逆变器双电池



基于三相二电平PFC和隔离DC-DC转换器的11kW双向电池充电器

基于三相二电平PFC和隔离DC-DC转换器的11kW双向电池充电器是一款适用于工业和汽车领域的高压充电解决方案，采用三相全桥PFC与DAB/CLLC拓扑隔离DC-DC结构，系统峰值效率超过96%。 以下为详细说明：

一、系统架构与组成

该双向电池充电器由两个核心功率级构成：

PFC级：基于三相全桥拓扑结构，采用二电平设计，工作频率为70 kHz。其功能包括：

额定交流输入电压为400 Vac（50Hz），直流输出电压为800 Vdc，标称功率11 kW。

整流器模式：实现功率因数校正（PF>0.99），具备浪涌电流控制和软启动功能。

逆变器模式：支持有功和无功功率控制，集成并网解决方案。

DC-DC级：采用双有源桥（DAB）或CLLC拓扑结构，通过外部谐振单元配置。其特性包括：

输入电压800 Vdc，输出电压范围550-850 Vdc。

DAB模式开关频率固定为100 kHz；CLLC模式开关频率可变（82-235 kHz）。

通过增强的调制技术实现DAB软切换，提升效率并降低损耗。

二、硬件设计与关键组件

功率模块：两个功率级均基于ACEPACK DMT-32 SiC功率模块，具有以下优势：

高集成度设计，支持高频操作（PFC级70 kHz，DC-DC级最高235 kHz），显著减小系统体积和重量。

双向功率传输能力，适用于充电和放电场景。

SiC材料特性降低开关损耗，提升效率。

控制单元：采用两块独立控制板，均基于STM32G474RE微控制器，分别管理PFC和DC-DC级。控制策略包括：

PFC级实现电压/电流双闭环控制，确保高功率因数和低谐波失真。

DC-DC级通过频率调制（CLLC模式）或相位调制（DAB模式）优化传输效率。

三、性能指标与效率系统效率：直接模式下峰值效率超过96%，得益于SiC功率模块的高频特性和软切换技术。功率密度：高频操作结合高集成度设计，显著缩小了系统体积和重量，适用于空间受限的工业和汽车场景。双向功能：支持充电（AC-DC）和放电（DC-AC）模式，满足电池储能和并网需求。四、应用场景与优势工业领域：适用于高压直流快充站、储能系统等场景，提供高效、可靠的双向功率转换。汽车领域：支持电动汽车车载充电器（OBC）和车辆到电网（V2G）应用，满足快速充电和能量回馈需求。技术优势：

高效率：SiC功率模块和软切换技术降低损耗，提升系统能效。

高可靠性：三相全桥拓扑和双向控制策略增强系统稳定性。

灵活性：DAB/CLLC双拓扑设计适应不同输出电压需求。

五、设计原理图与PCB布局原理方框图：展示了三相PFC、DC-DC隔离转换及控制单元的连接关系，明确功率流路径和控制信号交互。PCB布局：采用高密度设计，优化功率回路和控制信号布线，降低寄生参数影响，提升系统性能。

