[發(fā)明專利]雙主動全橋變換器控制方法和裝置以及相關方法和產(chǎn)品

在審

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• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106887954A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 趙金程;陳炯;張建興;徐紅剛
• 申請（專利權）人: 上海蔚來汽車有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02J7/00
• 代理公司: 北京瀚仁知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙)11482
• 代理人: 李飛,吳曉芬

技術領域

本發(fā)明涉及車輛充放電技術領域，具體地，涉及一種雙主動全橋變換器控制方法、充電方法、雙主動全橋變換器控制裝置、充電設備、充電車的充電接口及移動充電車。

背景技術

移動充電車是解決當前電動汽車市場充電網(wǎng)絡稀疏、車輛續(xù)航困難這一難題的有效途徑之一。移動充電車用自身配備的電池為電動汽車中的電池充電，故其充電接口需選擇一種帶隔離、高效率的DC-DC電力電子變換器。

雙主動全橋變換器以其功率密度高、自身慣性小、控制靈活著稱(如圖1所示)，其中，U_S為輸入電壓，u_o為輸出電壓，G₁～G₈為開關管，T為變壓器，C_d為輸出電容，R為等效負載，i_T為變壓器電流，u_ab為變壓器輸入電壓，u_cd為變壓器輸出電壓。其中，開關管受驅動電路驅動，驅動電路可以由諸如數(shù)字信號處理器、可編程邏輯控制器等控制器來控制。此類變換器通過高頻變壓器實現(xiàn)輸入輸出端口的電氣隔離，能夠滿足移動充電車充電接口變換器的需要。雙主動全橋變換器包含兩個H橋，8個電力電子開關管，這種結構的控制裕度大，但控制難度也相應較高，控制方法更為復雜。當前此類變換器最常用的PWM調(diào)制方式是移相控制，這種方式控制兩個H橋對變壓器輸出50％占空比的方波電壓，通過調(diào)節(jié)兩端方波的相位差來實現(xiàn)控制傳輸功率的目的。圖2示例性地示出了移項控制方法中的波形示意圖。其中，T_S為一個開關周期；t₀、t₁、t₂、t₃、t₄表示時刻。對于變換器移相角的計算，當前的控制方法普遍采用PI控制方法，但PI控制參數(shù)難于選取，控制效果差、響應速度慢且超調(diào)量大。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術中的上述問題，即為了解決如何提高控制的響應速度并降低超調(diào)量的技術問題，提供一種雙主動全橋變換器控制方法。

為了實現(xiàn)上述目的，第一方面，提供以下技術方案：

一種雙主動全橋變換器控制方法，該方法包括：

建立雙主動全橋變換器模型；

基于所述雙主動全橋變換器模型，采用李雅普洛夫穩(wěn)定性控制方法，得到控制律；

利用所述控制律對所述雙主動全橋變換器進行控制。

優(yōu)選地，所述建立雙主動全橋變換器模型具體包括：

基于移相控制的輸出功率關系，并結合傳輸功率與輸出電壓成正比的關系，得到所述雙主動全橋變換器的電流源電流；

基于所述雙主動全橋變換器的電流源電流，并結合輸出電容電壓的微分表達形式，得到所述雙主動全橋變換器模型。

優(yōu)選地，所述基于所述雙主動全橋變換器模型，采用李雅普洛夫穩(wěn)定性控制方法，得到控制律，具體包括：

選擇控制對象，并設定所述控制對象的控制目標，以確定輸出誤差；

基于所述輸出誤差，并根據(jù)所述雙主動全橋變換器模型，得到所述輸出誤差的微分形式；

基于李雅普洛夫能量函數(shù)，并根據(jù)所述輸出誤差的微分形式，得到所述李雅普洛夫能量函數(shù)的微分形式；

根據(jù)所述李雅普洛夫能量函數(shù)的微分形式，并結合李雅普洛夫穩(wěn)定性判據(jù)，得到所述控制律。

為了實現(xiàn)上述目的，第二方面，本發(fā)明實施例還提供一種充電方法，該充電方法包括上述控制方法。

為了實現(xiàn)上述目的，第三方面，本發(fā)明實施例還提供一種雙主動全橋變換器控制裝置，該裝置包括：

建立模塊，用于建立雙主動全橋變換器模型；

控制律生成模塊，用于基于所述雙主動全橋變換器模型，采用李雅普洛夫穩(wěn)定性控制方法，得到控制律；

控制模塊，用于利用所述控制律對所述雙主動全橋變換器進行控制。

優(yōu)選地，所述建立模塊具體包括：

第一計算模塊，用于基于移相控制的輸出功率關系，并結合傳輸功率與輸出電壓成正比的關系，得到所述雙主動全橋變換器的電流源電流；

第二計算模塊，用于基于所述雙主動全橋變換器的電流源電流，并結合輸出電容電壓的微分表達形式，得到所述雙主動全橋變換器模型。

優(yōu)選地，所述控制律生成模塊具體包括：

第一誤差確定模塊，用于選擇控制對象，并設定所述控制對象的控制目標，以確定輸出誤差；

第二誤差確定模塊，用于基于所述輸出誤差，并根據(jù)所述雙主動全橋變換器模型，得到所述輸出誤差的微分形式；