7包括过滤箱71，所述过滤箱71的内部设置有过滤层72，所述过滤箱71内壁的底部两侧均固定安装有导流板73。
过滤层72的通过石英石和活性碳组成，过滤箱71的顶端与软管65连接。
所述放置腔8的内部设置有储水装置9，所述储水装置9包括水箱91，所述水箱91的两侧均设置有连接管92，两个所述连接管92的一端均通过连接件与两个所述过滤箱71的底部连通。
在箱体2内部的一侧设置有输送装置10，输送装置10包括水泵101，水泵101输入端连通有进水管102，水泵101输出端连通有输水管103，在箱体 2内壁的两侧均设置有降温装置11，降温装置11包括防护盒111，在防护盒 111的内部设置有曲形管112，曲形管112的一端通过三通管与连接管92的一端连通，在防护盒111内壁的一侧开设有输送孔113。
本发明提供的一种多直流支路的双向逆变器及其电流均衡控制方法的工作原理如下：
工作时，当需要对双向逆变器进行散热时，操作者首先启动电机44带动第二链轮45进行转动，当第二链轮45转动时通过链条46带动矩形腔41内部两侧的第一链轮43进行转动，当两个第一链轮43转动时带动转动杆42进行转动，当两个转动杆42转动时带动顶端的转动盘47进行转动，当转动盘 47转动时带动圆形杆56进行转动，当圆形杆56转动时通过转动轴带动短杆 55进行转动，当短杆55转动时通过转动轴转带动连接杆54进行转动，当连接杆54转动时通过转动轴推动凹形块52向箱体2的一侧进行推动，当凹形块52移动至合适位置后进行外界的气体输送至箱体2的内部进行降温。
当遇到雨水天气时，雨水通过集水盒64输送至软管65的内部，当雨水流动至软管65的内部与再输送至过滤箱71的内部，当雨水流动至过滤箱71 的内部后再通过过滤箱71内部的过滤层72输送至连接管92的内部，当雨水连通至连接管92的内部后将雨水输送至水箱91的内部。
当雨水输送至水箱91的内部后启动水泵101将水箱91内部雨水通过进水管102和输水管103输送至防护盒111内部的曲形管112的内部，当清水输送至曲形管112内部的后对外界输送至箱体2内部的气体进行二次降温，并通过雨水对箱体2内部的热量进行水冷降温即可。
与相关技术相比较，本发明提供的一种多直流支路的双向逆变器及其电流均衡控制方法具有如下有益效果：
本发明提供一种多直流支路的双向逆变器及其电流均衡控制方法，通过驱动装置4和散热装置5的配合使用能对逆变器表面的散热孔进行调节，能防止户外的恶劣天气造成逆变器内部的出现涉水和内部热量无法排出，造成逆变器内部的零件出现损坏，可以减少后期对逆变器的维修和更换难度的增加，也增加了使用成本，提高双向逆变器的使用寿命通过集水装置6、过滤装置7和储水装置9的配合使用可以对雨水进行收集利用，可以增加雨水的利用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.多直流支路双向逆变器的电流均衡控制方法，其特征在于，包括：以下步骤：
S1：系统启动后，DC/DC单元向AC/DC单元通过CAN总线报告运行状态，AC/DC汇总计算可运行的DC/DC的总数，计为N；
S2：AC/DC单元采集直流母线电流，计为I，计算直流平均电流目标Io＝I/N；
S3：AC/DC单元通过CAN总线广播Io，各DC/DC单元接收到后按PID调节控制方法调节支路电流达到该目标；
S4：每间隔t时间循环上述步骤。
2.双向逆变器，其特征在于，包括：双向AC/DC单元、多个双向DC/DC和直流母线与通信总线，所述双向DC/DC其高压侧“+”极与所述直流母线“+”极连接，所述双向DC/DC其高压侧“－”极与所述直流母线“－”极连接，所述双向DC/DC低压侧“+”极与所述直流母线分支“－”极连接，所述双向DC/DC低压侧“－”极与所述直流母线分支“+”极一起构成了接入动力电池簇的直流接入支路，通过该连接方法多个双向DC/DC与多个母线支路构成了支路电流可控的多直流支路系统。
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