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原文传递一种用于电能转换和控制的系统及方法

专利名称：	一种用于电能转换和控制的系统及方法
摘要：	本申请涉及用于电能转换和控制技术。本申请提供了一种多端口电气装置，该电气装置包括：至少三个端口、直流网络、以及AC/DC模块，其中所述至少三个端口包括至少一个交流端口和至少两个直流端口，所述电气装置至少有一个直流端口连接到第一直流设备，并且所述电气装置至少有一个直流端口连接到第二直流设备，所述端口之间的电能转换和传输经由所述电气装置来实现。本申请可以实现高效灵活的充储控制、容量管理和运营。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海韧思能源科技有限公司
发明人：	张育;陈涛;李文普;詹益材
专利状态：	有效
申请日期：	2018-01-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201810085395.8
公开号：	CN110103749A
代理机构：	上海金盛协力知识产权代理有限公司
代理人：	范玮
分类号：	B60L53/20(2019.01);B;B60;B60L;B60L53
申请人地址：	200120 上海市浦东新区自由贸易试验区纳贤路800号1幢A座716室
主权项：	1.一种多端口电气装置，所述电气装置包括：至少三个端口、直流网络、以及AC/DC模块，其中所述至少三个端口包括至少一个交流端口和至少两个直流端口，所述电气装置至少有一个直流端口连接到第一直流设备，并且所述电气装置至少有一个直流端口连接到第二直流设备，所述端口之间的电能转换和传输经由所述电气装置来实现。 2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个交流端口连接交流电源或交流电网，所述直流端口连接外部直流电源或直流电网；所述第一直流设备选自以下之一：直流电源、储能电源、或电动汽车；所述第二直流设备为直流充电桩。 3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流网络包括直流电路，所述交流端口通过所述AC/DC模块连接到所述直流电路。 4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述AC/DC模块是单向或双向的。 5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一直流设备通过DC/DC模块连接到所述直流网络。 6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述DC/DC模块是双向。 7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流网络的电路结构的改变、端口之间的连接方式的改变、和/或电能流动方向和分配是通过多个开关的投切来实现的。 8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述直流网络被用于同类型电池的电压匹配和并联。 9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流网络通过多个开关的投切来实现系统效率提高。 10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流端口适应不同的电压水平的电池。 11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述交流端口不连接交流电源或交流电网。 12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述交流端口作为交流源输出供电。 13.一种用于多端口之间的电能转换和传输的控制器，所述控制器的控制对象包括：AC/DC模块，双向DC/DC模块，直流充电桩模块和直流电路，所述控制器通过AC/DC模块控制外部交流电源或电网和直流电路之间的电能流动方向及功率，所述控制器通过双向DC/DC模块控制直流电路和外部直流电源或电网之间的能量流动，所述控制器通过直流充电桩模块控制充电电压或电流。 14.如权利要求13所述的控制器，其特征在于，所述控制器根据用户要求或储能电池状态，通过各开关的投切来改变所述直流电路的拓扑结构，并改变电能流动方向和效率。 15.一种用于电能转换和控制的系统，所述系统包括：第一交流端口、AC/DC模块、直流电路、以及多个DC/DC模块；其中所述直流电路经由第一直流通道开关、第二直流通道开关、第三直流通道开关、第四直流通道开关分别连接至第一直流端口、第二直流端口、第三直流端口、以及第四直流端口；第一交流通道开关的一端与所述AC/DC模块连接，第一交流通道开关的另一端与第一直流通道开关、第二直流通道开关、第三直流通道开关、第四直流通道开关连接；第一直流通道开关连接至第一DC/DC模块；第一旁路开关跨接在第一直流通道开关与第一直流端口之间，并且与第一DC/DC模块并联；第一DC/DC模块连接至第一直流端口；第二通道开关连接至第二DC/DC模块；第二旁路开关跨接在第二通道开关与第二直流端口之间，并且与第二DC/DC模块并联；第二DC/DC模块连接至第二直流端口；第三通道开关连接至第三直流端口；第二直流端口与第三直流端口之间通过跨通道开关连接；第四通道开关连接至第三DC/DC模块；第三DC/DC模块连接至第四直流端口。 16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述直流电路的电路结构是通过上述各开关的投切来改变的。 17.如权利要求15所述的系统，其特征在于，第一交流通道开关闭合；第一直流通道开关和第四直流通道开关闭合；第二直流通道开关、第三直流通道开关、第一旁路开关、第二旁路开关以及跨通道开关均断开。 18.如权利要求15所述的系统，其特征在于，第二直流通道开关和第三直流通道开关闭合，其余开关均断开。 19.如权利要求15所述的系统，其特征在于，第一交流通道开关、第三直流通道开关和第四直流通道开关闭合，其余开关均断开。 20.如权利要求15所述的系统，其特征在于，第一直流通道开关、第三直流通道开关和第四直流通道开关闭合，其余开关均断开。 21.如权利要求15所述的系统，其特征在于，第一直流通道开关和第三直流通道开关闭合，其余开关均断开。 22.一种用于电能转换和控制的方法，包括：根据各交流和直流端口的情况以及用户需求来确定各通道开关和跨通道开关的目标工作状态和直流母线的目标结构；确定直流母线的目标工作电压，并确定旁路开关目标工作状态；调节直流母线电压至目标工作电压；通过开关将电路的结构改变为目标结构；根据开关状态和控制目标，设置工作限制条件；以及根据目标工作模式下的控制目标，对控制目标作闭环控制。 23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述目标工作模式为以下之一：DC/DC在线模式、效率模式、离网模式。 24.一种用于电能转换和控制的计算机系统，所述系统包括：至少一个逻辑处理器；计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储用于执行以下操作的计算机可执行指令：确定直流母线的目标工作电压，并确定旁路开关目标工作状态；调节直流母线电压至目标工作电压；通过开关将电路的结构改变为目标结构；根据开关状态和控制目标，设置工作限制条件；以及根据目标工作模式下的控制目标，对控制目标作闭环控制。
所属类别：	发明专利