CN201752075U - 一种充放电及储能电路 - Google Patents

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CN201752075U CN2010201289177U CN201020128917U CN201752075U CN 201752075 U CN201752075 U CN 201752075U CN 2010201289177 U CN2010201289177 U CN 2010201289177U CN 201020128917 U CN201020128917 U CN 201020128917U CN 201752075 U CN201752075 U CN 201752075U
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魏晓亮
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深圳市盛弘电气有限公司
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Abstract

本实用新型涉及一种充放电及储能电路,用于为电动汽车电池提供电能,包括:用于储存电能的储能模块;对储能模块进行充电以储存电能、或对储能模块存储的电能进行逆变以产生一高频交流的充电及逆变模块;通过变压器及整流电路对所述高频交流进行耦合及整形以产生一直流电压从而为电动汽车电池进行充电的高频直流充电模块;控制充电及逆变模块与三相电的每个火线端分别导通或断开、并控制充电及逆变模块与高频直流充电模块导通或断开的开关模块。在电网用电波谷时对储能模块充电,在电网用电波峰时储能模块放电对电动汽车电池充电,当多个电动汽车同时充电时,可由储能模块通过充电及逆变模块提供瞬时大功率,不会对电网造成冲击,避免了安全隐患。

Description

一种充放电及储能电路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电动汽车的充放电技术领域,更具体地说,涉及一种充放电及储 能电路。
背景技术
[0002] 随着社会的发展,对节能减排的认识日益深入,电动汽车应运而生,同时,如何对 电动汽车进行大功率快速充电被提上日程。
[0003] 目前,主要通过由整流电路、PFC电路、变压器组成的充电电路对电池进行充电。如 图1所示,是传统的单相市电输入对电池进行充电的电路图。如图2所示,是传统的三相市 电输入对电池进行充电的电路图。
[0004] 可见,上述两种充电电路均存在一些致命问题:
[0005] 1)当多辆电动汽车同时充电时,瞬时功率很大,对电网的冲击很大,将导致局部电 网的电压下降很多,对电网的安全造成隐患,对同一电网下的其它设备的使用构成威胁;
[0006] 2)对于一些地区,由于最初铺设电网时没有考虑到多个电动汽车同时充电的需 要,所以对于这种瞬时大功率的需求在现有电网配置下无法实现,只能对电网进行大规模 的改造才可行。
[0007] 于是,迫切需求一种可利用现有电网配置对多辆电动汽车同时充电且不对电网带 来冲击从而造成安全隐患的充电电路。
实用新型内容
[0008] 本实用新型要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述对多辆电动汽车同时充 电时将对电网带来冲击从而造成安全隐患的缺陷,提供一种充放电及储能电路。
[0009] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种充放电及储能电路, 用于为电动汽车电池提供电能,其包括:
[0010] 用于储存电能的储能模块;
[0011 ] 对所述储能模块进行充电以储存电能、或者对所述储能模块存储的电能进行逆变 以产生一高频交流的充电及逆变模块;
[0012] 通过变压器及整流电路对所述高频交流进行耦合及整形以产生一直流电压从而 为电动汽车电池进行充电的高频直流充电模块;
[0013] 控制所述充电及逆变模块与三相电的每个火线端分别导通或断开、并控制所述充 电及逆变模块与所述高频直流充电模块导通或断开的开关模块;
[0014] 所述储能模块、充电及逆变模块相连、开关模块、高频直流充电模块和电动汽车电 池依次电连接。
[0015] 本实用新型所述的充放电及储能电路,所述开关模块包括主开关组和辅助开关 组;
