[发明专利]模块化双向智能电源多机并联方法及并联结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动汽车实验台架用双向电源技术领域，尤其是涉及一种模块化双向智能电源多机并联方法及并联结构。

背景技术

随着全球石化能源的日益紧张，以电动汽车（Electrical Vehicle）、混合动力汽车（Hybird Electrical Vehicle）为代表的新能源汽车技术蓬勃发展。各类电动汽车、混合动力汽车的数量不仅迅速增长，电动机的试验台架的发展就成了重中之重了。作为实验台架能源供给源的双向智能电源的运行可靠性就成了为实验能否顺利完成的重要因素。

电动机的试验台架在做实验时一般会做耐久性实验，就是让电动汽车的电机长时间的满功率运行，运行时间一般是48小时至72小时之间。这期间如果电源出现问题，实验就前功尽弃。现有技术中，双向智能电源的输出功率受IGBT技术的限制，因此在大功率电机实验时双向智能电源的多机并联就成了唯一的选择。

为增加双向智能电源运行的可靠性，用户往往选择以下两种方式使用来提高系统运行时的容错性：

一、1+1 直接并机冗余备份：由两台相同功率的双向智能电源输出端并联起来共同负担向负载供电，从而形成直接并机式的冗余供电系统，该方式大大提高了双向智能电源供电系统的容错性和可靠性。其缺点是：用户在采购初期需要购置两台相同容量的双向智能电源实现1+1 直接并机冗余备份，而在使用过程中两台相同容量的双向智能电源又长期处于轻载的使用状态，这样不仅增加了用户的采购成本，又浪费了使用资源。

二、采用模块化双向智能电源系统功率模块并联冗余可以实现“1+1”、“N+1”、“N+X”并联冗余方式，其中一台或多台功率模块出现故障退出运行，不影响整个双向智能电源运行。该方法虽然实现了功率模块的并联冗余，但系统中的其他部件无法做到冗余，当系统中的其他部件出现故障有可能出现整个系统宕机使用户负载供电中断并且无法对整个系统进行全面的停电维修操作。

发明内容

本发明设计了一种模块化双向智能电源多机并联方法及并联结构，其解决的技术问题是（1）现有由两台相同功率的双向智能电源输出端并联起来共同负担向负载供电，在使用过程中两台相同容量的双向智能电源又长期处于轻载的使用状态，这样不仅增加了用户的采购成本，又浪费了使用资源。（2）现有采用模块化双向智能电源系统功率模块并联冗余的系统，系统中的其他部件无法做到冗余，当系统中的其他部件出现故障有可能出现整个系统宕机使用户负载供电中断并且无法对整个系统进行全面的停电维修操作。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种模块化双向智能电源多机并联结构，包括并行通信总线、静态开关总线和多个模块化双向智能电源系统，每个模块化双向智能电源系统都与输入动力线和输出动力线连接，多个模块化双向智能电源系统并联在并行通信总线和静态开关总线之间；各模块化双向智能电源系统通过并行通信总线相互通信，同时各模块化双向智能电源系统还通过静态开关总线相互连接；从并行通信总线上提取与各模块化双向智能电源系统输出信号状态相关的信号，将此信号与上位机或触摸屏控制器发送的控制指令一同转换成可令各模块化双向智能电源系统的输出信号保持一致的基准信号输入回模块化双向智能电源系统；提取静态开关总线上综合各模块化双向智能电源系统的开关所处状态的静态开关信号，将此信号转换成控制各模块化双向智能电源系统输出开关状态的静态开关控制信号输入回模块化双向智能电源系统。

进一步，各模块化双向智能电源系统与并行通信总线之间通过基准控制模块相连接，基准控制模块可产生令各模块化双向智能电源系统的输出信号状态保持一致；各模块化双向智能电源系统与静态开关总线之间通过开关控制模块相连接，开关控制模块可产生控制各模块化双向智能电源系统输出开关所处状态的静态开关控制信号。

进一步，每个模块化双向智能电源系统包括具有独立框架的功率模块、控制模块和静态开关模块；功率模块与基准控制模块连接；所述静态开关模块包括微处理器、交流并网输出开关、交流并网辅助触点开关、直流输出开关和直流输出辅助触点开关；其中，微处理器的输入端与开关控制模块连接，微处理器的第一输出端通过交流并网输出开关与动力输出线连接，微处理器的第二输出端通过直流输出开关也与动力输出线连接；交流并网辅助触点开关与静态开关总线的交流并网开关总线连接，直流输出辅助触点开关与静态开关总线的直流输出开关总线连接；交流并网辅助触点开关和直流输出辅助触点开关所产生的电平信号随交流并网开关和直流输出开关的闭合、断开的状态而变化。