[实用新型]一种大功率动力电池组的充电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及动力电池组的充电装置，尤其是一种大功率动力电池组的充电装置。

背景技术

据中科院研究分析，去年雾霾天气事件，来自燃油汽车尾气排放的烃类有机颗粒物占比达到18%，治理雾霾已成为国家战略和全社会热点问题，汽车尾气排放已成为城市污染物主要成因之一。而以动力电池为新能源的电动汽车开辟了零排放的全新领域，动力电池作为电动汽车的核心能源，动力电池的续航能力、充电速度和电池使用寿命，即充得多，充得快，寿命长，已成为电动汽车能否快速发展的重要技术指标，这其中充电装置起到关键性的作用。现有的充电装置主要存在两大问题：

1）输出功率较小，充电速度慢，无法满足电动汽车2C或者4C的快速充电要求，特别是长途大巴，电池组能量超过1000Ah，难以实现途中快速加电。目前市面上的充电装置主要采用的是单相变压器整流输出对动力电池进行充电。一种是单相工频，其基本原理是：单相变压器输出→整流成脉动直流→加到电池组。这种充电装置在充电过程中存在严重的不平衡用电，功率因数波动大，会严重影响局部电网用电的稳定性，且单机充电装置的输出功率普遍低于60kW；另一种是单相高频，其基本原理是：三相输入整流成直流→通过IGBT逆变成交流→单相高频变压器→整流成脉动直流→加到电池组。这种充电装置虽解决了电网三相平衡输入，但由于仍然采用单相高频变压器，在高频工作状态下，输出功率也很受限制，普遍小于30kW，且存在不同程度的高频辐射和电磁兼容问题。

2）充电电流不科学，影响了动力电池的使用寿命。理论和实践证明电池组充放电是一个复杂的电化学过程，一般来说充电电流在充电过程中随时间呈指数规律下降，不可能自动按恒流或者恒压充电，而且充电过程中影响充电的因素很多，电池的析气电压、温度、极板活性物等都会使充电产生很大差异。动力电池组长期工作在循环状态下，质量不高的充电装置必然会大大缩短电池的寿命，众多电池专家说：“电池不是用坏的，而是充坏的”。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种大功率动力电池组的充电装置，能够三相交流平衡输入，直流输出功率大，充电速度快，且能延长动力电池的使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种大功率动力电池组的充电装置，包括三相变压器、三相可控硅移相调压整流电路、IGBT负脉冲放电电路，还包括三相充电控制器、电池组管理系统；

三相变压器的初级线圈通过接触器与三相电源相连接，三相变压器的次级线圈连接三相可控硅移相调压整流电路输入端，所述整流电路输出端的正极连接一个单相导通二极管的正极，所述二极管的负极连接一电流采样电阻前端，电流采样电阻后端与电池组的正极连接，所述整流电路输出端的负极连接电池组的负极；

IGBT负脉冲放电电路并联在电池组的正负极之间；

电池组的正极还连接第一电阻一端，电池组的负极还连接电压采样电阻一端，第一电阻与电压采样电阻相串联；

电流采样电阻的电流信号和电压采样电阻的电压信号输送给三相充电控制器；

所述电池组管理系统通过温度传感器和电压采集电路采集电池组中每个电池的电压和温度并把每个电池的电压和温度信号通过RS485或CAN通讯接口传输给三相充电控制器；

所述三相充电控制器连接三相电源并根据电流采样电阻的电流信号和电压采样电阻的电压信号以及每个电池的电压和温度信号控制接触器、三相可控硅移相调压整流电路和IGBT负脉冲放电电路对电池组进行连续充电或间歇脉冲充电与负脉冲放电组合充电。

优选所述三相可控硅移相调压整流电路包括六个可控硅，第一可控硅的正极与第四可控硅的负极连接并与三相变压器次级的第一端连接，第一可控硅的负极连接所述二极管的正极，第四可控硅的正极连接电池组负极；第三可控硅的正极与第六可控硅的负极连接并与三相变压器次级的第二端连接，第三可控硅的负极连接所述二极管的正极，第六可控硅的正极连接电池组负极；第五可控硅的正极与第二可控硅的负极连接并与三相变压器次级的第三端连接，第五可控硅的负极连接所述二极管的正极，第二可控硅的正极连接电池组负极；第一可控硅、第二可控硅、第三可控硅、第四可控硅、第五可控硅、第六可控硅的控制端分别与三相充电控制器的输出端相连接。

优选所述IGBT负脉冲放电电路包括IGBT开关管、第二电阻和第三电阻，IGBT开关管的发射极连接第二电阻，第二电阻再连接电池组的负极，IGBT开关管的集电极连接第三电阻，第三电阻再连接电池组的正极，IGBT开关管的控制极连接所述三相充电控制器一个输出端。