一种动力电池化成电源制造技术

本发明专利技术公开了一种动力电池化成电源，可以具有高能量转化效率和高稳定性等特点，该动力电池化成电源包括：交流电网、AC/DC模块、直流母线、多个DC/DC模块、化成电池模块和数字控制模块；AD/DC模块分别与交流电网、直流母线和数字控制模块连接；直流母线还与多个DC/DC模块连接；任一DC/DC模块还与控制模块和化成电池模块连接；DC/DC模块包括CLLLC型谐振主电路，CLLLC型谐振主电路包括多个为开关器件的功率器件；CLLLC型谐振主电路用于在化成电池模块进行化成的过程中，在数字控制模块给部分功率器件施加互补的驱动信号下，实现能量在直流母线和化成电池模块之间的双向流动。线和化成电池模块之间的双向流动。线和化成电池模块之间的双向流动。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池化成电源


[0001]本专利技术涉及动力电池化成
，特别是涉及一种动力电池化成电源。

技术介绍

[0002]随着工业的发展，电动汽车、不间断电源以及储能电池广泛应用于人们的日常生活。尤其是近年以来，电动汽车以其舒适的驾驶体验、经济节能等优点，逐渐成为人们的优先选购对象，因此未来对动力电池的需求量将急剧增加。
[0003]电池出厂前需要进行化成工序，将其内部的惰性物质进行循环充放电激活，使其内部的化学特性达到最佳状态，从而使电池的容量最高，因此电池化成设备的市场潜力巨大。
[0004]现有的动力电池化成设备虽然能实现能量的双向流动，但其功率器件为普通硅半导体，能量转化效率已经无法进一步提高。在导通时，由于器件内阻的存在，产生大量的热能从而使器件损坏。随着未来对动力电池需求量增加，化成设备将长时间处于工作状态，因此对设备的稳定性提出了更高的要求。
[0005]目前的动力电池化成电源，其DC/DC模块普遍采用buck
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boost主电路，功率器件工作于硬开通和硬关断状态，在开通和关断时，由于电流电压的重叠，导致了巨大的能量损耗，且这一损耗随着开关频率的加快逐渐增加。
[0006]我国电池产量约占世界产量的三分之一，且这一数据正逐年增加，每年耗费巨大的电能用于电池化成，如果能改善目前的动力电池化成设备的能量转化效率和稳定性，将大大节约能源的无谓消耗和电费的支出，减少设备的检修时间，具有广阔的应用前景。

