一种电池两线放电电路的控制方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种电池两线放电电路的控制方法及设备，在本发明专利技术所述技术方案中，可引入全母线电压外环和电感电流平均值或电感电流实际值闭环作为电池两线放电电路的主控环，这样即可在保证全母线电压稳定的基础上实现功率平衡的效果，并且，在主控环控制输出的基础上，还可通过调节各放电支路中的开关管的占空比来控制电路单独对相应的半母线充放电，从而还可在实现功率平衡的基础上，达到实现母线电压平衡的目的，进而可在省去电池的中线接入以及无需增加额外的电路的基础上，达到满足电池三线接入的技术指标以提高电池两线放电电路的电路性能的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路控制
，尤其涉及一种电池两线放电电路的控制方法及设备。
技术介绍
目前，为了节省电池放电电路的成本，业界在Vienna(维也纳)电路或者类Vienna电路等三线制接入的放电电路的基础上，提出了一种可省去电池的中线接入的电池两线放电电路，具体地，如图1所示，其为所述电池两线放电电路的一种可能的结构示意图，所述电池两线放电电路可包括：电源(即Battery)，与系统中性点N相连的正母线电容C1和负母线电容C2，三组一端与所述电源的正极(Bat+)相连、另一端与系统中性点N相连的第一放电支路，以及，三组一端与所述电源的负极(Bat-)相连、另一端与系统中性点N相连的第二放电支路。其中，每一第一放电支路可分别包括第一晶闸管、第一电感L1、第一开关管T1、第一续流二极管D1、以及与第一开关管T1并联的第一二极管，且，每一第一放电支路中的第一晶闸管的阳极与所述电源的正极相连、阴极与第一电感L1的第一端相连，第一电感L1的第二端(即不与第一晶闸管相连的一端)与第一开关管T1的集电极相连，第一开关管T1的发射极与系统中性点N相连，第一续流二极管D1的阳极与第一电感L1的第二端相连且阴极与正母线电容C1的非系统中性点相连，第一二极管的阳极与第一开关管T1的发射极相连且阴极与第一开关管T1的集电极相连。另外需要说明的是，所述电池两线放电电路通常可包括分别与A、B、C三相电相对应的三个第一放电支路，并且，为了便于区分，在图1中，可将A相所对应的第一放电支路中的各电子元
件，如第一电感L1、第一开关管T1、第一续流二极管D1等分别表示为LA1、TA1、DA1；将B相所对应的第一放电支路中的各电子元件，如第一电感L1、第一开关管T1、第一续流二极管D1等分别表示为LB1、TB1、DB1；将C相所对应的第一放电支路中的各电子元件，如第一电感L1、第一开关管T1、第一续流二极管D1等分别表示为LC1、TC1、DC1，本专利技术对此不作赘述。类似地，每一第二放电支路可分别包括第二晶闸管、第二电感L2、第二开关管T2、第二续流二极管D2、以及与第二开关管T2并联的第二二极管，且，每一第二放电支路中的第二晶闸管的阴极与所述电源的负极相连、阳极与第二电感L2的第一端相连，第二电感L2的第二端(即不与第二晶闸管相连的一端)与第二开关管T2的发射极相连，第二开关管T2的集电极与系统中性点N相连，第二续流二极管D2的阴极与第二电感L2的第二端相连且阳极与负母线电容C2的非系统中性点相连，第二二极管的阳极与第二开关管T2的发射极相连且阴极与第二开关管T2的集电极相连。另外需要说明的是，所述电池两线放电电路通常可包括分别与A、B、C三相电相对应的三个第二放电支路，并且，为了便于区分，在图1中，可将A相所对应的第二放电支路中的各电子元件，如第二电感L2、第二开关管T2、第二续流二极管D2等分别表示为LA2、TA2、DA2；将B相所对应的第二放电支路中的各电子元件，如第二电感L2、第二开关管T2、第二续流二极管D2等分别表示为LB2、TB2、DB2；将C相所对应的第二放电支路中的各电子元件，如第二电感L2、第二开关管T2、第二续流二极管D2等分别表示为LC2、TC2、DC2，本专利技术对此也不作赘述。再有需要说明的是，图1所示的各电感通常可指的是PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电感，本专利技术对此也不作赘述。具体地，通过图1所示的电池两线放电电路，即可在省去电池的中线接入的基础上，实现Boost(升压)功能。例如，以A相为例，理想情况下，其对应的第一、第二放电支路中的两个PFC电感、两个开关管、两个续流二极管等与正负母线电容可当作一个整体进行工作；当开关管开通时，电池可通过PFC
