一种小功率直流充电机卸载过压抑制方法与流程

本发明属于充电机控制领域，涉及充电机卸载过压抑制技术，具体是一种小功率直流充电机卸载过压抑制方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车的发展，小功率直流充电机也随之发展；小功率直流充电机是一种用于为电池充电的设备，具有充电速度快、效率高、易于携带等优点；目前市场上已经有200-1000v输出范围直流充电机，因此对直流充电桩输出适应性也提出了更严苛要求；特别是在高电压工作情况下，突然的过压可能会存在隐患，严重情况下可能损坏充电机，因此，对小功率直流充电机进行卸载过压抑制是非常重要的。

2、现有技术(申请号为2016107703420的发明专利)公开了一种充电机闭环控制方法，该方法包括充电机的输出功率采用pid算法控制，输出功率的范围为电压范围，输出功率的pid调节结果作为下一步输出电压进行pid算法控制中的电压的参考值；输出电压采用pid算法控制，输出电压的范围为电流范围，输出电压的pid调节结果作为下一步输出电流进行pid算法控制中的电流的参考值；输出电流采用pid算法控制，输出电流的范围为pwm波的占空比范围，输出电流的pid调节结果作为pwm波的占空比；然而，充电机通过对充电枪的电子锁进行控制来防止突然拔枪，现有技术中通过pid对充电机的电压实现闭环控制，在一定程度上可以抑制电压过高；未考虑电子锁或者其控制电路出现问题导致在充电过程中突然拔枪情况，造成充电机因过压而导致故障，可能对汽车造成损害。

3、本发明提供了一种小功率直流充电机卸载过压抑制方法，以解决以上技术问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种小功率直流充电机卸载过压抑制方法，用于解决现有技术未考虑电子锁或者其控制电路出现问题导致在充电过程中突然拔枪情况，造成充电机因过压而导致故障，可能对汽车造成损害的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种小功率直流充电机卸载过压抑制方法，包括：

3、步骤一：采集充电机工作时的输出数据以及设定数据；其中，输出数据包括输出电压以及输出电流；设定数据包括设定电压值，设定电流值，过压电流设置值以及额定输出功率；

4、步骤二：根据输出数据以及设定数据确定充电机的工作模式，基于工作模式以及输出数据对设定电压值或设定电流值进行更新，得到电压设定值和电流设定值；其中，工作模式包括电压工作模式以及电流工作模式；

5、步骤三：当工作模式为电流工作模式时，基于电压设定值以及额定输出功率确定电流环路控制给定值，根据输出电流和电流环路给定值进行pi调节实现对电流控制；当工作模式为电压工作模式时，基于电压设定值和充电机允许输出的最大电压确定电压环路控制给定值，根据输出电压和电压环路给定值进行pi调节实现对电压控制；

6、步骤四：对输出数据进行检测，基于输出电流判断充电机是否启动过压抑制功能，是，则分析充电机的工作状态；否，则持续对输出电流进行监测；以及，基于输出数据判断充电机是否出现卸载过压，是，则发出报警信号，并关闭驱动；否，则持续对输出数据进行监测；

7、步骤五：在关闭驱动后，对输出数据进行监测，基于输出数据判断是否启动充电机重新进入工作模式；是，则控制充电机重新进入工作；否，则持续对输出数据进行监测。

8、优选的，所述根据输出数据以及设定数据确定充电机的工作模式，包括：

9、调取输出数据中的输出电压，提取设定数据中的设定电压值和设定电流值；

10、当充电机开始启动时，判断输出电压是否大于等于设定电压值，是，则充电机进入电压工作模式；否，则；充电机进入电流工作模式。

11、需要说明的是，当充电机启动开始时，输出电压和输出电流均小于设定值，先对输出电压进行判断，再对输出电流进行判断，当输出电压先超过设定电压值时，则进入电压工作模式；当输出电流先超过设定电流值时，则进入电流工作模式；当输出电压和输出电流均小于设定值时，则默认进入电流工作模式。

12、本发明根据充电机的输出电压和输出电流与设定值进行比较，分析充电机进入的工作模式，为后续确定电路中的其他参数奠定了基础；有利于针对充电机不同的工作模式对充电机的工作状态进行分析。

13、优选的，所述基于工作模式以及输出数据对设定电压值或设定电流值进行更新，包括：

14、调取充电机的工作模式以及输出数据中的输出电压；

15、当工作模式为电流工作模式时，将输出电压增加一定偏差值后作为新的设定电压值，并标记为电压设定值；其中，一定偏差值经验设定或根据测试结果设定；

16、当工作模式为电压工作模式时，将额定输出功率除以输出电压作为新的设定电流值，并标记为电流设定值。

17、需要说明的是，当充电机开始进入工作模式时，输出电压一般是恒定的电压值，因此不会存在电压设定值一直发生变化的情况。

18、本发明根据充电机的工作模式以及输出数据将设置电压值或者设定电流值进行更新，能够为后续确定不同工作模式下的电路中的参数提供了数据支持。

19、优选的，所述基于电压设定值以及额定输出功率确定电流环路控制给定值，包括：

20、将电流设定值与电流阈值进行比较，选取两者中较小的作为电流环路控制给定值；其中，电流阈值为额定输出功率除以输出电压；

21、将充电机允许输出的最大电压，电压设定值以及电压阈值，选取三者之间最小的作为电压环路控制给定值；其中，电压阈值为实际电压加上设定数值，设定数值根据经验设定。

22、需要说明的是，充电机在电流工作模式下的电压环路控制给定值与充电机在电压工作模式下的确定方式并不相同，因此需要先确定充电机的工作模式之后才能对电压环路控制给定值进行确定。

