双向直流功率变换电路、直流充电桩和储能电源系统的制作方法

    技术2024-11-10  10


    本技术涉及电力电子,更具体而言,涉及一种双向直流功率变换电路、直流充电桩和储能电源系统。


    背景技术:

    1、双向直流功率变换电路具有多种拓扑结构,适用于不同的场景,例如高压输入、低压输入、高压输出或低压输出。然而随着新能源汽车技术的发展和普及,同一种拓扑结构的双向直流功率变换电路可能需要应用在不同的场景,如此可能导致两端电压调节能力差,变换效率下降。


    技术实现思路

    1、本技术实施方式提供一种双向直流功率变换电路和直流充电桩。

    2、本技术实施方式的双向直流功率变换电路,包括:

    3、第一端;

    4、第二端;

    5、变压器;

    6、依次连接在所述第一端和所述变压器的原边之间的第一dcdc电路和第一谐振网络;

    7、与所述第一谐振网络并联,连接在所述第一dcdc电路和所述变压器的原边之间的第一开关;

    8、依次连接在所述第二端和所述变压器的副边之间的第二dcdc电路和第二谐振网络;

    9、与所述第二谐振网络并联,连接在所述第二dcdc电路和所述变压器的副边之间的第二开关;

    10、控制器,被配置为控制所述第一开关和所述第二开关的通断。

    11、本技术提供的双向直流功率变换电路,可以通过控制器控制第一开关和第二开关的通断,改变双向直流功率变换电路的拓扑结构,因此,双向直流功率变换电路可以适用于不同的场景。从而提高双向直流功率变换电路的电压调节能力,保证变换效率。

    12、在某些实施例中,所述第一谐振网络包括依次串联连接在所述第一dcdc电路与所述变压器的原边之间的第一电容和第一电感;

    13、所述第二谐振网络包括连接在所述第二dcdc电路与所述变压器的副边之间的第二电容。

    14、如此,单独c结构的谐振网络在特定条件下(如与其他元件或系统相互作用时)可能产生谐振现象,在满足使用需求的同时可以减少元器件数量,降低成本。

    15、在某些实施例中,所述第一开关一端与所述第一电容远离所述第一电感的一端连接,另一端与所述第一电感远离所述第一电容的一端连接,所述第二开关两端分别与所述第二电容的两端连接。

    16、如此,第一开关可以用于控制第一电感和第一电容的接入,第二开关可以用于控制第二电容的接入。

    17、在某些实施例中,所述第一谐振网络包括依次串联连接在所述第一dcdc电路与所述变压器的原边之间的第一电容和第一电感;

    18、所述第二谐振网络包括依次串联连接在所述第二dcdc电路与所述变压器的副边之间的第二电感和第二电容。

    19、如此,第一谐振网络和第二谐振网络可以利用电感和电容的储能特性,通过电磁能量的交替转化来实现谐振。

    20、在某些实施例中,所述第一开关一端与所述第一电容远离所述第一电感的一端连接,另一端与所述第一电感远离所述第一电容的一端连接,所述第二开关一端与所述第二电容远离所述第二电感的一端连接,另一端与所述第二电感远离所述第二电容的一端连接。

    21、如此,第一开关可以用于控制第一电感和第一电容的接入,第二开关可以用于控制第二电感和第二电容的接入。

    22、在某些实施例中,所述第一开关、所述第二开关为高频切换开关。

    23、如此,高频开关电源的输出电压稳定性高,不易受输入电压和负载变化的影响,且具有更高的能量转换效率。

    24、在某些实施例中,所述第一开关、所述第二开关为mos管,igbt或者继电器中的任意一种。

    25、如此,第一开关和第二开关选择mos管,igbt或者继电器可以分别适用于不同的使用场景,有利于拓宽双向直流功率变换电路的使用范围。

    26、在某些实施例中,所述控制器用于控制所述第一开关断开和所述第二开关断开,以使所述双向直流功率变换电路工作在不对称cllc模式。

    27、如此,使双向直流功率变换电路工作在cllc模式,能够实现电能的双向流动,有利于获得较高的功率转换效率。

    28、在某些实施例中,所述控制器用于控制所述第一开关断开和所述第二开关导通,以使所述双向直流功率变换电路工作在llc模式。

    29、如此,使双向直流功率变换电路工作在llc模式,有利于实现高效率的功率转换,并且其结构相对简单,易于实现高功率密度和低成本。

    30、在某些实施例中,所述控制器用于控制所述第一开关导通和所述第二开关导通,以使所述双向直流功率变换电路工作在全桥电路模式。

    31、如此,使双向直流功率变换电路工作在全桥电路模式,便于处理较大的电流,便于满足高功率输出的应用场景。

    32、在某些实施例中,所述控制器用于控制所述第一开关导通和所述第二开关断开,以使所述双向直流功率变换电路工作在移相模式。

    33、如此,使双向直流功率变换电路工作在移相模式,有利于提高转换效率、降低能量损失并且减小体积,适用于需要精确控制和调节的应用场景,此外,移相模式在需要宽范围输出电压调节时具有优势。

    34、在某些实施例中,所述第一dcdc电路包括并联连接的第一全桥电路和第三电容,所述第一全桥电路的两端与所述第一端的正负极连接,所述第一全桥电路的另外两端与所述变压器的原边的两个电极连接,所述第三电容与所述第一端的正负极连接;

    35、所述第二dcdc电路包括并联连接的第二全桥电路和第四电容,所述第二全桥电路的两端与所述第二端的正负极连接,所述第二全桥电路的另外两端与所述变压器的副边的两个电极连接,所述第四电容与所述第二端的正负极连接。

