專(zhuān)利名稱(chēng)：一種充放電控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充放電控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外為電動(dòng)汽車(chē)充電的非車(chē)載充電設(shè)備都是單向的，例如充電柜，單向充電柜的轉(zhuǎn)換效率低，諧波比較大；電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)的鋰電池或者鐵電池等會(huì)隨著長(zhǎng)時(shí)間的充放電及其他因素而導(dǎo)致電池的容量發(fā)生變化,從而導(dǎo)致電池組SOC檢測(cè)不準(zhǔn)確，要校正電池SOC的精確度需要對(duì)電池組進(jìn)行徹底放電，而目前國(guó)內(nèi)外的單項(xiàng)充電柜，只能為電動(dòng)汽車(chē)充電而不能放電，如果要給電動(dòng)汽車(chē)放電只能使用負(fù)載放電，造成資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前因單向充電柜無(wú)法給電動(dòng)汽車(chē)放電而采用負(fù)載放電帶來(lái)的資源浪費(fèi)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種充放電控制系統(tǒng)，能夠有效的節(jié)約資源。一種充放電控制系統(tǒng)，包括電池組、充電設(shè)備以及交流電網(wǎng)，所述充電設(shè)備包括用于將交流電和直流電進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的換流模塊以及用于控制充電設(shè)備充電和放電的控制器，所述換流模塊包括直流端和交流端，所述換流模塊的直流端與電池組相連，所述換流模塊的交流端與交流電網(wǎng)相連，所述控制器控制換流模塊將交流電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換成直流電為電池組充電，以及控制換流模塊將電池組放出的電能轉(zhuǎn)換成交流電回饋給交流電網(wǎng)。進(jìn)一步地，所述充電設(shè)備還包括交流變壓器，所述交流變壓器的初級(jí)線圈與交流電網(wǎng)相連，所述交流變壓器的次級(jí)線圈與換流模塊的交流端相連。進(jìn)一步地，所述換流模塊包括三相全橋換流電路，所述三相全橋換流電路的直流側(cè)為換流模塊的直流端，所述三相全橋換流電路的交流側(cè)為換流模塊的交流端，控制器通過(guò)控制三相全橋換流電路的晶閘管的導(dǎo)通與關(guān)斷控制電流進(jìn)行直流電和交流電的相互轉(zhuǎn)換。進(jìn)一步地，所述充電設(shè)備還包括直流接觸器和交流接觸器，所述直流接觸器的一端與換流模塊的直流端相連，所述直流接觸器的另一端與電池組相連；所述交流接觸器的一端與交流變壓器的初級(jí)線圈相連，所述交流接觸器的另一端與交流電網(wǎng)相連，所述直流接觸器和交流接觸器分別與控制器相連。進(jìn)一步地，所述充電設(shè)備還包括直流預(yù)充接觸器、直流預(yù)充電阻、交流預(yù)充電阻和交流預(yù)充接觸器，所述直流預(yù)充接觸器與直流預(yù)充電阻串聯(lián)之后與直流接觸器并聯(lián)，所述交流預(yù)充接觸器與交流預(yù)充電阻串聯(lián)之后與交流接觸器并聯(lián)，所述直流預(yù)充接觸器和交流預(yù)充接觸器分別與控制器相連，控制器通過(guò)控制直流預(yù)充接觸器和交流預(yù)充接觸器分別對(duì)直流側(cè)和交流側(cè)進(jìn)行預(yù)充。進(jìn)一步地，所述充電設(shè)備還包括LC濾波器，所述LC濾波器的輸入端與換流模塊的交流端相連，所述LC濾波器的輸出端與交流變壓器的次級(jí)線圈相連。進(jìn)一步地，所述充電設(shè)備還包括用于輸入充放電控制信號(hào)以及顯示充電設(shè)備工作狀態(tài)的人機(jī)交互界面，所述人機(jī)交互界面與控制器相連。進(jìn)一步地，所述充電設(shè)備還包括用于保護(hù)系統(tǒng)的直流熔斷器和交流熔斷器，所述直流熔斷器的一端與直流接觸器相連，所述直流熔斷器的另一端與電池組相連；所述交流熔斷器的一端與交流接觸器相連，所述交流熔斷器的另一端與交流電網(wǎng)相連。進(jìn)一步地，所述充電設(shè)備還包括交流斷路器，所述交流斷路器的一端與交流熔斷器相連，所述交流斷路器的另一端與交流電網(wǎng)相連。進(jìn)一步地，所述電池組為電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載動(dòng)力電池組。本發(fā)明提供的一種充放電控制系統(tǒng)，通過(guò)換流模塊進(jìn)行交流與直流的相互轉(zhuǎn)換并通過(guò)控制器控制充電設(shè)備為電池組充電和放電，電池組放電的電能回饋交流電網(wǎng)，無(wú)需使用負(fù)載為電池組放電，有效節(jié)約資源。