23、本发明对充电机在电流工作模式下的电流环路控制给定值以及电压环路控制给定值进行确定，能够为后续充电机在电流工作模式下的工作状态进行分析，有利于根据充电机不同的工作模式分析充电机是否存在卸载过压。

24、优选的，所述基于电压设定值和充电机允许输出的最大电压确定电压环路控制给定值，包括：

25、将充电机允许输出的最大电压与电压设定值进行比较，选取两者之间的较小值作为电压环路控制给定值；

26、将电流设定值与电流阈值进行比较，选取两者中较小的作为电流环路控制给定值。

27、本发明对充电机在电压工作模式下的电压环路控制给定值以及电流环路控制给定值进行确定，能够为后续对充电机在电压工作模式下的工作状态进行分析，有利于根据充电机不同的工作模式分析充电机的输出电压或输出电流进行控制，避免充电机出现卸载过压的情况。

28、优选的，所述基于输出电流判断充电机是否启动过压抑制功能，包括：

29、调取设定数据中的过压电流设置值，提取输出数据中的输出电流；

30、判断输出电流是否大于等于过压电流设置值，是，则启动充电机的过压抑制功能；否，则持续对输出电流进行监测。

31、需要说明的是，无论充电机工作在电流工作模式还是电压工作模式都需要对将输出电流与过压电流设置值进行比较，得到比较结果，根据比较结果分析充电机是否需要启动过压抑制功能。

32、本发明通过将充电机的输出电流与过压电流设置值进行比较，当输出电流大于过压电流设置值时，则充电机进入卸载过压抑制功能，能够在充电机在出现卸载过压前，根据设定的数据对充电机进行卸载过压抑制，有利于减小充电机因卸载过压而导致故障。

33、优选的，所述基于输出数据判断充电机是否出现卸载过压，包括：

34、调取输出电压，将输出电压增加一定偏差值后得到输出过压值；

35、当输出电压大于等于输出过压值且输出电流小于等于一定电流时，判定充电机出现卸载过压，生成报警，并关闭驱动；否则，持续对输出数据进行监测；其中，一定电流根据经验设定或者根据测试结果设定。

36、需要说明的是，无论充电机工作在电流工作模式还是电压工作模式下，都需要对输出电压和输出电流进行分析，综合判断充电机是否出现卸载过压的情况。

37、本发明通过对充电机的输出电压与输出过压值进行比较，输出电流与一定电流值进行比较，当二者都满足卸载过压的条件时，判定充电机出现卸载过压，发出报警，并立即关闭驱动，能够避免充电机因卸载过压而故障，有利于延长充电机的使用寿命。

38、优选的，所述基于输出数据判断是否启动充电机重新进入工作模式，包括：

39、调取充电机的工作模式，提取输出数据中的输出电压和输出电流；

40、在工作模式为电压工作模式，关闭驱动后，当输出电压小于等于启动电压且输出电流小于等于启动电流时，重新启动驱动，控制充电机工作在电压工作模式；其中，启动电压为0.9倍的电压环路控制给定值；启动电流为0.9倍的电流环路控制给定值；

41、在工作模式为电流工作模式，关闭驱动后延时设定时间段，当输出电压小于等于启动电压且输出电流小于等于启动电流时，重新启动驱动，并根据当前的电压设定值控制充电机工作在电压工作模式；其中，设定时间段根据经验设定。

42、上述步骤中，只对充电机的在卸载过压前的工作状态进行分析判断，未考虑关闭驱动之后充电机的工作状态；本发明对关闭驱动后的工作状态进行分析，当充电机的输出电压以及输出电流均满足启动条件时，重新启动驱动，有利于充电机自动重新启动驱动，恢复至电压工作模式。

43、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

44、1.本发明采集充电机的输出数据以及设定数据，将输出数据与设定数据进行比较分析充电机的工作模式，当输出电压大于设定电压值时，充电机进入电压工作模式；当输出电流大于设定电流值时，充电机进入电流工作模式；能够先对充电机的工作模式进行判断，有利于针对充电机不同的工作模式对充电机进行后续的分析；当充电机工作在电流工作模式时，根据输出电压对设定电压值进行更新，得到电压设定值；当充电机工作在电压工作模式时，根据额定输出功率和输出电压对设定电流值进行更新，得到电流设定值；根据充电机的工作模式分别对电流环路控制给定值和电压环路控制给定值进行确定；根据输出电压和电压环路控制给定值进行pi调节，实现对输出电压控制；能够根据充电机不同的工作模式对充电机进行的输出电压进行控制，有利于针对充电机的不同的工作模式对充电机进行控制，避免充电机出现卸载过压的情况。

45、2.本发明将充电机的输出电流与过压电流设置值进行比较，当输出电流大于等于过压电流设置值时，启动充电机的过压抑制功能；能够在充电机还未出现卸载过压时启动充电机的过压抑制功能，有利于减小充电机出现卸载过压的可能性；当充电机进入过压抑制功能后，根据输出数据判断充电机的是否出现卸载过压；当输出电压大于等于输出过压值且输出电流小于等于一定电流时，则判定充电机出现卸载过压，生成报警，并关闭驱动；在关闭驱动后，对充电机的输出电压和输出电流进行分析，当输出电压和输出电流均达到启动条件时，重新启动驱动，控制充电机进入电压工作模式；能够对关闭驱动后的工作状态进行分析，有利于充电机自动启动驱动，恢复工作。