一种充电系统原边调控充电电流的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种充电系统原边调控充电电流的方法，该方法包括：检测原边电流，并生成与原边电流成正比的第一信号；检测前级电压，并生成与前级电压成正比的第二信号；获取汽车电池的充电电压，并生成与充电电压成正比的第三信号；根据第一信号、第二信号以及第三信号，对原边电流误差进行调节并生成调节信号给所述开关管驱动模块，所述开关管驱动模块根据所述调节信号驱动所述开关管。本发明专利技术公开的充电系统原边调控充电电流的方法，通过与原边电流成正比的第一信号、与前级电压成正比的第二信号、以及与充电电压成正比的第三信号，对原边电流误差进行调节，能够简单安全可靠地实现对充电电流的检测与反馈控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源
，尤其涉及一种充电系统原边调控充电电流的方法。
技术介绍
随着十三五规划支持战略性新兴产业的政策实施，以及国标《GB-T27930-2015电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》发布，电动汽车及其充电桩产业蓬勃发展。充电技术是电动汽车发展的关键技术之一。它是将交流电网的交流电先整流成直流电，再经过高频变压器隔离变换、高频整流滤波等环节，转换成为电池组充电所需的直流输出。充电过程中需要充电桩与电池管理系统之间进行实时信息交互，交互的内容可以为单体电池的电压、温度、总电压和充电电流、荷电状态(StateofCharge，SOC)、健康状况(StateofHealth，SOH)等。其中充电电流是确保充电性能、电池寿命和可靠安全的重要信息，在充电过程中不但要交互确认，还要进行实时检测与反馈控制。现有技术一般采用副边检测电流与反馈调控的方案，即采用电流传感器检测副边(即变换器的充电侧)的电流，通过光电耦合器将电流信号隔离反馈到原边(即变换器的逆变侧)，再与所需的充电电流设定值进行误差调节，控制变换器运行于所需的充电电流状态。该方案中电流传感器检测的是副边充电电流，必须隔离反馈到原边才能实现误差调控；方案中的电路复杂、成本高；而且由于光电耦合器的使用寿命较短，并存在绝缘隔离击穿的隐患，致使该方案的可靠性和安全性大打折扣。因此，如何简单、安全、可靠地实现充电电流的检测与反馈控制，是急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种充电系统原边调控充电电流的方法，旨在解决如何简单、安全、可靠地实现充电电流的检测与反馈控制。为实现上述目的，本专利技术实施例第一方面提供一种充电系统原边调控充电电流的方法，所述充电系统包括依次连接的前级电源、变换器、变压器、输出回路和汽车电池，所述变换器包括开关管和开关管驱动模块；所述方法包括：检测原边电流，并生成与原边电流成正比的第一信号；检测前级电压，并生成与前级电压成正比的第二信号；获取汽车电池的充电电压，并生成与充电电压成正比的第三信号；根据所述第一信号、所述第二信号以及所述第三信号，对原边电流误差进行调节并生成调节信号给所述开关管驱动模块，所述开关管驱动模块根据所述调节信号驱动所述开关管。结合本专利技术实施例的第一方面，本专利技术实施例的第一方面的第一种实现方式中，所述对原边电流误差进行调节包括：对原边电流误差进行PID调节。结合本专利技术实施例的第一方面，本专利技术实施例的第一方面的第二种实现方式中，所述对原边电流误差进行调节包括：通过神经网络算法、或者小波函数算法、或者模糊控制算法对原边电流误差进行调节。结合本专利技术实施例的第一方面，本专利技术实施例的第一方面的第三种实现方式中，根据以下公式计算出(Ip、△Ip)，再对原边电流误差进行PID调节：其中，为需要的充电电流，为需要的原边电流，Ip为原边电流，△Ip为原边电流误差，η为充电系统前级到后级的转换效率，K1为原边电流放大系数，Rs为电流传感器比例系数；K2为前级电压放大系数，K3为充电电压放大系数，S1为第一信号，S2为第二信号，S3为第三信号。本专利技术实施例提供的汽车电池充电系统及其控制方法，通过与原边电流成正比的第一信号、与前级电压成正比的第二信号、以及与充电电压成正比的第三信号，对原边电流误差进行调节，能够简单安全可靠地实现对充电电流的检测与反馈控制；相对于现有技术来说，省去了副边电流检测与处理电路，消除了由光电耦合器等隔离反馈器件带来的安全风险。附图说明图1为本专利技术实施例的充电系统结构示意图；图2为本专利技术实施例的充电系统PID调节结构示意图；图3为本专利技术实施例的充电系统原边调控充电电流的方法流程示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。现在将参考附图描述实现本专利技术各个实施例的。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本专利技术的说明，其本身并没有特定的意义。