[0016] 所述主开关组包括分别设置在三相电的三个火线端的、在对所述储能模块进行充电时均导通的、在对所述储能模块存储的电能进行逆变时均断开的第一开关、第二开关和
第三开关;
[0017] 所述辅助开关组包括设置在所述充电及逆变模块侧且位于三相电的任两条火线 之间的、在第一开关、第二开关和第三开关均断开时导通的、在第一开关、第二开关和第三 开关均导通时关断的、在第一开关、第二开关和第三开关中的任两个断开且其余一个导通 时也同时导通的第四开关。
[0018] 本实用新型所述的充放电及储能电路,所述储能模块包括一个或多个相并联的储 能组件,每个储能组件包括两个相串联的储能装置。
[0019] 本实用新型所述的充放电及储能电路,所述充电及逆变模块包括第一 M0S管、第 二 M0S管、第三M0S管、第四M0S管、第五M0S管、第六M0S管、第一电感、第二电感、第三电 感、第一电容和第二电容;第一 M0S管、第二 M0S管、第三M0S管、第四M0S管、第五M0S管和 第六M0S管,对每个M0S管,体二极管的正极连接到该M0S管的源极,体二极管的负极连接 到该M0S管的漏极;
[0020] 第一 M0S管、第三M0S管和第五M0S管的漏极相连并连接到第一电容的正极,第一 电容的正极连接到储能模块的正极,第一电容的负极连接到储能模块内部两个相串联的储 能装置的节点上,且第一电容的负极连接到三相电的中线端;第二 M0S管、第四M0S管和第 六M0S管的源极相连并连接到第二电容的负极,第二电容的正极连接到第一电容的负极; 并且,第一 M0S管的源极连接到第二 M0S管的漏极并通过第三电感连接到第三开关;第三 M0S管的源极连接到第四M0S管的漏极并通过第二电感连接到第二开关•’第五M0S管的源 极连接到第六M0S管的漏极,并通过第一电感连接到第一开关;
[0021] 第四开关通过所述变压器的初级线圈连接在第一电感与第一开关的节点、第二电 感与第二开关的节点或第三电感与第三开关的节点中的任两个节点之间。
[0022] 本实用新型所述的充放电及储能电路,所述充电及逆变模块包括第一绝缘栅双极 型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体 管、第五绝缘栅双极型晶体管、第六绝缘栅双极型晶体管、第一电感、第二电感、第三电感、 第一电容和第二电容;第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双 极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第五绝缘栅双极型晶体管和第六绝缘栅双极型晶 体管均设有反并二极管,并且反并二极管的正极连接到绝缘栅双极型晶体管的发射极,反 并二极管的负极连接到绝缘栅双极型晶体管的集电极;
[0023] 第一绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第五绝缘栅双极型晶体管 的集电极相连并连接到第一电容的正极,第一电容的正极连接到储能模块的正极,第一电 容的负极连接到储能模块内部两个相串联的储能装置的节点上,且第一电容的负极连接到 三相电的中线端;第二绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管和第六绝缘栅双极 型晶体管的发射极相连并连接到第二电容的负极,第二电容的正极连接到第一电容的负 极;并且,第一绝缘栅双极型晶体管的发射极连接到第二绝缘栅双极型晶体管的集电极并 通过第三电感连接到第三开关;第三绝缘栅双极型晶体管的发射极连接到第四绝缘栅双极 型晶体管的集电极并通过第二电感连接到第二开关;第五绝缘栅双极型晶体管的发射极连 接到第六绝缘栅双极型晶体管的集电极,并通过第一电感连接到第一开关;
[0024] 第四开关通过所述变压器的初级线圈连接在第一电感与第一开关的节点、第二电
5感与第二开关的节点或第三电感与第三开关的节点中的任两个节点之间。
[0025] 本实用新型所述的充放电及储能电路,所述高频直流充电模块包括所述变压器、 整流电路和平滑滤波电感,所述变压器的次级线圈的两端连接到所述整流电路的输入端, 所述整流电路的输出正端通过所述平滑滤波电感连接到电动汽车电池的正极,所述整流电 路的输出负端连接到电动汽车电池的负极。
[0026] 本实用新型所述的充放电及储能电路,所述充放电及储能电路还包括控制第一 M0S管、第二 M0S管、第三M0S管、第四M0S管、第五M0S管和第六M0S管或第一绝缘栅双 极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体 管、第五绝缘栅双极型晶体管、第六绝缘栅双极型晶体管快速导通或截止的控制模块,所述 控制模块与所述充电及逆变模块电连接。
