CN116846185A - 一种新型双路三相水冷储能变流器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及储能变流器技术领域，并公开了一种新型双路三相水冷储能变流器，包括壳体、设置在所述壳体顶部的顶盖、设置在所述壳体前侧面的连接器组件、以及设置在所述壳体内的高压电路系统和低压控制系统，所述壳体内部分为上层和下层，由金属支撑板隔开，低压控制系统布置在上层，高压电路系统布置在下层；所述连接器组件包括依次布置的总负极接口。本发明所提出的储能变流器实现了在控制器内集成两套储能变流器系统，实现一控制器对应控制输出两路三相并网/离网的功能，金属支撑板将上层的低压控制系统和位于下层的高压电路系统隔开，避免了大电流环天线效应，降低电磁干扰，提高了EMC性能。

Description

一种新型双路三相水冷储能变流器
技术领域
本发明涉及储能变流器技术领域，尤其涉及一种新型双路三相水冷储能变流器。
背景技术
当前世界各国都在大力发展储能行业，而新型储能又是尤为重要的一环。新型储能是指除抽水蓄能以外的新型储能技术，包括锂电池、飞轮、压缩空气储能等。随着我国能源绿色低碳转型持续推进，新能源发电量占比不断提升，电力系统对新型储能的需求也越发强烈，而其中以锂电池储能是发展的重点。电池储能变流器的核心技术包括电池包及附属电池管理系统；连接动力电池和变流控制器、DC/DC、充电机、冷热风空调系统等的高压配电单元；连接工业控制器实现数据通信对接云平台等功能。
现目前我国储能变流器多是一变流器对应连接并网电网，适用于绝大多数只需要并网的储能项目；然而对于像既要有并网保证电池充电，又要保证电网与用电侧隔离的情况，一变流器对应一路三相模式则会造成需要多台设备的情况，这不仅使得储能柜在装配布局上增加难度，而且对于整体储能系统变得复杂
所以，需要设计一种新型双路三相水冷储能变流器来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新型双路三相水冷储能变流器。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种新型双路三相水冷储能变流器，包括壳体、设置在所述壳体顶部的顶盖、设置在所述壳体前侧面的连接器组件、以及设置在所述壳体内的高压电路系统和低压控制系统；
所述壳体内部分为上层和下层，由金属支撑板隔开，低压控制系统布置在上层，高压电路系统布置在下层；
所述连接器组件包括依次布置的总负极接口，W-II接口，V-II接口，U-II接口，旋变-II接口，控制信号接口，旋变-I接口，W-I接口，V-I接口，U-I接口，总正极接口；
所述高压电路系统包括IGBT模块、总正铜排、正负极母排、总负铜排和电容，总正极接口通过总正铜排连接到正负极母排正极，正负极母排连接电容，正负极母排负极通过总负铜排连接总负极接口，正负极母排各正负引脚分别连接六个IGBT模块；
一个所述IGBT模块通过右W铜排对应连接W-II接口；
一个所述IGBT模块通过右V铜排对应连接V-II接口；
一个所述IGBT模块通过右U铜排对应连接U-II接口；
一个所述IGBT模块通过左W铜排对应连接W-I接口；
一个所述IGBT模块通过左V铜排对应连接V-I接口；
一个所述IGBT模块通过左U铜排对应连接U-I接口。
作为本发明的一种优选技术方案，所述W-II接口、V-II接口、U-II接口、W-I接口、V-I接口、U-I接口用于与对应的三相电机连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述右W铜排、右V铜排、右U铜排通过右绝缘底座支撑。
作为本发明的一种优选技术方案，所述左W铜排、左V铜排、左U铜排通过左绝缘底座支撑。
作为本发明的一种优选技术方案，所述右V铜排、右U铜排、左V铜排、左U铜排上分别设置有霍尔传感器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述低压控制系统包括电源板、控制板、电源模块。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电源模块连接电源板和控制板，控制板连接电源板，所述电源板连接功率组件，所述控制板连接旋变-II接口、控制信号接口、旋变-I接口。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的变流控制器的高压电缆系统与低压控制系统分开布局，高压对称出入，避免了大电流环天线效应，提高了EMC性能；
