一种港口轮胎吊电池动力系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种港口轮胎吊电池动力系统，该动力系统包括若干组电池动力模块，这些电池动力模块并列运行在变频器母线和发电机之间，每组电池动力模块包括动力电池、能量双向传输DC/DC变换器、动力电池充电控制器，所述动力电池通过能量双向传输DC/DC变换器连接变频器母线，并通过动力电池充电控制器连接发电机。根据上述方案形成的港口轮胎吊电池动力系统，其结构简单、易于实现，且性能稳定可靠，具有良好的推广前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种港口轮胎吊电池动力系统，该动力系统包括若干组电池动力模块，这些电池动力模块并列运行在变频器母线和发电机之间，每组电池动力模块包括动力电池、能量双向传输DC/DC变换器、动力电池充电控制器，所述动力电池通过能量双向传输DC/DC变换器连接变频器母线，并通过动力电池充电控制器连接发电机。根据上述方案形成的港口轮胎吊电池动力系统，其结构简单、易于实现，且性能稳定可靠，具有良好的推广前景。【专利说明】一种港口轮胎吊电池动力系统
本技术涉及港口轮胎吊控制技术，具体涉及港口轮胎吊的动力系统。
技术介绍
在国家大力提倡节能减排的大背景下，随着电池技术，电力电子技术和微控制器的应用取的突破进展的前提下，港口轮胎吊电池动力系统应运而生。针对电池的应用技术，高功率高电压电池快速充电技术，电池和轮胎吊之间能量双向传输技术，能量瞬间积聚回收再利用技术等前沿技术进行创新应用，掌握其中关键技术，为电池动力系统在港机上的应用打下基础。 现有的港口轮胎吊电池动力系统在实际的使用过程中存在结构复杂、稳定可靠性差等冋题。 由此可见提供一种结构简单、稳定可靠的港口轮胎吊电池动力系统是本领域亟需要解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有港口轮胎吊电池动力系统所存在的问题，本技术的目的在于提供一种简单简单、易于实现且性能稳定可靠的港口轮胎吊电池动力系统。 为了达到上述目的，本技术采用如下的技术方案: 一种港口轮胎吊电池动力系统，所述动力系统包括若干组电池动力模块，所述若干组电池动力模块并列运行在变频器母线和发电机之间，每组电池动力模块包括动力电池、能量双向传输0(:/0(:变换器、动力电池充电控制器，所述动力电池通过能量双向传输0(:/0(:变换器连接变频器母线，并通过动力电池充电控制器连接发电机。 在该动力系统的优选方案中，所述动力电池为锂离子电池。 进一步的，所述动力系统中包括至少五组电池动力模块。 进一步的，所述能量双向传输0(:/0(:变换器由第一电容、两开关管以及IX滤波电路组成，所述两开关管串接，通过第一电容连接变频器母线，并通过IX滤波电路连接动力电池。 进一步的，所述动力电池充电控制器包括电池监理单元和充电控制回路单元，所述电池监理单元控制连接动力电池，所述充电控制回路单元连接动力电池和发电机。 再进一步的，所述电池监理单元包括微处理器以及电池容量检测电路，所述电池容量检测电路连接动力电池，所述微处理器控制连接电池容量检测电路，并通过总线连接动力电池上的电池管理单元。 再进一步的，所述充电控制回路单元由不可控整流桥、滤波电容、开关管、二极管、电抗器依次连接组成。 根据上述方案形成的港口轮胎吊电池动力系统，其结构简单、易于实现，且性能稳定可靠，具有良好的推广前景。 同时，本系统在实际应用中还具有能量利用率高，对电网无污染，碳排放量低，环境友好等特点。 【专利附图】【附图说明】 以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本技术。 图1为本方案中港口轮胎吊电池动力系统的示意图； 图2为本港口轮胎吊电池动力系统中000(:变换器拓扑结构图； 图3为图2所示000(:变换器处于降压电路拓扑结构的示意图； 图4为图2所示000(:变换器处于升压电路拓扑结构的示意图； 图5为本方案中动力电池充电控制器中电池监理单元的原理图； 图6为本方案中动力电池充电控制器中充电控制回路单元的原理图。 【具体实施方式】 为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。 