| 专利名称： | V2G双向充放电装置 | ||
| 专利名称(英文)： | V2G two-way charging and discharging device | ||
| 专利号： | CN201620175782.7 | 申请时间： | 20160309 |
| 公开号： | CN205385330U | 公开时间： | 20160713 |
| 申请人： | 华北电力大学（保定） | ||
| 申请地址： | 071000 河北省保定市北市区华电路689号 | ||
| 发明人： | 肖志恒; 颜湘武 | ||
| 分类号： | H02J7/02; H02J3/38 | 主分类号： | H02J7/02 |
| 代理机构： | 上海海颂知识产权代理事务所(普通合伙) 31258 | 代理人： | 任益 |
| 摘要： | 本实用新型公开了一种V2G双向充放电装置，包括双向充放电电机、AVR控制模块、电池信息采集模块以及第一可控开关和第二可控开关，所述双向充放电电机连接在电网和蓄电池之间，第一可控开关设置在电网和双向充放电电机之间，第二可控开关设置在双向充放电电机与蓄电池之间；所述电池信息采集模块连接蓄电池，用于采集蓄电池信息，电池信息采集模块的输出端连接AVR控制模块的输入端，AVR控制模块的输出端连接双向充放电电机的受控端。本实用新型能够在蓄电池亏电状态下自动切换充电，也可在电动汽车在不工作的过程中完成向电网输送能量，实现了电动汽车蓄电池与电网之间能量和信息的双向交换，提高了能量的利用效率。 | ||
| 摘要(英文)： | The utility model discloses a V2G two-way charge and discharge device, comprises a two-way charge and discharge motor, AVR control module, battery information collection module controllable switch and 1st and 2nd controllable switch, the two-way charge and discharge motor is connected between the network and the accumulator, the controllable switch 1st is arranged between the power grid and the two-way charge and discharge motor, controllable 2nd two-way charge-discharge switch is set in between the motor and the battery; the battery information acquisition module is connected with the storage battery, the storage battery is used for collecting information, the information acquisition module of the battery is connected with the output end of the input end of the AVR control module, AVR control module is connected with the output end of the controlled end of the two-way charge and discharge of the motor. The utility model relates to a storage battery charging the accumulator state, can also be in an electric vehicle without work completed in the course of transport energy to the power grid, the power grid of the electric automobile storage battery and between the bi-directional exchange of energy and information, the utilization efficiency of the energy is enhanced. | ||