圖1為本發(fā)明提供的一種充放電控制系統(tǒng)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明提供的一種充放電控制系統(tǒng)另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明提供的一種充放電控制系統(tǒng)的換流模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如附圖1所示，本發(fā)明提供的一種充放電控制系統(tǒng)，包括電池組1、充電設(shè)備2以及交流電網(wǎng)3，充電設(shè)備2包括用于將交流和直流進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的換流模塊21以及用于控制系統(tǒng)充電和放電的控制器23，換流模塊21包括直流端a和交流端b，換流模塊21的交流端b與交流電網(wǎng)3相連，換流模塊21的直流端a與電池組I相連，控制器23控制換流模塊21將交流電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換成直流電為電池組I充電，以及控制換流模塊21將電池組I放出的電能轉(zhuǎn)換成交流電回饋給交流電網(wǎng)3。如附圖2所示，充電設(shè)備2還包括交流變壓器22，交流變壓器22的初級(jí)線圈與交流電網(wǎng)3相連，交流變壓器22的次級(jí)線圈與換流模塊21的交流端b相連，換流模塊21的直流端a與電池組I相連。如附圖3所示，換流模塊21包括三相全橋換流電路，三相全橋換流電路的直流側(cè)為換流模塊21的直流端a，三相全橋換流電路的交流側(cè)為換流模塊21的交流端b，控制器23通過(guò)控制三相全橋換流電路的晶閘管的導(dǎo)通與關(guān)斷控制電流進(jìn)行直流和交流的相互轉(zhuǎn)換。如附圖2所示，充電設(shè)備2還包括直流接觸器K4和交流接觸器Kl，直流接觸器K4的一端與換流模塊21的直流端a相連，直流接觸器K4的另一端與電池組I相連；交流接觸器Kl的一端與交流變壓器22的初級(jí)線圈相連，交流接觸器Kl的另一端與交流電網(wǎng)3相連，直流接觸器K4和交流接觸器Kl分別與控制器23相連，控制器23通過(guò)直流接觸器K4和交流接觸器Kl控制系統(tǒng)進(jìn)行充電和放電。充電設(shè)備2還包括直流預(yù)充接觸器K3、直流預(yù)充電阻R2、交流預(yù)充電阻Rl和交流預(yù)充接觸器K2，直流預(yù)充接觸器K3與直流預(yù)充電阻R2串聯(lián)之后與直流接觸器K4并聯(lián)，交流預(yù)充接觸器K2與交流預(yù)充電阻Rl串聯(lián)之后與交流接觸器Kl并聯(lián)，直流預(yù)充接觸器K3和交流預(yù)充接觸器K2分別與控制器23相連，控制器23通過(guò)控制直流預(yù)充接觸器K3和交流預(yù)充接觸器K2分別對(duì)直流側(cè)和交流側(cè)進(jìn)行預(yù)充，避免對(duì)電池組I產(chǎn)生沖擊電流。充電設(shè)備2還包括LC濾波器24，LC濾波器24的輸入端與換流模塊21的交流端b相連，LC濾波器24的輸出端與交流變壓器22的次級(jí)線圈相連。充電設(shè)備2還包括用于輸入充放電控制信號(hào)以及顯示充電設(shè)備工作狀態(tài)的人機(jī)交互界面25，人機(jī)交互界面25與控制器23相連。充電設(shè)備2還包括用于保護(hù)系統(tǒng)的直流熔斷器FU2和交流熔斷器FUl，直流熔斷器FU2的一端與直流接觸器K4相連，直流熔斷器FU2的另一端與電池組I相連；交流熔斷器FUl的一端與交流接觸器K2相連，交流熔斷器FUl的另一端與交流電網(wǎng)3相連。充電設(shè)備2還包括交流斷路器K5，交流斷路器K5的一端與交流熔斷器FUl相連，交流斷路器K5的另一端與交流電網(wǎng)3相連，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)可以手動(dòng)斷開(kāi)交流斷路器K5，能夠有效保護(hù)系統(tǒng)。