馈电整流温控模块以及使用其的电瓶试验装置、试验方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于电瓶试验技术领域，涉及电瓶试验台，尤其涉及可以实现电瓶放电能量回馈交流电网的馈电整流温控模块、使用该模块的电瓶试验装置以及试验方法。
【背景技术】
[0002]大容量电瓶在汽车等领域中开始广泛应用，在电瓶装备使用前，通常需要对新的电瓶进行性能试验，其试验过程通常是在电瓶试验台中完成。例如为了对新的电瓶进行实际容量试验，电瓶组成的模组要放置在温度为25V ±2°C的水体中，在电瓶完全充电结束后ltT5h内，当电解液温度达到25°C ±2°C，以20A电流放电到电瓶的电压达到10.5V±0.05V时终止，记录放电持续时间，从而计算出实际容量。上述试验过程中，需要水温的准确控制和电池温度的监测，要求充电电流和放电电流可控，电瓶试验装置要求具备有足够的散热性能。
[0003]根据电瓶试验标准的要求，对电瓶的试验过程中，被试验的电瓶可以工作在各种充电模式或各种放电模式，这些模式的参数控制等均是通过电瓶试验装置来完成，电瓶试验装置的还一个重要功能在于控制水体的温度，以大致地恒定在某一温度(例如，25°C或40°C)，也即温控功能。
[0004]现有技术的一种电瓶试验装置中，采用传统的制冷方式来实现上述温控功能，例如，采用热泵式空调技术。但采用这样的电瓶试验装置复杂且体积庞大，对试验环境的要求较闻。
[0005]现有技术的又一种电瓶试验装置中，通过使用制冷片来实现温控功能，从而简化电瓶试验装置。但是，制冷片是通过若干组制冷片并联形成，以DC低压电源(例如16V)对其进行供电，因此，需要在整流模块的直流输出后增加高低电压转换模块以在直流母线上提供DC低压电源；并且，在放电模式下，过大的电流导致电瓶的发热相对温控要求来说热量富余，因此，需要若干制冷片工作于制冷模式来保证水体恒温。这样，散热问题突出，放电的能量被浪费，电瓶试验装置的能量效率低。
[0006]有鉴于此，有必要提出一种新型的电瓶试验装置以克服现有技术的不足。
【发明内容】
[0007]本发明的目的之一在于，简化电瓶试验装置并降低其成本。
[0008]本发明的又一目的在于，被试验的电瓶在放电模式时可实现能量回馈电网。
[0009]本发明的还一目的在于，提高电瓶试验装置的性能。
[0010]为实现以上目的或者其他目的，本发明提供以下技术方案。
[0011]按照本发明的一方面，提供一种馈电整流温控模块(11)，其包括:
用于致热的第一制冷片组(113)和用于致冷的第二制冷片组(114)，所述第一制冷片组和第二制冷片组由多个制冷片(80)串联连接形成；
整流馈电电路(111)，其输入端耦接于交流电网，其输出端耦接于高压直流母线，并且该整流馈电电路可操作地工作于整流状态以将交流电网的交流输入转换为直流输出至所述高压母线端，或可操作地工作于馈电状态以将高压母线端的直流回馈至所述交流电网；以及
温控电路(112)，用于驱动所述第一制冷片组(113)和/或第二制冷片组(114)；
其中，所述第一制冷片组和第二制冷片组均耦接于所述高压直流母线并直接通过高压直流母线供电。
[0012]按照本发明一实施例的馈电整流温控模块，其中，所述高压直流母线端的电压低于或等于预定电压值时，所述整流馈电电路工作于所述整流状态；所述高压直流母线端的电压高于预定电压值时，所述整流馈电电路工作于所述馈电状态。
[0013]按照本发明一实施例的馈电整流温控模块，其中，所述温控电路包括与第一制冷片组串联(113)连接的第一开关元件(Nll)和与第二制冷片组串联(114)连接的第二开关元件(N12)。
[0014]优选地，所述第一开关元件(Nll)和第二开关元件(N12)通过其控制器以脉冲宽度调节(PWM)控制方式控制其导通和关断。
[0015]优选地，所述控制器获取来自温度传感器的信号以控制偏置在所述第一开关元件(Nll)或第二开关元件(N12)上的PWM信号。
[0016]按照本发明还一实施例的馈电整流温控模块，其中，所述整流馈电电路(111)包括IGBT逆变模块和动态稳定控制模块，通过使用SPWM方式控制所述IGBT逆变模块以使所述高压直流母线端动态地稳定在所述预定电压值。
[0017]具体地，所述IGBT逆变模块第一 IGBT (G1)、第二 IGBT (G2)、第三IGBT (G3)和第四IGBT (G4)，其中，所述第一 IGBT (Gl)的输入端和所述第三IGBT (G3)的输入端并联耦接于所述高压直流母线端，所述第一 IGBT (Gl)的输出端连接于所述第二 IGBT (G2)的输入端连接，所述三IGBT (G3)的输出端连接于所述第四IGBT (G4)的输入端连接，所述交流电网的两端分别在所述第一 IGBT (Gl)和第二 IGBT (G2)之间、所述第三IGBT (G3)和第四IGBT (G4)之间接入；所述第一 IGBT (G1)、第二 IGBT (G2)、第三IGBT (G3)和第四IGBT (G4)的控制端与IGBT驱动模块的输出端连接。
[0018]在一实施例中，所述动态稳定控制模块包括正弦波相位采样电路和高压直流母线电压采样电路。
[0019]按照本发明的又一方面，提供一种电瓶试验装置，用于对一个或多个电瓶(91)进行包含充电和放电的试验，其包括:
以上所述及的任一种馈电整流温控模块(11);
主控模块(15);以及双向逆变开关模块(13)；
其中，所述主控模块(15)包含处理单元并且同时与所述馈电整流温控模块(11)和双向逆变开关模块(13)耦接；
所述双向逆变开关模块(13)包括若干对应每个被试验的电瓶(91)而相应设置的双向逆变开关电源电路(131)；
在进行所述充电试验时，所述馈电整流温控模块(11)工作于所述整流状态，所述双向逆变开关电源电路(131)可操作地用于将所述高压直流母线的直流电压转换为稳定的低压直流电压以对所述电瓶进行充电；
在进行所述放电试验时，所述双向逆变开关电源电路(131)可操作地用于将所述电瓶(91)输出的直流电压反馈给所述高压直流母线，并且所述馈电整流温控模块(11)工作于所述馈电状态以将反馈至高压母线端的直流回馈至所述交流电网。
[0020]按照本发明一实施例的电瓶试验装置，其中，每个所述双向逆变开关电源电路(131)包括第一推挽电路(121)、高频变压器(122)、第二推挽电路(123)；
其中，所述高频变压器(122)通过脉冲宽度调节(PWM)方式对交流电压进行改变；所述第一推挽电路(121)的第一端与所述高压直流母线耦接，所述第一推挽电路(121)的第二端与所述高频变压器(122)耦接；所述第二推挽电路(123)的第一端与所述高频变压器(122)耦接，所述第二推挽电路(123)的第二端与所述电瓶(91)耦接；
在进行所述充电试验时，所述第一推挽电路(121)可操作地用于将所述高压直流母线的直流电压转换为第一交流电压，所述高频变压器(122)可操作地将该第一交流电压进行降压处理输出第二交流电压，所述第二推挽电路(123)可操作地用于将第二交流电压转换为低压的直流电压以对所述电瓶进行充电；
在进行所述放电试验时，所述第二推挽电