2、控制器箱体内集成两套三相变流驱动控制系统，实现一控制器对应输出两路三相的功能；
3、采用此控制器不仅在储能柜布局更加简便，装配工作量少，线束用量少、路径布置更加简便；
4、由于低压控制系统集中在一起，提升了控制系统的综合性能；
5、装置使用额外水冷降温，有效降低工作温度。
附图说明
图1为本发明提出的一种新型双路三相水冷储能变流器的外部视图；
图2为本发明提出的一种新型双路三相水冷储能变流器的底层结构示意图一；
图3为本发明提出的一种新型双路三相水冷储能变流器的底层结构示意图二；
图4为本发明提出的一种新型双路三相水冷储能变流器的上层结构示意图。
图中：01-壳体，02-顶盖，03-连接器组件，1-IGBT模块，2-总正铜排，3-正负极母排，4-电容，6-总负极接口，7-W-II接口，8-V-II接口，9-U-II接口，10-旋变-II接口，11-控制信号接口，12-旋变-I接口，13-W-I接口，14-V-I接口，15-U-I接口，16-总正极接口，18-总负铜排，19-右绝缘底座，20-右W铜排，21-右V铜排，22-右U铜排，23-左W铜排，24-左绝缘底座，25-左V铜排，26-左U铜排，27-霍尔传感器，28-电源板，29-金属支撑板，30-控制板，31-电源模块。
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。
一种新型双路三相水冷储能变流器，如图1-4所示，包括壳体01、设置在壳体1顶部的顶盖02、设置在壳体1前侧面的连接器组件03、以及设置在壳体1内的高压电路系统和低压控制系统。
壳体1内部分为上层和下层，由金属支撑板28隔开，高压电路系统布置在下层，低压控制系统布置在上层。
连接器组件03包括依次布置的总负极接口6，W-II接口7，V-II接口8，U-II接口9，旋变-II接口10，控制信号接口11，旋变-I接口12，W-I接口13，V-I接口14，U-I接口15，总正极接口16。其中，W-II接口7、V-II接口8、U-II接口9、W-I接口13、V-I接口14、U-I接口15用于与对应的三相电网连接。
高压电路系统，包括IGBT模块1、总正铜排2、正负极母排3、总负铜排18和电容4，总正极接口16通过总正铜排2连接到正负极母排3正极，正负极母排3连接电容4，正负极母排3负极通过总负铜排18连接总负极接口6，正负极母排3各正负引脚分别连接六个IGBT模块1，其中：一个IGBT模块1通过右W铜排20对应连接W-II接口7；一个IGBT模块1通过右V铜排21对应连接V-II接口8；一个IGBT模块1通过右U铜排22对应连接U-II接口9；一个IGBT模块1通过左W铜排23对应连接W-I接口13；一个IGBT模块1通过左V铜排25对应连接V-I接口14；一个IGBT模块1通过左U铜排26对应连接U-I接口15；右W铜排20、右V铜排21、右U铜排22通过右绝缘底座19支撑。左W铜排23、左V铜排25、左U铜排26通过左绝缘底座24支撑。
低压控制系统为现有技术储能变流器的常规模块，只要符合变流器功能要求的都可选择。作为一种实施方式，低压控制系统包括电源板28、控制板30、电源模块31，电源模块31连接控制板30，控制板30连接电源板28，电源板28连接功率组件，控制板30连接旋变-II接口10、控制信号接口11、旋变-I接口12。功率组件包含IGBT模块1及与之匹配的驱动板。其中，电源模块31可以是一种小功率的DC/DC直流电变换器，把24V变为12V，以供控制板30和电源板28所用。控制板30可以是一个应用单片机或DSP的电路，用以接收多个外来信息，如电网电压信息、相电流测量信息、BMS信息等，根据这些信息发出三相六个PWM讯号，通过电源板28传给功率组件，还可以具备将一个直流电变换为多个电压的直流电的功能，还可通过串行通讯CAN，根据协议与别的机器通讯。电源板28可以是介于控制板30和所述的功率组件之间的组件，能够把控制板30传输的直流电变换为功率组件所需电压，还可以具备把控制板30传输的三相六个PWM讯号变换为功率组件所需讯号的功能，还可以反馈功率组件的电压报错讯号、温度测量讯号及高压测量讯号给控制板30。以上仅以一种实施选择说明电源模块31、电源板28和控制板30，并不代表仅限于此种实施方式，只要能够满足储能变流控制器的低压控制需求的即可。