电感储能，而当开关管关断时，电池和PFC电感可通过续流二极管给母线电容充电以实现Boost功能，并且，在三相控制时，可通过载波交错120度，大大减小电池电流纹波，提高电路的性能。但是，实际情况下，电池两线放电电路通常无法处于理想工作模式，这是因为，各种因素都可能会对其造成一定的不利影响。例如，若电路中的各开关管的动作延时不一致，则会出现母线电压不平衡等问题，导致电路工作不正常，影响电路的工作性能。因此，亟需提供一种可适用于电池两线放电电路的电路控制方案，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种电池两线放电电路的控制方法及设备，用以解决目前存在的电池两线放电电路的母线电压不平衡所导致的电路性能较低的问题。本专利技术实施例提供了一种电池两线放电电路的控制方法，包括：确定电池两线放电电路的正母线电压以及负母线电压，并将所述正母线电压与所述负母线电压进行比较，得到第一电压差值信号；利用PI(Proportional Integral Controller，比例积分调节)调节器对所述第一电压差值信号进行调节，得到第一PWM(Pulse-Width Modulation，脉冲宽度调制)信号；针对所述电池两线放电电路中的每一一端与所述电池两线放电电路中的电源的正极相连、另一端与系统中性点相连的第一放电支路，将所述第一PWM信号和确定的与所述第一放电支路相对应的初始主控PWM信号之和作为与所述第一放电支路相对应的调整后的主控PWM信号，并利用与所述第一放电支路相对应的调整后的主控PWM信号对所述第一放电支路中的用于控制母线电容的充放电时长的开关管进行驱动控制；或者，针对所述电池两线放电电路中的每一一端与所述电池两线放电电路中的
电源的负极相连、另一端与系统中性点相连的第二放电支路，将确定的与所述第二放电支路相对应的初始主控PWM信号与所述第一PWM信号之差作为与所述第二放电支路相对应的调整后的主控PWM信号，并利用与所述第二放电支路相对应的调整后的主控PWM信号对所述第二放电支路中的用于控制母线电容的充放电时长的开关管进行驱动控制；其中，针对任一放电支路，与所述放电支路相对应的初始主控PWM信号是采用全母线电压外环和所述电池两线放电电路的电感电流平均值闭环的双环控制方式对所述电池两线放电电路进行控制所得到的PWM信号，或者，是采用全母线电压外环和所述放电支路的电感电流实际值闭环的双环控制方式对所述放电支路进行控制所得到的PWM信号。进一步地，本专利技术实施例还提供了一种电池两线放电电路的控制设备，包括：初始信号确定模块，用于采用全母线电压外环和电池两线放电电路的电感电流平均值闭环的双环控制方式，对所述电池两线放电电路进行控制得到与所述电池两线放电电路中的各放电支路相对应的初始主控PWM信号，或者，针对所述电池两线放电电路中的每一放电支路，采用全母线电压外环和所述放电支路的电感电流实际值闭环的双环控制方式对所述放电支路进行控制得到与所述放电支路相对应的初始主控PWM信号；微调信号确定模块，用于确定电池两线放电电路的正母线电压以及负母线电压，并将所述正母线电压与所述负母线电压进行比较，得到第一电压差值信号，以及，利用PI调节器对所述第一电压差值信号进行调节，得到第一PWM信号，并针对所述电池两线放电电路中的每一一端与所述电池两线放电电路中的电源的正极相连、另一端与系统中性点相连的第一放电支路，将所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池两线放电电路的控制方法，其特征在于，包括：确定电池两线放电电路的正母线电压以及负母线电压，并将所述正母线电压与所述负母线电压进行比较，得到第一电压差值信号；利用比例积分调节PI调节器对所述第一电压差值信号进行调节，得到第一脉冲宽度调制PWM信号；针对所述电池两线放电电路中的每一一端与所述电池两线放电电路中的电源的正极相连、另一端与系统中性点相连的第一放电支路，将所述第一PWM信号和确定的与所述第一放电支路相对应的初始主控PWM信号之和作为与所述第一放电支路相对应的调整后的主控PWM信号，并利用与所述第一放电支路相对应的调整后的主控PWM信号对所述第一放电支路中的用于控制母线电容的充放电时长的开关管进行驱动控制；或者，针对所述电池两线放电电路中的每一一端与所述电池两线放电电路中的电源的负极相连、另一端与系统中性点相连的第二放电支路，将确定的与所述第二放电支路相对应的初始主控PWM信号与所述第一PWM信号之差作为与所述第二放电支路相对应的调整后的主控PWM信号，并利用与所述第二放电支路相对应的调整后的主控PWM信号对所述第二放电支路中的用于控制母线电容的充放电时长的开关管进行驱动控制；其中，针对任一放电支路，与所述放电支路相对应的初始主控PWM信号是采用全母线电压外环和所述电池两线放电电路的电感电流平均值闭环的双环控制方式对所述电池两线放电电路进行控制所得到的PWM信号，或者，是采用全母线电压外环和所述放电支路的电感电流实际值闭环的双环控制方式对所述放电支路进行控制所得到的PWM信号。...

