CN216290725U - 双向储能变流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双向储能变流器，包括：至少一个桥臂，每一桥臂包括：第一开关组件，第一开关组件的第一端与直流母排的正极连接；第二开关组件的第一端与第一开关组件的第二端连接；第三开关组件的第一端与第二开关组件的第二端连接；第四开关组件的第一端与第三开关组件的第二端连接，第四开关组件的第二端与直流母排的负极连接；第五开关组件的第一端与第二开关组件的第一端连接；第六开关组件的第一端与第五开关组件的第二端连接，第六开关组件的第二端与第四开关组件的第一端连接；电阻组件的第一端与第五开关组件连接，电阻组件的第二端与第六开关组件连接，电阻组件的第三端与第一开关组件连接，电阻组件的第四端与第四开关组件连接。

Description

双向储能变流器

技术领域

本实用新型涉及储能技术领域，具体而言，涉及一种双向储能变流器。

背景技术

在相关技术中，双向储能变流器在低调制比下运行的过程中，即在高压充电或者放电时，双向变流器中的二极管结温特别高，并且半导体温度不均衡，导致变流器需要进行降容使用。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型提出了一种双向储能变流器。

有鉴于此，本实用新型提供了一种双向储能变流器，包括：至少一个桥臂，每一桥臂包括：第一开关组件，第一开关组件的第一端与直流母排的正极连接；第二开关组件，第二开关组件的第一端与第一开关组件的第二端连接；第三开关组件，第三开关组件的第一端与第二开关组件的第二端连接，第三开关组件的第一端与交流母排连接；第四开关组件，第四开关组件的第一端与第三开关组件的第二端连接，第四开关组件的第二端与直流母排的负极连接；第五开关组件，第五开关组件的第一端与第二开关组件的第一端连接，第五开关组件的第二端与直流母排的0极连接；第六开关组件，第六开关组件的第一端与第五开关组件的第二端连接，第六开关组件的第二端与第四开关组件的第一端连接；电阻组件，电阻组件的第一端与第五开关组件的第一端连接，电阻组件的第二端与第六开关组件的第二端连接，电阻组件的第三端与第一开关组件的第一端连接，电阻组件的第四端与第四开关组件连接；其中，第一开关组件、第二开关组件、第三开关组件、第四开关组件、第五开关组件和第六开关组件中均包括一个开关管和一个二极管。

本申请限定了一种双向储能变流器，双向储能变流器包括至少一个桥臂，每个桥臂中包括六个开关组件，其中，每个开关组件中均包括一个开关管和一个二极管，每个开关组件中的开关管与二极管相并联。第一开关组件的第一端和第四开关组件的第二端分别连接于直流母排的正极和直流母排的负极，在第一开关组件与第四开关组件之间连接有第二开关组件和第三开关组件。其中，第二开关组件的第一端与第一开关组件的第二端相连接，第三开关组件的第一端与第二开关组件的第二端相连接，第三开关组件的第二端与第四开关组件的第一端相连接，第二开关组件和第三开关组件的公共端与交流母排相连接。在第一开关组件与第二开关组件的公共端与第五开关组件的第一端连接，在第三开关组件与第四开关组件的公共端与第六开关组件的第二端连接，第五开关组件的第二端与第六开关组件的第一端相连接，且第五开关组件和第六开关组件的公共端与直流母排的0极相连接。

值得说明的是，双向储能变流器中包括多个桥臂的情况下，多个桥臂中每个桥臂中的第五开关组件和第六开关组件的公共端均与直流母排的0极相连接，第一开关组件和第四开关组件分别与直流母排的正极和负极相连接，第二开关组件和第三开关组件的公共端均作为交流连接端与交流母排相连接。

在一些实施例中，双向储能变流器中包括三个桥臂，三个桥臂中的交流连接端均分别与交流母排的A相、B相和C相相连接。

现有技术中，两个箝位二极管，在双向储能变流器在低调制比的工况下运行时，箝位二极管结温特别高，导致双向储能变流器中半导体温度不均衡。如果需要继续在低调制比的工况下运行，则需要对双向储能变流器降容使用。

本实用新型中将双向储能变流器中的两个箝位的二极管替换为第五开关组件和第六开关组件，由于第五开关组件和第六开关组件中均包括相并联的二极管和开关管，实现了对流经第五开关组件和第六开关组件的电流进行分流的作用，使流经第五开关组件和第六开关组件的电流值较低，从而避免了相关技术中箝位的二极管结温高的问题。

双向储能变流器中的每个桥臂中均设置有电阻组件，电阻组件包括四个连接端，其中，第一端、第二端、第三端和第四端分别与第五开关组件、第六开关组件、第一开关组件和第四开关组件相连。电阻组件能够对箝位的第五开关组件和第六开关组件进行电压平衡，使箝位的第五开关组件和第六开关组件的电压更加均衡，并且还能够对双向储能变流器的主回路中的第一开关组件、第二开关组件、第三开关组件和第四开关组件进行电压平衡，使双向储能变流器的主回路上的开关组件之间的电压更加均衡。