1.V2G双向充放电装置，其特征在于：包括双向充放电电机、AVR控制模块、电池信息采集模块以及第一可控开关（K1）和第二可控开关（K2），所述双向充放电电机连接在电网和蓄电池之间，第一可控开关设置在电网和双向充放电电机之间，第二可控开关设置在双向充放电电机与蓄电池之间；所述电池信息采集模块连接蓄电池，用于采集蓄电池信息，电池信息采集模块的输出端连接AVR控制模块的输入端，AVR控制模块的输出端连接双向充放电电机的受控端； 所述双向充放电电机包括AC/DC单元和DC/DC单元，AC/DC单元为二极管箝位型三电平并网逆变器，DC/DC单元为双向半桥变换器。
2.根据权利要求1所述的V2G双向充放电装置，其特征在于：所述双向充放电电机的AC/DC单元和DC/DC单元之间串联连接有用于调节中点电位平衡的电容调节电路；所述电容调节电路包括由第一电容和第二电容串联连接构成的串联支路。
3.根据权利要求1所述的V2G双向充放电装置，其特征在于：所述AVR控制模块包括AVR单片机、按键装置以及显示装置。
4.根据权利要求1所述的V2G双向充放电装置，其特征在于：所述电池信息采集模块包括电池管理单元、温控单元、电压测量单元以及电流测量单元。
5.根据权利要求1所述的V2G双向充放电装置，其特征在于：所述电池信息采集模块的输出端还连接有保护报警模块，保护报警模块包括防过流单元、防过放单元、防过热单元、防漏电单元、电机故障检测单元以及电池故障检测单元。
6.根据权利要求5所述的V2G双向充放电装置，其特征在于：所述保护报警模块还包括通信单元和报警电路，通信单元与AVR控制模块互连，通信单元的输出端连接报警电路的受控端。
1.V2G双向充放电装置，其特征在于：包括双向充放电电机、AVR控制模块、电池信息采集模块以及第一可控开关（K1）和第二可控开关（K2），所述双向充放电电机连接在电网和蓄电池之间，第一可控开关设置在电网和双向充放电电机之间，第二可控开关设置在双向充放电电机与蓄电池之间；所述电池信息采集模块连接蓄电池，用于采集蓄电池信息，电池信息采集模块的输出端连接AVR控制模块的输入端，AVR控制模块的输出端连接双向充放电电机的受控端； 所述双向充放电电机包括AC/DC单元和DC/DC单元，AC/DC单元为二极管箝位型三电平并网逆变器，DC/DC单元为双向半桥变换器。
2.根据权利要求1所述的V2G双向充放电装置，其特征在于：所述双向充放电电机的AC/DC单元和DC/DC单元之间串联连接有用于调节中点电位平衡的电容调节电路；所述电容调节电路包括由第一电容和第二电容串联连接构成的串联支路。
3.根据权利要求1所述的V2G双向充放电装置，其特征在于：所述AVR控制模块包括AVR单片机、按键装置以及显示装置。
4.根据权利要求1所述的V2G双向充放电装置，其特征在于：所述电池信息采集模块包括电池管理单元、温控单元、电压测量单元以及电流测量单元。
5.根据权利要求1所述的V2G双向充放电装置，其特征在于：所述电池信息采集模块的输出端还连接有保护报警模块，保护报警模块包括防过流单元、防过放单元、防过热单元、防漏电单元、电机故障检测单元以及电池故障检测单元。
6.根据权利要求5所述的V2G双向充放电装置，其特征在于：所述保护报警模块还包括通信单元和报警电路，通信单元与AVR控制模块互连，通信单元的输出端连接报警电路的受控端。
翻译：技术领域
实用新型涉及电动汽车技术领域，特别是一种用于为电动汽车车载电池进行充电的装置。
背景技术
目前电动汽车的发展突飞猛进，电动汽车在生产以及使用过程中，电池作为易损耗部件决定着电动汽车的使用寿命，电动汽车中电池的充放电技术则是控制电池寿命的主要因素。随着智能电网项目的启动和大规模建设充电站规划的实施，V2G成为了人们研究的重点。V2G是指电动汽车作为移动储能单元在受控状态下实现与电网的能量和信息的双向交换功能，能够实现正单位功率因数充电和负单位功率因数放电，通俗的说，即是电动汽车不仅可以从电网中充电，也可以向电网放电，以进一步提高能量的利用效率。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种结构简单的V2G双向充放电装置，以提高电动汽车中电池的利用效率。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
V2G双向充放电装置，包括双向充放电电机、AVR控制模块、电池信息采集模块以及第一可控开关和第二可控开关，所述双向充放电电机连接在电网和蓄电池之间，第一可控开关设置在电网和双向充放电电机之间，第二可控开关设置在双向充放电电机与蓄电池之间；所述电池信息采集模块连接蓄电池，用于采集蓄电池信息，电池信息采集模块的输出端连接AVR控制模块的输入端，AVR控制模块的输出端连接双向充放电电机的受控端；所述双向充放电电机包括AC/DC单元和DC/DC单元，AC/DC单元为二极管箝位型三电平并网逆变器，DC/DC单元为双向半桥变换器。
