基于TPS的DAB充放电自适应控制方法与流程

本发明涉及充放电，尤其涉及一种基于tps的dab充放电自适应控制方法。

背景技术：

1、传统的dc/dc无法拓宽电压工作范围，满足不了需要高增益的转换，且dab硬件电路在进行充放电状态切换时，多个mosfet管的同时动作，会造成mosfet管应力过大，容易造成mosfet管损伤，且不适于在全功率范围内满足软开关应用需求，严重阻碍了dab硬件电路的发展。

2、因此，亟需一种基于tps的dab充放电自适应控制方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于tps的dab充放电自适应控制方法，其优化了mosfet管的应力、软开关和动态响应，从而有效简单化控制逻辑，另外，其能够根据环路自适应切换充放电模式，不需要逻辑去切换充放电，有效提升系统适应性，并进一步简化控制逻辑。

2、为了实现上述目的，本发明公开了一种基于tps的dab充放电自适应控制方法，应用于dab硬件电路，所述基于tps的dab充放电自适应控制方法包括如下步骤：

3、s1、将最外环的母线电压环的输出加上充电(电池)电流给定作为总电池电流环的给定；

4、s2、提供呈并行设置的电池电流环和电池电压环，所述电池电流环用于控制充放电电流，所述电池电压环用于控制充放电电压；

5、s3、比较所述电池电流环的输出值与所述电池电压环的输出值的大小，将输出值较大的环路的输出值作为功率给定；

6、s4、将所述功率给定与功率前反馈进行相加，得到标幺功率；

7、s5、将所述标幺功率输入至tps调制单元中，所述tps调制单元依据所述标幺功率输出第一相对移相角、第二相对移相角和第三相对移相角，以通过对各个相对移相角的控制实现对所述dab硬件电路的控制。

8、较佳地，所述dab硬件电路包括电池正极端口、电池负极端口、高压正极输出端口、高压负极输出端口、第一绕组、第二绕组、第一mosfet管、第二mosfet管、第三mosfet管、第四mosfet管、第五mosfet管、第六mosfet管、第七mosfet管和第八mosfet管，所述第一mosfet管的输入端电连接所述第二mosfet管的输出端，所述第三mosfet管的输入端电连接所述第四mosfet管的输出端，所述第一mosfet管的输出端与所述第三mosfet管的输出端并联后电连接所述高压正极输出端口，所述第二mosfet管的输入端与所述第四mosfet管的输入端并联后电连接所述高压负极输出端口，所述第一绕组的第一端电连接于所述第一mosfet管的输入端与所述第二mosfet管的输出端之间，第二端电连接于所述第三mosfet管的输入端与所述第四mosfet管的输出端之间；

9、所述第五mosfet管的输入端电连接所述第六mosfet管的输出端，所述第七mosfet管的输入端电连接所述第八mosfet管的输出端，所述第五mosfet管的输出端与所述第七mosfet管的输出端并联后电连接所述电池正极端口，所述第六mosfet管的输入端与所述第八mosfet管的输入端并联后电连接所述电池负极端口，所述第二绕组的第一端电连接于所述第五mosfet管的输入端与所述第六mosfet管的输出端之间，第二端电连接于所述第七mosfet管的输入端与所述第八mosfet管的输出端之间。

10、较佳地，所述dab硬件电路还包括第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电容的第一端电连接于所述第一mosfet管的输出端与所述第三mosfet管的输出端并联后的连接点与所述高压正极输出端口之间，第二端电连接于所述第二mosfet管的输入端与所述第四mosfet管的输入端并联后的连接点与所述高压负极输出端口之间；

11、所述第二电容的第一端电连接于所述第一mosfet管的输出端与所述第三mosfet管的输出端并联后的连接点与所述第一电容的第二端之间，第二端电连接于所述第二mosfet管的输入端与所述第四mosfet管的输入端并联后的连接点与所述第二电容的第二端之间；

12、所述第三电容的第一端电连接于所述第五mosfet管的输出端与所述第七mosfet管的输出端并联后的连接点与所述电池正极端口之间，第二端电连接于所述第六mosfet管的输入端与所述第八mosfet管的输入端并联后的连接点与所述电池负极端口之间。

13、较佳地，所述dab硬件电路还包括开关单元，所述开关单元电连接于所述第一电容的第一端与所述第二电容的第一端之间。

14、较佳地，所述第一相对移相角为所述第一mosfet管与所述第五mosfet管间的相对移相角，所述第二相对移相角为所述第一mosfet管与所述第四mosfet管间的相对移相角，所述第三相对移相角为所述第五mosfet管与所述第八mosfet管间的相对移相角。

15、较佳地，所述母线电压环的母线电压给定为vbusref，母线电压反馈为vbus，所述电池电流环的电池电流给定为ibatref，电池电流反馈为ibat，所述电池电压环的电池电压给定为vbatref，电池电压给定为vbat。

16、较佳地，设标幺功率为p*，电池侧实际功率为p实，基准功率为p基，则

17、其中，p实＝vbat*ibat，

18、所述tps调制单元依据如下公式计算所述第一相对移相角、第二相对移相角和第三相对移相角：

19、

20、

21、其中，k为电压增益，f为开关频率，l为第一绕组的移相电感值，d1为第一相对移相角，d2为第二相对移相角，d3为第三相对移相角。

22、较佳地，当所述功率给定大于零时，所述dab硬件电路处于放电模式；

23、当所述功率给定小于零时，所述dab硬件电路处于充电模式；

24、当所述功率给定等于零时，所述dab硬件电路处于不充电不放电模式。

25、较佳地，当所述dab硬件电路处于放电模式时：

26、若k≥1，且则

27、

28、若k≥1，且则

29、d3＝0；

30、若k<1，且p*[0,2k-2k2]，则

31、d1＝0,

32、若k<1，且p*[2k-2k2,1]，则

33、d2＝0,

34、较佳地，当所述dab硬件电路处于充电模式时：

35、若k≤1，且-p*[0,2k-2k2]，则

36、d1＝0,

37、若k≤1，且-p*[2k-2k2,1]，则

38、d2＝0,

39、若k>1，且则

40、

41、若k>1，且则

42、d3＝0。

43、与现有技术相比，本发明比较所述电池电流环的输出值与所述电池电压环的输出值的大小，将输出值较大的环路的输出值作为功率给定，然后将所述功率给定与功率前反馈进行相加，得到标幺功率，再将所述标幺功率输入至tps调制单元中，所述tps调制单元依据所述标幺功率输出第一相对移相角、第二相对移相角和第三相对移相角，以通过对各个相对移相角的控制实现对所述dab硬件电路的控制，其优化了mosfet管的应力、软开关和动态响应，从而有效简单化控制逻辑，另外，其能够根据环路自适应切换充放电模式，不需要逻辑去切换充放电，有效提升系统适应性，并进一步简化控制逻辑。