车上能做饭的电池

车上做饭电池方案需根据车型、用电需求选择，主流方法包括车载逆变器、房车副电瓶、专用户外电源或适配车型电池改造。

1. 普适性方案

● 车载逆变器+原车电池：将汽车直流电转为交流电，支持3000W以内电器（如电磁炉）。

需注意：逆变器转换效率85-90%，持续大功率用电易导致主电池亏电，建议搭配车辆启动保护装置使用。

2. 房车/长途旅行方案

● 动力电池组+双电瓶系统：

采用200AH以上磷酸铁锂电池，通过双电瓶隔离器与主电瓶分离，配合1000W纯正弦波逆变器可支持电饭煲等设备。

优势：1.2度电存储量可持续煮饭2-3次，避免影响车辆启动。

3. 特定车型适配方案

● 捷途X70S/X90系列：

后备箱加装3-5kWh三元锂电池可支持车载220V电源，X90 plus庄园版自带1000W电源接口。

● 其他品牌车型：检查车载电源接口规格，部分车型的12V 120W接口需搭配135Ah备用电池实现基础烹饪。

4. 便携替代方案

● 多助型户外电源：

直接提供220V正弦波输出，1.2度电量支持烧水做饭全流程，特别适合临时露营需求，免除车辆电路改装风险。

为什么离网型光伏发电系统的蓄电池

混合系统和微型电网的核心部件----逆变充电一体机（又称蓄电池逆变器或双向逆变器）的技术

水平已经取得很大的发展。舆论普遍认为，是因为应用了新型拓扑结构的功率电路，然而更为重要原因是，数字

控制技术使用，智能化大大提高。新技术使得各种不同层次产品，都可以采用高级算法，组建智能控制系统。这

种先进的控制方式还提供很多灵活性，可以建立新型系统拓扑结构---即太阳能、风力、发电机和蓄电池混合在一

起。作为系统集成的核心逆变充电一体机，使直流母线和交流母线智能的耦合在一起。基本的示意图，

系统中，逆变器被用于调节能量流，作为不同交流能量源（来自AC IN 侧/来自AC OUT 侧）之间的接口，管理交

流负载和控制直流和交流母线。

通过阅读参考文献1 得知，现在业界已经普遍接受，混合系统可以为边远地区的电气化提供一个可靠的解决方

案。现在标准的配置分：直流母线应用、交流母线应用，或者是交流和直流母线混合使用。项目集成商倾向于，

针对组成每个系统要求，对部件进行特别的组合，以优化系统性能。

目前市面上的产品能提供很多好的方法，来调节能量流和管理能量源。本报告采取举例的方式介绍一些新的功

能，启发系统集成商找到合适的优化方案。

首先，是能量协助功能（智能增强），这个功能帮助降低发电机的配置容量，从而提高混合系统的效率。第二个

案例是，通过先进的算法，形象得解释，根据系统不同的状态，选择能量源来自直流或交流。

几年以前，已经有人提出交流母线并接的概念，这是一个典型的，利用现有的太阳能并网逆变器，通过增加一些

智能控制技术实现新功能的技术方案，参考文献4 和5。为了能够兼容这种系统，逆变器需要具有相对应的电压/

频率控制模式。但是，即使并网逆变器没有电压/频率下垂模式，通过新的办法仍然可以实现交流并接。本文中案

例展示了，来自两个不同厂家的逆变充电一体机（离网）和并网逆变器如何实现交流并接。

家储逆变龙头固德威全新推出两款储能电池

固德威推出的两款家用储能锂电池为高压Lynx Home S系列和低压Lynx Home U系列。以下是关于这两款电池的详细介绍：

推出背景

在“30·60碳达峰·碳中和”目标下，新能源产业迎来重大发展机遇，储能技术成为建立新型电力系统的关键，全球储能市场迎来新一轮产业红利。固德威作为全球储能逆变器龙头，持续加码家用储能领域，继年初成功推出SECU - A和SECU - S两款电池后，于2021年6月3日在上海SNEC展重磅推出这两款新品。

产品搭配与作用

可以与固德威双向储能逆变器搭配使用，组成“光伏 + 储能”系统，实现电力自发自用。这一系统不仅能帮助家庭节省电费，还能让家庭永不断电。

产品优势

软硬件优势

实时监控与远程功能：可实现实时数据监控，具有远程诊断功能，同时支持电池软件的远程升级，方便用户随时了解电池状态并进行操作。

自动重启功能：当电池电压不足进入自我保护模式时，可实现自动重启，提高了电池使用的便利性和稳定性。

安全性能

电芯选择：电池采用最为安全稳定的磷酸铁锂（LFP）电芯，从源头上保障了电池的安全性。

逆变器功能：搭配的光伏储能逆变器拥有AFCI2.0（直流拉弧检测）功能，可快速识别电弧并快速关断，有效避免了因电弧引发的安全事故。

防护等级：储能电池IP65的防护等级让储能系统适宜在室内、室外安装，为整个家庭储能系统筑造了一道安全的屏障。

设计特点

模块化设计：采用模块化设计，模块之间可自动识别，方便配置。同时，电池系统容量也可以灵活扩展，满足了不同家庭对储能容量的多样化需求。

性能表现

充电速度：高压电池Lynx Home S系列拥有超快的充电速度，仅需1小时即可完成充电，在诸多储能电池中表现最为高效，大大缩短了充电时间，提高了使用效率。

企业战略与市场前景

自2020年9月上市以来，固德威（股票代码688390）已宣布在新工厂产能扩建、研发中心建设和智慧能源管理应用等领域注入大量资本。此次进入储能电池领域，借助其在全球储能逆变器领域的突出优势，扩大产品组合，扩展储能应用场景，瞄准万亿级储能大市场，为全球家庭提供清洁的、极致的用电体验，在行业内形成强劲的竞争力，推动自身成为真正的一站式储能解决方案服务商。

