【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学储能，具体涉及高压直挂式电力电子电池pack电路系统，还涉及电力电子电池pack电路系统的控制方法。
技术介绍
1、由于电芯的电压低、容量小，因此在各种储能应用场景中，需要将大量的电芯单体进行串并联，通常是将电芯单体多个串联构成模组，将模组串联构成电池pack，再将若干个电池pack串联构成具有一定直流电压的电池簇，由于绝缘安规的问题，很难无限制的将电芯串联构成更高电压等级，现阶段针对储能系统，主要是直流1500v以下电压等级为主，同时与电池簇对应直流侧连接的储能双向变换器(pcs)，其交流侧通常为低压交流，一般通过升压变压器将电压升高到更高电压等级10kv/35kv，在10kv/35kv进行交流并网，如图1所示；另外一种实现方案如图2所示，是在每簇电池端接入dc/dc，各簇通过dc/dc并联，这样避免了各簇之间由于电芯电压的差异性产生环流，dc/dc的后级接入双向ac/dc变换器，交流侧通过升压变压器接入中高压交流电网。
2、采用高压直挂式储能系统，将不再使用升压变压器将低压交流升压到中高压系统，对于储能系统不仅节省成本，同时减小储能电站占地面积，有利于较短时间收回电站投资成本。
3、申请号为202211250265.8的中国专利公开了组串式电池储能系统，考虑到由于电芯的差异性，导致电芯模组电压的不一致，将串联电芯模组与dc/dc串联，dc/dc调节输出差额电压，使得若干个由串联电芯模组与dc/dc串联组合电池簇之间实现电压的均衡，避免不同串联组合电池簇之间环流，该dc/dc为非全功
4、申请号为202111492851.9的中国专利公开了交流电池储能模块和交流电池储能系统，将电芯串联模组于h桥变换器连接，h桥变换器输出交流，将储能电池直流变换为交流输出，收电池充放电过程中，电池电压的波动，h桥输出交流电压相应的对直流侧电池电压的适用范围较小。
5、申请号为201920827400.8的中国专利公开了一种模块化多电平储能系统，通过一种三电平半桥模块将电池模组电压进行dc/dc变换，再将多个单元串联，构成更高电压的直流输出，后级串联h桥，得到交流输出，具有储能模块数量以及控制器数量较少，成本较低，但h桥用半导体器件受器件耐压限制，适用于相对交流电压较低的应用需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供高压直挂式电力电子电池pack电路系统，解决了现有电路系统中电芯管芯温度不均衡的问题。
2、本专利技术的另一目的是提供上述高压直挂式电力电子电池pack电路系统的控制方法。
3、本专利技术所采用的技术方案是，高压直挂式电力电子电池pack电路系统，其特征在于，包括a相、b相、c相，每相由多个串联的电力电子电池pack电路构成，每个电力电子电池pack电路包括双向dc-dc电路、h桥变换电路、eco开关电路。
4、本专利技术的特点还在于，
5、双向dc-dc电路，包括n个串联储能电芯构成的电池模组、滤波电容器c1、滤波电容器c2，电池模组的正极连接点a连接电感器l1一端，电感器l1另一端连接开关t1和开关t2串联中点，滤波电容器c1两端分别跨接于电池模组两端，滤波电容器c2两端分别跨接于开关t1和开关t2之间。
6、h桥变换电路，包括串联的开关t5、开关t6以及串联的开关t7、开关t8，开关t5与开关t6串联构成的半桥中点e，开关t7与开关t8串联构成半桥中点f；在半桥中点e与半桥中点f之间跨接有开关k2。
7、eco开关电路，包括开关k1，开关k1的两端分别为连接点h和连接点i；连接点h与电池模组的正极连接点a连接，连接点i与半桥中点e连接。
8、电池模组的正极连接点a与eco开关电路的连接点h连接，电池模组的负极与滤波电容器c2的负极连接点c连接，滤波电容器c2的正极连接点b与eco开关电路的连接点i连接，滤波电容器c2的负极连接点c还与开关t2、滤波电容器c1连接，开关t5、开关t5均与滤波电容器c2的正极连接点b连接，开关t6、开关t8均与滤波电容器c2的负极连接点c连接，h桥变换电路的半桥中点e与开关t5、开关t6连接，h桥变换电路的半桥中点f与开关t7、开关t8连接；还包括控制器，控制器用于采集电池模组侧电压u_battery、滤波电容器c2两端电压udc、电感l1的电流il，逆变输出半桥中点e与半桥中点f间电压un，控制器输出驱动信号pwm1、pwm2、pwm5、pwm6、pwm7、pwm8，通过隔离驱动单元将该驱动信号pwm1、pwm2、pwm5、pwm6、pwm7、pwm8隔离放大后对应输出隔离驱动信号pwm1、pwm2、pwm5、pwm6、pwm7、pwm8对应开关t1～t2、开关t5～t8的门极驱动信号。
