专利名称：能量回收电动汽车动力电池测试控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力技术领域，特别涉及一种能够实现动力蓄电池放电能量回馈的电网控制系统。
背景技术：
当前国内外企业在蓄电池生产，检测，蓄电池储能等领域，在对蓄电池充电测试时使用电网电能，放电时采用功率电阻将能量白白浪费掉。为了节约测试用电能，须(需)将电池中的能量进行并网回收。现有技术中，功率器件控制工作在线性放大区来实现恒流控制，这种设备导致了设备容量较小，同时由器件导通压降带来功耗问题十分严重，并且这种控制方法的设备不能实现电池放电并网能量回收。
发明内容有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种能量回收电动汽车动力电池测试控制系统，主电路功率器件全部工作在开关方式，直流变换器侧通过平波电抗器来抑制电流脉动， 实现恒流控制；同时将并网发电技术与电池放电测试技术相结合，在实现电池组放电测试控制的同时，将放电能量回馈到电网，大大节约了电能。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的本实用新型的能量回收电动汽车动力电池测试控制系统，包括动力蓄电池组，所述系统包括工频变压器、电流滤波器、可实现双向能量流动的AC/DC电压源型变流器和DC/ DC变换器；外部动力电网通过交流断路器与工频变压器的高压一次侧相联，所述工频变压器的低压二次侧与电流滤波器的输入端相联，所述电流滤波器的输出端与AC/DC电压源型变流器的AC三相输入端相联，所述AC/DC电压源型变流器的DC输出端联接至DC/DC变换器， 所述DC/DC变换器向动力蓄电池组提供直流电源；所述系统还包括AC/DC变流器控制单元和DC/DC变换器控制单元，所述AC/DC变流器控制单元包括AC/DC变流器驱动板和AC/DC变流器控制板，所述AC/DC变流器控制板采集工频变压器低压二次侧的电压和电流信号，并通过AC/DC变流器驱动板对AC/DC电压源型变流器进行驱动控制；所述DC/DC变换器控制单元包括DC/DC变换器驱动板和DC/DC变换器控制板，所述DC/DC变换器控制板采集动力蓄电池组的端电压、充放电电流以及直流母线电压，并通过DC/DC变换器控制板对DC/DC变换器进行驱动控制；所述AC/DC变流器控制板与DC/DC变换器控制板之间通过信号传输端联接，实现信号双向传输；进一步，所述系统还包括平波电抗器，所述平波电抗器与DC/DC变换器的输出侧联接；进一步，所述AC/DC电压源型变流器为三相IGBT变流器，所述AC/DC变流器控制板为三相逆变IGBT驱动板；进一步，所述DC/DC变换器为IGBT变换器，所述DC/DC变换器控制板为单相半桥 IGBT驱动板；进一步，所述AC/DC变流器控制板和DC/DC变换器控制板均以CPU为控制核心；进一步，电流滤波器为ZC型滤波器；进一步，所述系统还包括上位机，所述动力蓄电池组的信号采集控制单元通过CAN 通信，向上位机实时传递单体电池包括充放电电压、电流、温度信号在内的参数。本实用新型的有益效果是1)本实用新型的主电路功率器件全部工作在开关方式，直流变换侧通过平波电抗器来抑制电流脉动，从而实现恒流控制，避免电压波动，保证了系统的平稳性；2)本实用新型将并网发电技术与电池放电技术相结合，在实现电池组放电控制的同时，将放电能量回馈到电网，大大节约了测试用电能；3)本系统可作为电网峰值功率调节器，起到“削峰填谷”的作用，白天电网供给不足的时候，可由动力电池组进行放电并网，向电网回馈能量，满足大量负载的供电需求；夜晚的时候，可将剩余的电能通过动力电池组存储起来，整个过程中，电网电能得到了充分的利用；4)系统工作温度较低，能够满足大功率、高电压、大电流的电池组测试要求，另外， 由于功率器件工作在开关状态，通态压降较低，设备容易做到大功率化，系统的可靠性也较
尚ο本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中图1为本实用新型的系统架构示意图；图2为本实用新型的控制连接示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。如图1、2所示，本实用新型的能量回收电动汽车动力电池测试控制系统，包括动力蓄电池组1，还包括工频变压器2、电流滤波器3、可实现双向能量流动的AC/DC电压源型变流器4和DC/DC变换器5 ；其中，外部动力电网通过交流断路器与工频变压器2的高压一次侧相联，工频变压器2的低压二次侧与电流滤波器3的输入端相联，电流滤波器3的输出端与AC/DC电压源型变流器的AC三相输入端相联，AC/DC电压源型变流器的DC输出端联接至DC/DC变换器，DC/DC变换器5向动力蓄电池组提供直流电源；本实施例中，电流滤波器3包括用于滤除逆变高次电流谐波信号的电容器以及用于单位功率因数整流时的升压用电抗器。AC/DC电压源型变流器4和DC/DC变换器5分别通过AC/DC变流器控制单元和DC/ DC变换器控制单元进行控制，其中，AC/DC变流器控制单元包括AC/DC变流器驱动板6和 AC/DC变流器控制板7，所述AC/DC变流器控制板采集工频变压器低压二次侧的电压和电流信号，并通过AC/DC变流器驱动板对AC/DC电压源型变流器进行驱动控制；DC/DC变换器控制单元包括DC/DC变换器驱动板8和DC/DC变换器控制板9，DC/ DC变换器控制板采集动力蓄电池组的端电压以及充放电电流，并通过DC/DC变换器控制板对DC/DC变换器进行驱动控制；AC/DC变流器控制板与DC/DC变换器控制板之间通过信号传输端联接，实现并网电压，电流，功率因数、充放电电流、电压等信号的双向传输。