一种基于SiC的家庭光储充一体系统的制作方法

本发明涉及新能源汽车领域，特别涉及一种基于sic的家庭光储充一体系统。

背景技术：

1、光储充一体化通常搭配分布式光伏出现，对分布式光伏装机比例提出要求后，将进一步推动光储充一体化的落地，扩大光储充一体化装机规模。

2、近几年来，光储充一体化一直是新能源界的热门组合，通过配置储能系统能够实现削峰填谷，维持电网稳定，再通过充电桩为新能源汽车提供“绿色电能”，有效缓解大规模充电桩用电对局域电网的冲击。基于光储充一体化系统，可降低传统能源的使用，减少污染气体排放，提高能源利用率，并实现长期可持续的经济收益。

技术实现思路

1、本发明的目的采用bi-dcac+bi-dc/dc+磁隔离技术,平台化系统将直流充电机模块、光伏控制模块、并/离网逆变模块、电池充放电控制模块、并离网切换模块集成于一体，使其整机效率、体积、经济性、可用性、稳定性相较于市场现有产品有大幅的提升。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于sic的家庭光储充一体系统，集成了直流充电机模块、光伏充电机模块、光伏储能模块、并/离网逆变模块、电池充放电控制模块、并/离网切换模块；其功能功率变换通过三相六开关pfc模块、双向cllc模块、光伏dcdc电路实现能量的控制流动。

4、更进一步，通过三相六开关pfc模块、双向cllc模块组成直流充电机模块，为新能源汽车充电；

5、通过v2g、v2l技术反向并/离网逆变，新能源汽车电池的直流电反向输入，实现并/离网输出；

6、通过三相六开关pfc模块、光伏dcdc模块组成光伏储能模块，为储能电池pack充电；

7、储能电池或太阳能电池板通过v2g、v2l技术反向并/离网逆变，实现并/离网输出；

8、通过光伏dcdc模块，双向cllc模块组成光伏充电机模块，通过储能电池pack或太阳能板为新能源汽车充电；新能源汽车电池也可为储能电池pack充电。

9、更进一步，直流充电机模块为新能源汽车充电时，电网单/三相电输入到三相六开关pfc模块,整流升压至双向cllc模块所需的直流电压，双向cllc模块中的初级四个mos做全桥llc谐振并通过隔离变压器向次级做电压变换及功率传递，次级四个mos做同步整流控制，将交流方波信号整流直流电，通过滤波电路滤波后输出平滑的直流电；

10、通过v2g、v2l技术反向并/离网逆变，直流电反向输入到双向cllc模块，模块中的次级四个mos做全桥llc谐振并通过隔离变压器相初级做电压变换及功率传递，初级四个mos做同步整流控制，将交流方波信号整流直流电，通过三相六开关pfc模块转换成单相或三相交流正弦波信号。

11、更进一步，光伏储能模块为储能电池pack充电时，太阳能电池板将太阳能转换成直流电输入到光伏dcdc模块,通过dcdc模块转换成所需的直流电给储能电池pack充电；电网单/三相电输入到三相六开关pfc模块,整流升压，输入到光伏dcdc模块换成所需的直流电给储能电池pack充电；

12、储能电池或太阳能电池板通过v2g、v2l技术反向并/离网逆变，太阳能电池板或储能电池的直流电输入到光伏dcdc模块,通过dcdc模块转换成所需的直流电输入到三相六开关pfc模块，转换成单相或三相交流正弦波信号。

13、更进一步，光伏充电机模块为新能源汽车充电时，太阳能电池板或储能电池的直流电输入到双向llc模块,双向cllc模块中的初级四个mos做全桥llc谐振并通过隔离变压器相次级做电压变换及功率传递，次级四个mos做同步整流控制，将交流方波信号整流直流电，通过滤波电路滤波后输出平滑的直流电。

14、更进一步，新能源汽车电池给储能电池充电时，当新能源汽车电池的直流电反向输入到双向cllc模块，模块中的次级四个mos做全桥llc谐振并通过隔离变压器相初级做电压变换及功率传递，初级四个mos做同步整流控制，将交流方波信号整流直流电，在通过光伏dcdc模块转换成储能电池充电所需的直流电给储能电池充电。

15、更进一步，还包括有缓启动电路，所述缓启动电路采用三相输入为三相四线制，分别为l1、l2、l3和n线，dsp控制电路通过输入电流电压采样电路信号判读为三相输入，l1、l2、l3三个线输入上串接有继电器开关，继电器开关的负载端并接有ptc电阻。

16、更进一步，充电模块采用全桥llc拓扑，在变压器初次级两端为对称结构，左边作为输入端时，通过原边四个开关mos管q1、q2、q3、q4切换的频率控制整个原边llc回路的频率控制整个原边llc回路的频率，副边四个mos管为同步整流模式。

17、更进一步，左边作为输入端时，通过副边四个开关mos管q5、q6、q7、q8切换的频率控制整个副边llc回路的频率控制整个副边llc回路的频率，原边四个mos管为同步整流模式。

