一种车载电池的充放电系统及其控制方法技术方案

一种车载电池的充放电系统，包括车载电池、充放电选择开关、逆变器、控制器、信号检测模块以及并网开关，并网开关用于连接外部电源和逆变器；充放电选择开关用于选择充电或放电；逆变器用于将外部电源的交流电转换成直流电输入到车载电池，以及用于将车载电池的直流电转换成交流电输入到外部电源；信号检测模块用于检测并网开关的两端、充放电选择开关以及车载电池的相关信号；控制器用于根据接收到的信号控制所述并网开关以及所述逆变器工作。本发明专利技术还提供了一种车载电池充放电系统的控制方法。本发明专利技术可以根据车载电池当前的ＳＯＣ通过控制充放电功率进行充放电，充放电电流是可控的，而且本发明专利技术在放电时可以逆变为与外部电源等同的交流电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
现有车载电池的充电方法一般是以固定电流充电，在整个充电过程中充电电流是 固定不变的，即其充电过程是不可控的。而且由于充电电流比较小，因此充电时间较长。现有的车载电池只是用来为车辆上的各种电器元件供电，如在混合动力车或电动 车上为电动机供电从而由电动机提供车辆行驶动力。即现有的车载电池中的直流电无法逆 向转换为与外部电源同频、同相、同幅的交流电。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有的车载电池充电时充电电流不可控以及不能逆变为外部电 源的缺点，提供一种充电电流可控并且可以逆变为外部电源的车载电池充放电系统及其控 制方法。本专利技术一方面提供了一种车载电池的充放电系统，包括车载电池、充放电选择开 关、逆变器、控制器、信号检测模块以及并网开关，所述并网开关用于连接外部电源和逆变器；所述充放电选择开关用于选择充电或放电；所述逆变器用于将外部电源的交流电转换成直流电输入到车载电池，以及用于将 车载电池的直流电转换成交流电输入到外部电源；所述信号检测模块用于检测并网开关的两端、充放电选择开关以及车载电池的相 关信号并将这些信号发送给控制器；所述控制器用于根据接收到的信号控制所述并网开关以及所述逆变器工作。本专利技术另一方面还提供了一种车载电池的充放电系统的控制方法，其中所述充放 电系统为上述的充放电系统，所述控制方法包括以下步骤(1)判断是否满足充放电条件；(2)如果满足充放电条件，则选择充放电选择开关进行充放电；(3)判断逆变器逆变出的电压与外部电源的电压是否一致；(4)当逆变器逆变出的电压与外部电源的电压一致时，合上并网开关；(5)根据车载电池的S0C，通过控制充放电功率进行充放电。本专利技术的，可以根据车载电池当前的 SOC通过控制充放电功率进行充放电，在充放电过程中充放电电流是可控的，而且本专利技术在 放电时可以逆变为与外部电源等同的交流电。附图说明图1是本专利技术车载电池的充放电系统的一种实施方式的电路示意4图2是本专利技术车载电池的充放电系统的一种实施方式的结构示意图；图3是本专利技术车载电池充放电系统的控制方法的一种实施方式的流程图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施方式作详细说明。根据本专利技术的一种实施方式，如图1和图2所示，一种车载电池的充放电系统，包 括车载电池、充放电选择开关、逆变器、控制器、信号检测模块以及并网开关，并网开关用于连接外部电源和逆变器；充放电选择开关用于选择充电或放电；逆变器用于将外部电源的交流电转换成直流电输入到车载电池，以及用于将车载 电池的直流电转换成交流电输入到外部电源；信号检测模块用于检测并网开关的两端、充放电选择开关以及车载电池的相关信 号并将这些信号发送给控制器；控制器用于根据接收到的信号控制所述并网开关以及所述逆变器工作。外部电源可以根据需要或者使用环境而不同，如家用220V电源或者380V电源。优 选地为家用220V电源。控制器可以选用各种合适的数据处理单元，如控制器的主芯片可以为 TMS320F2812 的 DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)芯片。并网开关可以选择各种合适的开关，如电磁开关、电磁继电器等，只要可以根据控 制器的信号来合上或打开从而实现电路的连通或断开即可。并网开关的个数可以根据外部 电源的不同而不同，如外部电源为220V家用电时为2个，当外部电源为380V时为3个。