储能功率模块以及储能系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115085347A(43)申请公布日2022.09.20(21)申请号202111647929.XH02M3/158(2006.01)(22)申请日2021.12.29H02M1/088(2006.01)H02M1/14(2006.01)(71)申请人南京合智电力科技有限公司地址210046江苏省南京市栖霞区迈皋桥创业园科技研发基地寅春路18号-ZS0012(72)发明人冯亚东陈勇陈永奎桑煜陈永(74)专利代理机构深圳市君之泉知识产权代理有限公司44366专利代理师黄燕霞(51)Int.Cl.H02J7/06(2006.01)H02J3/32(2006.01)H02M7/219(2006.01)权利要求书4页说明书13页附图6页(54)发明名称储能功率模块以及储能系统(57)摘要本申请提供了一种储能功率模块以及储能系统。储能功率模块通过级联的方式连接形成储能系统，包括功率转换电路和储能单元，功率转换电路包括桥式变流单元以及包括多个并联DC‑DC支路的DC‑DC单元，一侧用于级联以便与交流电网连接，另一侧与储能单元连接向储能单元提供电能或者接收储能单元释放的电能。桥式变流单元中采用储能电容保证桥式变流单元对外输出的级联电压相对稳定，减少交流电网所带纹波。由DC‑DC单元控制储能单元充放电时，通过控制各支路电流相位，对充放电电流进行纹波处理，减少直流纹波，以提高电池寿命，多个支路的设计也可以降低每个开关管的开关频率，降低开关损耗，减少储能系统能量转换的损耗。CN115085347ACN115085347A权利要求书1/4页1.一种储能功率模块，用于以级联的方式连接以形成储能系统，其特征在于，所述储能功率模块包括功率转换电路和储能单元；所述功率转换电路的一侧为级联侧，用于级联以便与交流电网连接，另一侧为储能侧，与所述储能单元连接，用于向所述储能单元提供电能或者接收所述储能单元释放的电能；所述功率转换电路包括桥式变流单元以及DC‑DC单元，其中：所述桥式变流单元包括主要由多个开关管形成的桥式变流器以及与所述桥式变流器的第二侧连接的储能电容，所述桥式变流器的第一侧为所述级联侧，所述桥式变流器的第二侧为直流侧；所述DC‑DC单元包括N个并联的DC‑DC支路，N为不小于2的整数，每个DC‑DC支路的工作相位依次相差360°/N，每个DC‑DC支路包括主要由多个开关管以及第一电感形成的半桥变换器，所述DC‑DC单元具有第一直流侧和第二直流侧，所述第一直流侧与所述桥式变流单元的直流侧连接，所述第二直流侧与所述储能单元的正极、负极连接。2.如权利要求1任一项所述的储能功率模块，其特征在于，所述储能功率模块还包括控制单元，所述控制单元与所述桥式变流单元、所述DC‑DC单元以及所述储能单元电连接，用于监测所述储能电容的电压信息以及所述储能单元的储能信息，并向所述桥式变流单元和所述DC‑DC单元的各个开关管发送控制信号。3.如权利要求2所述的储能功率模块，其特征在于，所述控制单元能够向所述DC‑DC单元中每个DC‑DC支路的开关管发送对应的PWM控制信号控制每个开关管的导通和关断，以使所述功率转换电路在向所述储能单元提供电能或者接收所述储能单元释放的电能时，每个DC‑DC支路中的电流的相位依次相差360°/N。4.如权利要求1‑3任一项所述的储能功率模块，其特征在于，所述桥式变流器为单相全桥变换器，包括4个开关管，分别为第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，其中：所述第一开关管的源极与所述第三开关管漏极连接后，引出所述桥式变流器的第一端；所述第二开关管的源极与所述第四开关管漏极连接后，引出所述桥式变流器的第二端，所述桥式变流器的第一端以及第二端形成所述桥式变流器的第一侧；所述第一开关管的漏极、第二开关管的漏极与所述储能电容的正极连接后，引出所述桥式变流器的第三端；所述第三开关管的源极、第四开关管的源极与所述储能电容的负极连接后，引出所述桥式变流器的第四端，所述桥式变流器的第三端与第四端形成所述桥式变流器的第二侧。5.如权利要求1‑3任一项所述的储能功率模块，其特征在于，所述桥式变流器为单相半桥变换器，包括2个开关管，分别为第五开关管以及第六开关管，其中：所述第五开关管的源极与所述第六开关管漏极连接后，引出所述桥式变流单元的第一端；所述第六开关管的源极与所述储能电容的负极连接后，引出所述桥式变流单元的第二端，所述桥式变流单元的第一端以及第二端形成所述桥式变流单元的第一侧；所述第五开关管的漏极与所述储能电容的正极连接后，引出所述桥式变流单元的第三端，所述桥式变流单元的第三端与第二端形成所述桥式变流单元的第二侧。2CN115085347A权利要求书2/4页6.如权利要求1‑3任一项所