技术实现思路

[0007]基于此，本专利技术的目的在于解决现有技术中的动力电池化成设备存在的能量转化效率和稳定性较低的问题，提供一种具有高能量转化效率和高稳定性等特点的动力电池化成电源，可以节约能源的无谓消耗和电费的支出，减少设备的检修时间。
[0008]本专利技术实施例提供一种动力电池化成电源，包括：交流电网、AC/DC模块、直流母线、多个DC/DC模块、化成电池模块和数字控制模块；所述AC/DC模块分别与所述交流电网、所述直流母线和所述数字控制模块连接；所述直流母线还与多个所述DC/DC模块连接；任一所述DC/DC模块还与所述控制模块和所述化成电池模块连接；其中，
[0009]所述DC/DC模块包括CLLLC型谐振主电路，所述CLLLC型谐振主电路包括多个功率器件，任一所述功率器件为开关器件；所述CLLLC型谐振主电路用于在所述化成电池模块进行化成的过程中，在所述数字控制模块给部分所述功率器件施加互补的驱动信号下，实现能量在所述直流母线和所述化成电池模块之间的双向流动。
[0010]本专利技术实施例提供的动力电池化成电源中，可以采用数字控制模块作为控制中心，数字控制模块可以采用软件编程的方式，实现在对化成电池模块进行充电和放电的过程中，给DC/DC模块的CLLLC型谐振主电路的功率器件施加互补的驱动信号，系统动态响应
速度快，控制灵活性高，可以实现任意工序的改变和升级。DC/DC模块通过采用CLLLC型谐振主电路，由于CLLLC型谐振主电路中的开关器件在工作中均处于谐振软开关状态，可以提高能量的转换效率，同时，软开关的实现可以明显减少电池干扰，可以提高充电放电时的电流电压的精度，可以提高设备的工作稳定性。
[0011]可选地，所述CLLLC型谐振主电路还包括第一谐振电感、第一谐振电容、励磁电感、隔离变压器、第二谐振电感、第二谐振电容和多个二极管；
[0012]多个功率器件包括第一组功率器件和第二组功率器件，所述第一组功率器件、所述第二组功率器件分别包括四个功率器件；其中，
[0013]任一所述功率器件内嵌寄生反并联的一个所述二极管；
[0014]所述隔离变压器内嵌所述励磁电感；
[0015]所述第一谐振电感的一端与所述隔离变压器的第一端连接，所述第一谐振电感的另一端分别与所述第一组功率器件中的两个所述功率器件并联；
[0016]所述第一谐振电容的一端与所述隔离变压器的第二端连接，所述第一谐振电容的另一端分别与所述第一组功率器件中的另外两个所述功率器件并联；
[0017]所述第二谐振电感的一端与所述隔离变压器的第三端连接，所述第二谐振电感的另一端分别与所述第二组功率器件中的两个所述功率器件并联；
[0018]所述第二谐振电容的一端与所述隔离变压器的第四端连接，所述第二谐振电容的另一端分别与所述第二组功率器件中的另外两个所述功率器件并联；
[0019]所述第一组功率器件中的两个所述功率器件，与所述第一组功率器件中的另外两个所述功率器件并联；
[0020]所述第二组功率器件中的两个所述功率器件，与所述第二组功率器件中的另外两个所述功率器件并联。
[0021]可选地，CLLLC型谐振主电路正向工作时，所述隔离变压器将正向电压降低至与所述化成电池模块所需的电压相等，以实现为所述化成电池模块充电；或者，
[0022]CLLLC型谐振主电路反向工作时，所述隔离变压器升高化成电池模块的电压，以实现能量回馈给所述直流母线。
[0023]可选地，所述CLLLC型谐振主电路正向工作时，所述数字控制模块给所述第一组功率器件施加互补的驱动信号，以实现能量的逆变流动；所述第二组功率器件中的各个所述功率器件寄生反并联的所述二极管作为整流二极管，以实现电流整流；或者，
[0024]所述CLLLC型谐振主电路反向工作时，所述数字控制模块给所述第二组功率器件施加互补的驱动信号，以实现能量的逆变流动；所述第一组功率器件中的各个所述功率器件寄生反并联的的所述二极管作为整流二极管，以实现电流整流。
[0025]可选地，若所述CLLLC型谐振主电路正向工作，在第一时间段的第一时刻，第一谐振电感的第一电流通过第一功率器件、第四功率器件寄生反并联的所述二极管续流，将所述第一功率器件、所述第四功率器件的两端电压箝位至0，此时，所述数字控制模块给所述第一功率器件、所述第四功率器件开通信号，实现零电压开通所述第一功率器件、所述第四功率器件；所述第一功率器件为所述第一组功率器件中的两个所述功率器件中的一个，所述第四功率器件为所述第一组功率器件中的另外两个所述功率器件中的一个；