图1为本专利技术实施例的充电系统结构示意图，该充电系统包括依次连接的前级电源1、变换器2、变压器3、输出回路4和汽车电池5。在本实施例中，前级电源1为直流电源，用于为变换器2提供直流输入。前级电源1可以为市电整流之后的直流电源或者其他直流电源，在此不作限定。变换器2包括开关管Q1和Q2，开关管Q1和Q2组成半桥逆变开关管电路，通过导通开关管Q1和Q2，可以将前级电源1的直流电源逆变之后输出给变压器3。进一步地，开关管Q1和Q2组成的半桥逆变开关管电路的两端可与电容组并联，该电容组包括串联的电容Cs1和Cs2，串联的电容Cs1和Cs2主要用于保护开关管Q1和Q2。需要说明的是电容组内的电容，在其他实施例中，可以为并联或者串并联方式。还需要说明的是，变换器2并不限定于图1此种形式，例如变换器2可以为全桥逆变开关管电路等等。在本实施例中，开关管包括但不限于金属氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管。变压器3为高频变压器，利用磁场原理传输能量，可有效降低充电系统的体积。变压器3可将变换器2逆变之后的交流电源转换为脉冲电压，并输出给输出回路4。在本实施例中，输出回路4可包括整流回路和滤波回路。输出回路4可将变压器3输出的脉冲电压转换成直流电压，后经过滤波环节，滤成平滑直流电流入汽车电池。请再参考图1所示，在本实施例中，充电系统还包括原边电流检测模块21、前级电压检测模块22、电压反馈模块23、调节模块24和开关管驱动模块25；开关管驱动模块25用于驱动变换器2中的开关管Q1和Q2。原边电流检测模块21，用于检测原边电流，并生成与原边电流成正比的第一信号给调节模块24。在本实施例中，原边电流检测模块21可包括电流传感器Rs和电流滤波放大回路。电流传感器，用于检测原边电流Ip。电流滤波放大回路，用于对电流传感器检测到的原边电流Ip进行滤波放大，并生成与原边电流Ip成正比的第一信号给调节模块24。前级电压检测模块22，用于检测前级电压Vd，并生成与前级电压Vd成正比的第二信号给调节模块24；电压反馈模块23，用于获取汽车电池的充电电压Vo，并生成与充电电压Vo成正比的第三信号给调节模块24；调节模块根据第一信号、第二信号以及第三信号，对原边电流误差进行调节并生成调节信号给开关管驱动模块25，开关管驱动模块25根据调节信号驱动开关管Q1和Q2。参照图3，图3为本专利技术实施例提出的一种基于图1所示的充电系统原边调控充电电流的方法，该方法包括步骤：101、检测原边电流，并生成与原边电流成正比的第一信号。在本实施例中，可通过电流传感器检测原边电流Ip。可通过电流滤波放大回路对电流传感器检测到的原边电流Ip进行滤波放大，并生成与原边电流Ip成正比的第一信号102、检测前级电压，并生成与前级电压成正比的第二信号。在本实施例中，可通过前级电压检测模块22检测前级电压Vd，并生成与前级电压Vd成正比的第二信号103、获取汽车电池的充电电压，并生成与充电电压成正比的第三信号。在本实施例中，可通过电压反馈模块23获取汽车电池的充电电压Vo，并生成与充电电压Vo成正比的第三信号104、根据第一信号、第二信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电系统原边调控充电电流的方法，所述充电系统包括依次连接的前级电源、变换器、变压器、输出回路和汽车电池，所述变换器包括开关管和开关管驱动模块；其特征在于，所述方法包括：检测原边电流，并生成与原边电流成正比的第一信号；检测前级电压，并生成与前级电压成正比的第二信号；获取汽车电池的充电电压，并生成与充电电压成正比的第三信号；根据所述第一信号、所述第二信号以及所述第三信号，对原边电流误差进行调节并生成调节信号给所述开关管驱动模块，所述开关管驱动模块根据所述调节信号驱动所述开关管。

【技术特征摘要】
1.一种充电系统原边调控充电电流的方法，所述充电系统包括依次连接的前级电源、变换器、变压器、输出回路和汽车电池，所述变换器包括开关管和开关管驱动模块；其特征在于，所述方法包括：检测原边电流，并生成与原边电流成正比的第一信号；检测前级电压，并生成与前级电压成正比的第二信号；获取汽车电池的充电电压，并生成与充电电压成正比的第三信号；根据所述第一信号、所述第二信号以及所述第三信号，对原边电流误差进行调节并生成调节信号给所述开关管驱动模块，所述开关管驱动模块根据所述调节信号驱动所述开关管。2.根据权利要求1所述的一种充电系统原边调控充电电流的方法，其特征在于，所述对原边电流误差进行调节包括：对原边电流误差进行PID调节。3.根据权利要求1所述的一种充电系统原边调控充电电流的方法，其特征在于，所述对原...

【专利技术属性】
技术研发人员：张朝辉，
申请(专利权)人：安科智慧城市技术中国有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44