【技术特征摘要】
1.一种电池两线放电电路的控制方法，其特征在于，包括：确定电池两线放电电路的正母线电压以及负母线电压，并将所述正母线电压与所述负母线电压进行比较，得到第一电压差值信号；利用比例积分调节PI调节器对所述第一电压差值信号进行调节，得到第一脉冲宽度调制PWM信号；针对所述电池两线放电电路中的每一一端与所述电池两线放电电路中的电源的正极相连、另一端与系统中性点相连的第一放电支路，将所述第一PWM信号和确定的与所述第一放电支路相对应的初始主控PWM信号之和作为与所述第一放电支路相对应的调整后的主控PWM信号，并利用与所述第一放电支路相对应的调整后的主控PWM信号对所述第一放电支路中的用于控制母线电容的充放电时长的开关管进行驱动控制；或者，针对所述电池两线放电电路中的每一一端与所述电池两线放电电路中的电源的负极相连、另一端与系统中性点相连的第二放电支路，将确定的与所述第二放电支路相对应的初始主控PWM信号与所述第一PWM信号之差作为与所述第二放电支路相对应的调整后的主控PWM信号，并利用与所述第二放电支路相对应的调整后的主控PWM信号对所述第二放电支路中的用于控制母线电容的充放电时长的开关管进行驱动控制；其中，针对任一放电支路，与所述放电支路相对应的初始主控PWM信号是采用全母线电压外环和所述电池两线放电电路的电感电流平均值闭环的双环控制方式对所述电池两线放电电路进行控制所得到的PWM信号，或者，是采用全母线电压外环和所述放电支路的电感电流实际值闭环的双环控制方式对所述放电支路进行控制所得到的PWM信号。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，针对任一放电支路，当与所述放电支路相对应的初始主控PWM信号是采用全母线电压外环和所述电池两线放电电路的电感电流平均值闭环的双环控制方式对所述电池两线放电
\t电路进行控制所得到的PWM信号时，采用以下方式确定与所述放电支路相对应的初始主控PWM信号：将确定的电池两线放电电路的正母线电压与负母线电压之和与预设的母线电压给定值进行比较，得到第二电压差值信号；利用PI调节器对所述第二电压差值信号进行调节，得到电感电流给定值；将所述电感电流给定值与所述电池两线放电电路的电感电流平均值进行比较，得到第一电流差值信号；利用PI调节器对所述第一电流差值信号进行调节，得到第二PWM信号，并将所述第二PWM信号与预设的前馈信号之和作为与所述放电支路相对应的初始主控PWM信号。3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，针对任一放电支路，当与所述放电支路相对应的初始主控PWM信号是采用全母线电压外环和所述放电支路的电感电流实际值闭环的双环控制方式对所述放电支路进行控制所得到的PWM信号时，采用以下方式确定与所述放电支路相对应的初始主控PWM信号：将确定的电池两线放电电路的正母线电压与负母线电压之和与预设的母线电压给定值进行比较，得到第二电压差值信号；利用PI调节器对所述第二电压差值信号进行调节，得到电感电流给定值；将所述电感电流给定值与所述放电支路的电感电流实际值进行比较，得到第二电流差值信号；利用PI调节器对所述第二电流差值信号进行调节，得到第三PWM信号，并将所述第三PWM信号与预设的前馈信号之和作为与所述放电支路相对应的初始主控PWM信号。4.如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，针对任一放电支路，当与所述放电支路相对应的初始主控PWM信号是采用全母线电压外环和所述电池两线放电电路的电感电流平均值闭环的双环控制方式对所述电池两线放
\t电电路进行控制所得到的PWM信号时，所述方法还包括：针对所述电池两线放电电路中的每一放电支路，将所述电池两线放电电路的电感电流平均值与所述放电支路中的电感电流实际值进行比较，得到第三电流差值信号；利用PI调节器对所述第三电流差值信号进行调节，得到第四PWM信号；将所述第四PWM信号以及与所述放电支路相对应的调整后的主控PWM信号进行相加得到与所述放电支路相对应的再次调整后的主控PWM信号，并利用与所述放电支路相对应的再次调整后的主控PWM信号对所述放电支路中的用于控制母线电容的充放电时长的开关管进行驱动控制。5.如权利要求2或3所述的控制方法，其特征在于，所述预...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·F·布莱尔，邴阳，付俊峰，宋云庆，杨国顺，
申请(专利权)人：力博特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US