[0026]在所述第一时刻之后，所述数字控制模块将所述直流母线的电压施加在第一节点
和第二节点之间，增大所述第一电流和流经所述励磁电感的第二电流，所述第一电流的增大速率大于所述第二电流的增大速率，使得所述第一电流在所述第一时间段内的第二时刻完成换向下降；流经所述第二谐振电感的第三电流，流经所述第二组功率器件中的各个所述功率器件寄生反并联的所述二极管；所述第一节点为所述第一谐振电感的另一端分别与所述第一组功率器件中的两个所述功率器件的连接节点，所述第二节点为所述第一谐振电容的另一端分别与所述第一组功率器件中的另外两个所述功率器件的连接节点。
[0027]可选地，所述CLLLC型谐振主电路正向工作时，在位于所述第一时间段后的第二时间段的第三时刻，所述第一电流降低至与所述第二电流相等，以使所述隔离变压器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力电池化成电源，其特征在于，包括：交流电网、AC/DC模块、直流母线、多个DC/DC模块、化成电池模块和数字控制模块；所述AC/DC模块分别与所述交流电网、所述直流母线和所述数字控制模块连接；所述直流母线还与多个所述DC/DC模块连接；任一所述DC/DC模块还与所述控制模块和所述化成电池模块连接；其中，所述DC/DC模块包括CLLLC型谐振主电路，所述CLLLC型谐振主电路包括多个功率器件，任一所述功率器件为开关器件；所述CLLLC型谐振主电路用于在所述化成电池模块进行化成的过程中，在所述数字控制模块给部分所述功率器件施加互补的驱动信号下，实现能量在所述直流母线和所述化成电池模块之间的双向流动。2.如权利要求1所述的动力电池化成电源，其特征在于，所述CLLLC型谐振主电路还包括第一谐振电感、第一谐振电容、励磁电感、隔离变压器、第二谐振电感、第二谐振电容和多个二极管；多个功率器件包括第一组功率器件和第二组功率器件，所述第一组功率器件、所述第二组功率器件分别包括四个功率器件；其中，任一所述功率器件内嵌寄生反并联的一个所述二极管；所述隔离变压器内嵌所述励磁电感；所述第一谐振电感的一端与所述隔离变压器的第一端连接，所述第一谐振电感的另一端分别与所述第一组功率器件中的两个所述功率器件并联；所述第一谐振电容的一端与所述隔离变压器的第二端连接，所述第一谐振电容的另一端分别与所述第一组功率器件中的另外两个所述功率器件并联；所述第二谐振电感的一端与所述隔离变压器的第三端连接，所述第二谐振电感的另一端分别与所述第二组功率器件中的两个所述功率器件并联；所述第二谐振电容的一端与所述隔离变压器的第四端连接，所述第二谐振电容的另一端分别与所述第二组功率器件中的另外两个所述功率器件并联；所述第一组功率器件中的两个所述功率器件，与所述第一组功率器件中的另外两个所述功率器件并联；所述第二组功率器件中的两个所述功率器件，与所述第二组功率器件中的另外两个所述功率器件并联。3.如权利要求2所述的动力电池化成电源，其特征在于，CLLLC型谐振主电路正向工作时，所述隔离变压器将正向电压降低至与所述化成电池模块所需的电压相等，以实现为所述化成电池模块充电；或者，CLLLC型谐振主电路反向工作时，所述隔离变压器升高化成电池模块的电压，以实现能量回馈给所述直流母线。4.如权利要求3所述的动力电池化成电源，其特征在于，所述CLLLC型谐振主电路正向工作时，所述数字控制模块给所述第一组功率器件施加互补的驱动信号，以实现能量的逆变流动；所述第二组功率器件中的各个所述功率器件寄生反并联的所述二极管作为整流二极管，以实现电流整流；或者，所述CLLLC型谐振主电路反向工作时，所述数字控制模块给所述第二组功率器件施加互补的驱动信号，以实现能量的逆变流动；所述第一组功率器件中的各个所述功率器件寄生反并联的的所述二极管作为整流二极管，以实现电流整流。
5.如权利要求4所述的动力电池化成电源，其特征在于，若所述CLLLC型谐振主电路正向工作，在第一时间段的第一时刻，第一谐振电感的第一电流通过第一功率器件、第四功率器件寄生反并联的所述二极管续流，将所述第一功率器件、所述第四功率器件的两端电压箝位至0，此时，所述数字控制模块给所述第一功率器件、所述第四功率器件开通信号，实现零电压开通所述第一功率器件、所述第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹家通，谢桢，曾志永，
申请(专利权)人：东莞光亚智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：