一種大功率全范圍電壓輸出的電池測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種適用于大功率全范圍電壓輸出的電池測(cè)試裝置，所述電池測(cè)試設(shè)備包括空氣開關(guān)、三相濾波器、主接觸器、預(yù)充接觸器、三相變壓器、第一檔位接觸器、第二檔位接觸器、電壓型PWM整流器、輸出側(cè)預(yù)充接觸器、輸出側(cè)接觸器、電容和快速熔斷器。三相變壓器包括變壓器原邊和變壓器副邊，變壓器副邊設(shè)置為雙電壓抽頭，對(duì)雙電壓抽頭設(shè)置對(duì)應(yīng)的檔位接觸器，通過選擇檔位接觸器能夠?qū)﹄妷撼轭^進(jìn)行切換。所述電池測(cè)試裝置的優(yōu)越效果在于方便實(shí)用、能夠提高運(yùn)行效率及設(shè)備穩(wěn)定性，通過設(shè)置副邊為多抽頭的隔離變壓器，用戶能夠根據(jù)對(duì)功率因數(shù)的要求，選擇是否使用自動(dòng)切檔來(lái)實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電壓的全范圍輸出。
【專利說(shuō)明】一種大功率全范圍電壓輸出的電池測(cè)試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電池測(cè)試裝置，尤其涉及一種適用于大功率全范圍電壓輸出的電池測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源和環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，電動(dòng)汽車的發(fā)展得到了高度的重視，鋰離子動(dòng)力電池因其能量密度高、循環(huán)次數(shù)多而成為優(yōu)選動(dòng)力源。鋰離子動(dòng)力電池從單節(jié)到成組應(yīng)用，容量范圍很大。電池性能和參數(shù)受到充放電倍率、環(huán)境溫度、荷電狀態(tài)、使用方法以及老化程度等多種因素的影響呈現(xiàn)明顯的非線性，且相互耦合。為了更好的推廣鋰離子動(dòng)力電池的應(yīng)用技術(shù)，用于測(cè)試其性能、模擬各種實(shí)際工況的動(dòng)力電池測(cè)試設(shè)備成為關(guān)鍵要素。
[0003]目前市場(chǎng)上動(dòng)力電池測(cè)試設(shè)備基本可以分為由使用半控型器件晶閘管的測(cè)試設(shè)備和使用全控型器件IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)的測(cè)試設(shè)備。全控型器件IGBT的測(cè)試設(shè)備因其具有單位功率因數(shù)、能力雙向傳輸、對(duì)電網(wǎng)污染小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)前動(dòng)力電池測(cè)試設(shè)備的主流。
[0004]這種測(cè)試設(shè)備一般采用電壓型三相PWM整流器和雙向DC/DC變換器雙級(jí)結(jié)構(gòu)，PWM整流器在提供穩(wěn)定的母線電壓的同時(shí)需要工作在高功率因數(shù)下，以提高測(cè)試設(shè)備的運(yùn)行效率和減小與電網(wǎng)的無(wú)功交換，DC/DC雙向變換器控制母線側(cè)與電池能量的雙向流動(dòng)。當(dāng)PWM整流器工作在單位功率因數(shù)時(shí)，母線電壓的下限會(huì)受到交流側(cè)電壓的限制。當(dāng)母線電壓設(shè)定低于此下限值時(shí)，將導(dǎo)致整流器網(wǎng)側(cè)電流發(fā)生畸變，并產(chǎn)生相移，而無(wú)法確保網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù)正弦波電流控制。因此，當(dāng)輸出側(cè)有全范圍要求時(shí)，單級(jí)的PWM整流器無(wú)法滿足要求，而加入雙向DC/DC變換器可以將穩(wěn)定的母線電壓進(jìn)行寬范圍的電壓轉(zhuǎn)換。