储能变流器PCS：原理与模式解析

储能变流器的原理与模式解析如下：

一、工作原理

储能变流器作为双向储能逆变器，是实现储能系统与电网之间电能双向流动的核心。其工作原理主要包括以下步骤：

直流输入：接收来自太阳能、风力或直流电源的电能。直流转换交流：通过内部DC/AC双向变流器，将直流电转换为交流电。电池充电：将交流电再次转换为直流电，并储存至电池组。电池放电：释放电池组内的电能，转换为交流电供设备使用。输出交流电能：将转换后的交流电能输送给设备，满足其需求。

在此过程中，PCS通过微网监控指令实现恒功率或恒流控制，确保电池安全稳定运行，并平滑可再生能源输出，增强电网稳定性。

二、工作模式

储能变流器具有三种主要工作模式：

并网模式：在此模式下，PCS实现储能系统与电网之间的双向能量转换，确保电力需求与电网同步。离网模式：在此模式下，PCS独立为负载供电，不受电网影响，保证稳定电力供应。混合模式：此模式结合了并网与离网的特性，根据电网与负载变化动态调整工作模式，以实现更灵活、高效的能源管理。

这些工作模式使得储能变流器能够适应不同的应用场景和需求，为可再生能源的接入和智能电网的建设提供有力支持。

双向逆变器靠谱吗

双向逆变器在技术上是成熟可靠的，但具体是否靠谱取决于产品品质、安装规范和使用场景的匹配度。

1. 核心工作原理

双向逆变器是一种电力电子转换装置，核心功能是实现直流电（DC）和交流电（AC）的双向转换。在光伏系统中，它能将太阳能板产生的直流电逆变成交流电供家庭使用或并入电网；当电网停电时，它又能从蓄电池中取直流电逆变成交流电，为家庭关键负载供电。

2. 主要应用场景

•家庭光储系统：与光伏板和储能电池配套，实现自发自用、余电上网和应急备电。

•应急电源：可在电网故障时快速切换为离网运行，保障重要电器不断电。

•虚拟电厂（VPP）：作为分布式能源单元，响应电网调度指令，参与削峰填谷。

3. 选购关键参数

选购时需重点关注以下硬性指标，这些参数直接决定了设备的可靠性和效率：

•转换效率：并网逆变效率最高可达98.5%以上，充放电整体效率（双向）最好在94%以上。

•输出功率：根据家庭常用电器总功率选择，常见有5kW、10kW等规格，需留有一定余量。

•离网切换时间：关键参数，优质产品切换时间小于10毫秒（ms），能确保电脑、冰箱等电器不停机。

•防护等级（IP）：户外安装需达到IP65以上，以有效防尘防水。

•认证标准：必须具备国家强制性产品认证（CCC）和电网接入认证（如CQC）。

4. 市场主流品牌

市场第一梯队品牌技术成熟，品控严格，是可靠的选择：

•华为（HUWEI）：智能组串式逆变器，AI自优化，声誉极高。

•阳光电源（Sungrow）：全球领先的逆变器供应商，产品线全，可靠性久经市场验证。

•固德威（Goodwe）：在户用储能领域市场占有率高，APP用户体验好。

•德业（Deye）：产品性价比突出，在混合逆变器领域口碑良好。

5. 安全使用须知

双向逆变器涉及高压电力和电网接入，安全至关重要。

•必须由持证专业电工安装，确保线路连接正确、接地可靠，避免触电和火灾风险。

•需向当地供电局申请并网许可，私自接入电网属违法行为且极其危险。

- 定期检查设备运行状态、散热风扇和线路接口，发现异常噪音或故障代码应立即停用并报修。

- 遵循厂家指导进行维护，切勿自行打开机箱，内部有高压电容，断电后仍可能带电。

选择知名品牌、专业安装和规范使用，双向逆变器是一项非常靠谱且能大幅提升能源自主性的技术。

户用储能的DC-DC实现方案

户用储能系统常常通过在光伏逆变器的直流侧引入双向DCDC模块来实现电池包的充放电，这套系统由MPPT、DCDC和PCS三部分构成。其中，双向DCDC单元有两类常见设计：

