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储能双向DC-DC系统




PART.01



系统功能和参数

本系统主要实现以下功能:

(1)双向无缝的电源和负载切换功能

双向电源和回馈式负载功能特性集于一体,既能实现电源的功能,提供功率;又具备负载能力,拉载电流。实现高速的源和载电流模式转换,从而在输出和吸收电流之间进行快速连续的无缝切换,有效避免电压或电流过冲。

(2)本地HMI实时显示和配置

配置2.4寸触摸屏,可实时显示DCDC的高压侧和低压的功率电压电流,温度;启动停机设置;锂电池均衡状态显示和控制参数设置;锂电池BMS信息设置;配置双向DCDC工作模式,电压电压测量系数配置,保护参数配置等。

(3)系统参数范围

电压范围:10~800V

电流范围:-20A~20A

功率范围:±6kW,50kHz


PART.02



储能双向DC-DC原理图

将电池储能系统接入MMC构网型多电平逆变器。


PART.03



储能双向DC-DC系统实物展示

(1)RTU-BOX206控制器实现外部光纤信号控制。

(2)光纤信号转接板将控制器的电信号转换成光信号发送给双向储能功率模块。

(3)双向储能功能模块,可以通过RTU-BOX206控制器实现外部控制,也可以通过LCD触摸屏实现本地控制。两种控制模式。

(4)锂电池接入控制模块的低压侧(约50v),高压侧可以接入MMC(约60v)。


PART.04



系统控制方式

系统分为外部控制和内部控制两种模式:

(1)外部通过光纤控制输入输出接口,PWM1,PWM2是buck/boost电路的pwm控制信号,光信号亮表示PWM开通,光信号灭表示PWM关断,FAULT是电路故障信号,光信号亮表示电路无故障,灭表示有故障。SENSOR接口输出低压侧电压电流,高压侧电压电流。

(2)内部控制通过LCD触摸屏实现。

(3)通过本地LCD触摸屏控制选择控制内外部控制方式。



01

外部控制方式



图片

上位机使用RTU-BOX206作为CAN通讯主机,控制DCDC控制器。


接受DCDC变换器实时数据。

控制DCDC变换器启动停机等。

给BMS发送指令(均衡使能、关闭、单体电池放电等),均衡功能可开启和关闭。单体电池放电由BMS内部均衡功能控制在内部放电电阻上放电,不可对外部负载放电。




02

内部控制方式



(1)选择需要的工作模式

①待机模式,则功率模块不运行。

②降压模式,高压侧接入电源,通过底层BUCK控制算法控制低压侧输出达到电压设定值。

③升压模式,低压侧接入电源,通过BOOST控制算法控制高压侧输出电压达到电压设定值。

④电流模式,控制低压侧输出电流达到电流设定值。

(2)电池均衡控制方式设置

通过设置均衡启控电压、截止电压和压差实现均衡开启和关闭控制。

(3)比例系数和偏置设置

功率模块内部传感器的初始测量值与实际值有一定误差,可以根据测量的实际值校准传感器的比例系数和偏置系数使测量值更准确。

(4)使能控制

点击启动按钮内部SIC开始工作,电流电压达到设定目标值。


PART.05



系统其他功能

控制器开放
Rtunit

Buck/Boost控制器代码全部开放,包含在线升级上位机执行程序,cpu在线升级Bootoader源程序,dsp应用控制源程序,触摸屏HMI源程序,电池上位机

(1)在线升级上位机执行程序

选择编译成功的.Hex文件,通过RtuUniversalFlashTools.exe软件在线烧写更新底层。

(2)cpu在线升级Bootoader源程序和应用控制源程序




电池信息获取方式
Rtunit

(1)通讯方式RS485,获取电池信息

(2)实时电池信息显示


保护功能
Rtunit

(1)过压保护

(2)过流保护

(3)短路保护,短路保护表现位硬件过流保护


电池工作时数据展示
Rtunit

(1)电池恒流充电结果

(2)电池升压放电结果


CAN 通讯数据数据清单
Rtunit

通讯方式can,上传buck/boost变换器信息,可以研究电池组的soc均衡。

CAN 总线规格:

采用 29 位标识符的扩展帧格式传输,总线传输速率为 500kbps,默认主机地址是0XFF,从机地地址0x00.....,其中低12位是点表地址,8位源地址,8位目的地址,1位空闲默认为0,格式如下:

通信方式:

(1)DCDC控制器主动发送本机数据。数据高字节在前,低字节在后。

(2)上位机发送DCDC控制器控制命令。

(3)目标地址是0XFF表示广播消息。

从机报文信息

(1)单体电池电压0x0FFxx000

(2)单体电池电压0x0FFxx001

(3)单体电池电压0x0FFxx002

(4)单体电池电压0x0FFxx003

(5)电池包数据0x0FFxx004

(6)DCDC控制器实时数据0x0FFxx005

(7)DCDC控制器控制数据0x0FFxx006

(8)上位机控制指令0x 0xxFF000


且能长时间运行在满载状态。


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