[0027] 本实用新型所述的充放电及储能电路,所述第一电感与第一开关的节点、第二电 感与第二开关及第三电感与第三开关的节点与中线端之间均设有输入滤波电容。
[0028] 本实用新型所述的充放电及储能电路,所述辅助开关组还包括与第四开关相并联 的多个开关,所述多个开关中的每个开关均通过一相对应的变压器的初级线圈连接在与第 四开关相关联的两个节点之间,并且,所述相对应的变压器均对应一高频直流充电模块以 形成多个高频直流充电模块的并联结构从而为多个电动汽车电池同时充电。
[0029] 本实用新型所述的充放电及储能电路,所述充电及逆变模块包括采用二极管箝位 的三电平的逆变拓扑结构。
[0030] 实施本实用新型的充放电及储能电路,具有以下有益效果:
[0031] 1)在电网用电波谷时对储能模块充电,在电网用电波峰时储能模块放电对电动汽 车电池充电,并且,在向储能模块充电的同时,储能模块也可向电动汽车电池充电,于是当 多个电动汽车同时充电时,可由储能模块通过充电及逆变模块提供瞬时大功率,使电网需 要提供的瞬时功率较小,于是对电网的冲击较小,不会导致局部电网的电压下降很多,不会 对电网造成安全隐患;同时,对于一些最初铺设电网时没有考虑到多个电动汽车同时充电 需要的地区,这种瞬时大功率的需求在现有电网配置下也可实现,无需对电网进行大规模 的改造;
[0032] 2)通过控制充电及逆变模块内部的M0S管高速导通或截止来控制为电动汽车电 池充电的直流电压的高低,将使变压器小型化,从而使充放电及储能电路及使用该电路的 充放电及储能装置小型化;
[0033] 3)通过在充电及逆变模块上连接多个并联的高频直流充电模块以对多辆电动汽 车同时充电。
附图说明
[0034] 下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中:
[0035] 图1是传统的单相市电输入对电池进行充电的电路图;
[0036] 图2是传统的三相市电输入对电池进行充电的电路图;
[0037] 图3是本实用新型充放电及储能电路的第一实施例的电路图;
[0038] 图4是本实用新型充放电及储能电路的第二实施例的电路图;
[0039] 图5是本实用新型充放电及储能电路的第三实施例的电路图;
6[0040] 图6是本实用新型充放电及储能电路的第四实施例的电路图。 具体实施方式
[0041] 图3是本实用新型充放电及储能电路的第一实施例的电路图。本充放电及储能电 路用于为电动汽车电池提供电能,其包括储能模块Ml、充电及逆变模块M2、高频直流充电 模块M3和开关模块M4,储能模块Ml、充电及逆变模块M2、开关模块M4、高频直流充电模块 M3和电动汽车电池DC3依次电连接。
[0042] 其中,储能模块Ml用于储存电能;充电及逆变模块M2对储能模块Ml进行充电以 储存电能、或者对储能模块Ml存储的电能进行逆变以产生一高频交流;高频直流充电模块 M3通过变压器及整流电路对所述高频交流进行耦合及整形以产生一直流电压从而为电动 汽车电池DC3进行充电;开关模块M4控制充电及逆变模块M2与三相电的每个火线端分别 导通或断开、并控制充电及逆变模块M2与高频直流充电模块M3导通或断开。
[0043] 开关模块M4包括主开关组和辅助开关组;所述主开关组包括第一开关S1、第二开 关S2和第三开关S3,第一开关S1设置在三相电的第一火线端A,第二开关S2设置在三相 电的第二火线端B,第三开关S3设置在三相电的第三火线端C,在对储能模块Ml进行充电 时第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3均导通,在对储能模块Ml存储的电能进行逆变 时第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3均断开。
[0044] 所述辅助开关组包括设置在充电及逆变模块M2侧且位于三相电的任两条火线之 间的第四开关,第四开关在第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3均断开时导通的,在第 一开关S1、第二开关S2和第三开关S3均导通时关断,在第一开关S1、第二开关S2和第三 开关S3中的任两个断开且其余一个导通时也同时导通。
