[发明专利]一种基于模块化多电平变流器的动力总成系统

说明书

本申请提供了一种基于模块化多电平变流器的动力总成系统，包括：交流第一端口、交流第二端口、多个并联的相电路、直流第一端口、直流第二端口、辅助控制器以及总控制器，其中，每相电路包括：上桥臂电路以及下桥臂电路，其中，上桥臂电路的第二端与下桥臂电路的第一端级联；上桥臂电路以及下桥臂电路均包括多个级联的桥臂子模块以及桥臂电感，每一桥臂子模块包括：电容、电池包以及多个开关管，多个开关管与电容组成全桥电路，电容与电池包并联；辅助控制器检测电池包内各电池的状态信息，依据检测的各电池的状态信息，通过旁路电阻的方式实现该电池包内各电池的剩余电量均衡控制。可以有效提升桥臂子模块之间的功率均衡性。

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，具体而言，涉及一种基于模块化多电平变流器(MMC，Modular Multilevel Converter)的动力总成系统。

背景技术

现有基于模块化多电平变流器的动力总成系统，采用多个子模块级联(串联)的三相六桥臂结构，每相包含的上下桥臂电路由多个桥臂子模块级联构成。这样，可以保障动力总成系统输出较高质量的波形，同时，模块化的结构也较为简单，制造以及组装方便。

目前，对于基于模块化多电平变流器的动力总成系统来说，动力总成系统的输出功率为各桥臂子模块的输出功率的叠加。但由于各桥臂子模块在功率输出时，输出电压以及输出电流会存在不同的差异，导致各桥臂子模块的剩余功率可能不相匹配，使得各桥臂子模块之间的功率均衡性较差，而剩余功率较低的桥臂子模块将会直接拉低每相电平变流器的整体性能，从而形成“短板效应”，降低桥臂子模块内电池的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种基于模块化多电平变流器的动力总成系统，用于解决现有技术中桥臂子模块之间的功率均衡性较差与传统动力总成系统内电池平衡能力较差的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于模块化多电平变流器的动力总成系统，该动力总成系统包括：

交流第一端口、交流第二端口、多个并联的相电路、直流第一端口、直流第二端口、辅助控制器以及总控制器，其中，每相电路包括：上桥臂电路以及下桥臂电路，其中，上桥臂电路的第二端与下桥臂电路的第一端级联；

交流第一端口通过第一开关接在上桥臂电路的第二端与下桥臂电路的第一端之间，为外部第一交流设备输出功率或从第一交流设备输入功率；

交流第二端口通过逆变电感以及第二开关接在上桥臂电路的第二端与下桥臂电路的第一端之间，为外部第二交流设备输出功率或从第二交流设备输入功率；

直流第一端口通过第三开关以及双向DC/DC电路接在上桥臂电路的第一端与下桥臂电路的第二端之间，为外部第一直流设备输出功率或从第一直流设备输入功率；

直流第二端口通过第四开关接在上桥臂电路的第一端与下桥臂电路的第二端之间，为外部第二直流设备输出功率或从第二直流设备输入功率；

上桥臂电路以及下桥臂电路均包括多个级联的桥臂子模块以及桥臂电感，每一桥臂子模块包括：电容、电池包以及多个开关管，多个开关管与电容组成全桥电路，电容与电池包并联；

辅助控制器，用以检测电池包内各电池的状态信息，依据检测的各电池的状态信息，通过旁路电阻的方式实现该电池包内各电池的剩余电量均衡控制，依据各电池的状态信息，获取电池包的功率信息，输出至总控制器；

总控制器，用于检测交流第一端口、交流第二端口、直流第一端口、直流第二端口的功率信息，基于检测得到的功率信息以及辅助控制器上传的功率信息，分别确定各桥臂子模块的均衡功率信息，并输出至对应的辅助控制器，以使该辅助控制器依据获取的电池包的功率信息以及均衡功率信息，生成用于控制桥臂子模块中开关管的通断时长的控制信号，以使各桥臂子模块的剩余功率均衡。