一种共直流母线式动力电池性能检测设备的制作方法

文档序号:12124142阅读:462来源:国知局

本实用新型涉及一种检测设备领域,尤其涉及一种共直流母线式动力电池性能检测设备。



背景技术:

目前单/多通道的动力电池性能检测设备一般采用以下两种模式。

(1)、一种是充电电能取自电网,经过变压器隔离后再经过无源整流,将交流电变换成直流电,然后再次通过DC/DC单元实现相对宽范围的直流电压变换,进而对动力电池充电。但这种模式的设备在放电时往往将蓄电池内的电能直接通过电阻放掉。

(2)、另一种比较先进的模式是电网交流电通过工频变压器隔离,由双向AC/DC变流器实现交直流的双向变换,再配置一个双向DC/DC变流器实现直流侧电压的宽范围调节,实现对动力电池包按照后台系统的测试流程进行充、放电、静置等各种模式的工作,同时实现对动力电池包的相关性能检测,进而实现对不同电压等级的动力电池包进行检测。但这种模式(工频变压器+AC/DC+DC/DC)只能用于对一个动力电池包的测试,也是常说的一个直流通道。

第(1)种模式的设备基本已淘汰。其主要原因:在动力电池充电时对电网造成严重的谐波和无功干扰,而放电时产生大量的热量,致使室内环境温度显著变化,无法保证动力电池性能。

采用第(2)种模式的检测设备,当需要多个直流通道分别对多个动力电池包测试时,需要采用多组“工频变压器+AC/DC+DC/DC”的“3单元串联组合(以下简称3组合)”制造模式,多个柜体并联,或在同一个柜体里组成结构复杂的多个3单元组合,造成设备结构复杂、故障率高、单位体积功率密度小、测试过程中能耗大,这不利于节能降耗,且成本高昂。

根据当前电动汽车自身的结构问题,往往采用多个低电压大电流的电池包分别放置在车体的不同部位,然后再串联使用,所以,在动力电池生产上,低压大电流电池包的数量庞大,需要电压相对低的多通道柜体对单个电池包进行测试的需求比较大。面对这种情况,如果采用上述3组合模式对每个基本电池包进行测试,充电时3组合设备需要从电网获取电能,再经过3组合进行电能变换后充到电池包中,放电时从电池包中获取电能再经过3组合回馈到电网。但如此工作的3组合设备,在能源变换效率上大打折扣。其表现在:一个充放电流程,电能需要经过6级衰减才能完成测试。6级衰减的能量即使是能量回馈型检测设备也将会产生大量的热量释放到电池生产车间,而动力电池生产过程对环境温度非常敏感,直接影响到动力电池的性能。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种结构简单、节能效果好、成本低的共直流母线动力电池性能检测设备。

本实用新型所采用的技术方案是:本实用新型包括从电网接入电能的工频隔离变压器、与所述工频隔离变压器输出端连接的双向AC-DC变流器和若干个双向DC/DC直流通道,所述双向AC-DC变流器的输出端与设备内部的公共直流母线连接,若干所述双向DC/DC直流通道一端连接在所述公共直流母线上,另一端与待测动力电池连接。

上述方案可见,本实用新型结构简单,当内部哦公共直流母线电压高出双向AC-DC变流器预定的电压时,双向AC-DC变流器将内部的公共直流母线的直流电能回馈到电网,反之,双向AC-DC变流器从电网通过有源整流方式将交流电能转换为直流电能输送到内部的公共直流母线,从而起到节能的效果;另外,若干所述双向DC/DC直流通道一端连接在所述公共直流母线上,通过直流通道的并联,实现超宽电流输入/出,降低了用户的多类型设备采购成本。当某一双向DC/DC直流通道处于放电状态,而另一双向DC/DC直流通道处于充电状态,则放电的双向DC/DC直流通道向公共直流母线释放的电能会优先供给正在充电的双向DC/DC直流通道或者其它需要电能的直流通道,而不是直接送向电网。如此系统在对动力电池包进行测试的过程中,电能最少只需要经过2级电能变换就能完成对动力电池包的全部测试,从而大大提高其节能特性;这也间接地降低了检测成本。