優(yōu)選地，電池組I為電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載動(dòng)力電池組。以下通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的工作原理。當(dāng)電池組I需要充電或放電時(shí)，合上交流斷路器K5，可以通過(guò)人機(jī)交互界面輸入操作信息:充電或放電、電流大小等信息，人工通過(guò)啟動(dòng)按鈕輸入啟動(dòng)信號(hào)，控制器23接收到啟動(dòng)信號(hào)，首先吸合直流預(yù)充接觸器K3，電池I對(duì)換流模塊21的電容C進(jìn)行預(yù)充，當(dāng)控制器23檢測(cè)到電容C預(yù)充到一定電壓后，吸合直流接觸器K4，斷開(kāi)直流預(yù)充接觸器K3 ;當(dāng)控制器23檢測(cè)到直流接觸器K4閉合之后，控制交流預(yù)充接觸器K2吸合，交流電網(wǎng)3對(duì)換流模塊21的交流側(cè)進(jìn)行預(yù)充，先對(duì)交流側(cè)進(jìn)行預(yù)充可以有效避免過(guò)大的沖擊電流損壞晶閘管，預(yù)充完成后，控制器23控制交流接觸器Kl吸合，交流預(yù)充接觸器K2斷開(kāi)。當(dāng)控制器檢測(cè)到直流接觸器K4和交流接觸器Kl都閉合，系統(tǒng)根據(jù)輸入的信息開(kāi)始進(jìn)行工作，當(dāng)操作信息為充電時(shí)，交流電網(wǎng)3輸出的電壓經(jīng)過(guò)交流變壓器22轉(zhuǎn)換成目標(biāo)電壓，再經(jīng)過(guò)LC濾波器24進(jìn)行濾波，控制器23控制換流模塊21的晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行三相全橋整流，輸出一個(gè)與電池組I相匹配的直流電，為電池組I進(jìn)行充電。當(dāng)操作信息為放電時(shí)，控制器23控制換流模塊21的晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷將電池組I輸出的電壓進(jìn)行逆變，輸出交流電壓，輸出的交流電壓經(jīng)過(guò)LC濾波器24濾波之后再經(jīng)過(guò)交流變壓器22得到與交流電網(wǎng)3同幅值同相位的交流電壓，并到交流電網(wǎng)3上。充放電控制系統(tǒng)在充電或放電過(guò)程中如果出現(xiàn)故障則可以人工切斷交流斷路器K5，有效保證系統(tǒng)的安全性。充電設(shè)備2可以是充電柜、充電機(jī)和充電樁等。本發(fā)明提供的一種充放電控制系統(tǒng)，通過(guò)換流模塊進(jìn)行交流與直流的相互轉(zhuǎn)換并通過(guò)控制器控制充電設(shè)備為電池組充電和放電，電池組放電的電能回饋交流電網(wǎng)，無(wú)需使用負(fù)載為電池放電，有效節(jié)約資源，本發(fā)明還可以運(yùn)用于智能電網(wǎng)領(lǐng)域，把電動(dòng)汽車(chē)當(dāng)做儲(chǔ)能單元，在用電高峰期為電網(wǎng)做電力調(diào)配。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種充放電控制系統(tǒng)，包括電池組、充電設(shè)備以及交流電網(wǎng)，其特征在于，所述充電設(shè)備包括用于將交流電和直流電進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的換流模塊以及用于控制充電設(shè)備充電和放電的控制器，所述換流模塊包括直流端和交流端，所述換流模塊的直流端與電池組相連，所述換流模塊的交流端與交流電網(wǎng)相連，所述控制器控制換流模塊將交流電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換成直流電為電池組充電，以及控制換流模塊將電池組放出的電能轉(zhuǎn)換成交流電回饋給交流電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充電設(shè)備還包括交流變壓器，所述交流變壓器的初級(jí)線圈與交流電網(wǎng)相連，所述交流變壓器的次級(jí)線圈與換流模塊的交流端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述換流模塊包括三相全橋換流電路，所述三相全橋換流電路的直流側(cè)為換流模塊的直流端，所述三相全橋換流電路的交流側(cè)為換流模塊的交流端，控制器通過(guò)控制三相全橋換流電路的晶閘管的導(dǎo)通與關(guān)斷控制電流進(jìn)行直流電和交流電的相互轉(zhuǎn)換。