馈电整流温控模块以及使用其的电瓶试验装置、试验方法_2

文档序号:8360753阅读:来源:国知局
路(123 )可操作地将所述电瓶(91)输出的直流电压转换第三交流电压,所述高频变压器(122)可操作地将所述第三交流电压进行升压处理输出第四交流电压,所述第一推挽电路(121)可操作地用于抽取所述第四交流电压并转换为直流电压反馈给所述高压直流母线。
[0021]按照本发明一实施例的电瓶试验装置,其中,所述第一推挽电路(121)包括带续流二极管的第一功率MOS管(NI)和第二功率MOS管(N2);所述第二推挽电路(123)包括带续流二极管的第三功率MOS管(N5)和第四功率MOS管(N7)。
[0022]按照本发明的还一方面,提供一种基于以上所述及的任一中电瓶试验装置对电瓶进行试验的方法,其中,
在进行所述充电试验时,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,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,将所述电瓶(91)输出的直流电压反馈给所述高压直流母线,将高压母线端的直流回馈至所述交流电网。
[0023]优选地,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预定电压值。
[0024]优选地,通过使用PWM方式控制第一制冷片组(113)和第二制冷片组(114)工作。
[0025]本发明的馈电整流温控模块温控精度高、高压直流母线端的多余电能可以回馈至交流电网,有利于节能并稳定直流母线端的电压于预定值。本发明的电瓶试验装置满足电瓶试验的复杂要求,并且,控制电路结构可以得到大大地简化,性能得到提升的同时,成本低、能量利用效率高。
【附图说明】
[0026]从结合附图的以下详细说明中,将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚,其中,相同或相似的要素采用相同的标号表示。
[0027]图1是按照本发明一实施例的电瓶试验装置的功能模块结构示意图。
[0028]图2是制冷片单元的结构示意图。
[0029]图3是按照本发明一实施例的双向逆变开关模块的电路结构示意图。
[0030]图4是图1所示电瓶试验装置的馈电整流温控模块和相应的部分主控模块的具体电路实现实施例示意图。
[0031]图5是图1所示电瓶试验装置的双向逆变开关模块和相应的部分主控模块的具体电路实现实施例示意图。
[0032]图6是馈电整流温控模块的IGBT逆变模块在交流输入整流时的原理示意图。
[0033]图7是馈电整流温控模块的IGBT逆变模块在馈电状态的工作原理示意图。
[0034]图8是双向逆变开关电源电路的在充电试验时的工作原理示意图。
[0035]图9是双向逆变开关电源电路的在放电试验时的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些,旨在提供对本发明的基本了解,并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解,根据本发明的技术方案,在不变更本发明的实质精神下,本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此,以下【具体实施方式】以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明,而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
[0037]图1所示为按照本发明一实施例的电瓶试验装置的功能模块结构示意图。该电瓶试验装置用于对多组电瓶91按行业标准进行试验,电瓶91可以为汽车领域使用的电瓶(例如,至少可以用作动力电池的高压电池),其具体类型和使用的范围不是限制性的。按照电瓶试验的要求,该电瓶试验装置至少可以工作在升温和保温模式、充电模式、放电模式,其中使用的制冷片组113和114用于对置放电瓶91的水体进行温度控制。
[0038]电瓶试验装置的控制部分主要地包括整流馈电温控模块11、双向逆变开关模块13和主控模块15,主控模块15是各种控制信号的处理中心,其设置有处理单元(例如AVR单片机)和各种I/o终端(例如触摸显示终端),用户设定的参数可以由I/O终端输入,当然也可以设置温度传感器以实时反馈电瓶91所处的水体的温度信号。
[0039]整流馈电温控模块11接入交流电网(例如220V),因此,可以从交流电网取电。整流馈电温控模块11主要包括整流馈电电路111、温控电路112和制冷片组。整流馈电电路111的输入端耦接于交流电网,其输出端耦接于高压直流母线。制冷片组包括用于致热的第一串联制冷片组113以及用于致冷的第二串联制冷片组114,第一串联制冷片组113和第二串联制冷片组114均是由多个制冷片单元串联连接形成,其串联的个数与制冷片单元的工作电压和高压直流母线的直流电压大小有关,以高压直流母线是300V为示例,第一串联制冷片组113和第二串联制冷片组114中可以串联设置10个相同的制冷片单元,这样,即使在高压供电的情况下,每个制冷片单元也可以正常工作。温控电路112用于驱动第一串联制冷片组113和第二串联制冷片组114,在该实施例中,温控电路112包括与第一串联制冷片组113连接的晶体管NI I和与第二串联制冷片组114连接的晶体管NI2,通过NI I和NI2可以分别控制第一串联制冷片组113和第二串联制冷片组114是否工作,优选地,通过在Nll和N12分别偏置PWM信号以分别驱动第一串联制冷片组113和第二串联制冷片组114。
[0040]制冷片单元的具体结构如图2所示,制冷片单元也可以称为热电半导体制冷组件。制冷片的主要工作部件为半导体PN极。当在PN极两端加上同向电位时,将会在PN极上发生热量的转移。PN级的P极变冷而N极变热。该种制冷方式的效率大约在60%。这样输入100W的功率在冷端将会产生60W的制冷效果,而在热端将会产生160W的制热效果,这包括热转移60W加上提供的转移所需电流产生的热量,对于电瓶试验装置是足够的。制冷片的功率由在单位面积内布置的PN极的个数决定。一般情况下一个40*40面积的制冷片可以做到电流1A以上,功率大于100W。
[0041]继续如图1所示,在高压直流母线端的电压低于或等于预定电压值(例如300V)时,整流馈电电路111工作于整流状态,其将交流电网的交流输入转换为直流输出至高压母线端;高压直流母线端的电压高于预定电压值(例如300V)时,整流馈电电路工作于馈电状态,将高压母线端的多余的直流回馈至交流电网,从而实现馈电的功能,并且,能使直流母线端的电压保持动态稳定(不管被试验电瓶处于何种状态),更能精确控制第一串联制冷片组113和第二串联制冷片组114,从而精确控制水体的温度。
[0042]继续如图1所示,双向逆变开关模块13中,对应用每个被试验的电瓶91,设置有一个双向逆变开关电源电路131,双向逆变开关电源电路131的一端连接高压直流母线端,另一端连接电瓶91。
[0043]图3所示为按照本发明一实施例的双向逆变开关模块的电路结构示意图。双向逆变开关模块131主要地包括第一推挽电路121、高频变压器122和第二推挽电路123 (如图3中虚线框所示),第一推挽电路121和第二推挽电路123和高频变压器122构成了双向推挽振荡电路。在该具体实施例中,第一推挽电路121和第二推挽电路123可分别包括四个增强型MOS (金属氧化物半导体)管NI?N4以及四个增强型MOS管N5?N8,每个MOS管对应有相应的续流二极管(图中未示出),而高频变压器122可由线圈Ll-1、L1-2以及线圈L2-UL2-2组成。其中,NI的第一端和N2的第一端均
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