【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及新能源，尤其涉及一種兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置及控制方法。
技術(shù)介紹
1、隨著電動(dòng)汽車和電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的快速發(fā)展，電池作為核心組件，需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的性能測(cè)試和安全測(cè)試以確保其可靠性和適配性。尤其是高壓大容量電池的廣泛應(yīng)用，對(duì)電池測(cè)試設(shè)備提出了更高的需求。現(xiàn)有市場(chǎng)中，高壓電池充放電測(cè)試裝置主要以兩級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為主：一級(jí)為acdc電路，用于連接電網(wǎng)，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；另一級(jí)為dcdc電路，用于調(diào)整直流電壓以適應(yīng)電池的充放電要求。在acdc與dcdc電路中，三電平拓?fù)渲饾u成為高壓場(chǎng)景的主流選擇。三電平拓?fù)湎噍^于傳統(tǒng)的兩電平拓?fù)洌梢燥@著降低開關(guān)器件的電壓應(yīng)力，減少開關(guān)損耗，提升功率密度，同時(shí)在裝置體積與成本上表現(xiàn)出更好的優(yōu)勢(shì)。特別是dcdc電路中的飛跨電容設(shè)計(jì)，通過(guò)分擔(dān)電壓、平衡能量，實(shí)現(xiàn)了電路的高效運(yùn)行，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。
2、盡管三電平拓?fù)浼夹g(shù)在儲(chǔ)能領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，但仍存在一定的改進(jìn)空間。例如，飛跨電容的電壓控制需要更加精準(zhǔn)，以確保裝置在高電壓和大電流工況下的高效運(yùn)行。同時(shí)，為適應(yīng)不斷增加的測(cè)試需求，系統(tǒng)需要兼顧高功率密度、低成本和維護(hù)便利性等多方面因素。這些都對(duì)現(xiàn)有兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置提出了進(jìn)一步優(yōu)化的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置及控制方法。
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置，所述裝置包括：
3、acdc電路，與電網(wǎng)相連
4、dcdc電路，包括第一電容、第二電容、第三電容和第一飛跨電容控制電路；所述第一電容的正極通過(guò)第一連接點(diǎn)連接至所述第一飛跨電容控制電路，所述第一電容的負(fù)極與所述第二電容的正極相連；所述第二電容的負(fù)極通過(guò)第三連接點(diǎn)連接至所述第一飛跨電容控制電路；所述第三電容的正極通過(guò)第四連接點(diǎn)連接至所述第一飛跨電容控制電路，所述第三電容的負(fù)極通過(guò)第五連接點(diǎn)連接至所述第一飛跨電容控制電路；所述第一飛跨電容控制電路通過(guò)第二連接點(diǎn)連接至所述acdc電路；
5、lc濾波電路，與所述dcdc電路相連。
6、可選地，所述dcdc電路還包括功率管t5、功率管t6、功率管t7、功率管t8、二極管d5、二極管d6、二極管d7和二極管d8，所述功率管t5與所述功率管t6、功率管t7和功率管t8依次串聯(lián)；所述功率管t5與所述二極管d5并聯(lián)，且所述功率管t5的一端連接至所述第三電容的正極，另一端連接至所述第一電容的正極；所述功率管t8與所述二極管d8并聯(lián)，且所述功率管t8的一端連接至所述第三電容的負(fù)極，另一端連接至所述第二電容的負(fù)極。
7、可選地，所述dcdc電路還包括：
8、第二飛跨電容控制電路，通過(guò)第六連接點(diǎn)連接至所述功率管t5和所述功率管t6之間；或，
9、第三飛跨電容控制電路，通過(guò)第七連接點(diǎn)連接至所述功率管t7和所述功率管t8之間。
10、可選地，所述dcdc電路還包括第四電容，功率管t9、功率管t10、功率管t11和功率管t12，所述功率管t9與所述功率管t10、功率管t11和功率管t12依次串聯(lián)；所述第四電容的正極通過(guò)第八連接點(diǎn)連接至第二飛跨控制電路或第三飛跨控制電路，所述第四電容的負(fù)極通過(guò)第九連接點(diǎn)連接至第二飛跨控制電路或第三飛跨控制電路；所述第四電容的正極還連接至所述功率管t9和所述功率管t10之間，所述第四電容的負(fù)極還連接至所述功率管t11和所述功率管t12之間。
11、可選地，所述第一飛跨電容控制電路包括功率管t1、功率管t2、功率管t3、功率管t4、二極管d1、二極管d2、二極管d3和二極管d4；所述功率管t1與所述二極管d1并聯(lián)連接，且所述功率管t1的一端連接至第一連接點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻r1連接至第四連接點(diǎn)；所述功率管t2與所述二極管d2并聯(lián)連接，且所述功率管t2的一端連接至第二連接點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻r2連接至第四連接點(diǎn)；所述功率管t3與所述二極管d3并聯(lián)連接，且所述功率管t3的一端連接至第二連接點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻r3連接至第五連接點(diǎn)；所述功率管t4與所述二極管d4并聯(lián)連接，且所述功率管t4的一端連接至第三連接點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻r4連接至第五連接點(diǎn)。