首先，双向全桥型DCDC拓扑以其紧凑的结构和灵活的配置能力脱颖而出，适用于大规模电池组，它确保电池包与直流母线之间的安全隔离，特别适合对隔离有高要求的场合。

另一种常见的设计是采用Boost和Buck模式工作的双向DCDC，其优点在于结构简单，器件少，驱动和控制相对简单，损耗也较低。然而，它存在电池与直流母线共地的不足。

在光伏储能系统中，PCS（Power Conditioning System）起着关键作用，它负责协调电池储能系统与交流电网的双向能量转换，通过精细的控制策略实现电池充放电管理，跟踪网侧负荷功率，以及在不同运行模式下控制网侧电压。通常情况下，户用PCS与光伏逆变器共享DC/AC逆变器，功率较小的系统可能采用Heric等特殊拓扑。传统上，根据电压需求，会选择双电平、三电平或多电平模式。

光伏储能系统关键设备之双向储能变流器PCS

光伏储能系统关键设备之双向储能变流器PCS

储能变流器，又称双向储能逆变器，英文名PCS（Power Conversion System），是光伏储能系统中的关键设备。它主要应用于并网储能和微网储能等交流耦合储能系统中，连接蓄电池组和电网（或负荷）之间，是实现电能双向转换的装置。

一、PCS的基本功能与原理

PCS既可把蓄电池的直流电逆变成交流电，输送给电网或者给交流负荷使用；也可把电网的交流电整流为直流电，给蓄电池充电。这一双向转换功能使得PCS在储能系统中扮演着至关重要的角色。

二、PCS的组成与分类

组成：储能变流器（PCS）由功率、控制、保护、监控等软硬件电组成。

分类：

按相数分类：分为单相机和三相机。单相PCS通常由双向DC-DC升降压装置和DC/AC交直流变换装置组成，直流端通常是48Vdc，交流端220Vac。三相机分为小功率三相PCS和大功率三相PCS，前者由双向DC-DC升降压装置和DC/AC交直流变换两级装置组成，后者由DC/AC交直流变换一级装置组成。

按隔离方式分类：分为高频隔离、工频隔离和不隔离三种。单相和小功率20kW以下三相PCS一般采用高频隔离的方式，50kW到250kW的，一般采用工频隔离的方式，500kW以上一般采用不隔离的方式。

三、PCS的重要技术参数

系统电压：即蓄电池组的电压，也是储能变流器的输入电压。不同技术的储能逆变器，系统电压相差较大。单相两级结构的储能变流器在50V左右，三相两级结构的储能变流器在150V-550V之间，三相带工频隔离变压器的储能变流器在500V-800V之间，三相不带工频隔离变压器的储能变流器在600V-900V之间。

功率因数：储能逆变器正常运行时，功率因素应大于0.99，当系统参与功率因素调节时，功率因素范围应该尽可能宽。

切换时间：储能逆变器有两种切换时间，一是充放电切换，大型储能逆流应该能快速切换运行状态，通常要求在90%额定功率并网充电状态和90%额定功率并网放电状态之间，切换时间不大于200ms；二是应用于并网模式和离网模式的切换，切换时间不大于100ms。

四、PCS的工作模式

并网模式：在此模式下，PCS实现蓄电池组和电网之间的双向能量转换。它具有并网逆变器的特性，如防孤岛、自动跟踪电网电压相位和频率，低电压穿越等。根据电网调度或本地控制的要求，PCS在电网负荷低谷期，把电网的交流电能转换成直流电能，给蓄电池组充电；在电网负荷高峰期，它又把蓄电池组的直流电逆变成交流电，回馈至公共电网中去；在电能质量不好时，向电网馈送或吸收有功，提供无功补偿等。

离网模式（孤网运行）：在此模式下，PCS可以根据实际需要，在满足设定要求的情况下，与主电网脱开，给本地的部分负荷提供满足电网电能质量要求的交流电能。

五、PCS在光伏储能系统中的作用

在多种能源组成的微网系统中，储能变流器是最核心的设备。由于光伏、风力等可再生能源具有波动性，而负荷也具有波动性，燃油发电机只能发出电能，不能吸收电能。如果系统中只有光伏、风力和燃油发电机，系统运行可能会不平衡。当可再生能源的功率大于负荷功率时，系统有可能会出现故障。因此，光伏并网逆变器难与燃油发电机并网运行。而储能变流器可吸收能量，也可发出能量，且反应速度快，在系统中起到平衡作用。

综上所述，双向储能变流器PCS是光伏储能系统中的关键设备，其性能和技术参数对储能系统的整体性能具有重要影响。

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