9、位于最上方的a相、b相、c相的电力电子电池pack电路的半桥中点e分别连接电感la、电感lb、电感lc一端，电感la、电感lb、电感lc另一端分别连接电网a相、电网b相、电网c相；位于最上方的a相、b相、c相的电力电子电池pack电路的半桥中点f分别与下方电力电子电池pack电路的半桥中点e连接，位于最下方的a相、b相、c相的电力电子电池pack电路的半桥中点f之间相互连接，以此类推，首尾相连构成直挂式电力电子电池pack电路，每一相最后一个电力电子电池pack电路的连接点f公共连接，构成星型连接。
10、位于最上方的a相、b相、c相的电力电子电池pack电路的半桥中点e分别连接电感la、电感lb、电感lc一端，电感la、电感lb、电感lc另一端连接电网a相、电网b相、电网c相；位于最上方的a相、b相、c相的电力电子电池pack电路的半桥中点f分别与下方电力电子电池pack电路的半桥中点e连接，位于最下方的a相的电力电子电池pack电路的连接点f与最上方的b相的电力电子电池pack电路的串联电感lb的交流电网侧端相连接，位于最下方的b相的电力电子电池pack电路的连接点f与最上方的c相的电力电子电池pack电路的串联电感lc交流电网侧端相连接，位于最下方的c相的电力电子电池pack电路的连接点f与最上方的a相的电力电子电池pack电路的串联电感la的交流电网侧端相连接，构成角型连接。
11、本专利技术所采用的另一技术方案是，高压直挂式电力电子电池pack电路系统的控制方法，具体如下：
12、步骤1：控制器检测电池模组电压u_battery是否大于阈值电压a，如果大于阈值电压a，则跳转到步骤2，若不大于阈值电压a则跳转至步骤3；
13、步骤2：封锁双向dc-dc电路的t1～t2驱动，停止工作，开关k1闭合，h桥变换电路运行于逆变工作状态，输出稳定的交流电压，继续判断电池模组电压是否大于阈值电压a，若大于阈值电压a，则继续运行于步骤2，否则跳转至步骤3；
14、若在执行步骤2阶段，监测电芯电压、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.高压直挂式电力电子电池PACK电路系统，其特征在于，包括A相、B相、C相，每相由多个串联的电力电子电池PACK电路构成，每个电力电子电池PACK电路包括双向DC-DC电路、H桥变换电路、ECO开关电路。
2.如权利要求1所述的高压直挂式电力电子电池PACK电路系统，其特征在于，所述双向DC-DC电路，包括n个串联储能电芯构成的电池模组、滤波电容器C1、滤波电容器C2，所述电池模组的正极连接点A连接电感器L1一端，所述电感器L1另一端连接开关T1和开关T2串联中点，所述滤波电容器C1两端分别跨接于电池模组两端，所述滤波电容器C2两端分别跨接于开关T1和开关T2之间。
3.如权利要求2所述的高压直挂式电力电子电池PACK电路系统，其特征在于，所述H桥变换电路，包括串联的开关T5、开关T6以及串联的开关T7、开关T8，所述开关T5与开关T6串联构成的半桥中点E，所述开关T7与开关T8串联构成半桥中点F；在所述半桥中点E与半桥中点F之间跨接有开关K2。
4.如权利要求3所述的高压直挂式电力电子电池PACK电路系统，其特征在于，所述ECO开关电路，包
5.如权利要求4所述的高压直挂式电力电子电池PACK电路系统，其特征在于，所述电池模组的正极连接点A与ECO开关电路的连接点H连接，所述电池模组的负极与滤波电容器C2的负极连接点C连接，所述滤波电容器C2的正极连接点B与ECO开关电路的连接点I连接，所述滤波电容器C2的负极连接点C还与开关T2、滤波电容器C1连接，所述开关T5、开关T5均与滤波电容器C2的正极连接点B连接，所述开关T6、开关T8均与滤波电容器C2的负极连接点C连接，所述H桥变换电路的半桥中点E与开关T5、开关T6连接，所述H桥变换电路的半桥中点F与开关T7、开关T8连接；还包括控制器，所述控制器用于采集电池模组侧电压U_battery、滤波电容器C2两端电压Udc、电感L1的电流IL，逆变输出半桥中点E与半桥中点F间电压Un，控制器输出驱动信号pwm1、pwm2、pwm5、pwm6、pwm7、pwm8，通过隔离驱动单元将该驱动信号pwm1、pwm2、pwm5、pwm6、pwm7、pwm8隔离放大后对应输出隔离驱动信号PWM1、PWM2、PWM5、PWM6、PWM7、PWM8对应开关T1～T2、开关T5～T8的门极驱动信号。