12、可選地，當(dāng)所述功率管t5導(dǎo)通時(shí)，所述功率管t8不導(dǎo)通；當(dāng)所述功率管t8導(dǎo)通時(shí)，所述功率管t5不導(dǎo)通；
13、當(dāng)所述功率管t5導(dǎo)通時(shí)，所述功率管t1和所述功率管t3導(dǎo)通；當(dāng)所述功率管t8導(dǎo)通時(shí)，所述功率管t2、所述功率管t4導(dǎo)通；所述功率管t1、所述功率管t3與所述功率管t2、功率管t4的導(dǎo)通時(shí)間相同。
14、可選地，所述第二飛跨電容控制電路包括功率管t9、功率管t10、二極管d9、二極管d10、電阻r5和電阻r6；所述功率管t9與所述二極管d9并聯(lián)連接，且所述功率管t9的一端連接至第六連接點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻r5連接至第八連接點(diǎn)；所述功率管t10與所述二極管d10并聯(lián)連接，且所述功率管t10的一端連接至第七連接點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻r6連接至第九連接點(diǎn)。
15、可選地，所述第三飛跨電容控制電路包括電阻r7和電阻r8，所述電阻r7的一端連接至第六連接點(diǎn)，另一端連接至第八連接點(diǎn)；所述電阻r8的一端連接至第七連接點(diǎn)，另一端連接至第九連接點(diǎn)。
16、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于上述的兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置的控制方法，所述方法包括：
17、通過(guò)acdc電路對(duì)直流母線電容進(jìn)行充電，直至直流輸出側(cè)電壓達(dá)到目標(biāo)值；
18、通過(guò)飛跨電容控制電路對(duì)飛跨電容進(jìn)行充電，控制所述飛跨電容電壓升至目標(biāo)值，完成后所述飛跨電容控制電路進(jìn)入等待運(yùn)行狀態(tài)；
19、通過(guò)dcdc電路功率管調(diào)節(jié)lc濾波電路電壓，使得所述lc濾波電路電壓達(dá)到與高壓電池電壓相近的值；
20、將直流側(cè)主開關(guān)閉合，dcdc電路與高壓電池形成閉環(huán)，進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。
21、可選地，所述方法還包括：
22、當(dāng)所述飛跨電容實(shí)際電壓與額定電壓的差值的絕對(duì)值超過(guò)設(shè)定的限值時(shí)，所述飛跨電容控制電路從所述等待運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)所述飛跨電容的電壓進(jìn)行調(diào)整；或，
23、當(dāng)所述兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置的運(yùn)行電流小于預(yù)設(shè)電流值時(shí)，所述飛跨電容控制電路從所述等待運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)所述飛跨電容的電壓進(jìn)行調(diào)整。
24、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置和控制方法，通過(guò)acdc電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并結(jié)合dcdc電路實(shí)現(xiàn)直流電壓的高效調(diào)節(jié)。dcdc電路中采用了飛跨電容控制電路，可有效提升電壓控制的精準(zhǔn)度，改善裝置的穩(wěn)定性。該裝置結(jié)構(gòu)合理，能夠?qū)崿F(xiàn)體積小、成本低、運(yùn)行可靠的優(yōu)勢(shì)，滿足高壓電池充放電測(cè)試設(shè)備對(duì)高功率密度和性能的需求。
25、進(jìn)一步地，本申請(qǐng)通過(guò)在dcdc電路中加入多組飛跨電容控制電路，以及優(yōu)化功率管和電容的連接布局，不僅提高了飛跨電容的電壓平衡能力，還顯著增強(qiáng)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置，其特征在于，所述裝置包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置，其特征在于，所述DCDC電路還包括功率管T5、功率管T6、功率管T7、功率管T8、二極管D5、二極管D6、二極管D7和二極管D8，所述功率管T5與所述功率管T6、功率管T7和功率管T8依次串聯(lián)；所述功率管T5與所述二極管D5并聯(lián)，且所述功率管T5的一端連接至所述第三電容的正極，另一端連接至所述第一電容的正極；所述功率管T8與所述二極管D8并聯(lián)，且所述功率管T8的一端連接至所述第三電容的負(fù)極，另一端連接至所述第二電容的負(fù)極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置，其特征在于，所述DCDC電路還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置，其特征在于，所述DCDC電路還包括第四電容，功率管T9、功率管T10、功率管T11和功率管T12，所述功率管T9與所述功率管T10、功率管T11和功率管T12依次串聯(lián)；所述第四電容的正極通過(guò)第八連接點(diǎn)連接至第二飛跨控制電路或第三飛跨控制電路，所述第四電容的負(fù)極通過(guò)
