[发明专利]一种基于隔离输出叠加架构的充电系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于隔离输出叠加架构的充电系统及方法。所述充电系统包括：N组蓄电池模块和N组高压充电模块，N为大于等于2的正整数；N组所述蓄电池模块串联连接，相邻两组所述蓄电池模块之间设置有一个串联开关；每组所述蓄电池模块均与一组所述高压充电模块的一端电连接，每组所述高压充电模块的另一端与母线端电连接。本发明可以实现输出电压叠加扩展，可实现N组叠加，电池可升至千伏量级，且充电架构采用桥式隔离拓扑，实现母线端与电池端的有效隔离，输出采用串联叠加方式实现高压输出，实现由低压到高压的变换，单个模块可实现低压到高电压的转换，满足一组电池组的使用需求。

技术领域

本发明涉及高压电池充电技术领域，特别是一种基于隔离输出叠加架构的充电系统及方法。

背景技术

随着国内应用于航天器中的高压大功率载荷系统快速发展，给配套载荷电源系统提出了更高的要求，未来载荷电源朝着功率更大，电压更高的方向发展，对超大功率电源的研制的迫切需求逐渐展现出来，面对未来高压大功率的迫切需求，高压长串电池系统将成为首要研究对象，因此与之配套的高压充电系统也将成为未来需要着重研究的方向。

目前空间用采集系统仅停留在100V量级范围，充电多为低压充电系统，高压充电系统经验不足，目前已有的充电方案无法满足未来高压大功率的使用需求。传统的充电结构多为非隔离式拓扑结构，而且充电输出电压较低，仅适用于电池串联数量较小的场合，无法满足未来高压使用需求。另外在航天器的灵活机动工作时，电池会工作在频繁大电流充电、瞬时脉冲大功率放电工况下，会形成一定脉动干扰，隔离式充电结构可有效避免对航天器中平台母线的影响。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于隔离输出叠加架构的充电系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于隔离输出叠加架构的充电系统，所述充电系统包括：N组蓄电池模块和N组高压充电模块，N为大于等于2的正整数；

N组所述蓄电池模块串联连接，相邻两组所述蓄电池模块之间设置有一个串联开关；

每组所述蓄电池模块均与一组所述高压充电模块的一端电连接，每组所述高压充电模块的另一端与母线端电连接。

可选地，每组所述蓄电池模块是由48节串联的单体电池形成的。

可选地，所述串联开关是采用高压继电器构成的。

可选地，所述充电系统还包括：指令线包，其中，

所述指令线包，被配置为根据控制指令控制所述串联开关的断开/闭合。

可选地，在N组所述蓄电池模块处于充电状态的情况下，通过控制所述指令线包控制所述串联开关处于闭合状态。

可选地，在N组所述蓄电池模块处于供电状态的情况下，通过控制所述指令线包控制所述串联开关处于闭合状态。

可选地，所述高压充电模块包括：变压器原边和变压器副边，所述变压器原边由4个开关MOS管组成，所述变压器副边由4个整流二极管组成，其中，所述4个整流二极管构成二个桥臂。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种基于隔离输出叠加框架的充电方法，应用于上述任一项所述的充电系统，所述方法包括：

在N组蓄电池模块处于充电状态的情况下，生成相邻两组蓄电池模块之间的串联开关的第一闭合指令；

基于所述第一闭合指令，控制所述串联开关处于闭合状态，并通过每组所述蓄电池模块对应的高压充电模块为所述蓄电池模块进行充电。

可选地，所述方法还包括：

在N组所述蓄电池模块处于供电状态的情况下，生成所述串联开关对应的第二闭合指令；