作为进一步的改进，如图2所示，系统还包括平波电抗器10，本实施例中，平波电抗器与DC/DC变换器的输出侧联接，另一端连接电池组阳极，从而抑制电流脉动。而电池组阴极接至直流母线电压侧。作为进一步的改进，动力蓄电池组采用双通道电池负载，当一个通道处于充电模式，另一通道处于放电模式时，可不启动并网功能，实现两组电池之间的能量传递，同时达到测试的目的。同时还能够对两组电池同时进行充放电控制，这种情况下，内部系统内部就有两个DC/DC变换器，提高了测试效率。作为进一步的改进，系统还包括上位机，动力蓄电池组的信号采集控制单元通过 CAN通信，向上位机实时传递单体电池包括充放电电压、电流、温度信号在内的参数。从而实现对单体电池的监控。本实施例中，AC/DC电压源型变流器为三相IGBT变流器，AC/DC变流器控制板为三相逆变IGBT驱动板；DC/DC变换器为IGBT变换器，DC/DC变换器控制板为单相IGBT驱动板。本发明通过采用双芯片控制系统架构，其中DC/DC变换器控制板主要负责动力电池组端电压、多通道电池组充放电电流、电池组温度、直流母线电压等信号检测，以及对电池组充放电恒流、恒压、恒功率的测试进行控制；AC/DC变流器控制板在充电测试时，主要控制变流器对动力电网进行PWM整流，从而提高直流母线电压，实现单位功率因数的整流器控制，减小现有技术中大量功率二极管整流带来的谐波问题，放电测试时，主要将电池组放电能量通过并网逆变发电控制，并接电网，实现电池放电能量的再利用，在这个过程中， 实时监测电网无功功率，本发明中的三相电压型变流器还可兼做无功补偿装置。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.能量回收电动汽车动力电池测试控制系统，包括动力蓄电池组，其特征在于所述系统包括工频变压器、电流滤波器、可实现双向能量流动的AC/DC电压源型变流器和DC/DC 变换器；外部动力电网通过交流断路器与工频变压器的高压一次侧相联，所述工频变压器的低压二次侧与电流滤波器的输入端相联，所述电流滤波器的输出端与AC/DC电压源型变流器的AC三相输入端相联，所述AC/DC电压源型变流器的DC输出端联接至DC/DC变换器，所述 DC/DC变换器向动力蓄电池组提供直流电源；所述系统还包括AC/DC变流器控制单元和DC/DC变换器控制单元，所述AC/DC变流器控制单元包括AC/DC变流器驱动板和AC/DC变流器控制板，所述AC/DC变流器控制板采集工频变压器低压二次侧的电压和电流信号，并通过AC/DC变流器驱动板对AC/DC电压源型变流器进行驱动控制；所述DC/DC变换器控制单元包括DC/DC变换器驱动板和DC/DC变换器控制板，所述DC/ DC变换器控制板采集动力蓄电池组的端电压、充放电电流以及直流母线电压，并通过DC/ DC变换器控制板对DC/DC变换器进行恒流、恒压、恒功率、充放电控制；所述AC/DC变流器控制板与DC/DC变换器控制板之间通过信号传输端联接，实现信号双向传输。
2.根据权利要求1所述的能量回收电动汽车动力电池测试控制系统，其特征在于所述系统还包括平波电抗器，所述平波电抗器与DC/DC变换器的输出侧联接。
3.根据权利要求1所述的能量回收电动汽车动力电池测试控制系统，其特征在于所述AC/DC电压源型变流器为三相IGBT变流器，所述AC/DC变流器控制板为三相逆变IGBT 驱动板。
4.根据权利要求1所述的能量回收电动汽车动力电池测试控制系统，其特征在于所述DC/DC变换器为IGBT变换器，所述DC/DC变换器控制板为单相半桥IGBT驱动板。
5.根据权利要求3或4所述的能量回收电动汽车动力电池测试控制系统，其特征在于 所述AC/DC变流器控制板和DC/DC变换器控制板均以CPU为控制核心。
6.根据权利要求1所述的能量回收电动汽车动力电池测试控制系统，其特征在于电流滤波器为LC型滤波器。
7.根据权利要求1所述的能量回收电动汽车动力电池测试控制系统，其特征在于所述系统还包括上位机，所述动力蓄电池组的信号采集控制单元通过CAN通信，向上位机实时传递单体电池包括充放电电压、电流、温度信号在内的参数。
专利摘要本实用新型公开了一种能量回收电动汽车动力电池测试控制系统，包括动力蓄电池组、三相/单相工频变压器、三相/单相LC型电流滤波器、可实现双向能量流动的AC/DC电压源型变流器和DC/DC变换器；还包括用于对三相/单相AC/DC电压源型PWM变流器和DC/DC变换器分别进行控制的AC/DC变流器控制单元和DC/DC变换器控制单元，其中，AC/DC变流器控制单元包括AC/DC变流器驱动板和AC/DCC变流器控制板，DC/DC变换器控制单元包括DC/DC变换器驱动板和DC/DC变换器控制板，AC/DCC变流器控制板与DC/DC变换器控制板之间实现双向通信，本实用新型的主电路功率器件全部工作在开关模式，易大功率化，动力电池组充放电控制通过平波电抗器来抑制电流脉动，实现动力电池组恒流、恒压、恒功率充放电控制，系统稳定性较高。
文档编号H02J3/32GK202260483SQ20112030346
公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月19日 优先权日2011年8月19日
发明者李永利, 龙波 申请人:电子科技大学