[發(fā)明專利]一種簡化升壓型電動(dòng)汽車復(fù)合電源結(jié)構(gòu)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710476287.9
• 申請(qǐng)日: 2017-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN107332332B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪建林;續(xù)丹;周歡;王斌;馬光亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J7/34
• 分類號(hào): H02J7/34;H02M3/07;B60L53/31
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 范巍

1.一種電動(dòng)汽車復(fù)合電源，其特征在于：該復(fù)合電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括鋰電池、超級(jí)電容、MOSFET管、限流二極管、電感器及電容器，超級(jí)電容的正極與電感器L1的一端相連，電感器L1的另一端與MOSFET管SW1的漏極、MOSFET管SW2的漏極、MOSFET管SW3的源極及電感器L2的一端相連；電感器L2的另一端與鋰電池的正極相連；MOSFET管SW3的漏極與電容器C1的正極及電動(dòng)汽車電機(jī)逆變器的輸入端相連；超級(jí)電容的負(fù)極與MOSFET管SW1的源極、MOSFET管SW2的源極、鋰電池的負(fù)極、電容器C1的負(fù)極及電動(dòng)汽車電機(jī)逆變器的輸出端相連；限流二極管D1、D2及D3對(duì)應(yīng)并聯(lián)在MOSFET管SW1、SW2及SW3的源極和漏極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電動(dòng)汽車復(fù)合電源，其特征在于：所述復(fù)合電源還包括與MOSFET管SW1、SW2及SW3的柵極相連的多工況功率分配及能量回收策略調(diào)節(jié)模塊；所述多工況功率分配及能量回收策略調(diào)節(jié)模塊包括用于在電動(dòng)汽車需求功率為正或?yàn)樨?fù)時(shí)，在所述復(fù)合電源內(nèi)對(duì)應(yīng)構(gòu)成Boost升壓電路結(jié)構(gòu)或Buck降壓電路結(jié)構(gòu)的MOSFET管截止/導(dǎo)通控制模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種電動(dòng)汽車復(fù)合電源，其特征在于：所述多工況功率分配及能量回收策略調(diào)節(jié)模塊還包括用于對(duì)處于導(dǎo)通狀態(tài)的MOSFET管進(jìn)行占空比調(diào)節(jié)的終端雙閉環(huán)滑模控制模塊，所述終端雙閉環(huán)滑模控制模塊包括建立Boost升壓電路和Buck降壓電路的數(shù)學(xué)模型的子模塊A；用于依據(jù)相應(yīng)數(shù)學(xué)模型建立終端雙閉環(huán)滑模面的子模塊B；用于基于Lyapunov函數(shù)的穩(wěn)定性分析，確定終端雙閉環(huán)滑模參數(shù)的子模塊C，以及用于確定終端滑模階數(shù)的子模塊D。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種電動(dòng)汽車復(fù)合電源，其特征在于：所述子模塊D基于卡爾曼濾波增益理論，自適應(yīng)選擇終端滑模階數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種電動(dòng)汽車復(fù)合電源，其特征在于：所述自適應(yīng)選擇終端滑模階數(shù)是指，在終端滑模階數(shù)γ的取值范圍[0,1]內(nèi)，系統(tǒng)狀態(tài)在做趨近運(yùn)動(dòng)時(shí)等效為系統(tǒng)誤差|x₁|>1，此時(shí)選取較大的終端滑模階數(shù)γ值，使系統(tǒng)具有較快的趨近速度和較好的魯棒性；在系統(tǒng)狀態(tài)接近滑模面或做滑模運(yùn)動(dòng)時(shí)等效為系統(tǒng)誤差|x₁|<1，此時(shí)選取較小的γ值，使系統(tǒng)獲得更快的收斂速度；x₁表示輸出電壓誤差。

6.一種如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車復(fù)合電源的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

當(dāng)電動(dòng)汽車需求功率為正時(shí)，使MOSFET管SW3截止，依據(jù)鋰電池和超級(jí)電容的SOC和輸出電壓，使復(fù)合電源構(gòu)成Boost升壓電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)終端雙閉環(huán)滑模控制算法調(diào)節(jié)MOSFET管SW1或SW2的占空比，或者使MOSFET管SW1、SW2及SW3均截止，使復(fù)合電源構(gòu)成帶有LC濾波單元的被動(dòng)式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)鋰電池和超級(jí)電容的輸出功率分配；當(dāng)電動(dòng)汽車需求功率為負(fù)時(shí)，使MOSFET管SW1與SW2截止，復(fù)合電源構(gòu)成Buck降壓電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)終端雙閉環(huán)滑模控制算法調(diào)節(jié)MOSFET管SW3的占空比，實(shí)現(xiàn)鋰電池和超級(jí)電容制動(dòng)能量回收。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)汽車復(fù)合電源的控制方法，其特征在于：所述終端雙閉環(huán)滑模控制算法包括以下步驟：

對(duì)于所述復(fù)合電源輸出功率為正和輸出功率為負(fù)的情況，對(duì)應(yīng)建立Boost升壓電路和Buck降壓電路的數(shù)學(xué)模型；依據(jù)相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型建立終端雙閉環(huán)滑模面；基于Lyapunov函數(shù)的穩(wěn)定性分析，確定雙閉環(huán)滑模參數(shù)；選擇終端滑模階數(shù)。