(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202123390672.2 (22)申请日 2021.12.2 9 (73)专利权人 南京合智电力科技有限公司 地址 210046 江苏省南京市栖霞区迈皋桥 创业园科技研发基地寅春路18号- ZS0012 (72)发明人 冯亚东　陈勇　陈永奎　桑煜　 陈永　 (74)专利代理 机构 深圳市君之泉知识产权代理 有限公司 4 4366 专利代理师 黄燕霞 (51)Int.Cl. H02J 7/00(2006.01) H02J 7/02(2016.01) H02M 3/155(2006.01)H02M 3/158(2006.01) H02M 7/797(2006.01) H02M 1/14(2006.01) (54)实用新型名称 储能功率模块以及储能系统 (57)摘要 本申请提供了一种储能功率模块以及储能 系统。 储能功率模块包括功率转换电路和储能单 元， 通过级联的方式连接形成储能系统。 功率转 换电路包括桥式变流单元以及DC ‑DC单元， 一侧 为级联侧， 用于级联 以便与交流电网连接， 另 一 侧为直流侧， 与储能单元连接， 用于向储能单元 提供电能或者接收所述储能单元释放的电能。 桥 式变流单元中采用储能电容 以保证桥式变流单 元对外输 出的级联电压相对 稳定， 减少交流电网 所带纹波。 由DC ‑DC单元控制储能单元充放电减 少向所连接电池组充放电电流的纹波。 减少充放 电时的直流纹波， 可以提高电池寿命。 同时， 所有 开关器件均采用低电压、 低导通电阻的MOSFET器 件， 可以缩减所连接电池组串联的规模， 同时能 降低储能系统能量 转换的损耗。 权利要求书4页 说明书12页 附图6页 CN 216819454 U 2022.06.24 CN 216819454 U 1.一种储能功率模块， 用于以级联的方式连接以形成储能系统， 其特征在于， 所述储能 功率模块包括功率转换电路和储能单元， 所述功率转换电路的一侧 为级联侧， 用于级联以 便与交流电网连接， 另一侧为储能侧， 与所述储能单元连接， 用于向所述储能单元提供电能 或者接收所述储能单元释放的电能； 所述功 率转换电路包括桥式变流单元以及D C‑DC单元， 其中： 所述桥式变流单元包括主要由多个MOS管形成的桥式变流器以及与所述桥式变流器的 第二侧连接的储能电容， 所述桥式变流器的第一侧 为所述级联侧， 所述桥式变流器的第二 侧为直流侧； 所述DC‑DC单元包括主要由多个MOS管以及第一电感形成的半桥变换器， 所述DC ‑DC单 元具有第一直流侧和第二直流侧， 所述第一直流侧与所述桥式变流单元 的直流侧连接， 所 述第二直流侧与所述储能单 元的正极、 负极连接 。 2.如权利要求1所述的储能功率模块， 其特征在于， 所述桥式变流器为单相全桥变换 器， 包括4个MOS管， 分别为第一MOS管、 第二MOS管、 第三MOS管和第四MOS管， 其中： 所述第一MOS管的源极与所述第三MOS管漏极连接后， 引出 所述桥式变流器的第一端； 所述第二MOS管的源极与所述第四MOS管漏极连接后， 引出所述桥式变流器的第二端， 所述桥式变流器的第一端以及第二端形成所述 桥式变流器的第一侧； 所述第一MOS管的漏极、 第二MOS管的漏极与所述储能电容的正极连接后， 引出所述桥 式变流器的第三端； 所述第三MOS管的源极、 第四MOS管的源极与所述储能电容的负极连接后， 引出所述桥 式变流器的第四端， 所述 桥式变流器的第三端与第四端形成所述 桥式变流器的第二侧。 3.如权利要求1所述的储能功率模块， 其特征在于， 所述桥式变流器为单相半桥变换 器， 包括2个MOS管， 分别为第五MOS管以及第六MOS管， 其中： 所述第五MOS管的源极与所述第六MOS管漏极连接后， 引出所述桥式变流单元的第一 端； 所述第六MOS管的源极与所述储能电容的负极连接后， 引出所述桥式变流单元的第二 端， 所述桥式变流单 元的第一端以及第二端形成所述 桥式变流单 元的第一侧； 所述第五MOS管的漏极与所述储能电容的正极连接后， 引出所述桥式变流单元的第三 端， 所述桥式变流单 元的第三端与第二端形成所述 桥式变流单 元的第二侧。 4.