[0045] 本实施例中,储能模块Ml包括一个储能组件,该储能组件包括两个相串联的储能 装置BT1和储能装置BT2,上述储能装置可为一个电池组或大容量电容。
[0046] 本实施例中,以选用M0S管为例进行阐述。
[0047] 充电及逆变模块M2包括第一 M0S管Q1、第二 M0S管Q2、第三M0S管Q3、第四M0S 管Q4、第五M0S管Q5、第六M0S管Q6、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容DC1 和第二电容DC2 ;对上述每个M0S管,均包括体二极管,并且,体二极管的正极连接到M0S管 的源极,体二极管的负极连接到M0S管的漏极;
[0048] 第一 M0S管Q1、第三M0S管Q3和第五M0S管Q5的漏极相连并连接到第一电容DC1 的正极,第一电容DC1的正极连接到储能模块Ml的正极,第一电容DC1的负极连接到储能 模块Ml内部的储能装置BT1和储能装置BT2的节点,且第一电容DC1的负极连接到三相电 的中线端N,第二 M0S管Q2、第四M0S管Q4和第六M0S管Q6的源极相连并连接到第二电容 DC2的负极,第二电容DC2的正极连接到第一电容DC1的负极;第一 M0S管Q1的源极连接 到第二 M0S管Q2的漏极并通过第三电感L3连接到第三开关S3 ;第三M0S管Q3的源极连 接到第四M0S管Q4的漏极并通过第二电感L2连接到第二开关S2 •’第五M0S管Q5的源极 连接到第六M0S管Q6的漏极,并通过第一电感L1连接到第一开关S1。
[0049] 第四开关S4通过所述变压器T1的初级线圈连接在第一电感L1与第一开关S1的 节点、第二电感L2与第二开关S2的节点或第三电感L3与第三开关S3的节点中的任两个 节点之间。[0050] 高频直流充电模块M3包括所述变压器T1、整流电路和平滑滤波电感L4,变压器T1 的次级线圈的两端连接到所述整流电路的输入端,此处,所述整流电路为由二极管D1、二极 管D2、二极管D3和二极管D4构成的整流桥,所述整流桥的输出正端通过平滑滤波电感L4 连接电动汽车电池DC3的正极,所述整流桥的输出负端连接电动汽车电池DC3的负极。
[0051] 本充放电及储能电路还包括控制第一 M0S管Q1、第二 M0S管Q2、第三M0S管Q3、第 四M0S管Q4、第五M0S管Q5和第六M0S管Q6高速导通或截止的控制模块,控制模块通过控 制上述M0S管导通或截止的时间长短对所述高频直流充电模块M3最终产生的直流电压的 大小进行调节,该直流电压用于对电动汽车电池DC3进行充电。可见,通过控制充电及逆变 模块内部的M0S管高速导通或截止来控制为电动汽车电池充电的直流电压的高低,将使变 压器小型化,从而使充放电及储能电路及使用该电路的充放电及储能装置小型化。
[0052] 本实施例的的充放电及储能电路中,第四开关S4设置在充电及逆变模块M2侧,且 位于第四开关S4通过所述变压器T1的初级线圈连接在第一电感L1与第一开关S1的节点 以及第二电感L2与第二开关S2的节点之间。其工作方式具体可分为以下三种:
[0053] 第一种:储能模块Ml的充电过程
[0054] 第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3均导通,此时第四开关S4断开。此过程 中,三相电的三个火线端均通过第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3接入充电及逆变模 块M2,充电及逆变模块M2对储能模块Ml进行充电,此充电模式相当于BOOST充电模式,即 由三相电为储能模块Ml进行充电,充电及逆变模块M2相对于储能模块Ml扮演充电器的角 色。
[0055] 第二种:储能模块Ml的放电过程
[0056] 第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3均断开,此时第四开关S4导通。此过程 中,与三相电完全脱离,储能模块Ml进行放电,充电及逆变模块M2对储能模块Ml提供的直 流电进行逆变以生成一高频交流,该高频交流通过第四开关S4送至高频直流充电模块M3, 高频直流充电模块M3中的变压器T1对该高频直流进行耦合并将耦合后的高频直流信号送 至整流桥进行全波整形,从而生成一高压直流以对电动汽车电池DC3进行充电。
[0057] 第三种:储能模块Ml的充放电组合过程
