[发明专利]储能元件充放电测试电路、测试系统及其应用方法

权利要求书

1.一种储能元件充放电测试电路，其特征在于，包括第一电感、第一a电容、第二电感、第一功率开关、第二功率开关；

第一电感一端连接输入储能元件正极，所述第一电感另一端连接第一功率开关漏极，所述第一功率开关连接储能元件负极，所述第二电感一端连接储能元件负极，所述第二电感另一端连接第一功率开关源极，所述第一a电容一端连接第一功率开关漏极，所述第一a电容另一端连接第二功率开关源极，所述第二功率开关漏极连接电源正极。

2.根据权利要求1所述的储能元件充放电测试电路，其特征在于，还包括：所述第一功率开关源极还连接第一b电容一端，所述第一功率开关漏极还连接第一a电容一端，所述第一b电容另一端分别连接第四电感一端和第二功率开关漏极，所述第四电感另一端连接第二电容一端，所述第二电容另一端连接第三电感一端，所述第三电感另一端分别连接第一a电容另一端和第二功率开关源极。

3.根据权利要求1所述的储能元件充放电测试电路，其特征在于，还包括：第一二极管和第二二极管；所述第一二极管正极连接第一功率开关源极，所述第一二极管负极连接第一功率开关漏极，所述第二二极管正极连接第二功率开关源极，所述第二二极管负极连接第二二极管漏极。

4.根据权利要求1所述的储能元件充放电测试电路，其特征在于，还包括：所述储能元件包括蓄电池和超级电容，蓄电池和超级电容并联连接。

5.一种储能元件充放电测试系统，其特征在于，包括：第一测试电路正极输出端连接总线正极端，第一测试电路负极输出端连接总线负极端，第二测试电路正极输出端连接总线正极端，第二测试电路负极输出端连接总线负极端，第N测试电路正极输出端连接总线正极端，第N测试电路负极输出端连接总线负极端，所述N为正整数。

6.一种储能元件充放电测试系统的应用方法，其特征在于，包括：充放电测试系统工作时分为两个阶段

第一阶段为两个回路，实线回路和虚线回路，第一功率开关处于开通状态，此时第一功率开关两端的电压为0，流过第二功率开关的电流为0；

第二阶段为第一功率开关截止，第一功率开关两端的电压为u_Q1＝V_C1a+V_C1b；流过第二功率开关的电流为i_Q2＝i₁+i₂，其中u_Q1为第一功率开关两端的电压值，V_C1a为第一a电容的电压值，V_C1b为第1b电容的电压值，i₁为流过第一电感和第二电感的电流，i₂为流过第三电感和第四电感的电流；

设有周期性单位脉冲函数，

其中g₁,g₂分别表示测试电路工作的第一阶段和第二阶段的单位脉冲函数，t为时间变量，T为一个开关周期，t₁为一个周期内开关第一功率开关导通时间或关断时刻则第一功率开关两端的电压以及流过第二功率开关的电流能够表示为：

根据测试电路的工作模式，引入一个不确定性负载，

能够得到两个回路的电压方程

其中L为电感值，L_p为第一电感，i_g为流过L_p的电流，L_o1为第二电感，i_o1为流过L_o1的电流，di_g、di_o1分别表示i_g，i_o1的微分，d_t为时间的微分，V_g输入侧电压，VC1为第一电容等效电压VC2为第二电容等效电压，

其中，U_Q1＝V_C1g₂ (2)

将(2)式带入(1)式

A：由基尔霍夫电流定律有dV_c1表示V_c1微分、dt表示时间的微分，其中I_Q1＝(i_g+i_o1)g₂，则能够得

B：由基尔霍夫电流定律有dV_c2表示V_c2微分，I_s代表负载电流，

则其中C₁为第一电容、C₂为第二电容

取i_g,i_o1,V_C1,V_C2为状态变量，能够得

x代表状态空间。

采用平均值法，由于g₂只在第二阶段有效，其有效时间占总时间的比例为1-D，其中D为开关的占空比，则(6)式能够变为状态空间的一阶导数：

由于该电路能够由控制器控制变量的占空比为D，将(7)式化为：