[发明专利]一种串联式储能电池直流转换系统及其控制方法

权利要求书

1.一种串联式储能电池直流转换系统，其特征在于，包括串联式两级DC-DC电路，其中第一级DC-DC电路为多个高频双向DC-DC变换器，每个高频DC-DC变换器接入电池包，将电池电压升压后接入第二级DC-DC电路的对应端口，第二级DC-DC电路为多个Buck/Boost变换器的串联结构，每个Buck/Boost变换器低压端的功率开关器件串联，串联电路的正极经过功率电感后与负极之间并联稳压电容，电容两端接出系统的应用端口。

2.用于权利要求1所述串联式储能电池直流转换系统的放电控制方法，其特征在于，若共有N个电池包接入系统，U_bN为每个电池包电压，U_bmin为电池包放电下限电压，U_hN为高频双向DC-DC变换器的升压输出端电压，Q_{hN_1}至Q_{hN_4}为电池端高频全桥电路开关器件，Q_{hN_5}至Q_{hN_8}为升压端高频全桥电路开关器件，S_haN为Q_{hN_1}、Q_{hN_4}、Q_{hN_5}、Q_{hN_8}的通断控制信号，S_hbN为Q_{hN_2}、Q_{hN_3}、Q_{hN_6}、Q_{hN_7}的通断控制信号，D_h为全桥电路调制比信号，其控制系统输出设有死区时间的PWM脉冲信号Pulse_ha与Pulse_hb；Q_aN为串联式Buck/Boost变换器的放电主控开关器件，S_aN为其通断控制信号，Q_bN为串联式Buck/Boost变换器的充电主控开关器件，S_bN为其通断控制信号；U_dc为对外端口直流电压，U_ref为其控制参考值；I_dc为功率电感电流，I_dref为其放电模式的控制参考值；控制系统输出设有死区时间的PWM脉冲信号为Pulse_a与Pulse_b；则该放电控制方法包括以下步骤：

步骤一、设定系统为放电模式，给定U_ref值，执行步骤二；

步骤二、检测U_bN，确定所有电池包的电压是否在其正常范围内，若U_bN≤U_bmin，则该电池包的高频DC-DC变换器不启动，其他电池包的高频DC-DC变换器执行步骤三；

步骤三、设定高频DC-DC电路的恒调制比参数D_h，启动其控制系统，控制信号S_haN为Pulse_ha，S_hbN为Pulse_hb；检测电压值U_hN，若U_hN≥U_ref，则闭合该支路的保护继电器，并执行步骤四；若所有U_hN值小于U_ref，则系统停机，所有功率开关器件与保护继电器的控制信号为常断信号；

步骤四、启动串联式Buck/Boost变换器的放电控制系统，其为双闭环模式，将U_dc稳定在U_ref值，电压环输出值为I_dref，Q_aN的通断控制信号S_aN均为Pulse_a，Q_bN的通断控制信号S_bN均为Pulse_b。