[0058] 第一开关S1和第二开关S2断开,第三开关S3和第四开关S4导通。此过程中,三 相电中的C相通过充电及逆变模块M2为储能模块Ml充电,此过程与上述第一种中的储能 模块Ml的充电过程的唯一不同之处在于通过单相电为储能模块Ml充电;同时,储能模块 Ml通过充电及逆变模块M2对电动汽车电池DC3进行充电,此过程与上述第二种中的储能模 块Ml的放电过程完全相同。
[0059] 本实施例,第四开关S4连接在第一火线端A和第二火线端B之间,于是,在第三种 的储能模块Ml的充放电组合过程中,第一开关S1和第二开关S2断开,第三开关S3和第四 开关S4导通。当然,第四开关S4也可连接在第二火线端B和第三火线端C之间,那么,在 第三种的储能模块Ml的充放电组合过程中,第二开关S2和第三开关S3断开,第一开关S1 和第四开关S4导通。综上,第四开关S4可设置在任两条火线之间,且第四开关S4的连接 位置的选择将与第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3的开关状态相关。
[0060] 本实用新型中,第一电感L1与第一开关S1的节点、第二电感L2与第二开关S2的 节点或第三电感L3与第三开关S3的节点与中线端之间均设有输入滤波电容。
8[0061] 如图4所示,是本实用新型充放电及储能电路的第二实施例的电路图。本实施例 中,与图3所示第一实施例的不同之处在于,储能模块Ml包括多个相并联的储能组件,如 第一储能组件、第二储能组件……第N储能组件,第一储能组件包括两个相串联的储能装置 BT1和储能装置BT2,……第N储能组件包括两个相串联的储能装置BT1N和储能装置BT2N。 同样的,上述储能装置可为一个电池组或大容量电容。可见,通过改变储能模块Ml中的相 并联的储能组件的数量及储能组件中储能装置的容量即可实现存储更多的电能,从而满足 大电量的充电需求。本实施例中,上述储能装置也可为一个电池组或大容量电容。
[0062] 如图5所示,是本实用新型充放电及储能电路的第三实施例的电路图。本实施例 中,与图3所示第一实施例的不同之处在于,辅助开关组还包括与第四开关相并联的多个 开关,所述多个开关中的每个开关均通过一相对应的变压器的初级线圈连接在与第四开关 相关联的两个节点之间,并且,所述相对应的变压器均对应一高频直流充电模块以形成多 个高频直流充电模块的并联结构从而为多个电动汽车电池同时充电。
[0063] 本实施例中,以形成两个高频直流充电模块的并联结构为两个电动汽车电池同时 充电为例进行阐述。辅助开关组包括与第四开关相并联的第五开关,第四开关S4通过变压 器T1的初级线圈连接在第一电感L1与第一开关S1的节点以及第二电感L2与第二开关S2 的节点之间,变压器T1的次级线圈的两端连接到由二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极 管D4构成的整流桥的输入端,该整流桥的输出正端通过平滑滤波电感L4连接电动汽车电 池DC3的正极,该整流桥的输出负端连接电动汽车电池DC3的负极。相同的,第五开关S5 通过变压器T2的初级线圈连接在第一电感L1与第一开关S1的节点以及第二电感L2与第 二开关S2的节点之间,变压器T2的次级线圈的两端连接到由二极管D5、二极管D6、二极管 D7和二极管D8构成的整流桥的输入端,该整流桥的输出正端通过平滑滤波电感L5连接电 动汽车电池DC4的正极,该整流桥的输出负端连接电动汽车电池DC4的负极。于是,形成了 高频直流充电模块M31和高频直流充电模块M32的并联结构从而为电动汽车电池DC3和电 动汽车电池DC4同时充电。
[0064] 显然,可依据实际需求选择构成多个高频直流充电模块的并联结构从而为多个电 动汽车电池同时充电。
[0065] 上述实施例中,以选用M0S管进行阐述,当然,在其它实施例中,也可选用绝缘栅 双极型晶体管,在选用绝缘栅双极型晶体管时,可以第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅 双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第五绝缘栅双极型晶 体管和第六绝缘栅双极型晶体管来分别代替第一M0S管、第二M0S管、第三M0S管、第四M0S 管、第五M0S管和第六M0S管,且每个绝缘栅双极型晶体管均设有反并二极管,并且反并二 极管的正极连接到绝缘栅双极型晶体管的发射极,反并二极管的负极连接到绝缘栅双极型 晶体管的集电极。于是,形成以下电路结构:
