[發(fā)明專利]電動(dòng)汽車放電系統(tǒng)的雙向DC/DC變換器切換控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210344209.4
• 申請(qǐng)日: 2022-04-02
• 公開（公告）號(hào): CN114756960A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭鑫;李偉鵬;高陽(yáng);鄧飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F17/16;B60L58/10;H02M3/158
• 代理公司: 北京國(guó)昊天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 楊芳

1.電動(dòng)汽車放電系統(tǒng)的雙向DC/DC變換器切換控制方法，包括以下步驟：

步驟1，建立雙向BUCK/BOOST變換器切換模型；

步驟2，基于切換模型設(shè)計(jì)切換控制器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車放電系統(tǒng)的雙向DC/DC變換器切換控制方法，其特征在于，所述步驟1，具體做法是：

采用公式(1)、公式(2)組建雙向BUCK/BOOST變換器切換模型，

公式(1)中，x(t)＝[I_L,U_c1,U_c2]^T為系統(tǒng)狀態(tài)變量，為系統(tǒng)狀態(tài)變量x(t)的導(dǎo)數(shù)，t為時(shí)間變量；d/dt為對(duì)時(shí)間求導(dǎo)數(shù)函數(shù)；R₁是低壓側(cè)負(fù)載電阻；R₂是電機(jī)內(nèi)阻；C₁是低壓側(cè)端電容；C₂是高壓側(cè)端電容；L是電感；I_L為電感電流；U_C1表示電容C₁兩端電壓，U_C2表示電容C₂兩端電壓；U₁表示電源側(cè)電壓；U₂表示電機(jī)側(cè)電壓；S為開關(guān)函數(shù)，表示開關(guān)S₁，S₂的組合，當(dāng)S₁導(dǎo)通、S₂截止時(shí)，S＝1；當(dāng)S₂導(dǎo)通、S₁截止時(shí)，S＝0；Q為電流方向函數(shù)，表示雙向BUCK/BOOST變換器電路中的能量流動(dòng)方向，當(dāng)電感電流為正方向，即工作在Boost模式時(shí)Q＝1，當(dāng)電感電流為負(fù)方向，即工作在Buck模式時(shí)Q＝0；分別表示不同S及Q值下系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)矩陣和輸入?yún)?shù)矩陣，由于S和Q的參數(shù)組合共有4種，因此矩陣A_i，b_i的矩陣取值狀態(tài)共有4種，即其下標(biāo)i＝{1，2，3，4}，

公式(1)和(2)共同組成了所建立的雙向BUCK/BOOST變換器切換模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車放電系統(tǒng)的雙向DC/DC變換器切換控制方法，其特征在于，所述步驟1中，依據(jù)開關(guān)函數(shù)S及電流方向函數(shù)Q取值的不同，雙向BUCK/BOOST變換器工作過(guò)程被劃分為4個(gè)子系統(tǒng)(i＝{1，2，3，4})，具體做法是：當(dāng)雙向DC/DC變換器電流方向函數(shù)Q＝1且開關(guān)函數(shù)S＝0時(shí)，為子系統(tǒng)1，當(dāng)雙向DC/DC變換器電流方向函數(shù)Q＝1且開關(guān)函數(shù)S＝1時(shí)，為子系統(tǒng)2，當(dāng)雙向DC/DC變換器電流方向函數(shù)Q＝0且開關(guān)函數(shù)S＝0時(shí)，為子系統(tǒng)3，當(dāng)雙向DC/DC變換器電流方向函數(shù)Q＝0且開關(guān)函數(shù)S＝1時(shí)，為子系統(tǒng)4。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車放電系統(tǒng)的雙向DC/DC變換器切換控制方法，其特征在于，所述步驟2，具體做法是：

建立雙向BUCK/BOOST變換器李雅普諾夫函數(shù)式V()為：

V(e(t))＝e(t)^TPe(t)＞0 (3)

其中e(t)＝[I_L-I_Lr,U_C1-U_C1r,U_C2-U_C2r]^T是系統(tǒng)狀態(tài)變量與期望值間的差值狀態(tài)；e(t)^T表示e(t)的轉(zhuǎn)置；I_Lr為電感電流I_L的期望值；U_C1r為電壓U_c1的期望值，U_C2r為電壓U_c2的期望值；P為正定矩陣，選擇為：

由式(1)可得，式(3)李雅普諾夫函數(shù)導(dǎo)數(shù)為：

其中，是系統(tǒng)狀態(tài)的導(dǎo)數(shù)；min_i表示選擇取子系統(tǒng)i條件下的最小值；

由李雅普諾夫穩(wěn)定性定理可知，式(5)結(jié)論滿足李雅普諾夫穩(wěn)定性條件，即基于雙向BUCK/BOOST變換器切換模型且具有最小李雅普諾夫函數(shù)導(dǎo)數(shù)的子系統(tǒng)i是穩(wěn)定的，進(jìn)一步，可設(shè)計(jì)切換控制器，即切換規(guī)則表示為：

其中，σ(t)為切換規(guī)則函數(shù)；表示取i＝{1，2，3，4}個(gè)子系統(tǒng)中平均值最小操作，由式(6)可見，通過(guò)設(shè)計(jì)切換規(guī)則，即選取公式(6)計(jì)算結(jié)果最小的子系統(tǒng)狀態(tài)所對(duì)應(yīng)開關(guān)函數(shù)S在下一控制周期作用于雙向BUCK/BOOST變換器，即可實(shí)現(xiàn)雙向BUCK/BOOST變換器控制。