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充放電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充電設(shè)備還包括直流接觸器和交流接觸器，所述直流接觸器的一端與換流模塊的直流端相連，所述直流接觸器的另一端與電池組相連；所述交流接觸器的一端與交流變壓器的初級(jí)線圈相連，所述交流接觸器的另一端與交流電網(wǎng)相連，所述直流接觸器和交流接觸器分別與控制器相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充放電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充電設(shè)備還包括直流預(yù)充接觸器、直流預(yù)充電阻、交流預(yù)充電阻和交流預(yù)充接觸器，所述直流預(yù)充接觸器與直流預(yù)充電阻串聯(lián)之后與直流接觸器并聯(lián)，所述交流預(yù)充接觸器與交流預(yù)充電阻串聯(lián)之后與交流接觸器并聯(lián)，所述直流預(yù)充接觸器和交流預(yù)充接觸器分別與控制器相連，控制器通過(guò)控制直流預(yù)充接觸器和交流預(yù)充接觸器分別對(duì)直流側(cè)和交流側(cè)進(jìn)行預(yù)充。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充放電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充電設(shè)備還包括LC濾波器，所述LC濾波器的輸入端與換流模塊的交流端相連，所述LC濾波器的輸出端與交流變壓器的次級(jí)線圈相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充電設(shè)備還包括用于輸入充放電控制信號(hào)以及顯示充電設(shè)備工作狀態(tài)的人機(jī)交互界面，所述人機(jī)交互界面與控制器相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充放電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充電設(shè)備還包括用于保護(hù)系統(tǒng)的直流熔斷器和交流熔斷器，所述直流熔斷器的一端與直流接觸器相連，所述直流熔斷器的另一端與電池組相連；所述交流熔斷器的一端與交流接觸器相連，所述交流熔斷器的另一端與交流電網(wǎng)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的充放電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充電設(shè)備還包括交流斷路器，所述交流斷路器的一端與交流熔斷器相連，所述交流斷路器的另一端與交流電網(wǎng)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組為電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載動(dòng)力電池組。
全文摘要
本發(fā)明提供一種充放電控制系統(tǒng)，包括電池組、充電設(shè)備以及交流電網(wǎng)，充電設(shè)備包括換流模塊以及控制器，控制器控制換流模塊將交流電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換成直流電為電池組充電，以及控制換流模塊將電池放出的電能轉(zhuǎn)換成交流電回饋給交流電網(wǎng)，無(wú)需使用負(fù)載為電池組放電，有效節(jié)約資源。
文檔編號(hào)H02J3/38GK103138355SQ20111037756
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者王營(yíng)輝, 尹雪芹, 梁小賢 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司