[0066] 第一绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第五绝缘栅双极型晶体管 的集电极相连并连接到第一电容的正极,第一电容的正极连接到储能模块的正极,第一电 容的负极连接到储能模块内部两个相串联的储能装置的节点上,且第一电容的负极连接到 三相电的中线端;第二绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管和第六绝缘栅双极 型晶体管的发射极相连并连接到第二电容的负极,第二电容的正极连接到第一电容的负 极;并且,第一绝缘栅双极型晶体管的发射极连接到第二绝缘栅双极型晶体管的集电极并
9通过第三电感连接到第三开关;第三绝缘栅双极型晶体管的发射极连接到第四绝缘栅双极 型晶体管的集电极并通过第二电感连接到第二开关;第五绝缘栅双极型晶体管的发射极连 接到第六绝缘栅双极型晶体管的集电极,并通过第一电感连接到第一开关。
[0067] 相应地,本充放电及储能电路中的控制模块将控制第一绝缘栅双极型晶体管、第 二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第五绝缘栅 双极型晶体管、第六绝缘栅双极型晶体管快速导通或截止。
[0068] 另外,本实用新型中的充电及逆变模块还可采用其它结构的逆变器来实现其功 能。
[0069] 如图6所示,是本实用新型充放电及储能电路的第四实施例的电路图。本实施例 中,与图3所示第一实施例的不同之处在于,本充电及逆变模块M2采用二极管箝位的三电 平的逆变拓扑结构来实现对储能模块Ml进行充电以储存电能、或者对储能模块Ml存储的 电能进行逆变以产生一高频交流的功能。可见,逆变和充电的模块M2采用其它拓扑结构来 实现上述功能的,也将属于本实用新型要保护的范围。
[0070] 综上可见,本实用新型的充放电及储能电路,在电网用电波谷时对储能模块充电, 在电网用电波峰时储能模块放电对电动汽车电池充电,并且,在向储能模块充电的同时,储 能模块也可向电动汽车电池充电,于是当多个电动汽车同时充电时,可由储能模块通过充 电及逆变模块提供瞬时大功率,使电网需要提供的瞬时功率较小,于是对电网的冲击较小, 不会导致局部电网的电压下降很多,不会对电网的安全造成隐患;同时,对于一些最初铺设 电网时没有考虑到多个电动汽车同时充电需要的地区,这种瞬时大功率的需求在现有电网 配置下也可实现,无需对电网进行大规模的改造。
[0071] 以上所述仅为本实用新型的实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型 的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本实用新型的保护范围 内。

Claims (10)

  1. 一种充放电及储能电路,用于为电动汽车电池提供电能,其特征在于,包括:用于储存电能的储能模块;对所述储能模块进行充电以储存电能、或者对所述储能模块存储的电能进行逆变以产生一高频交流的充电及逆变模块;通过变压器及整流电路对所述高频交流进行耦合及整形以产生一直流电压从而为电动汽车电池进行充电的高频直流充电模块;控制所述充电及逆变模块与三相电的每个火线端分别导通或断开、并控制所述充电及逆变模块与所述高频直流充电模块导通或断开的开关模块;所述储能模块、充电及逆变模块相连、开关模块、高频直流充电模块和电动汽车电池依次电连接。
  2. 2.根据权利要求1所述的充放电及储能电路,其特征在于,所述开关模块包括主开关 组和辅助开关组;所述主开关组包括分别设置在三相电的三个火线端的、在对所述储能模块进行充电时 均导通的、在对所述储能模块存储的电能进行逆变时均断开的第一开关、第二开关和第三 开关;所述辅助开关组包括设置在所述充电及逆变模块侧且位于三相电的任两条火线之间 的、在第一开关、第二开关和第三开关均断开时导通的、在第一开关、第二开关和第三开关 均导通时关断的、在第一开关、第二开关和第三开关中的任两个断开且其余一个导通时也 同时导通的第四开关。
  3. 3.根据权利要求2所述的充放电及储能电路,其特征在于,所述储能模块包括一个或 多个相并联的储能组件,每个储能组件包括两个相串联的储能装置。