在一些实施例中，开关管为可控开关器件，在双向储能变流器进行高压充电或者高压放电的情况下，控制开关管周期性通断。

在这些实施例中，在双向储能变流器进行高电压充电或高电压放电时，由于开关组件中的开关管和二极管相并联，控制开关管开启，对流经开关组件中的二极管进行分流，从而降低流经电阻的电流。通过控制开关管周期性通断，能够对流经二极管的电流进行周期性分流，使二极管有足够的时间进行散热，避免了开关组件中的二极管出现快速升温的问题。

在另外一些实施例中，开关管为可控开关器件，在双向储能变流器进行高压充电或者高压放电的情况下，控制开关管持续保持通路状态。

在这些实施例中，在双向储能变流器进行高电压充电或高电压放电时，由于开关组件中的开关管和二极管相并联，控制开关管开启，对流经开关组件中的二极管进行分流，从而降低流经电阻的电流。通过控制开关管持续保持通路，能够对流经二极管的电流进行持续分流，避免了开关组件中的二极管出现快速升温的问题。

可以理解的是，第一开关组件、第二开关组件、第三开关组件、第四开关组件、第五开关组件和第六开关组件可设置为相同的硬件结构，简化了双向储能变流器中的结构，降低了双向储能变流器的生产成本。

另外，本实用新型提供的上述双向储能变流器还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，第一开关组件包括：第一开关管，第一开关管的第一端与直流母排的正极连接；第一二极管，第一二极管的正极与第一开关管的第二端连接，第一二极管的负极与第一开关管的第一端连接；第二开关组件包括：第二开关管，第二开关管的第一端与第一开关管的第二端连接；第二二极管，第二二极管的正极与第二开关管的第二端连接，第二二极管的负极与第二开关管的第一端连接；第三开关组件包括：第三开关管，第三开关管的第一端与第二开关管的第二端连接，第三开关管的第一端与交流母排相连接；第三二极管，第三二极管的正极与第三开关管的第二端连接，第三二极管的负极与第三开关管的第一端连接；第四开关组件包括：第四开关管，第四开关管的第一端与第三开关管的第二端连接，第四开关管的第二端与直流母排的负极连接；第四二极管，第四二极管的正极与第四开关管的第二端连接，第四二极管的负极与第四开关管的第一端连接；第五开关组件包括：第五开关管，第五开关管的第一端与第二开关管的第一端连接，第五开关管的第二端与直流母排的0极连接；第五二极管，第五二极管的正极与第五开关管的第二端连接，第五二极管的负极与第五开关管的第一端连接；第六开关组件包括：第六开关管，第六开关管的第一端与第五开关管的第二端连接，第六开关管的第二端与第四开关管的第一端连接；第六二极管，第六二极管的正极与第六开关管的第二端连接，第六二极管的负极与第六开关管的第一端连接。

在该技术方案中，第一开关组件、第二开关组件、第三开关组件、第四开关组件、第五开关组件和第六开关组件中均设置有二极管和开关管。其中，第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管之间首尾相连，并将第一开关管的第一端与直流母排的正极相连接，以及将第四开关管的第二端与直流母排的负极相连接。第五开关管的第一端连接至第一开关管的与第二开关管的公共端，第六开关管的第二端连接至第三开关管与第四开关管的公共端，第五开关管和第六开关管的公共端与直流母排的0极相连接，第二开关管和第三开关管的公共端与交流母排相连接。在第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管上分别并联第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管。

其中，第五二极管和第六二极管为双向储能变流器的箝位二极管，通过在第五二极管和第六二极管上并联第五开关管和第六开关管，避免了在双向储能变流器高压充电或高压放电的情况下，第五二极管和第六二极管出现快速发热的问题。

值得说明的是，直流母排选用超低杂散电感的紧凑型叠层母排技术。可以有效的降低分布电感。

电阻组件包括：第一电阻，第一电阻的第一端与第五开关组件的第一端连接，第一电阻的第二端与第六开关组件的第二端连接。

在该技术方案中，电阻组件包括第一电阻。

第一电阻的两端分别与第五开关组件的第一端和第六开关组件的第二端相连接，即第一电阻的两端分别与箝位的两个开关组件相连接。通过将箝位的两个开关组件与第一电阻相连，能够保证双向储能变流器运行过程中，箝位的两个开关组件的电压更加均衡。

电阻组件包括：第二电阻，第二电阻的第一端与第一开关组件的第一端连接；第三电阻，第三电阻的第一端与第二电阻的第二端连接，第三电阻的第二端与第四开关组件的第二端连接。