[0005]對(duì)于直流側(cè)電壓全范圍輸出的需求，使用傳統(tǒng)的整流器和DC變換器雙級(jí)的結(jié)構(gòu)，雖然拓寬了輸出電壓的范圍，實(shí)現(xiàn)了全范圍的電壓輸出。但在設(shè)備控制性能、生產(chǎn)成本、功率密度等多方面也帶來(lái)了很多問題，它不僅增加了設(shè)備的控制的復(fù)雜性，降低了設(shè)備的功率密度，還延長(zhǎng)了電池側(cè)充放電轉(zhuǎn)換時(shí)間，同時(shí)降低了設(shè)備運(yùn)行效率，造成更大的電能損耗。
[0006]如果使用單級(jí)PWM整流器，變壓器變比固定的情況下，運(yùn)行于單位功率因數(shù)時(shí)，直流側(cè)輸出電壓受到交流網(wǎng)側(cè)電壓的限制，強(qiáng)行工作于低電壓情況下，將使網(wǎng)側(cè)電流波形發(fā)生畸變并發(fā)生相移，降低設(shè)備運(yùn)行的功率因數(shù)。三相變壓器一方面可以阻止電網(wǎng)與變換器之間部分諧波的傳輸，另外啟停大負(fù)荷設(shè)備時(shí)，可以減小對(duì)電網(wǎng)電壓的影響，同時(shí)還可以起到安全隔離的作用。對(duì)于電壓型PWM整流器，直流電壓一定的條件下，交流網(wǎng)側(cè)電壓越高，設(shè)備損耗會(huì)越低。因此，我們能夠根據(jù)輸出電壓的范圍需求，通過對(duì)變壓器的變比進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以提高設(shè)備效率。
[0007]而在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)電池測(cè)試設(shè)備使用單級(jí)PWM整流器結(jié)構(gòu)時(shí)，雖然通過對(duì)三相隔離變壓器變比的設(shè)計(jì)，可以使得三相PWM整流器滿足各個(gè)直流輸出電壓等級(jí)的需求。但對(duì)于一臺(tái)設(shè)備，由于其變壓器變比固定，高功率因數(shù)下直流輸出電壓的范圍受到限制，如何實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電壓的全范圍輸出成為一個(gè)亟待解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種大功率全范圍電壓輸出的電池測(cè)試裝置。所述電池測(cè)試設(shè)備采用單級(jí)電壓型PWM整流器結(jié)構(gòu)，將三相變壓器副邊設(shè)置為多抽頭變壓器，對(duì)不同電壓抽頭設(shè)置對(duì)應(yīng)的檔位接觸器，所述設(shè)備根據(jù)輸出電壓的大小要求，能夠自動(dòng)進(jìn)行變比檔位選擇，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)直流電壓全范圍輸出。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所述一種大功率全范圍電壓輸出的電池測(cè)試裝置的技術(shù)方案是:所述電池測(cè)試設(shè)備包括空氣開關(guān)、三相濾波器、主接觸器、預(yù)充接觸器、三相變壓器、第一檔位接觸器、第二檔位接觸器、電壓型PWM整流器、輸出側(cè)預(yù)充接觸器、輸出側(cè)接觸器、電容和快速熔斷器。所述空氣開關(guān)通過三相濾波器、主接觸器、預(yù)充接觸器與三相變壓器連接。所述三相變壓器包括變壓器原邊和變壓器副邊，所述變壓器原邊和變壓器副邊相互電感應(yīng)。所述三相變壓器通過第一檔位接觸器、第二檔位接觸器與電壓型PWM整流器連接。所述電壓型PWM整流器與電容、輸出側(cè)預(yù)充接觸器、輸出側(cè)接觸器連接，所述電容與輸出側(cè)預(yù)充接觸器、輸出側(cè)接觸器之間設(shè)置快速熔斷器。所述三相變壓器副邊設(shè)置為雙電壓抽頭，所述三相變壓器對(duì)雙電壓抽頭設(shè)置對(duì)應(yīng)的檔位接觸器即第一檔位接觸器和第二檔位接觸器，通過選擇所述第一檔位接觸器或第二檔位接觸器能夠?qū)﹄妷撼轭^進(jìn)行切換。