    36、如此,第一dcdc电路和第二dcdc电路用于实现电能的转换,同时还能够在一定程度上平衡供需关系,提高整体稳定性和可靠性。

    37、在某些实施例中,所述第一端被配置为与储能电源系统连接,所述第一端用于接收所述储能电源系统的电能,或者用于向所述储能电源系统输送电能;

    38、所述第二端被配置为与充电枪连接,所述第二端用于通过所述充电枪接收电动汽车的电能,或者用于通过所述充电枪向所述电动汽车输送电能。

    39、如此,第一端可作为双向直流功率变换电路的输入端,第二端可作为双向直流功率变换电路的输出端。

    40、本技术另一种实施方式的直流充电桩,包括:

    41、充电枪,所述充电枪用于与电动汽车连接;

    42、如上述任意一项所述的双向直流功率变换电路,所述第一端与储能电源系统连接,所述第二端与所述充电枪连接。

    43、在某些实施例中,所述双向直流功率变换电路被配置为在所述储能电源系统给所述电动汽车充电的情况下,所述双向直流功率变换电路的功率走向为自所述第一端流向所述第二端,在所述电动汽车给所述储能电源系统充电的情况下,所述双向直流功率变换电路的功率走向为自所述第二端流向所述第一端。

    44、如此,第一端可连接直流充电桩的输入端,第二端可可连接直流充电桩的输出端。

    45、本技术还一种实施方式的储能电源系统,包括:

    46、至少一个电池包,所述至少一个电池包用于存储电能或输出电能;

    47、逆变器,所述逆变器集成如上述任意一项所述的双向直流功率变换电路。

    48、本技术的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实施方式的实践了解到。


    技术特征:

    1.一种双向直流功率变换电路,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的双向直流功率变换电路,其特征在于,所述第一谐振网络包括依次串联连接在所述第一dcdc电路与所述变压器的原边之间的第一电容和第一电感;

    3.根据权利要求2所述的双向直流功率变换电路,其特征在于,所述第一开关一端与所述第一电容远离所述第一电感的一端连接,另一端与所述第一电感远离所述第一电容的一端连接,所述第二开关两端分别与所述第二电容的两端连接。

    4.根据权利要求1所述的双向直流功率变换电路,其特征在于,所述第一谐振网络包括依次串联连接在所述第一dcdc电路与所述变压器的原边之间的第一电容和第一电感;

    5.根据权利要求4所述的双向直流功率变换电路,其特征在于,所述第一开关一端与所述第一电容远离所述第一电感的一端连接,另一端与所述第一电感远离所述第一电容的一端连接,所述第二开关一端与所述第二电容远离所述第二电感的一端连接,另一端与所述第二电感远离所述第二电容的一端连接。

    6.根据权利要求1所述的双向直流功率变换电路,其特征在于,所述第一开关、所述第二开关为高频切换开关。

    7.根据权利要求6所述的双向直流功率变换电路,其特征在于,所述第一开关、所述第二开关为mos管,igbt或者继电器中的任意一种。

    8.根据权利要求1所述的双向直流功率变换电路,其特征在于,所述控制器用于控制所述第一开关断开和所述第二开关断开,以使所述双向直流功率变换电路工作在不对称cllc模式。

    9.根据权利要求1所述的双向直流功率变换电路,其特征在于,所述控制器用于控制所述第一开关断开和所述第二开关导通,以使所述双向直流功率变换电路工作在llc模式。

    10.根据权利要求1所述的双向直流功率变换电路,其特征在于,所述控制器用于控制所述第一开关导通和所述第二开关导通,以使所述双向直流功率变换电路工作在全桥电路模式。

    11.根据权利要求1所述的双向直流功率变换电路,其特征在于,所述控制器用于控制所述第一开关导通和所述第二开关断开,以使所述双向直流功率变换电路工作在移相模式。

    12.根据权利要求1所述的双向直流功率变换电路,其特征在于,所述第一dcdc电路包括并联连接的第一全桥电路和第三电容,所述第一全桥电路的两端与所述第一端的正负极连接,所述第一全桥电路的另外两端与所述变压器的原边的两个电极连接,所述第三电容与所述第一端的正负极连接;

    13.根据权利要求1所述的双向直流功率变换电路,其特征在于,所述第一端被配置为与储能电源系统连接,所述第一端用于接收所述储能电源系统的电能,或者用于向所述储能电源系统输送电能;

    14.一种直流充电桩,其特征在于,包括:

    15.根据权利要求14所述的直流充电桩,其特征在于,所述双向直流功率变换电路被配置为在所述储能电源系统给所述电动汽车充电的情况下,所述双向直流功率变换电路的功率走向为自所述第一端流向所述第二端,在所述电动汽车给所述储能电源系统充电的情况下,所述双向直流功率变换电路的功率走向为自所述第二端流向所述第一端。

    16.一种储能电源系统,其特征在于,包括:


    技术总结
    本申请公开了一种双向直流功率变换电路和直流充电桩,双向直流功率变换电路包括第一端、第二端、变压器、依次连接在第一端和变压器的原边之间的第一DCDC电路和第一谐振网络、与第一谐振网络并联,连接在第一DCDC电路和变压器的原边之间的第一开关、依次连接在第二端和变压器的副边之间的第二DCDC电路和第二谐振网络、与第二谐振网络并联,连接在第二DCDC电路和变压器的副边之间的第二开关和控制器,被配置为控制第一开关和第二开关的通断。本申请提供的双向直流功率变换电路,可以通过控制器控制第一开关和第二开关的通断,改变拓扑结构,因此,双向直流功率变换电路可以适用于不同的场景。从而提高双向直流功率变换电路的电压调节能力,保证变换效率。

    技术研发人员:贾政,孙中伟
    受保护的技术使用者:深圳市华宝新能源股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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