在该技术方案中，电阻组件包括第二电阻和第三电阻。

第二电阻与第三电阻相串联，第二电阻还与第一开关组件的第一端相连接，第三电阻还与第四开关组件连接。通过将串联的第二电阻和第三电阻设置在双向储能变流器的主回路上，实现了通过第二电阻和第三电阻对主回路上的第一开关组件、第二开关组件、第三开关组件和第四开关组件进行平衡电压的作用，能够保证双向储能变流器运行过程中，主回路上的四个开关组件的电压更加均衡。

在上述任一技术方案中，每一桥臂还包括：第一电容，第一电容的第一端与直流母排的正极连接；第二电容，第二电容的第一端与第一电容的第二端、直流母排的0极连接，第二电容的第二端用于与直流母排的负极连接。

在该技术方案中，在直流母排的正极与0极之间设置有第一电容，在直流母排的负极与0极之间设置有第二电容。通过在直流母排的正极、0极和负极之间设置电容，能够保证直流电压的稳定性。

在上述任一技术方案中，双向储能变流器还包括：散热件，与至少一个桥臂对应设置。

在该技术方案中，双向储能变流器中还设置有散热件。散热件设置在双向储能变流器的内部，且散热件与双向储能变流器中的桥臂对应设置。通过散热件能够对双向储能变流器的桥臂中的电子元件进行散热。

在一些实施例中，将桥臂与散热件贴合设置。

在这些实施例中，通过将散热件与桥臂设置为相接触的形式，能够提高桥臂上的电子元件与散热件的接触面积，从而提高散热件对桥臂上的电子元件的散热效果。

在另外一些实施例中，桥臂设置在散热件上。

在这些实施例中，通过直接将双向储能变流器的桥臂上的电路结构与散热件相连接，具体而言，将电路结构的电路板与散热件相连接。在提高散热件对电路结构散热效果的前提下，还能够保证散热件与桥臂接触的稳定性。

值得说明的是，散热件可选为板式换热器、散热翅片中的一种或组合。散热件还能够选择风冷或水冷的散热组件。

在上述任一技术方案中，第一开关组件和第五开关组件为第一模块，第四开关组件和第六开关组件为第二模块，第二开关组件和第三开关组件为第三模块；其中，第一模块、第二模块和第三模块为同一型号的模块。

在该技术方案中，将第一开关组件和第五开关组件集成设置为第一模块，将第四开关组件和第六开关组件集成为第二模块，将第二开关组件与第三开关组件集成为第三模块。通过将两个开关组件集成设置为一个模块，能够减少双向储能变流器中的电路结构所占用的控件。由于第一模块、第二模块和第三模块中均设置有两个开关组件，因此能够将第一模块、第二模块和第三模块选为同一型号的模块，实现了降低模块的采购成本，从而降低了双向储能变流器的生产成本。

值得说明的是，第一开关组件、第五开关组件、第六开关组件和第四开关组件均与直流母线相连接，故将靠近的第一开关组件和第五开关组件集成设置为第一模块，并将靠近的第四开关组件和第六开关组件集成设置为第二模块，从而能够减小直流母线与第一模块和第二模块之间的电流路径。第二开关组件和第三开关组件的公共端与交流母线相连接，故将靠近的第二开关组件和第三开关组件集成设置为第三模块，从而能够减小交流母线与第二模块之间的电流路径。本实用新型通过对第一开关组件、第二开关组件、第三开关组件、第四开关组件、第五开关组件和第六开关组件两两集成设置，不仅降低了双向储能变流器的生产成本，还能够降低了双向储能变流器的换流路径最小，进一步降低了双向储能变流器中电子器件的温度过高的问题。

在上述任一技术方案中，第一模块与第二模块沿第一方向依次分布，第一模块与第三模块沿第二方向依次分布。

在该技术方案中，将第一模块与第二模块设置为并排分布于散热件上，由于第一模块与第二模块均与直流母排相连接，因此将第一模块和第二模块并排分布于散热件上，能够使第一模块和第二模块与直流母排之间距离较近，并将第三模块设置为与第一模块和第二模块错开分布，能够避免第一模块和第二模块与第三模块之间的线路不会与第一模块和第二模块之间的线路交叉，在保证第一模块、第二模块和第三模块之间电流路径较小的前提下，提高了对第一模块、第二模块和第三模块，以及模块之间线路散热的效果。

值得说明的是，第一模块、第二模块和第三模块之间设置有间隙，进一步提高了第一模块、第二模块和第三模块之间的散热效果。

在上述任一技术方案中，第一开关组件和第二开关组件为第一模块，第三开关组件和第四开关组件为第二模块，第五开关组件和第六开关组件为第三模块；其中，第一模块、第二模块和第三模块为同一型号的模块。