18、更进一步，充电模块将cllc输出两路通过3个继电器k1、k2、k3控制它们的输出，当输出电压<500v，继电器k1、k2闭合，k3断开，两路并联输出；当输出电压>500v，继电器k3闭合，k1、k2断开，两路串联输出，通过共模电感l1、电容c5、c6、c7及y电容cy1、cy2、cy3、cy4组成的输出emc电路消除共模干扰。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用bi-dcac+bi-dc/dc+磁隔离技术,平台化系统。通过算法优化提高系统效率。

20、将直流充电桩、光伏逆变器、光伏控制器、电池充放电控制器、电动汽车充电控制器，完全集成在一起。共用了逆变部分以及隔离dcdc部分，缩减了整机体积10％，功率密度提升了15％，整体效率最高可提升4％，减小了整机的重量，降低了成本，实现了自然冷却。

21、电源部分基于车载平台开发，每个电源功能均为单独模块，可实现任意模块的拼凑叠加，满足不同应用场景的需求。可串联叠加实现400v/800v平台的兼容，可并联叠加实现功率的扩展。

技术特征：

1.一种基于sic的家庭光储充一体系统，其特征在于：包括直流充电机模块、光伏充电机模块、光伏储能模块、并/离网逆变模块、电池充放电控制模块、并/离网切换模块；其功能功率变换通过三相六开关pfc模块、双向cllc模块、光伏dcdc电路实现能量的控制流动。

2.根据权利要求1所述的一种基于sic的家庭光储充一体系统，其特征在于：通过三相六开关pfc模块、双向cllc模块组成直流充电机模块，为新能源汽车充电；

3.根据权利要求1或2所述的一种基于sic的家庭光储充一体系统，其特征在于：直流充电机模块为新能源汽车充电时，电网单/三相电输入到三相六开关pfc模块,整流升压至双向cllc模块所需的直流电压，双向cllc模块中的初级四个mos做全桥llc谐振并通过隔离变压器向次级做电压变换及功率传递，次级四个mos做同步整流控制，将交流方波信号整流直流电，通过滤波电路滤波后输出平滑的直流电；

4.根据权利要求1或2所述的一种基于sic的家庭光储充一体系统，其特征在于：光伏储能模块为储能电池pack充电时，太阳能电池板将太阳能转换成直流电输入到光伏dcdc模块,通过dcdc模块转换成所需的直流电给储能电池pack充电；电网单/三相电输入到三相六开关pfc模块,整流升压，输入到光伏dcdc模块换成所需的直流电给储能电池pack充电；

5.根据权利要求1或2所述的一种基于sic的家庭光储充一体系统，其特征在于：光伏充电机模块为新能源汽车充电时，太阳能电池板或储能电池的直流电输入到双向llc模块,双向cllc模块中的初级四个mos做全桥llc谐振并通过隔离变压器相次级做电压变换及功率传递，次级四个mos做同步整流控制，将交流方波信号整流直流电，通过滤波电路滤波后输出平滑的直流电。

6.根据权利要求2所述的一种基于sic的家庭光储充一体系统，其特征在于：新能源汽车电池给储能电池充电时，当新能源汽车电池的直流电反向输入到双向cllc模块，模块中的次级四个mos做全桥llc谐振并通过隔离变压器相初级做电压变换及功率传递，初级四个mos做同步整流控制，将交流方波信号整流直流电，在通过光伏dcdc模块转换成储能电池充电所需的直流电给储能电池充电。

7.根据权利要求1所述的一种基于sic的家庭光储充一体系统，其特征在于：还包括有缓启动电路，所述缓启动电路采用三相输入为三相四线制，分别为l1、l2、l3和n线，dsp控制电路通过输入电流电压采样电路信号判读为三相输入，l1、l2、l3三个线输入上串接有继电器开关，继电器开关的负载端并接有ptc电阻。

8.根据权利要求1所述的一种基于sic的家庭光储充一体系统，其特征在于：充电模块采用全桥llc拓扑，在变压器初次级两端为对称结构，左边作为输入端时，通过原边四个开关mos管q1、q2、q3、q4切换的频率控制整个原边llc回路的频率控制整个原边llc回路的频率，副边四个mos管为同步整流模式。

9.根据权利要求8所述的一种基于sic的家庭光储充一体系统，其特征在于：左边作为输入端时，通过副边四个开关mos管q5、q6、q7、q8切换的频率控制整个副边llc回路的频率控制整个副边llc回路的频率，原边四个mos管为同步整流模式。

10.根据权利要求8所述的一种基于sic的家庭光储充一体系统，其特征在于：充电模块将cllc输出两路通过3个继电器k1、k2、k3控制它们的输出，当输出电压<500v，继电器k1、k2闭合，k3断开，两路并联输出；当输出电压>500v，继电器k3闭合，k1、k2断开，两路串联输出，通过共模电感l1、电容c5、c6、c7及y电容cy1、cy2、cy3、cy4组成的输出emc电路消除共模干扰。

技术总结
本发明提供了一种基于SiC的家庭光储充一体系统，包括直流充电机模块、光伏充电机模块、光伏储能模块、并/离网逆变模块、电池充放电控制模块、并/离网切换模块；其功能功率变换通过三相六开关PFC模块、双向CLLC模块、光伏DCDC电路实现能量的控制流动；本发明采用Bi‑DCAC+Bi‑DC/DC+磁隔离技术,平台化系统；通过控制优化方法提高系统效率。

技术研发人员：刘方,张衡
受保护的技术使用者：苏州博沃创新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12