上述V2G双向充放电装置，所述双向充放电电机的AC/DC单元和DC/DC单元之间串联连接有用于调节中点电位平衡的电容调节电路；所述电容调节电路包括由第一电容和第二电容串联连接构成的串联支路。
上述V2G双向充放电装置，所述AVR控制模块包括AVR单片机、按键装置以及显示装置。
上述V2G双向充放电装置，所述电池信息采集模块包括电池管理单元、温控单元、电压测量单元以及电流测量单元。
上述V2G双向充放电装置，所述电池信息采集模块的输出端还连接有保护报警模块，保护报警模块包括防过流单元、防过放单元、防过热单元、防漏电单元、电机故障检测单元以及电池故障检测单元。
上述V2G双向充放电装置，所述保护报警模块还包括通信单元和报警电路，通信单元与AVR控制模块互连，通信单元的输出端连接报警电路的受控端。
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
本实用新型结构简单，能够在蓄电池亏电状态下自动切换充电，也可在电动汽车在不工作的过程中完成向电网输送能量，实现了电动汽车蓄电池与电网之间能量和信息的双向交换，提高了能量的利用效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型所述双向充电电机的电气原理图；
图3为本实用新型所述AVR控制模块的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
一种V2G双向充放电装置，其整体结构如图1所示，包括双向充放电电机、AVR控制模块、电池信息采集模块、保护报警模块、第一可控开关K1和第二可控开关K2；双向充放电电机连接在电网和蓄电池之间，第一可控开关设置在电网和双向充放电电机之间，第二可控开关设置在双向充放电电机与蓄电池之间；电池信息采集模块连接蓄电池，用于采集蓄电池信息，电池信息采集模块的输出端分别连接AVR控制模块和保护报警模块的输入端，AVR控制模块的输出端分别连接双向充放电电机和保护报警模块的受控端。
双向充放电电机的电路原理如图2所示，包括AC/DC单元、DC/DC单元和电容调节电路。
AC/DC单元为二极管箝位型三电平并网逆变器。三电平逆变器采用电压外环和电流内环的双闭环控制；电压外环主要实现直流母线电压的稳定，其输出为电流给定信号；电流内环主要实现电压外环输出的指令电流信号跟踪，实现单位功率因数控制。三电平逆变器采用SVPWM技术控制。
DC/DC单元为双向半桥变换器，保证了能量的双向流动。双向半桥变换器也采用电压外环和电流内环的双闭环控制；电压外环主要稳定车载电池端口电压，其输出为电流给定信号；电流内环主要限制和稳定电池的充放电电流。
双闭环的控制模式可实现车载蓄电池的智能充放电，其中包括：可选择充放电模式——恒压充（放）电和恒流充（放）电。
电容调节电路串联连接在AC/DC单元和DC/DC单元之间，用于调节中点的电位平衡；包括由第一电容C1和第二电容C2串联连接构成的串联支路。三电平逆变器的直流侧以第一电容和第二电容的电压差作为偏差信号，建立中点电位平衡负反馈，动态调整正负冗余小矢量的作用时间，从而有效抑制中点电位的波动。
AVR控制模块的结构如图3所示，包括AVR单片机、按键装置以及显示装置。AVR控制模块可实时监测电池的充放电状态，采集电池的荷电量（SOC），充放电电压、电流，电池组温度以及电池连接状态等信息。同时，还可通过按键装置设定充放电时间，在设定的时间段自动启停充放电机，完成车载电池的有序充放电；还可实现手动充放电和自动充放电的自由切换,给了车主更多选择的余地。另外，还可将监测到的实时信息显示在显示装置上，方便了人机互动。
电池信息采集模块包括电池管理单元、温控单元、电压测量单元以及电流测量单元。电池管理单元用于实时采集电池的电池的荷电量以及连接状态；温控单元用于测量电池的温度；电压测量单元用于测量电池的充放电电压；电流测量单元用于测量电池的充放电电流；电池信息采集模块采集的信息经数据线传输给AVR控制模块。
保护报警模块包括防过流单元、防过放单元、防过热单元、防漏电单元、电机故障检测单元、电池故障检测单元、通信单元和报警电路；防过流单元、防过放单元、防过热单元、防漏电单元、电机故障检测单元、电池故障检测单元分别与通信单元的输入端连接，通信单元与AVR控制模块互连，通信单元的输出端连接报警电路的受控端。当防过流单元、防过放单元、防过热单元、防漏电单元、电机故障检测单元、电池故障检测单元检测到超出设定阈值时，则自动切断电路，并能启动报警电路发出报警信息。