在该技术方案中，将第一开关组件和第二开关组件集成设置为第一模块，将第三开关组件和第四开关组件集成为第二模块，将第五开关组件与第六开关组件集成为第三模块。通过将两个开关组件集成设置为一个模块，能够减少双向储能变流器中的电路结构所占用的控件。由于第一模块、第二模块和第三模块中均设置有两个开关组件，因此能够将第一模块、第二模块和第三模块选为同一型号的模块，实现了降低模块的采购成本，从而降低了双向储能变流器的生产成本。

值得说明的是，第五开关组件和第六开关组件均为双向储能变流器中箝位的开关组件，且第五开关组件和第六开关组件的公共端与直流母排的0极相连接，将第五开关组件和第六开关组件集成为第三模块。第一开关组件和第二开关组件与直流母排的正极相连接，将第一开关组件和第二开关组件集成为第一模块。第三开关组件和第四开关组件与直流母排的负极相连接。按照上述方式对各个开关组件进行集成，使第一模块、第二模块和第三模块均与直流母排相连接，从而能够保证三个模块之间的线路不重合的基础上，将三个模块之间的间距设置的较小，从而减小了双向储能变流器中桥臂上的电子元件的占用空间。

在上述任一技术方案中，第一模块、第二模块和第三模块沿散热件的延伸方向依次分布。

在该技术方案中，由于第一模块、第二模块和第三模块均与直流母排相连，且第二模块和第三模块与交流母排相连，故能够将第一模块、第二模块和第三模块并排设置。由于散热件用于对第一模块、第二模块和第三模块进行散热，则散热件的尺寸与第一模块、第二模块和第三模块的尺寸相适配，因此，不仅能够减小电子元件的占用空间，还能够减小与电子元件对应的散热件的占用空间。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的双向储能变流器中桥臂的结构示意图之一；

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的双向储能变流器中桥臂的结构示意图之二；

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的双向储能变流器的结构示意图之一；

图4示出了根据本实用新型的一个实施例的双向储能变流器中桥臂的结构示意图之三；

图5示出了根据本实用新型的一个实施例的双向储能变流器的结构示意图之二。

其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100桥臂，110第一开关组件，112第一开关管，114第一二极管，120第二开关组件，122第二开关管，124第二二极管，130第三开关组件，132第三开关管，134第三二极管，140第四开关组件，142第四开关管，144第四二极管，150第五开关组件，152第五开关管，154第五二极管，160第六开关组件，162第六开关，164第六二极管，170电阻组件，172第一电阻，174第二电阻，176第三电阻，182第一电容，184第二电容，192第一模块，194第二模块，196第三模块，200散热件。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本实用新型一些实施例的双向储能变流器。

如图1所示，本实施例的第一方面实施例提供了一种双向储能变流器，包括：至少一个桥臂100，其中，每一桥臂100包括：第一开关组件110、第二开关组件120、第三开关组件130、第四开关组件140、第五开关组件150、第六开关组件160和电阻组件170。

第一开关组件110的第一端与直流母排的正极连接；

第二开关组件120的第一端与第一开关组件110的第二端连接；

第三开关组件130的第一端与第二开关组件120的第二端连接，第三开关组件130的第一端与交流母排连接；

第四开关组件140的第一端与第三开关组件130的第二端连接，第四开关组件140的第二端与直流母排的负极连接；

第五开关组件150的第一端与第二开关组件120的第一端连接，第五开关组件150的第二端与直流母排的0极连接；

第六开关组件160的第一端与第五开关组件150的第二端连接，第六开关组件160的第二端与第四开关组件140的第一端连接；

电阻组件170的第一端与第五开关组件150的第一端连接，电阻组件170的第二端与第六开关组件160的第二端连接，电阻组件170的第三端与第一开关组件110的第一端连接，电阻组件170的第四端与第四开关组件140的第二端连接。其中，第一开关组件110、第二开关组件120、第三开关组件130、第四开关组件140、第五开关组件150和第六开关组件160中均包括一个开关管和一个二极管。

本申请限定了一种双向储能变流器，双向储能变流器包括至少一个桥臂100，每个桥臂100中包括六个开关组件，其中，每个开关组件中均包括一个开关管和一个二极管，每个开关组件中的开关管与二极管相并联。第一开关组件110的第一端和第四开关组件140的第二端分别连接于直流母排的正极和直流母排的负极，在第一开关组件110与第四开关组件140之间连接有第二开关组件120和第三开关组件130。其中，第二开关组件120的第一端与第一开关组件110的第二端相连接，第三开关组件130的第一端与第二开关组件120的第二端相连接，第三开关组件130的第二端与第四开关组件140的第一端相连接，第二开关组件120和第三开关组件130的公共端与交流母排相连接。在第一开关组件110与第二开关组件120的公共端与第五开关组件150的第一端连接，在第三开关组件130与第四开关组件140的公共端与第六开关组件160的第二端连接，第五开关组件150的第二端与第六开关组件160的第一端相连接，且第五开关组件150和第六开关组件160的公共端与直流母排的0极相连接。