逆变器可以包括各种桥式逆变电路，只要能实现逆变充放电功能即可，优选采用 三相全桥逆变电路，该三相全桥逆变电路包括三组六个高可靠功率开关器件IGBT(Q1-Q6) 以及六个反向并联二极管(D1-D6)，如图1所示，每组包括两个串联的开关器件IGBT，每个 开关器件IGBT都并联有一个反向二极管，如第一组由Ql与Dl并联构成上桥臂开关、Q2与 D2并联后构成下桥臂开关，上、下桥臂开关再串联而成，即该三相全桥逆变电路的每一组都 包括上桥臂开关和下桥臂开关，三组上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接点可以接入三相 电网以用来引入交流电信号。当外部电源为家用220V电源时，可以从三组上桥臂开关与下 桥臂开关之间的连接点中选择两组与家用220V电源连接。控制器可以产生PWM信号来控 制各个IGBT的导通和关断。进一步地，在外部电源和逆变模块之间还连接有用来滤除杂波的LC滤波电路。根 据本专利技术的一种实施方式，在并网开关Kl和第一组上桥臂开关与下桥臂开关之间的连接 点之间串联有由电感Ll和电容Cl组成的一组滤波电路，在并网开关K2和第二组上桥臂开 关与下桥臂开关之间的连接点之间串联有由电感L2和电容C2组成的另一组滤波电路。进一步地，信号检测模块包括用于测量外部电源电压Ul的第一电压传感器SU1， 用于测量外部电源电流11的第一电流传感器SI1，用于测量所述逆变器逆变电压U3的第三 电压传感器SU3，用于测量所述逆变器逆变电流13的第三电流传感器SI3，用于测量车载电 池电压U2的第二电压传感器SU2，用于测量车载电池电流12的第二电流传感器SI2以及用 于测量车载电池荷电量SOC的电池管理单元。5第一电压传感器SUl、第二电压传感器SU2和第三电压传感器SU3可以为各种合适 的传感器，如可以为霍尔电压传感器。第一电流传感器SI1、第二电流传感器SI2和第三电 流传感器SI3可以为各种合适的传感器，如可以为霍尔电流传感器。对于电动车和混合动力车，为了减化充电系统，优选地，逆变器可以车载逆变器， 此时需要在车载电动机和逆变器之间增加三个开关K3、K4、K5。开关Κ3、Κ4、Κ5用于根据控 制器的控制指令选择断开或闭合。在车载电池充放电之前，开关Κ3、Κ4、Κ5处于闭合状态。 充放电选择开关CFl用于选择充电或放电，可以设置在车辆的中控面板上。车载电池的SOC 可以由电池管理单元测得。本专利技术还提供了一种车载电池的充放电系统的控制方法，其中充放电系统为上述 的充放电系统，该控制方法包括以下步骤(1)判断是否满足充放电条件；(2)如果满足充放电条件，则选择充放电选择开关进行充放电；(3)判断逆变器逆变出的电压与外部电源的电压是否一致；(4)当逆变器逆变出的电压与外部电源的电压一致时，合上并网开关；(5)根据车载电池的S0C，通过控制充放电功率进行充放电；(6)判断车载电池是否完成充放电。其中步骤(1)是通过以下步骤实现的(1-1)判断车载电池的温度是否在给定的温度范围内；(1-1-1)如果车载电池的温度在给定的温度范围内，则满足充放电条件；(1-1-2)如果车载电池的温度超出给定的温度范围，则不满足充放电条件；(1-2)判断车载电池的SOC是否在给定的SOC范围内；(1-2-1)如果车载电池的SOC在给定的SOC范围内，则满足充放电条件；(1-2-2)如果车载电池的SOC超出给定的SOC范围，则不满足充放电条件。步骤(4)还包括以下步骤 (4-1)当逆变器逆变出的电压与外部电源的电压不一致时，对逆变器逆变出的电 压以外部电源的电压为目标进行比例积分调节。步骤(5)是通过以下步骤实现的(5-1)根据车载电池当前的SOC确定一个充放电的目标充放电功率；(5-2)测量车载电池的当前的充放电电压U2和充放电电流12计算出当前的充放 电功率；(5-3)对当前的充放电功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载电池的充放电系统，其特征在于，该系统包括车载电池、充放电选择开关、逆变器、控制器、信号检测模块以及并网开关，所述并网开关用于连接外部电源和逆变器；所述充放电选择开关用于选择充电或放电；所述逆变器用于将外部电源的交流电转换成直流电输入到车载电池，以及用于将车载电池的直流电转换成交流电输入到外部电源；所述信号检测模块用于检测并网开关的两端、充放电选择开关以及车载电池的相关信号并将这些信号发送给控制器；所述控制器用于根据接收到的信号控制所述并网开关以及所述逆变器工作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤小华，罗霆，郭志华，高锦龙，许伯良，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]