6.如权利要求5所述的高压直挂式电力电子电池PACK电路系统，其特征在于，位于最上方的A相、B相、C相的电力电子电池PACK电路的半桥中点E分别连接电感La、电感Lb、电感Lc一端，电感La、电感Lb、电感Lc另一端分别连接电网A相、电网B相、电网C相；位于最上方的A相、B相、C相的电力电子电池PACK电路的半桥中点F分别与下方电力电子电池PACK电路的半桥中点E连接，位于最下方的A相、B相、C相的电力电子电池PACK电路的半桥中点F之间相互连接，以此类推，首尾相连构成直挂式电力电子电池PACK电路，每一相最后一个电力电子电池PACK电路的连接点F公共连接，构成星型连接。
7.如权利要求5所述的高压直挂式电力电子电池PACK电路系统，其特征在于，位于最上方的A相、B相、C相的电力电子电池PACK电路的半桥中点E分别连接电感La、电感Lb、电感Lc一端，电感La、电感Lb、电感Lc另一端连接电网A相、电网B相、电网C相；位于最上方的A相、B相、C相的电力电子电池PACK电路的半桥中点F分别与下方电力电子电池PACK电路的半桥中点E连接，位于最下方的A相的电力电子电池PACK电路的连接点F与最上方的B相的电力电子电池PACK电路的串联电感Lb的交流电网侧端相连接，位于最下方的B相的电力电子电池PACK电路的连接点F与最上方的C相的电力电子电池PACK电路的串联电感Lc交流电网侧端相连接，位于最下方的C相的电力电子电池PACK电路的连接点F与最上方的A相的电力电子电池PACK电路的串联电感La的交流电网侧端相连接，构成角型连接。
8.高压直挂式电力电子电池PACK电路系统的控制方法，采用如权利要求6或者7所述的电池PACK电路系统，其特征在于，具体如下：
9.高压直挂式电力电子电池PACK电路系统的控制方法，采用如权利要求6或者7所述的电池PACK电路系统，其特征在于，具体如下：
...【技术特征摘要】
1.高压直挂式电力电子电池pack电路系统，其特征在于，包括a相、b相、c相，每相由多个串联的电力电子电池pack电路构成，每个电力电子电池pack电路包括双向dc-dc电路、h桥变换电路、eco开关电路。
2.如权利要求1所述的高压直挂式电力电子电池pack电路系统，其特征在于，所述双向dc-dc电路，包括n个串联储能电芯构成的电池模组、滤波电容器c1、滤波电容器c2，所述电池模组的正极连接点a连接电感器l1一端，所述电感器l1另一端连接开关t1和开关t2串联中点，所述滤波电容器c1两端分别跨接于电池模组两端，所述滤波电容器c2两端分别跨接于开关t1和开关t2之间。
3.如权利要求2所述的高压直挂式电力电子电池pack电路系统，其特征在于，所述h桥变换电路，包括串联的开关t5、开关t6以及串联的开关t7、开关t8，所述开关t5与开关t6串联构成的半桥中点e，所述开关t7与开关t8串联构成半桥中点f；在所述半桥中点e与半桥中点f之间跨接有开关k2。
4.如权利要求3所述的高压直挂式电力电子电池pack电路系统，其特征在于，所述eco开关电路，包括开关k1，所述开关k1的两端分别为连接点h和连接点i；所述连接点h与电池模组的正极连接点a连接，所述连接点i与半桥中点e连接。
5.如权利要求4所述的高压直挂式电力电子电池pack电路系统，其特征在于，所述电池模组的正极连接点a与eco开关电路的连接点h连接，所述电池模组的负极与滤波电容器c2的负极连接点c连接，所述滤波电容器c2的正极连接点b与eco开关电路的连接点i连接，所述滤波电容器c2的负极连接点c还与开关t2、滤波电容器c1连接，所述开关t5、开关t5均与滤波电容器c2的正极连接点b连接，所述开关t6、开关t8均与滤波电容器c2的负极连接点c连接，所述h桥变换电路的半桥中点e与开关t5、开关t6连接，所述h桥变换电路的半桥中点f与开关t7、开关t8连接；还包括控制器，所述控制器用于采集电池模组侧电压u_battery、滤波电容器c2两端电压udc、电感l1的电流il，逆变输出半桥中点e与半桥中点f间电压un，控制器输出驱动信号pwm1、pwm2、pwm5、pwm6、...
【专利技术属性】
技术研发人员：白士贤，郝翔，轩杨，黄浪，黄峰，
申请(专利权)人：西安为光能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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