[0010]當(dāng)輸出側(cè)接阻性負(fù)載時(shí)，設(shè)備上電時(shí)，根據(jù)輸出電壓的指令值，自動(dòng)選擇合適的電壓抽頭，將對(duì)應(yīng)的檔位接觸器第一檔位接觸器或第二檔位接觸器吸合，然后吸合預(yù)充接觸器對(duì)輸出電容預(yù)充電，預(yù)充完成后，吸合主接觸器，斷開預(yù)充接觸器，最后吸合輸出側(cè)接觸器，啟動(dòng)完成。
[0011]當(dāng)輸出側(cè)接電池負(fù)載時(shí)，設(shè)備上電時(shí)，首先吸合輸出側(cè)預(yù)充接觸器，預(yù)充結(jié)束后，吸合輸出側(cè)接觸器，斷開輸出側(cè)預(yù)充接觸器。根據(jù)檢測(cè)到的電容電壓值，自動(dòng)選擇合適的電壓抽頭，將對(duì)應(yīng)的檔位接觸器第一檔位接觸器或第二檔位接觸器吸合，吸合主接觸器，啟動(dòng)完成。在保證了高功率因數(shù)下，電池測(cè)試設(shè)備使用單級(jí)PWM整流器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了直流側(cè)電壓的全范圍輸出。當(dāng)輸出過流時(shí)，通過快速熔斷器對(duì)所述電池測(cè)試設(shè)備進(jìn)行熔斷保護(hù)。
[0012]較佳的，當(dāng)對(duì)功率因數(shù)要求不高時(shí)，在所述設(shè)備上電后能夠通過選擇固定的檔位接觸器第一檔位接觸器或第二檔位接觸器，實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電壓的全范圍輸出。
[0013]本實(shí)用新型所述一種大功率全范圍電壓輸出的電池測(cè)試裝置的優(yōu)越效果在于:方便實(shí)用、能夠提高運(yùn)行效率及設(shè)備穩(wěn)定性。通過設(shè)置副邊為多抽頭的隔離變壓器，用戶能夠根據(jù)對(duì)功率因數(shù)的要求，選擇是否使用自動(dòng)切檔來(lái)實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電壓的全范圍輸出。如果需要工作在高功率因數(shù)的情況下，用戶能夠進(jìn)行相關(guān)配置，使得變壓器副邊變比檔位接觸器自動(dòng)切換到合適的檔位。如果對(duì)于功率因數(shù)要求不高的情況下，能夠?qū)n位接觸器配置為固定的接觸器，實(shí)現(xiàn)直流側(cè)全范圍的輸出。與傳統(tǒng)雙級(jí)結(jié)構(gòu)的電池測(cè)試設(shè)備相比，單級(jí)PWM整流器結(jié)構(gòu)的電池測(cè)試設(shè)備增大了功率密度，提高了設(shè)備運(yùn)行效率，而且大大縮短電池充放電轉(zhuǎn)換時(shí)間，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型所述大功率全范圍電壓輸出的電池測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]圖中所示:1-空氣開關(guān)、2-三相濾波器、3-預(yù)充接觸器、4-主接觸器、5-三相變壓器、6-第一檔位接觸器、7-第二檔位接觸器、8-電壓型PWM整流器、9-輸出電容、10-快速熔斷器、11-輸出側(cè)預(yù)充接觸器、12-輸出側(cè)接觸器、13-變壓器原邊、14-變壓器副邊。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]如圖1所示，所述電池測(cè)試設(shè)備包括空氣開關(guān)1、三相濾波器2、主接觸器4、預(yù)充接觸器3、三相變壓器5、第一檔位接觸器6、第二檔位接觸器7、電壓型PWM整流器8、輸出側(cè)預(yù)充接觸器11、輸出側(cè)接觸器12、電容9和快速熔斷器10。所述空氣開關(guān)通過三相濾波器2、主接觸器4、預(yù)充接觸器3與三相變壓器5連接。所述三相變壓器5包括變壓器原邊13和變壓器副邊14，所述變壓器原邊13和變壓器副邊14通過磁芯進(jìn)行磁耦合。所述三相變壓器5通過第一檔位接觸器6、第二檔位接觸器7與電壓型PWM整流器8連接。所述電壓型PWM整流器8與輸出電容9、輸出側(cè)預(yù)充接觸器11、輸出側(cè)接觸器12連接，所述輸出電容9與輸出側(cè)預(yù)充接觸器11、輸出側(cè)接觸器12之間設(shè)置快速熔斷器10。所述三相變壓器5副邊設(shè)置為雙電壓抽頭，所述三相變壓器5對(duì)雙電壓抽頭設(shè)置對(duì)應(yīng)的檔位接觸器即第一檔位接觸器6和第二檔位接觸器7，通過選擇所述第一檔位接觸器6或第二檔位接觸器7能夠?qū)﹄妷撼轭^進(jìn)行切換。