值得说明的是，双向储能变流器中包括多个桥臂100的情况下，多个桥臂100中每个桥臂100中的第五开关组件150和第六开关组件160的公共端均与直流母排的0极相连接，第一开关组件110和第四开关组件140分别与直流母排的正极和负极相连接，第二开关组件120和第三开关组件130的公共端均作为交流连接端与交流母排相连接。

在一些实施例中，双向储能变流器中包括三个桥臂100，三个桥臂100中的交流连接端均分别与交流母排的A相、B相和C相相连接。

现有技术中，两个箝位二极管，在双向储能变流器在低调制比的工况下运行时，箝位的二极管结温特别高，导致双向储能变流器中半导体温度不均衡。如果需要继续在低调制比的工况下运行，则需要对双向储能变流器降容使用。

本实施例中将双向储能变流器中的两个箝位的二极管替换为第五开关组件150和第六开关组件160，由于第五开关组件150和第六开关组件160中均包括相并联的二极管和开关管，实现了对流经第五开关组件150和第六开关组件160的电流进行分流的作用，使流经第五开关组件150和第六开关组件160的电流值较低，从而避免了相关技术中箝位的二极管结温高的问题。

双向储能变流器中的每个桥臂100中均设置有电阻组件170，电阻组件170包括四个连接端，其中，第一端、第二端、第三端和第四端分别与第五开关组件150、第六开关组件160、第一开关组件110和第四开关组件140相连。电阻组件170能够对箝位的第五开关组件150和第六开关组件160进行电压平衡，使箝位的第五开关组件150和第六开关组件160的电压更加均衡，并且还能够对双向储能变流器的主回路中的第一开关组件110、第二开关组件120、第三开关组件130和第四开关组件140进行电压平衡，使双向储能变流器的主回路上的开关组件之间的电压更加均衡。

在一些实施例中，开关管为可控开关器件，在双向储能变流器进行高压充电或者高压放电的情况下，控制开关管周期性通断。

在这些实施例中，在双向储能变流器进行高电压充电或高电压放电时，由于开关组件中的开关管和二极管相并联，控制开关管开启，对流经开关组件中的二极管进行分流，从而降低流经电阻的电流。通过控制开关管周期性通断，能够对流经二极管的电流进行周期性分流，使二极管有足够的时间进行散热，避免了开关组件中的二极管出现快速升温的问题。

在另外一些实施例中，开关管为可控开关器件，在双向储能变流器进行高压充电或者高压放电的情况下，控制开关管持续保持通路状态。

在这些实施例中，在双向储能变流器进行高电压充电或高电压放电时，由于开关组件中的开关管和二极管相并联，控制开关管开启，对流经开关组件中的二极管进行分流，从而降低流经电阻的电流。通过控制开关管持续保持通路，能够对流经二极管的电流进行持续分流，避免了开关组件中的二极管出现快速升温的问题。

可以理解的是，第一开关组件110、第二开关组件120、第三开关组件130、第四开关组件140、第五开关组件150和第六开关组件160可设置为相同的硬件结构，简化了双向储能变流器中的结构，降低了双向储能变流器的生产成本。

双向储能变流器能够控制电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网的情况下可以直接为交流负荷供电。

