260kW中壓三電平充放電設備的研制.pdf

1、鋰離子電池組作為一種儲能設備因具有能量密度高、充放電速度快、無記憶效應、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點而廣泛使用于電動汽車領域。近日，國內(nèi)首列混合動力型動車組正式投入生產(chǎn)，鋰電池組作為混合動力動車組的一種動力源，需要進行定期滿充滿放的維護來提高電池組的性能，而高電壓、小電流充放電設備因損耗小、成本低等優(yōu)勢，使得中高壓充放電設備成為了一種發(fā)展趨勢。
　　目前，國內(nèi)還沒有適合混合動力動車組使用的高壓充放電設備，大功率充放電設備的輸出電壓等級普遍不高。

2、為提高輸出電壓等級及電壓范圍，實現(xiàn)能量從電網(wǎng)到電池組的雙向流動，本文設計了一臺260kW中壓三電平充放電設備，采用了NPC三電平PWM整流器與三電平雙向直流變換器串聯(lián)的雙級型三電平拓撲結(jié)構(gòu)，重點研究了主電路工作原理和參數(shù)設計，通過仿真和實驗對其進行了驗證。
　　首先，分析了充放電設備的拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理。詳細分析了三電平直流變換器的拓撲及工作原理，對充放電設備硬件電路參數(shù)設計進行研究，并對其中的中間直流支撐電容、網(wǎng)側(cè)濾波器、吸收回

3、路，電池側(cè)電感、電容等關鍵參數(shù)進行了設計。此外也研究了充放電設備的控制策略，網(wǎng)側(cè)使用電壓定向控制策略，電池側(cè)使用電壓、電流雙閉環(huán)可選的恒壓、恒流或恒功率控制策略。
　　其次，詳細分析了兩級電路的開關損耗，對NPC三電平整流器進行了開關損耗工程計算和仿真對比分析，在此基礎上得到熱損耗分布和溫升情況，對功率組件進行了設計。完成了功率組件雙脈沖實驗和溫升實驗，確定了功率組件的技術(shù)參數(shù)，驗證了模塊化功率組件的實用性。
　　最后，本文