高效節(jié)能 動力鋰電池的檢測及化成
控制系統(tǒng)和化成模塊(雙向DC/DC)以及整流柜之間采用CAN通信網(wǎng)絡。目前,CAN網(wǎng)絡得到廣泛的應用。
二、整流柜設計
采用主流的LLC諧振軟開關整流器電路,充電效率大于96%.輸入總諧波畸變小于5%.整流柜的作用是補充電池化成過程中的電量損耗。當放電能量大于充電能量時,母線電壓會升高,母線會對貯能電池組進行充電。當充電能量大于放電能量時,母線電壓會降低,整流器吸收電網(wǎng)能量以維持母線電壓穩(wěn)定。其拓撲結構如圖2所示。
其拓撲為LLC諧振全橋Vin為交流電整流(叁相無源PFC)或經PFC(功率因數(shù)校正)后電壓
T1、T2、T3、T4為MOSFET Lr為諧振電感Cr為諧振電容D5、D6為高頻整流二極管Cf為濾波電容。
三、化成模塊(雙向DC/DC)
結構如圖3所示。包括雙向DC/DC模塊。第一級采用隔離式半橋變換結構,利用變壓器對高壓側與低壓側進行隔離,開關管V1,V2,V3,V4采用固定脈沖控制,實現(xiàn)從400V母線電壓和15V中間電壓進行變換,第二級采用非隔離式Buckboost變換器構成,開關管V5,V6采用閉環(huán)閉環(huán)控制,實現(xiàn) 15V中間電壓和3V鋰電池電壓之間進行二次變換。
1.升壓工作模式
電池側3V電壓,經C11濾波后,送至由V6、V5、L1、C0構成BOOST升壓變換器,BOOST變換器將電壓從3V升至15V,調節(jié)送到TG6的脈沖占空比,可以實現(xiàn)調節(jié)輸出電壓;由第一級變換器升壓至15V的電壓經C3、C4分壓,送至半橋變換器,給固定脈沖至TG3和TG4 ,使開關管V3、V4工作在開關狀態(tài),經變壓器升壓至200V,由D1、D2以及C1、C2構成全波倍壓整流電路,將輸出電壓穩(wěn)定在400 V.
升壓變換時輸入電壓與輸出電壓關系式:
式中:N1變壓器高壓側匝數(shù); N2變壓器低壓側匝數(shù);Vb電池電壓; D2開關管V6的輸入脈沖占空比。
2.降壓工作模式
母線側輸入電壓400 V,經C1和C2分壓,上下橋臂輸入電壓為200 V.控制器將固定脈沖送至TG1和TG2,使開關管V1,V2工作在開關狀態(tài)。由D3、D4構成全波整流電路,經C0濾波,使電壓從400V降至24V;閉環(huán)控制器輸出PWM信號,送至開關管V5 ,使V5、D6、L1、C11構成BUCK降壓變換器,將電壓從24V降至3V.調節(jié)輸入開關管V5的驅動波形占空比,可以調節(jié)輸出電壓。降壓變換時輸入電壓與輸出電壓關系式:
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