如此，在控制器内形成了平行并列布置两路三相回路，同时通过正负极母排3将总回路整合在一起，实现了在控制器内集成两套储能变流器系统，实现一控制器对应控制输出两路三相并网/离网的功能。金属支撑板29将上层的低压控制系统和位于下层的高压电路系统隔开，避免了大电流环天线效应，降低电磁干扰，提高了EMC性能。
右V铜排21、右U铜排22、左V铜排25、左U铜排26上分别设置有霍尔传感器27。霍尔传感器27连接控制板30，霍尔传感器27实时检测并反馈流过左U铜排26、左V铜排25、右U铜排22、右V铜排21的电流信号给控制板30，从而使控制系统更加精准、安全可靠。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型双路三相水冷储能变流器，包括壳体(01)、设置在所述壳体(1)顶部的顶盖(02)、设置在所述壳体(1)前侧面的连接器组件(03)、以及设置在所述壳体(1)内的高压电路系统和低压控制系统，其特征在于：
所述壳体(1)内部分为上层和下层，由金属支撑板(28)隔开，低压控制系统布置在上层，高压电路系统布置在下层；
所述连接器组件(03)包括依次布置的总负极接口(6)，W-II接口(7)，V-II接口(8)，U-II接口(9)，旋变-II接口(10)，控制信号接口(11)，旋变-I接口(12)，W-I接口(13)，V-I接口(14)，U-I接口(15)，总正极接口(16)；
所述高压电路系统包括IGBT模块(1)、总正铜排(2)、正负极母排(3)、总负铜排(18)和电容(4)，总正极接口(16)通过总正铜排(2)连接到正负极母排(3)正极，正负极母排(3)连接电容(4)，正负极母排(3)负极通过总负铜排(18)连接总负极接口(6)，正负极母排(3)各正负引脚分别连接六个IGBT模块(1)；
一个所述IGBT模块(1)通过右W铜排(20)对应连接W-II接口(7)；
一个所述IGBT模块(1)通过右V铜排(21)对应连接V-II接口(8)；
一个所述IGBT模块(1)通过右U铜排(22)对应连接U-II接口(9)；
一个所述IGBT模块(1)通过左W铜排(23)对应连接W-I接口(13)；
一个所述IGBT模块(1)通过左V铜排(25)对应连接V-I接口(14)；
一个所述IGBT模块(1)通过左U铜排(26)对应连接U-I接口(15)。
2.根据权利要求1所述的一种新型双路三相水冷储能变流器，其特征在于，所述W-II接口(7)、V-II接口(8)、U-II接口(9)、W-I接口(13)、V-I接口(14)、U-I接口(15)用于与对应的三相电机连接。
3.根据权利要求1所述的一种新型双路三相水冷储能变流器，其特征在于，所述右W铜排(20)、右V铜排(21)、右U铜排(22)通过右绝缘底座(19)支撑。
4.根据权利要求1所述的一种新型双路三相水冷储能变流器，其特征在于，所述左W铜排(23)、左V铜排(25)、左U铜排(26)通过左绝缘底座(24)支撑。
5.根据权利要求1所述的一种新型双路三相水冷储能变流器，其特征在于，所述右V铜排(21)、右U铜排(22)、左V铜排(25)、左U铜排(26)上分别设置有霍尔传感器(27)。
6.根据权利要求1所述的一种新型双路三相水冷储能变流器，其特征在于，所述低压控制系统包括电源板(28)、控制板(30)、电源模块(31)。
7.根据权利要求1所述的一种新型双路三相水冷储能变流器，其特征在于，所述电源模块(31)连接电源板(28)和控制板(30)，控制板(30)连接电源板(28)，所述电源板(28)连接功率组件，所述控制板(30)连接旋变-II接口(10)、控制信号接口(11)、旋变-I接口(12)。
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