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CN108111036B - 单组电池多电平级联式逆变输出设备 - Google Patents

单组电池多电平级联式逆变输出设备 Download PDF

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Abstract

本发明提出的是一种单组电池多电平级联式逆变输出设备，其结构包括m个并联的、结构相同的逆变器，m≥2；每个逆变器内包括n个H桥单元，n个H桥单元共用同一个单元电池，n≥2；H桥单元包括4个功率管，以“H”形线路相互连接，两端接头连接单元电池的正负极；优点：1）将电池封装成多个模块，适配H桥级联逆变器的输入需求；2）按照驱动需要可配置多个多电平H桥级联逆变器，共享一套电池组；3）多个多电平H桥级联逆变器可以独立控制，互不干扰。

Description

单组电池多电平级联式逆变输出设备
技术领域
本发明涉及的是一种单组电池多电平级联式逆变输出设备，属于能源电力技术领域。
背景技术
目前，电动汽车或者电动叉车，在设计或者运行的时候会有多电机独立驱动的要求。例如，电动叉车在运行的时候有两个独立电机，一个是行走电机，另外一个是提升电机。当两个或者多个电机使用H桥级联多电平逆变器的时候，每一个逆变器都单独配备电池：如图1所示，常规H桥级联多电平逆变器每一相由多个H桥单元和单元电池构成，三相系统由三个相同结构的单元构成。如一个电机逆变器使用的是7电平H桥级联多电平逆变器，则一个逆变器需要配备9组电池；如果另一个逆变器也配备9组电池，整车需要18组电池，电池个数过多会导致成本上升，电池管理困难等很多问题。
发明内容
本发明提出的是一种单组电池多电平级联式逆变输出设备，其目的在于解决多个H桥级联多电平逆变器需要独立多组电池的问题，使用一个共同的电池组配置，分别供给多个H桥级联多电平逆变器使用，并且这些逆变器工作的时候互相不干扰，从而降低多个H桥级联多电平逆变器使用的电池成本。
本发明技术解决方案：单组电池多电平级联式逆变输出设备，其结构包括m个并联的、结构相同的逆变器（m≥2），每个逆变器内包括2个H桥单元，2个H桥单元共用同一个单元电池；H桥单元包括4个功率管，以“H”形线路相互连接，两端接头连接单元电池的正负极。
本发明的优点：
1）将电池封装成多个模块，适配H桥级联逆变器的输入需求；
2）按照驱动需要可配置多个多电平H桥级联逆变器，共享一套电池组；
3）多个多电平H桥级联逆变器可以独立控制，互不干扰。
附图说明
附图1是常规H桥级联多电平逆变器单相结构示意图。
附图2是单组电池多电平级联式逆变输出设备结构示意图。
附图3是2个不同的逆变器的输出电压波形图。
具体实施方式
如图2所示，单组电池多电平级联式逆变输出设备，其结构包括m个并联的、结构相同的逆变器（m≥2），每个逆变器包括n个H桥单元（n≥2），n个H桥单元共用同一个单元电池。
所述的H桥单元包括4个功率管，以“H”形线路相互连接，两端接头连接单元电池的正负极。
在电池逆变放电的时候，电路里电流只能从正极流到负极，外接的H桥单元只是改变电池电流在负载上流过的方向和时间。因此，一组电池在接入一个H桥单元的时候，电池电流通过H桥单元从电池正极出发，流过负载，回到电池负极；在多组H桥单元接入的时候，电池电流分成多组，从电池正极流出，流过每一组H桥单元和每一个负载，然后再回到电池负极。因此，一组电池和多组H桥单元连接，H桥单元之间互相不干扰，可以形成多个并联的逆变器一起工作。
实施例
应用于使用一个行走电机，一个提升电机的电动叉车上的单组电池多电平级联式逆变输出设备，其结构包括3个并联的、结构相同的逆变器，每个逆变器内包括3个H桥单元，3个H桥单元共用同一个单元电池。
所述的H桥单元包括4个功率管，以“H”形线路相互连接，两端接头连接单元电池的正负极；功率管采用60V的金氧半场效晶体管（MOSFET），单元电池采用24V蓄电池，每一相的输出是7电平。输出设备的两个输出端可分别连接行走电机和提升电机，并且两电机运作互不干扰。
如图3所示，其中两个不同的逆变器的输出电压波形图，可以看出两个逆变器有不同的初始相位，不同的频率和不同的输出电压波形，两个逆变器输出电压是完全独立的。
本发明在电动车或者电动叉车里使用多个多电平H桥级联逆变器的时候，不需要为每一个多电平H桥级联逆变器配置一套电池组；多个多电平H桥级联逆变器可以共享一套共同的电池组，每一个逆变器的运行都是独立控制的，互不干扰，这样可以大大降低电动车或者电动叉车里电池组的成本，增加产品的市场竞争能力。

Claims (1)

1.单组电池多电平级联式逆变输出设备，其特征是，其结构包括m个并联的、结构相同的逆变器，m≥2；每个逆变器包括n个H桥单元，n≥2；
所述的n个H桥单元共用同一个单元电池；
所述的H桥单元包括4个功率管，以“H”形线路相互连接，H桥单元两端接头连接单元电池的正负极；
m个逆变器有不同的初始相位，不同的频率和不同的输出电压波形，m个逆变器输出电压是完全独立的；
电池逆变放电时，多组H桥单元接入电池两极，电池电流分成多组，从电池正极流出，流过每一组H桥单元和每一个负载，然后再回到电池负极，一组电池和多组H桥单元连接，H桥单元之间互不干扰，使多个并联的逆变器同时工作。
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