如权利要求1所述的储能功率模块， 其特征在于， 所述半桥变换器中的多个MOS管为 第七MOS管和第八MOS管， 其中： 所述第七MOS管的漏极引出所述DC ‑DC单元的第一端， 所述第八MOS管的源极引出所述 DC‑DC单元的第二端； 所述第七MOS管的源极、 所述第八MOS管的漏极以及第一电感的一端连接， 所述第一电 感的另一端引出 所述DC‑DC单元的第三端； 所述DC‑DC单元的第一端和第二端形成所述DC ‑DC单元的第一直流侧， 第二端和第三端 形成所述DC ‑DC单元的第二 直流侧。 5.如权利要求1所述的储能功率模块， 其特征在于， 所述半桥变换器中多个MOS管为第 七MOS管和第八MOS管， 其中： 第七MOS管的源极、 第八MOS管的漏极以及第一电感的一端连接， 所述第一电感的另一权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 216819454 U 2端引出所述DC‑DC单元的第一端； 所述第七MOS管的漏极引出所述DC ‑DC单元的第三端， 所述第八MOS管的源极引出所述 DC‑DC单元的第二端； 所述DC‑DC单元的第一端和第二端形成所述DC ‑DC单元的第一直流侧， 第二端和第三端 形成所述DC ‑DC单元的第二 直流侧。 6.如权利 要求1所述的储能功率模块， 其特征在于， 所述DC ‑DC单元还包括滤波电路， 所 述滤波电路与所述半桥变换器串联， 所述滤波电路主要包括第二电容以及第二电感， 所述 半桥变换器中的多个MOS管为第七MOS管和第八MOS管， 其中： 所述第七MOS管的漏极引出所述DC ‑DC单元的第一端， 所述第八MOS管的源极引出所述 DC‑DC单元的第二端； 所述第七MOS管的源极、 所述第八MOS管的漏极以及第一电感的一端连接， 所述第一电 感的另一端经 所述第二电感与所述DC ‑DC单元的第三端连接； 所述第一电感与所述第二电感连接的一端， 经所述第二电容与所述DC ‑DC单元的第二 端连接； 所述DC‑DC单元的第一端和第二端形成所述DC ‑DC单元的第一直流侧， 第二端和第三端 形成所述DC ‑DC单元的第二 直流侧。 7.如权利 要求1所述的储能功率模块， 其特征在于， 所述DC ‑DC单元还包括滤波电路， 所 述滤波电路与所述半桥变换器串联， 所述滤波电路主要包括第二电容以及第二电感， 所述 半桥变换器中的多个MOS管为第七MOS管和第八MOS管， 其中： 第七MOS管的源极、 第八MOS管的漏极以及第一电感的一端连接， 所述第一电感的另一 端经所述第二电感与所述DC ‑DC单元的第一端连接； 所述第七MOS管的漏极引出所述DC ‑DC单元的第三端， 所述第八MOS管的源极引出所述 DC‑DC单元的第二端； 所述第一电感与所述第二电感连接的一端， 经所述第二电容与所述DC ‑DC单元的第二 端连接； 所述DC‑DC单元的第一端和第二端形成所述DC ‑DC单元的第一直流侧， 第二端和第三端 形成所述DC ‑DC单元的第二 直流侧。 8.如权利要求1 ‑7任一项所述的储能功率模块， 其特征在于， 所述功率模块还包括控制 单元， 所述控制单元与所述桥式变流单元、 所述DC ‑DC单元以及所述储 能单元电连接， 用于 监测所述储能电容的电压信息以及所述储能单元的储能信息， 并向所述桥式变流单元和所 述DC‑DC单元的各个MOS管发送控制信号。 9.一种储能系统， 其特征在于， 包括多个如权利要求1 ‑8任一项所述的储能功率模块以 及一个或多个电抗器， 多个所述储能功率模块的级联侧顺次进行级联形成一个或多个桥 臂， 所述一个或多个桥臂的两端连接所述储能系统的电网连接端， 其中， 每个桥臂内至少一 部分储能功 率模块的级联侧之 间和/或该桥臂的两端中的至少一者与所述电网连接端之间 串接有至少一个电抗器。 10.如权利要求9所述的储能系统， 其特征在于， 当所述桥式变流器为单相全桥变换器 时， 所述电网连接端为交流电网连接端， 多个所述储能功率模块的级联 方式为： 各所述储能功率模块的级联侧顺 次连接进行级联以形成一个桥臂， 第 一个储能功率模权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 216819454 U 3