本技术提供的港口轮胎吊电池动力系统总图如图1所示，整个系统采用模块化结构，高功率高电压动力电池充电控制器100和大功率能量双向传输0(:/0(:变换器300及动力电池200组成基本的电池动力模块，且动力电池200通过能量双向传输0(:/0(:变换器300连接变频器母线，并通过动力电池充电控制器100连接发电机。其中的动力电池200采用锂离子电池，并配置有相应的电池管理电路201 (如图5所示)。 整个系统中共有5路该模块组，且这5路电池动力模块并列运行在变频器母线和发电机之间。 本系统采用模块化设置，便于扩容降额，满足不同功率要求。当个别模块出现故障可退出工作，系统可降额使用，避免停机无法作业的情况。可靠性高，每个模块独立工作，相互之间无影响，同时每个模块可以把功率做低，极大地提高了安全性。生产组装维护节省人力物力等优点。 本系统正常工作时，由动力电池通过大功率能量双向传输0(:/0(:变换器为变频器母线及辅助用电设备提供电能，当变换器检测到母线电压跌落，其会增加向母线提供电流，当检测到母线电压泵升后，变换器会吸收母线电流，向动力电池充电。充电控制器实时监测动力电池的电压，当动力电池电压低于正常电压后，发电机通过充电控制器以满功率为电池充电，直至监测到动力电池电压达到最大值，发电机停止工作。动力电池可工作于同时充电和放电的状态。 本系统中的能量双向传输0(:/0(:变换器300为沟通变频器母线与动力电池的桥梁，就动力电池而言，该组件控制动力电池对变频器母线的放电和变频器母线对动力电池的充电，以使得动力系统工作于动力电池的安全供放电的范围内，就变频器母线而言，该组件要快速的响应母线电压的变化，以提供或者吸收变频器的母线电能，以使变频器工作在正常供电状态。 本系统中的高功率高电压动力电池充电控制器100包含两个环节，交流转化为直流，直流转化为直流。发电机发电为交流三相38(^50?电压，经过整流转化为5407直流电。因为该电压与动力电池直接连接会造成冲击电流，严重的会造成短路，毁坏电池，为此，本实例还在中间加基于电压控制技术的电流控制转换器，以保证动力电池的可靠充电和运行。 本方案中的大功率能量双向传输0(:/0(:变换器的采用非隔离性变换器设计方案。因为1X14电路和13000电路都只能使能量单向流动，因此本方案中吸收了两种电路的优点，采用全新的000(:拓扑结构，即可实现能量的高压到低压侧，亦可实现能量的低压到高压侧，其拓扑结构见图2。 由图可知，本方案中的大功率能量双向传输0(:/0(:变换器300主要包括电容301、两开关管(1(^1)3023035电感304以及电容305，其中开关管302、303串接，并通过电容301连接到连接变频器母线(冊3+,冊3-)，电感304与电容305构成IX滤波电路，串接的开关管302、303通过该IX滤波电路连接至动力电池(841+, 8^1-)。 基于该结构的大功率能量双向传输0(:/0(:变换器300，当电机处于发电状态时，能量由变频器母线(冊向电池(8八1+,8八1-)流动，即给电池充电。充电示意图如图3所不，1681的下桥始终处于关断状态，该电路具有的优点。通过控制开关管的占空比，即可以控制控制器母线到电池的充电电流。占空比越高，充电电流越大，母线电压经斩波后，在经过IX滤波，消除高次成分，完成高压到低压的转换。 当电机处于电动状态时，电池中能量需向直流母线供电，给母线补充能量，同时，电池放电，以备电池再次储能。此时，放电回路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种港口轮胎吊电池动力系统，其特征在于，所述动力系统包括若干组电池动力模块，所述若干组电池动力模块并列运行在变频器母线和发电机之间，每组电池动力模块包括动力电池、能量双向传输DC/DC变换器、动力电池充电控制器，所述动力电池通过能量双向传输DC/DC变换器连接变频器母线，并通过动力电池充电控制器连接发电机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令臣，黄再先，罗志坚，
申请(专利权)人：上海一电集团有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31