基于新型混合多电平变换器的车载供电系统.pdfVIP

第58卷第4期电力电子技术Vol.58,No.4

2024年4月PowerElectronicsApril2024

基于新型混合多电平变换器的车载供电系统

武国梁

（中国铁建电气化局集团有限公司，北京100043)

摘要：采用蓄电池和超级电容的储能单元是车载供电-驱动系统中的重要部分。此处提出了一种新型的混合级

联型多电平充放电电路拓扑结构，储能单元的连接方式不再是传统的直接串并联，而是由每个桥臂单独控制

储能单元后进行级联。将传统的均压电路和充放电控制电路合并为一个电路。由于每个储能单元是独立控制

的，所以能够实时实现电压均衡，既能保护储能单元，也能提高储能单元的利用率。该电路拓扑输出为多电平

电压，可以减小逆变器输出的电压变化率对电机绝缘的影响，并且谐波含量少，提高控制性能。分析了电路拓

扑控制策略，并以铅酸蓄电池为例进行了实验，实验结果验证了该新型储能系统拓扑的合理性和优越性。

关键词：多电平变换器；车载供电-驱动；储能单元

中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000-100X(2024)04-0068-04

VehiclePowerustemRasedonaNovelHybridMulti-levelConverter

WUGuo-liang

(ChinaRailwayConstructionElectrificationBureauGroupCo.,Ltd.,Beijing100043,China)

Abstract:Powerstorageunitcomposedofbatteriesandsuper-capacitorsisanimportantpartofthevehiclepowered

drivesystem.Anovelhybridcascadedmulti-levelchargeanddischargecircuittopologicalstructureisproposed,the

connectionmodeofpowerstorageunitsisnolongerthetraditionaldirectseriesandparallel,buteachbridgearm

separatelycontrolsthepowerstorageunitsandthencascadesthem.Thetraditionalvoltagebalancingcircuitand

chargeanddischargecontrolcircuitarecombinedintoonecircuit.Sinceeachpowerstorageunitiscontrolledsepa-

rately,thevoltagebalancecanberealizedon-time,itcannotonlyprotectthepowerstorageunit,butalsoimprove

theutilizationrateofthepowerstorageunit.Thecircuittopologyoutputismulti-levelvoltage,whichcanreducethe

influenceofinverteroutputvoltagechangerateonthemotorinsulation,andharmoniccontentisless,thecontrolper-

formanceisimproved.Thecircuittopologycontrolstrategyisanalyzed,a