[0019]當(dāng)輸出側(cè)接阻性負(fù)載時(shí)，設(shè)備上電時(shí)，根據(jù)輸出電壓的指令值，自動(dòng)選擇合適的電壓抽頭，將對(duì)應(yīng)的檔位接觸器第一檔位接觸器6或第二檔位接觸器7吸合，然后吸合預(yù)充接觸器3對(duì)輸出電容9預(yù)充電，預(yù)充完成后，吸合主接觸器4，斷開預(yù)充接觸器3，最后吸合輸出側(cè)接觸器12，啟動(dòng)完成。
[0020]當(dāng)輸出側(cè)接電池負(fù)載時(shí)，設(shè)備上電時(shí)，首先吸合輸出側(cè)預(yù)充接觸器11，預(yù)充結(jié)束后，吸合輸出側(cè)接觸器12，斷開輸出側(cè)預(yù)充接觸器11。根據(jù)檢測(cè)到的電容9電壓值，自動(dòng)選擇合適的電壓抽頭，將對(duì)應(yīng)的檔位接觸器第一檔位接觸器6或第二檔位接觸器7吸合，吸合主接觸器4，啟動(dòng)完成。在保證了高功率因數(shù)下，電池測(cè)試設(shè)備使用單級(jí)PWM整流器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了直流側(cè)電壓的全范圍輸出。當(dāng)輸出過流時(shí)，通過快速熔斷器10對(duì)所述電池測(cè)試設(shè)備進(jìn)行熔斷保護(hù)。
[0021]當(dāng)對(duì)功率因數(shù)要求不高時(shí)，在所述設(shè)備上電后能夠通過選擇固定的檔位接觸器第一檔位接觸器6或第二檔位接觸器7，實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電壓的全范圍輸出。
[0022]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率全范圍電壓輸出的電池測(cè)試設(shè)備，其特征在于:包括空氣開關(guān)、三相濾波器、主接觸器、預(yù)充接觸器、三相變壓器、第一檔位接觸器、第二檔位接觸器、電壓型PWM整流器、輸出側(cè)預(yù)充接觸器、輸出側(cè)接觸器、電容和快速熔斷器，所述空氣開關(guān)通過三相濾波器、主接觸器、預(yù)充接觸器與三相變壓器連接，所述三相變壓器包括變壓器原邊和變壓器副邊，所述變壓器原邊和變壓器副邊相互電感應(yīng)，所述三相變壓器通過第一檔位接觸器、第二檔位接觸器與電壓型PWM整流器連接，所述電壓型PWM整流器與電容、輸出側(cè)預(yù)充接觸器、輸出側(cè)接觸器連接，所述變壓器副邊設(shè)置為雙電壓抽頭，所述三相變壓器對(duì)雙電壓抽頭設(shè)置對(duì)應(yīng)的檔位接觸器即第一檔位接觸器和第二檔位接觸器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池測(cè)試設(shè)備，其特征在于:所述電容與輸出側(cè)預(yù)充接觸器、輸出側(cè)接觸器之間設(shè)置快速熔斷器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池測(cè)試設(shè)備，其特征在于:所述三相變壓器通過選擇所述第一檔位接觸器或第二檔位接觸器能夠?qū)﹄妷撼轭^進(jìn)行切換。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK203673043SQ201320849855
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】于勤錄, 溫家鵬, 路其龍, 馮韜 申請(qǐng)人:優(yōu)科新能源科技有限公司