[發明專利]具有分布式控制的電動車輛直流功率轉換

有效

• 申請號: 201710680004.2
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107769294B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 邁克爾·漢德;理查德·戴奇·安德森
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 劉小峰

1.一種電動車輛裝置，包括：

電池組，所述電池組包括提供主電壓的串聯電池單元；

多個DC/DC轉換器，每個所述DC/DC轉換器具有由各自的電池單元供電的輸入端；

低電壓總線，其中所述DC/DC轉換器具有并聯連接到所述低電壓總線的各自的輸出端；

中央模塊，所述中央模塊具有外部回路控制器，所述外部回路控制器產生適于將所述低電壓總線上的總線電壓調節到預定電壓的目標電流，并且所述中央模塊具有分配器，所述分配器根據連接到所述DC/DC轉換器的所述電池單元的各自的荷電狀態將所述目標電流分配到用于各自DC/DC轉換器的多個分配的電流指令中；以及

多個本地控制器，所述多個本地控制器中的每個調節各自DC/DC轉換器的電流，其中每個本地控制器接收各自的分配的電流指令作為各自的前饋控制變量，并且其中每個本地控制器使用所述總線電壓和所述預定電壓之間的誤差作為各自的反饋控制變量。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中每個本地控制器包括具有積分輸出的外區抗飽和積分控制器，當所述本地控制器處于穩定狀態時，所述積分輸出大體為零。

3.根據權利要求2所述的裝置，其中每個積分控制器包括死區函數，當所述誤差小于閾值時，所述死區函數將待積分的所述誤差設置為零。

4.根據權利要求3所述的裝置，其中每個積分控制器還包括斜降函數，當所述誤差小于所述閾值時，所述斜降函數將任何非零積分輸出驅動至零。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中所述斜降函數包括作為所述積分控制器的輸入的所述非零積分輸出的反饋。

6.根據權利要求5所述的裝置，其中所述反饋包括與所述誤差的大小成反比的增益因子。

7.根據權利要求1所述的裝置，其中每個本地控制器包括比例-積分控制，所述比例-積分控制用于對所述誤差進行積分以產生相應的積分輸出，并且其中所述外部回路控制器包括響應于所述本地控制器的所述積分輸出的總和的外部積分控制。

8.根據權利要求7所述的裝置，其中所述積分輸出的總和被縮放并且加到所述外部積分控制的輸入端。

9.根據權利要求1所述的裝置，其中每個本地控制器包括具有積分輸出的外區抗飽和積分控制器，當所述本地控制器處于穩定狀態時，所述積分輸出大體為零，其中每個本地控制器包括比例-積分控制，所述比例-積分控制用于積分所述誤差以產生相應的積分輸出，并且其中所述外部回路控制器包括響應于所述本地控制器的所述積分輸出的總和的外部積分控制。

10.根據權利要求9所述的裝置，其中每個本地控制器包括死區函數，當所述誤差小于閾值時，所述死區函數將待積分的所述誤差設置為零，并且其中每個本地控制器還包括斜降函數，當所述誤差小于所述閾值時，所述斜降函數將任何非-零積分輸出驅動至零。

11.一種控制由各自的電池單元供電的多個并聯轉換器中的DC/DC轉換器的方法，包括以下步驟：

從外部電壓控制器接收分配的電流指令；

根據所述分配的電流指令生成前饋控制變量；

接收所述并聯轉換器的公共輸出電壓；

根據所述公共輸出電壓和設定點電壓之間的誤差的積分產生反饋控制變量；以及

加和所述控制變量以調節來自所述DC/DC轉換器的電流。

12.根據權利要求11所述的方法，還包括當所述誤差小于閾值時將待積分的所述誤差設置為零的步驟。

13.一種用于由各自的電池單元供電的多個并聯轉換器中的DC/DC轉換器的控制器，包括：

前饋部分，所述前饋部分從外部電壓控制器接收分配的電流指令以產生第一控制變量；

反饋部分，所述反饋部分接收所述并聯轉換器的公共輸出，以根據公共輸出電壓和設定點電壓之間的誤差產生第二控制變量；以及

加法器，所述加法器加和所述控制變量以調節來自所述DC/DC轉換器的電流。