如图1所示，在上述实施例中，第一开关组件110包括：第一开关管112和第一二极管114。

第一开关管112的第一端与直流母排的正极连接；

第一二极管114的正极与第一开关管112的第二端连接，第一二极管114的负极与第一开关管112的第一端连接；

第二开关组件120包括：第二开关管122和第二二极管124。

第二开关管122的第一端与第一开关管112的第二端连接；

第二二极管124的正极与第二开关管122的第二端连接，第二二极管124的负极与第二开关管122的第一端连接；

第三开关组件130包括：第三开关管132和第三二极管134。

第三开关管132的第一端与第二开关管122的第二端连接，第三开关管132的第一端与交流母排相连接；

第三二极管134的正极与第三开关管132的第二端连接，第三二极管134的负极与第三开关管132的第一端连接；

第四开关组件140包括：第四开关管142和第四二极管144。

第四开关管142的第一端与第三开关管132的第二端连接，第四开关管142的第二端与直流母排的负极连接；

第四二极管144的正极与第四开关管142的第二端连接，第四二极管144的负极与第四开关管142的第一端连接；

第五开关组件150包括：第五开关管152和第五二极管154。

第五开关管152的第一端与第二开关管122的第一端连接，第五开关管152的第二端与直流母排的0极连接；

第五二极管154的正极与第五开关管152的第二端连接，第五二极管154的负极与第五开关管152的第一端连接；

第六开关组件160包括：第六开关管162和第六二极管164。

第六开关管162的第一端与第五开关管152的第二端连接，第六开关管162的第二端与第四开关管142的第一端连接；

第六二极管164的正极与第六开关管162的第二端连接，第六二极管164的负极与第六开关管162的第一端连接。

在该实施例中，第一开关组件110、第二开关组件120、第三开关组件130、第四开关组件140、第五开关组件150和第六开关组件160中均设置有二极管和开关管。其中，第一开关管112、第二开关管122、第三开关管132和第四开关管142之间首尾相连，并将第一开关管112的第一端与直流母排的正极相连接，以及将第四开关管142的第二端与直流母排的负极相连接。第五开关管152的第一端连接至第一开关管112的与第二开关管122的公共端，第六开关管162的第二端连接至第三开关管132与第四开关管142的公共端，第五开关管152和第六开关管162的公共端与直流母排的0极相连接，第二开关管122和第三开关管132的公共端与交流母排相连接。在第一开关管112、第二开关管122、第三开关管132、第四开关管142、第五开关管152和第六开关管162上分别并联第一二极管114、第二二极管124、第三二极管134、第四二极管144、第五二极管154和第六二极管164。

其中，第五二极管154和第六二极管164为双向储能变流器的箝位二极管，通过在第五二极管154和第六二极管164上并联第五开关管152和第六开关管162，避免了在双向储能变流器高压充电或高压放电的情况下，第五二极管154和第六二极管164出现快速发热的问题。

值得说明的是，直流母排选用超低杂散电感的紧凑型叠层母排技术。可以有效的降低分布电感。

如图1所示，在上述任一实施例中，电阻组件170还包括：第一电阻172、第二电阻174和第三电阻176。

其中，第一电阻172的第一端与第五开关组件150的第一端连接，第一电阻172的第二端与第六开关组件160的第二端连接；第二电阻174的第一端与第一开关组件110的第一端连接；第三电阻176的第一端与第二电阻174的第二端连接，第三电阻176的第二端与第四开关组件140的第二端连接。

在该实施例中，电阻组件170包括第一电阻172、第二电阻174和第三电阻176。

第一电阻172的两端分别与第五开关组件150的第一端和第六开关组件160的第二端相连接，即第一电阻172的两端分别与箝位的两个开关组件相连接。通过将箝位的两个开关组件与第一电阻172相连，能够保证双向储能变流器运行过程中，箝位的两个开关组件的电压更加均衡。

第二电阻174与第三电阻176相串联，第二电阻174还与第一开关组件110的第一端相连接，第三电阻176还与第四开关组件140连接。通过将串联的第二电阻174和第三电阻176设置在双向储能变流器的主回路上，实现了通过第二电阻174和第三电阻176对主回路上的第一开关组件110、第二开关组件120、第三开关组件130和第四开关组件140进行平衡电压的作用，能够保证双向储能变流器运行过程中，主回路上的四个开关组件的电压更加均衡。

如图1所示，在上述任一实施例中，每一桥臂100还包括：第一电容182、第二电容184和第三电容。

其中，第一电容182的第一端与直流母排的正极连接，第二电容184的第一端与第一电容182的第二端、直流母排的0极连接，第二电容184的第二端用于与直流母排的负极连接。

在该实施例中，在直流母排的正极与0极之间设置有第一电容182，在直流母排的负极与0极之间设置有第二电容184。通过在直流母排的正极、0极和负极之间设置电容，能够保证直流电压的稳定性。

如图1、图3和图5所示，在上述任一实施例中，双向储能变流器还包括散热件200。散热件200与至少一个桥臂100对应设置。

在该实施例中，双向储能变流器中还设置有散热件200。散热件200设置在双向储能变流器的内部，且散热件200与双向储能变流器中的桥臂100对应设置。通过散热件200能够对双向储能变流器的桥臂100中的电子元件进行散热。

在一些实施例中，将桥臂100与散热件200贴合设置。

在这些实施例中，通过将散热件200与桥臂100设置为相接触的形式，能够提高桥臂100上的电子元件与散热件200的接触面积，从而提高散热件200对桥臂100上的电子元件的散热效果。

在另外一些实施例中，桥臂100设置在散热件200上。

在这些实施例中，通过直接将双向储能变流器的桥臂100上的电路结构与散热件200相连接，具体而言，将电路结构的电路板与散热件200相连接。在提高散热件200对电路结构散热效果的前提下，还能够保证散热件200与桥臂100接触的稳定性。

值得说明的是，散热件200可选为板式换热器、散热翅片中的一种或组合。散热件200还能够选择风冷或水冷的散热组件。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，在上述任一实施例中，第一开关组件110和第五开关组件150为第一模块192，第四开关组件140和第六开关组件160为第二模块194，第二开关组件120和第三开关组件130为第三模块196；其中，第一模块192、第二模块194和第三模块196为同一型号的模块。