作为一个更加优选的方案,所述工频隔离变压器、双向AC-DC变流器和若干个双向DC/DC直流通道上还通过串行通信线连接有远程后台监控系统。

上述方案可见,通过远程后台监控系统可以实时地远程对整个设备进行监测,提高了自动化成本且减少了人为因素的干预,提高了检测准确率。

作为一个更加优选的方案,在所述工频隔离变压器与所述电网接入点之间设置有避雷器。

上述方案可见,通过避雷器的设置,大大地提高了整个设备的安全性和稳定性,保证了检测设备的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的简易结构示意图。

具体实施方式

如图1所示,在本实施例中,本实用新型包括从电网接入电能的工频隔离变压器1、与所述工频隔离变压器1输出端连接的双向AC-DC变流器2和若干个双向DC/DC直流通道3,在所述工频隔离变压器1与所述电网接入点之间设置有避雷器6。所述双向AC-DC变流器2的输出端与设备内部的公共直流母线4连接,若干所述双向DC/DC直流通道3一端连接在所述公共直流母线4上,另一端与待测动力电池连接。所述工频隔离变压器1、双向AC-DC变流器2和若干个双向DC/DC直流通道3上还通过串行通信线连接有远程后台监控系统5。在所述工频隔离变压器1与所述电网接入点之间设置有避雷器6。

本实用新型中,工频隔离变压器1和双向AC-DC变流器的功率大小可以是连接在内部的公共直流母线4上所有的直流通道功率的总和,也可以公共直流母线4上所有直流通道功率总和的一半或者与其中一个功率最大的直流通道的功率相同(此处忽略效率因素)。

各个直流通道可以是独立的模块,也可以是大的功率单元,功率可以相同也可以各不相同,每个双向DC/DC直流通道3和双向AC-DC变流器2均具备独立的控制检测系统,独立工作,除双向AC-DC变流器2承担内部公共直流母线稳压工作外,所有直流通道均不对内部直流母线电压负责,所有直流通道在对动力电池进行测试的过程中只根据测试流程的需要从内部公共直流母线释放或者获取电能。当内部母线电压高出双向AC-DC变流器2预定的电压时,双向AC-DC变流器2将内部公共直流母线的直流电能回馈到电网,反之,双向AC-DC变流器2从电网通过有源整流方式将交流电能转换为直流电能输送到内部公共直流母线。系统的整个工作过程中,双向AC-DC变流器2和所有的双向DC/DC直流通道之间不需要相互通信。

节能方面,如上所述,比如直流通道1在放电时,直流通道2在充电,这样,直流通道1向内部公共直流母线释放的电能会优先供给直流通道2或者其他需要电能的直流通道,而不是直接送向电网。如此系统在对动力电池包进行测试的过程中,电能最少只需要经过2级电能变换就能完成对动力电池包的全部测试,而不是能源必须回到电网再次经过3组合变换回到动力电池包,其节能效果极佳。

如图1所示,当某一电池包需要做极限电流实验时,一个直流通道的电流不足以满足1C或者10C的电流时,可以将直流通道直接并联工作,并联工作时只需要将直流通道功率线的正极与正极连接在一起,负极与负极连接在一起即可。即可实现在系统电压下实现输出电流的倍增。

总的来说,本实用新型相对于现有技术来说,其具有如下优点:

1、一机多能,可通过直流通道的并联,实现超宽电流输入/出,降低用户的多类型设备采购成本;

2、优异的节能特性,将动力电池包的性能测试电能损耗最多可降低到2级,最高效率超过97%;

3、系统组合方便,直流通道的设计采用故障即退出工作模式,可在线更换直流通道,而不影响其它动力电池包的流程测试;

4、独立的大功率工频隔离变压器和双向AC-DC变流器,性能更稳定,成本更低;

5、盈余能量回馈技术,实现真正的节能降耗;

6、系统组合柜体模式工整,便于批量生产安装。

本实用新型可应用于检测设备领域。

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