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置，其特征在于，所述第一飛跨電容控制電路包括功率管T1、功率管T2、功率管T3、功率管T4、二極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4；所述功率管T1與所述二極管D1并聯(lián)連接，且所述功率管T1的一端連接至第一連接點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻R1連接至第四連接點(diǎn)；所述功率管T2與所述二極管D2并聯(lián)連接，且所述功率管T2的一端連接至第二連接點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻R2連接至第四連接點(diǎn)；所述功率管T3與所述二極管D3并聯(lián)連接，且所述功率管T3的一端連接至第二連接點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻R3連接至第五連接點(diǎn)；所述功率管T4與所述二極管D4并聯(lián)連接，且所述功率管T4的一端連接至第三連接點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻R4連接至第五連接點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置，其特征在于，當(dāng)功率管T5導(dǎo)通時(shí)，功率管T8不導(dǎo)通；當(dāng)所述功率管T8導(dǎo)通時(shí)，所述功率管T5不導(dǎo)通；
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置，其特征在于，所述第二飛跨電容控制電路包括功率管T9、功率管T10、二極管D9、二極管D10、電阻R5和電阻R6；所述功率管T9與所述二極管D9并聯(lián)連接，且所述功率管T9的一端連接至第六連接點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻R5連接至第八連接點(diǎn)；所述功率管T10與所述二極管D10并聯(lián)連接，且所述功率管T10的一端連接至第七連接點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻R6連接至第九連接點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置，其特征在于，所述第三飛跨電容控制電路包括電阻R7和電阻R8，所述電阻R7的一端連接至第六連接點(diǎn)，另一端連接至第八連接點(diǎn)；所述電阻R8的一端連接至第七連接點(diǎn)，另一端連接至第九連接點(diǎn)。
9.一種用于如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述方法還包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置，其特征在于，所述裝置包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置，其特征在于，所述dcdc電路還包括功率管t5、功率管t6、功率管t7、功率管t8、二極管d5、二極管d6、二極管d7和二極管d8，所述功率管t5與所述功率管t6、功率管t7和功率管t8依次串聯(lián)；所述功率管t5與所述二極管d5并聯(lián)，且所述功率管t5的一端連接至所述第三電容的正極，另一端連接至所述第一電容的正極；所述功率管t8與所述二極管d8并聯(lián)，且所述功率管t8的一端連接至所述第三電容的負(fù)極，另一端連接至所述第二電容的負(fù)極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置，其特征在于，所述dcdc電路還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置，其特征在于，所述dcdc電路還包括第四電容，功率管t9、功率管t10、功率管t11和功率管t12，所述功率管t9與所述功率管t10、功率管t11和功率管t12依次串聯(lián)；所述第四電容的正極通過(guò)第八連接點(diǎn)連接至第二飛跨控制電路或第三飛跨控制電路，所述第四電容的負(fù)極通過(guò)第九連接點(diǎn)連接至第二飛跨控制電路或第三飛跨控制電路；所述第四電容的正極還連接至所述功率管t9和所述功率管t10之間，所述第四電容的負(fù)極還連接至所述功率管t11和所述功率管t12之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)三電平高壓電池充放電裝置，其特征在于，所述第一飛跨電容控制電路包括功率管t1、功率管t2、功率管t3、功率管t4、二極管d1、二極管d2、二極管d3和二極管d4；所述功率管t1與所述二極管d1并聯(lián)連接，且所述功率管t1...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王晶，宣黎鑫，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蘇州新能先鋒檢測(cè)科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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