  4. 4.根据权利要求3所述的充放电及储能电路,其特征在于,所述充电及逆变模块包括 第一 M0S管、第二 M0S管、第三M0S管、第四M0S管、第五M0S管、第六M0S管、第一电感、第二 电感、第三电感、第一电容和第二电容;第一 M0S管、第二 M0S管、第三M0S管、第四M0S管、 第五M0S管和第六M0S管,对每个M0S管,体二极管的正极连接到该M0S管的源极,体二极 管的负极连接到该M0S管的漏极;第一 M0S管、第三M0S管和第五M0S管的漏极相连并连接到第一电容的正极,第一电 容的正极连接到储能模块的正极,第一电容的负极连接到储能模块内部两个相串联的储能 装置的节点上,且第一电容的负极连接到三相电的中线端;第二 M0S管、第四M0S管和第六 M0S管的源极相连并连接到第二电容的负极,第二电容的正极连接到第一电容的负极;并 且,第一 M0S管的源极连接到第二 M0S管的漏极并通过第三电感连接到第三开关;第三M0S 管的源极连接到第四M0S管的漏极并通过第二电感连接到第二开关;第五M0S管的源极连 接到第六M0S管的漏极,并通过第一电感连接到第一开关;第四开关通过所述变压器的初级线圈连接在第一电感与第一开关的节点、第二电感与 第二开关的节点或第三电感与第三开关的节点中的任两个节点之间。
  5. 5.根据权利要求3所述的充放电及储能电路,其特征在于,所述充电及逆变模块包括 第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘 栅双极型晶体管、第五绝缘栅双极型晶体管、第六绝缘栅双极型晶体管、第一电感、第二电 感、第三电感、第一电容和第二电容;第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第五绝缘栅双极型晶体管和第六绝 缘栅双极型晶体管均设有反并二极管,并且反并二极管的正极连接到绝缘栅双极型晶体管 的发射极,反并二极管的负极连接到绝缘栅双极型晶体管的集电极;第一绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第五绝缘栅双极型晶体管的集 电极相连并连接到第一电容的正极,第一电容的正极连接到储能模块的正极,第一电容的 负极连接到储能模块内部两个相串联的储能装置的节点上,且第一电容的负极连接到三相 电的中线端;第二绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管和第六绝缘栅双极型晶 体管的发射极相连并连接到第二电容的负极,第二电容的正极连接到第一电容的负极;并 且,第一绝缘栅双极型晶体管的发射极连接到第二绝缘栅双极型晶体管的集电极并通过第 三电感连接到第三开关;第三绝缘栅双极型晶体管的发射极连接到第四绝缘栅双极型晶体 管的集电极并通过第二电感连接到第二开关;第五绝缘栅双极型晶体管的发射极连接到第 六绝缘栅双极型晶体管的集电极,并通过第一电感连接到第一开关;第四开关通过所述变压器的初级线圈连接在第一电感与第一开关的节点、第二电感与 第二开关的节点或第三电感与第三开关的节点中的任两个节点之间。
  6. 6.根据权利要求4或5所述的充放电及储能电路,其特征在于,所述高频直流充电模块包括所述变压器、整流电路和平滑滤波电感,所述变压器的次 级线圈的两端连接到所述整流电路的输入端,所述整流电路的输出正端通过所述平滑滤波 电感连接到电动汽车电池的正极,所述整流电路的输出负端连接到电动汽车电池的负极。
  7. 7.根据权利要求4或5所述的充放电及储能电路,其特征在于,所述充放电及储能电路 还包括控制第一 M0S管、第二 M0S管、第三M0S管、第四M0S管、第五M0S管和第六M0S管或 第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘 栅双极型晶体管、第五绝缘栅双极型晶体管、第六绝缘栅双极型晶体管快速导通或截止的 控制模块,所述控制模块与所述充电及逆变模块电连接。
  8. 8.根据权利要求4或5所述的充放电及储能电路,其特征在于,所述第一电感与第一开 关的节点、第二电感与第二开关及第三电感与第三开关的节点与中线端之间均设有输入滤 波电容。
  9. 9.根据权利要求2所述的充放电及储能电路,其特征在于,所述辅助开关组还包括与第四开关相并联的多个开关,所述多个开关中的每个开关均 通过一相对应的变压器的初级线圈连接在与第四开关相关联的两个节点之间,并且,所述 相对应的变压器均对应一高频直流充电模块以形成多个高频直流充电模块的并联结构从 而为多个电动汽车电池同时充电。
  10. 10.根据权利要求3所述的充放电及储能电路,其特征在于,所述充电及逆变模块包括 采用二极管箝位的三电平的逆变拓扑结构。
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