电动汽车的车载充电系统及车载充电系统的控制方法_4

文档序号:9790075阅读:来源:国知局
一路虚拟电压和一路虚拟电流,从而能够使用Park坐标转换,并通过对Park坐标转换后的直流量第一实际采样电压、第二实际采样电压、第一实际采样电流和第二实际采样电流的PI调节实现快速无静差跟踪控制,即采用双同步旋转坐标变换算法,通过将交流量变换为直流量再进行控制,就可以获得很好的调节性能。
[0075]其中,优选地,根据本发明的一个示例,充电模式下,通过对交流电压进行软件锁相获取电压相位信号,或者通过硬件捕获电网电压过零点获取电压相位,而离网逆变模式下采用O?2JT内的固定角度。
[0076]根据本发明的一个实施例,当双向逆变器在充电模式下工作时,其中,对监控装置下发的第一目标电流和第一实际采样电流进行差分,并对差分得到的第一电流差值进行比例积分PI调节以获得第一调节电压,同时对监控装置下发的第二目标电流和第二实际采样电流进行差分,并对差分得到的第二电流差值进行比例积分PI调节以获得第二调节电压;根据第一调节电压和第一实际采样电压获得第一调制电压,并根据第二调节电压和第二实际采样电压获得第二调制电压;对第一调制电压和第二调制电压进行Park逆变换以获得第一调制波信号,并根据第一调制波信号生成第一控制信号。并且,记录每个控制周期的第一电流差值和第二电流差值,并将每个控制周期的第一电流差值和第二电流差值分别乘以第一补偿系数以生成第一补偿电压和第二补偿电压;将当前控制周期生成的第一补偿电压在下一控制周期叠加到所述第一调制电压和将当前控制周期生成的第二补偿电压在下一控制周期叠加到所述第二调制电压。
[0077]根据本发明的一个实施例,当双向逆变器在离网逆变模式下工作时,其中,对监控装置下发的第一目标电压和第一实际采样电压进行差分,并对差分得到的第一电压差值进行比例积分PI调节以获得第一内环目标电流,同时对监控装置下发的第二目标电压和第二实际采样电压进行差分,并对差分得到的第二电压差值进行比例积分PI调节以获得第二内环目标电流;对第一内环目标电流和第一实际采样电流进行差分,并对差分得到的第三电流差值进行比例积分PI调节以获得第三调制电压,同时对第二内环目标电流和第二实际采样电流进行差分,并对差分得到的第四电流差值进行比例积分PI调节以获得第四调制电压;对第三调制电压和第四调制电压进行Park逆变换以获得第二调制波信号,并根据第二调制波信号生成第二控制信号。并且,记录每个控制周期的第一电压差值和第二电压差值,并将每个控制周期的第一电压差值和第二电压差值分别乘以第二补偿系数以生成第一补偿电流和第二补偿电流;将当前控制周期生成的第一补偿电流在下一控制周期叠加到所述第三电流差值和将当前控制周期生成的所述第二补偿电流在下一控制周期叠加到所述第四电流差值。
[0078]具体地,如图2所示,当双向逆变器在充电模式下工作时,对监控装置下发的第一目标电流Iqobjl和第一实际采样电流进行差分Iql,并对差分得到的第一电流差值AIql进行比例积分PI调节以获得第一调节电压Vql,同时对监控装置下发的第二目标电流Idobj2和第二实际采样电流Id2进行差分,并对差分得到的第二电流差值Λ Id2进行比例积分PI调节以获得第二调节电压Vd2,然后根据第一调节电压Vql和第一实际采样电压Uql获得第一调制电压Uqexel,并根据第二调节电压Vd2和第二实际采样电压Ud2获得第二调制电压Udexe2,最后对第一调制电压Uqexel和第二调制电压Udexe2进行Park逆变换以获得第一调制波信号Ua I,并根据第一调制波信号Ua I生成第一控制信号。并且,由于实际使用情况中,充电模式下居民普通电网中由于大量非线性负载的使用导致电压质量可能较差,采用单纯PI调节时交流电流谐波较大,故还记录每个控制周期的第一电流差值Δ Iql和第二电流差值Λ Id2,并将每个控制周期的第一电流差值Λ Iql和第二电流差值A Id2分别乘以第一补偿系数Ki以生成第一补偿电压Vqbl和第二补偿电压Vdb2,以及逆变控制器23将当前控制周期生成的第一补偿电压Vqbl叠加到第一调制电压Uqexel、将当前控制周期生成的第二补偿电压Vdb2在下一控制周期叠加到第二调制电压Udexe2,最终将获得的调制波信号U α I与三角波进行比较,通过SPffM调制产生控制脉冲,控制脉冲通过驱动电路分别驱动开关管。