在该实施例中，将第一开关组件110和第五开关组件150集成设置为第一模块192，将第四开关组件140和第六开关组件160集成为第二模块194，将第二开关组件120与第三开关组件130集成为第三模块196。通过将两个开关组件集成设置为一个模块，能够减少双向储能变流器中的电路结构所占用的控件。由于第一模块192、第二模块194和第三模块196中均设置有两个开关组件，因此能够将第一模块192、第二模块194和第三模块196选为同一型号的模块，实现了降低模块的采购成本，从而降低了双向储能变流器的生产成本。

值得说明的是，第一开关组件110、第五开关组件150、第六开关组件160和第四开关组件140均与直流母线相连接，故将靠近的第一开关组件110和第五开关组件150集成设置为第一模块192，并将靠近的第四开关组件140和第六开关组件160集成设置为第二模块194，从而能够减小直流母线与第一模块192和第二模块194之间的电流路径。第二开关组件120和第三开关组件130的公共端与交流母线相连接，故将靠近的第二开关组件120和第三开关组件130集成设置为第三模块196，从而能够减小交流母线与第二模块194之间的电流路径。本实施例通过对第一开关组件110、第二开关组件120、第三开关组件130、第四开关组件140、第五开关组件150和第六开关组件160两两集成设置，不仅降低了双向储能变流器的生产成本，还能够降低了双向储能变流器的换流路径最小，进一步降低了双向储能变流器中电子器件的温度过高的问题。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，在上述任一实施例中，第一模块192与第二模块194沿第一方向依次分布，第一模块192与第三模块196沿第二方向依次分布。

在该实施例中，将第一模块192与第二模块194设置为并排分布于散热件200上，由于第一模块192与第二模块194均与直流母排相连接，因此将第一模块192和第二模块194并排分布于散热件200上，能够使第一模块192和第二模块194与直流母排之间距离较近，并将第三模块196设置为与第一模块192和第二模块194错开分布，能够避免第一模块192和第二模块194与第三模块196之间的线路不会与第一模块192和第二模块194之间的线路交叉，在保证第一模块192、第二模块194和第三模块196之间电流路径较小的前提下，提高了对第一模块192、第二模块194和第三模块196，以及模块之间线路散热的效果。

值得说明的是，第一模块192、第二模块194和第三模块196之间设置有间隙，进一步提高了第一模块192、第二模块194和第三模块196之间的散热效果。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，在上述任一实施例中，第一开关组件110和第二开关组件120为第一模块192，第三开关组件130和第四开关组件140为第二模块194，第五开关组件150和第六开关组件160为第三模块196；其中，第一模块192、第二模块194和第三模块196为同一型号的模块。

在该实施例中，将第一开关组件110和第二开关组件120集成设置为第一模块192，将第三开关组件130和第四开关组件140集成为第二模块194，将第五开关组件150与第六开关组件160集成为第三模块196。通过将两个开关组件集成设置为一个模块，能够减少双向储能变流器中的电路结构所占用的控件。由于第一模块192、第二模块194和第三模块196中均设置有两个开关组件，因此能够将第一模块192、第二模块194和第三模块196选为同一型号的模块，实现了降低模块的采购成本，从而降低了双向储能变流器的生产成本。

值得说明的是，第五开关组件150和第六开关组件160均为双向储能变流器中箝位的开关组件，且第五开关组件150和第六开关组件160的公共端与直流母排的0极相连接，将第五开关组件150和第六开关组件160集成为第三模块196。第一开关组件110和第二开关组件120与直流母排的正极相连接，将第一开关组件110和第二开关组件120集成为第一模块192。第三开关组件130和第四开关组件140与直流母排的负极相连接。按照上述方式对各个开关组件进行集成，使第一模块192、第二模块194和第三模块196均与直流母排相连接，从而能够保证三个模块之间的线路不重合的基础上，将三个模块之间的间距设置的较小，从而减小了双向储能变流器中桥臂100上的电子元件的占用空间。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，在上述任一实施例中，第一模块192、第二模块194和第三模块196沿散热件200的延伸方向依次分布。

在该实施例中，由于第一模块192、第二模块194和第三模块196均与直流母排相连，且第二模块194和第三模块196与交流母排相连，故能够将第一模块192、第二模块194和第三模块196并排设置。由于散热件200用于对第一模块192、第二模块194和第三模块196进行散热，则散热件200的尺寸与第一模块192、第二模块194和第三模块196的尺寸相适配，因此，不仅能够减小电子元件的占用空间，还能够减小与电子元件对应的散热件200的占用空间。

