[发明专利]V2G双向功率变换电动汽车充放电系统及其控制方法

权利要求书

1.V2G双向功率变换电动汽车充放电系统，其特征在于，它包括单相V2G双向功率变换电动汽车充放电系统和三相V2G双向功率变换电动汽车充放电系统；

单相V2G双向功率变换电动汽车充放电系统的结构如下：单相交流电源(U)、单相电压型PWM变流器、第1直流母线、对称半桥LLC谐振式双向直流-直流变换器和第2直流母线级联；

单相交流电源(U)火线经线性电感(L)接入一相桥臂的上下臂连接处，零线直接接另一相桥臂的上下臂连接处，C11直流滤波电容并联连接在第1直流母线的正极(S1+)和第1直流母线的负极(S1-)之间，C12直流滤波电容和动力电池组均并联连接在第2直流母线的正极母线(S2+)和第2直流母线的负极母线(S2-)之间；

三相V2G双向功率变换电动汽车充放电系统的结构如下：三相交流电源A相(Ua)、三相交流电源B相(Ub)和三相交流电源C相(Uc)均连接至三相电压型PWM变流器对应相桥臂的中点，三相电压型PWM变流器、第1直流母线、对称半桥LLC谐振式双向直流-直流变换器和第2直流母线级联；

三相交流电源A相(Ua)火线经La线性电感接入第一桥臂的上下臂连接处，三相交流电源B相(Ub)火线经Lb线性电感接入第二桥臂的上下臂连接处，三相交流电源C相(Uc)火线经Lc线性电感接入第三桥臂的上下臂连接处；C11直流滤波电容并联连接在第1直流母线的正极(S1+)和第1直流母线的负极(S1-)之间，C12直流滤波电容和动力电池组均并联连接在第2直流母线的正极母线(S2+)和第2直流母线的负极母线(S2-)之间。

2.根据权利要求1所述的V2G双向功率变换电动汽车充放电系统，其特征在于，所述单相电压型PWM变流器的结构如下：采用具有反并联二极管的功率开关管构成上臂和下臂，上、下臂串联构成一个桥臂；两个桥臂并联组成单相全桥，直流侧并联C11直流滤波电容；

所述三相电压型PWM变流器的结构如下：采用具有反并联二极管的功率开关管构成上臂和下臂，上、下臂串联构成一个桥臂；三个桥臂并联组成三相桥式电路，直流侧并联C12直流滤波电容。

3.根据权利要求1所述的V2G双向功率变换电动汽车充放电系统，其特征在于，所述对称半桥LLC谐振式双向直流-直流变换器的功率变送分为正向功率变送和逆向功率变送；对称半桥LLC谐振式双向DC/DC变换器由开关网络、谐振网络与整流器-负载网络级联构成，以T高频变压器为中心，其左侧电路与右侧电路结构对称。

4.根据权利要求1所述的V2G双向功率变换电动汽车充放电系统，其特征在于，所述对称半桥LLC谐振式双向直流-直流变换器通过T高频变压器实现交流供电系统与动力电池组的电气隔离。

5.根据权利要求1所述的V2G双向功率变换电动汽车充放电系统，其特征在于，所述对称半桥LLC谐振式双向直流-直流变换器进行正向功率变送时，开关网络的连接关系如下：反并联VD5快恢复二极管的V5开关管与反并联VD6快恢复二极管的V6开关管串联，然后与C11直流滤波电容并联；

所述对称半桥LLC谐振式双向直流-直流变换器进行正向功率变送时，谐振网络的连接关系如下：VD13二极管串联VD14二极管，VD9二极管串联VD10二极管，C1分体谐振电容串联C2分体谐振电容，上述三者并联连接在第1直流母线的正极(S1+)和第1直流母线的负极(S1-)之间，L1谐振电感的一端接VD9二极管、VD10二极管、C1分体谐振电容和C2分体谐振电容的公共节点，其另一端接VD13二极管、VD14二极管和T高频变压器原边绕组一端的公共节点；T高频变压器原边绕组另一端连接V5开关管和V6开关管的公共节点；

所述对称半桥LLC谐振式双向直流-直流变换器进行正向功率变送时，整流器-负载网络的连接关系如下：VD7二极管、VD8二极管，VD15二极管和VD16二极管组成单相全桥整流器回路，然后与C12直流滤波电容并联。