[0079]如图3所示,当双向逆变器在离网逆变模式下工作时,对监控装置下发的第一目标电压Uqobjl和第一实际采样电压Uql进行差分,并对差分得到的第一电压差值AUql进行比例积分PI调节以获得第一内环目标电流Iqobj3,同时对监控装置下发的第二目标电压Udobj2和第二实际采样电压Ud2进行差分,并对差分得到的第二电压差值ΛΙΜ2进行比例积分PI调节以获得第二内环目标电流Idobj4,然后对第一内环目标电流Iqobj3和第一实际采样电流Iql进行差分,并对差分得到的第三电流差值Λ Iq3进行比例积分PI调节以获得第三调制电压UqeXe3,同时对第二内环目标电流Idobj4和第二实际采样电流Id2进行差分,并对差分得到的第四电流差值Λ Id4进行比例积分PI调节以获得第四调制电压Udexe4,最后对第三调制电压Uqexe3和第四调制电压Udexe4进行Park逆变换以获得第二调制波信号Ua 2,并根据第二调制波信号Ua 2生成第二控制信号。并且,由于实际使用情况中,离网逆变模式下所带负载多为非线性负载,使得交流电压谐波较大且会出现畸变,故还记录每个控制周期的第一电压差值AUql和第二电压差值ΛΙΜ2,并将每个控制周期的第一电压差值AUql和第二电压差值ΛΙΜ2分别乘以第二补偿系数Ku以生成第一补偿电流Iqbl和第二补偿电流Idb2,以及逆变控制器23将当前控制周期生成的第一补偿电流Iqbl在下一控制周期叠加到第三电流差值△ Iq3、将当前控制周期生成的第二补偿电流Idb2在下一控制周期叠加到第四电流差值Λ Id4,最终将获得的调制波信号U α 2与三角波进行比较,通过SPffM调制产生控制脉冲,控制脉冲通过驱动电路分别驱动开关管。系统采用交流电流内环交流电压外环的PI双环调节方式,若仅采用电压环调节,则系统输出相应速度很慢,同时无法限定输出电流大小,故为了加快系统响应速度并且能够有效限定充电系统离网逆变模式下的最大电流值,采用交流电流内环交流电压外环的PI双环调节方式。
[0080]考虑到实际情况,根据本发明的一个示例,在电动汽车的车载充电系统的控制方法中,双向逆变器不仅可以工作于充电模式下和离网逆变模式下,还可以工作于空闲模式下。通过实时监测动力电池的状态信息,包括动力电池的电压、电流、温度和荷电状态S0C,当双向逆变器在空闲模式下工作时,用户可以根据仪表提示荷电状态SOC信息自主设定充电的时间,当监控装置根据动力电池的状态信息判断动力电池的荷电状态SOC小于第三预设值时,监控装置发出报警提示,提示用户进行充电,并且,在充电模式下,当监测到的动力电池的直流电压以及荷电状态SOC达到预定标准时,控制双向逆变器停止工作,在离网逆变模式下,当监测到的动力电池的直流电压以及荷电状态SOC低于预定标准时,控制双向逆变器停止工作。
[0081]根据本发明实施例的电动汽车的车载充电系统的控制方法,通过采样双向逆变器中逆变桥的直流端的直流电压、直流电流和逆变桥的交流端的交流电压、交流电流,然后监控装置获取动力电池的状态信息、直流端的直流电压、直流电流和交流端的交流电压、交流电流,并接收电动汽车的整车调度系统下发的指令,以及监控装置根据整车调度系统下发的指令、动力电池的状态信息、直流端的直流电压、直流电流和交流端的交流电压、交流电流向双向逆变器下发控制指令,最后根据交流端的交流电压、交流电流和监控装置下发的控制指令输出控制信号以对逆变桥进行控制,以使双向逆变器在充电模式或离网逆变模式下工作,使得电动汽车的车载充电系统功能更全面,不仅具备基本的为动力电池充电的功能,还能够作为高质量的交流电源向车外供电,这样在驱车外出或短时停电时车载充电系统可为各种家用电器供电,大大提高了车载充电系统的适用范围。
[0082]流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0083]在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,〃计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPR0M或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(⑶ROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
[0084]应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0085]本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0086]此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0087]上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
[0088]在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0089]尽管已经示出和描述了本发明的实施
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