本实施例的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双向储能变流器，其特征在于，包括：

至少一个桥臂，每一所述桥臂包括：

第一开关组件，所述第一开关组件的第一端与直流母排的正极连接；

第二开关组件，所述第二开关组件的第一端与所述第一开关组件的第二端连接；

第三开关组件，所述第三开关组件的第一端与所述第二开关组件的第二端连接，所述第三开关组件的第一端与交流母排连接；

第四开关组件，所述第四开关组件的第一端与所述第三开关组件的第二端连接，所述第四开关组件的第二端与所述直流母排的负极连接；

第五开关组件，所述第五开关组件的第一端与所述第二开关组件的第一端连接，所述第五开关组件的第二端与所述直流母排的0极连接；

第六开关组件，所述第六开关组件的第一端与所述第五开关组件的第二端连接，所述第六开关组件的第二端与所述第四开关组件的第一端连接；

电阻组件，所述电阻组件的第一端与所述第五开关组件的第一端连接，所述电阻组件的第二端与所述第六开关组件的第二端连接，所述电阻组件的第三端与所述第一开关组件的第一端连接，所述电阻组件的第四端与所述第四开关组件连接；

其中，所述第一开关组件、所述第二开关组件、所述第三开关组件、所述第四开关组件、所述第五开关组件和所述第六开关组件中均包括一个开关管和一个二极管。

2.根据权利要求1所述的双向储能变流器，其特征在于，

所述第一开关组件包括：

第一开关管，所述第一开关管的第一端与直流母排的正极连接；

第一二极管，所述第一二极管的正极与所述第一开关管的第二端连接，所述第一二极管的负极与所述第一开关管的第一端连接；

所述第二开关组件包括：

第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第二端连接；

第二二极管，所述第二二极管的正极与所述第二开关管的第二端连接，所述第二二极管的负极与所述第二开关管的第一端连接；

所述第三开关组件包括：

第三开关管，所述第三开关管的第一端与所述第二开关管的第二端连接，所述第三开关管的第一端与所述交流母排相连接；

第三二极管，所述第三二极管的正极与所述第三开关管的第二端连接，所述第三二极管的负极与所述第三开关管的第一端连接；

所述第四开关组件包括：

第四开关管，所述第四开关管的第一端与所述第三开关管的第二端连接，所述第四开关管的第二端与所述直流母排的负极连接；

第四二极管，所述第四二极管的正极与所述第四开关管的第二端连接，所述第四二极管的负极与所述第四开关管的第一端连接；

所述第五开关组件包括：

第五开关管，所述第五开关管的第一端与所述第二开关管的第一端连接，所述第五开关管的第二端与所述直流母排的0极连接；

第五二极管，所述第五二极管的正极与所述第五开关管的第二端连接，所述第五二极管的负极与所述第五开关管的第一端连接；

所述第六开关组件包括：

第六开关管，所述第六开关管的第一端与所述第五开关管的第二端连接，所述第六开关管的第二端与所述第四开关管的第一端连接；

第六二极管，所述第六二极管的正极与所述第六开关管的第二端连接，所述第六二极管的负极与所述第六开关管的第一端连接。

3.根据权利要求1所述的双向储能变流器，其特征在于，所述电阻组件包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第五开关组件的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第六开关组件的第二端连接。

4.根据权利要求1所述的双向储能变流器，其特征在于，所述电阻组件包括：

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一开关组件的第一端连接；

第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第二电阻的第二端连接，所述第三电阻的第二端与所述第四开关组件的第二端连接。

5.根据权利要求1所述的双向储能变流器，其特征在于，每一所述桥臂还包括：

第一电容，所述第一电容的第一端与所述直流母排的正极连接；

第二电容，所述第二电容的第一端与所述第一电容的第二端、所述直流母排的0极连接，所述第二电容的第二端用于与直流母排的负极连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的双向储能变流器，其特征在于，还包括：

散热件，与所述至少一个桥臂对应设置。

7.根据权利要求6所述的双向储能变流器，其特征在于，

所述第一开关组件和所述第五开关组件为第一模块，所述第四开关组件和所述第六开关组件为第二模块，所述第二开关组件和所述第三开关组件为第三模块；

其中，所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块为同一型号的模块。

8.根据权利要求7所述的双向储能变流器，其特征在于，

所述第一模块与所述第二模块沿第一方向依次分布，所述第一模块与所述第三模块沿第二方向依次分布。

9.根据权利要求6所述的双向储能变流器，其特征在于，

所述第一开关组件和所述第二开关组件为第一模块，所述第三开关组件和所述第四开关组件为第二模块，所述第五开关组件和所述第六开关组件为第三模块；

其中，所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块为同一型号的模块。

10.根据权利要求9所述的双向储能变流器，其特征在于，

所述第一模块、所述第二模块和所述第三模块沿所述散热件的延伸方向依次分布。

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