一种电动汽车双向充放电系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种电动汽车双向充放电系统及其控制方法，其中，电动汽车双向充放电系统主要由DC/DC变换器与ANPC变流器构成，电动汽车双向充放电系统可自动判断并运行于单级模式或是双级模式。双级运行模式下，控制分两部分：ANPC变流器采用电压外环电流内环PI调节器控制，实现稳定母线电压；DC/DC变换器主要实现对电动汽车电池的恒压、恒功率以及恒流充放电控制；单级运行模式下，DC/DC变换器停止运行，由ANPC变流器独自完成电动汽车电池的恒压、恒功率以及恒流充放电控制，控制方式灵活，提高了电动汽车双向充放电系统的运行效率。

A bi-directional charging and discharging system of electric vehicle and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车双向充放电系统及其控制方法
本专利技术属于电动汽车充电机
，特别涉及一种电动汽车双向充放电系统及其控制方法。
技术介绍
近年来，环境污染的加剧、能源的短缺、温室效应等成为当今社会亟待解决的问题，而随着全球汽车保有量的与日俱增，更加加剧了这些问题；为了应对能源危机以及环境污染，交通能源转型势在必行，因此，电动新能源汽车得到了越来越多国家、汽车厂商的重视。发展新能源电动汽车也是我国的重要战略，新能源电动汽车广泛应用于城市公共交通、物流车领域、乘用车领域等。充电设施是新能源电动汽车产业发展的关键，我国已建成全球最大规模的电动汽车充电设施，但存在充电慢、效率低、安全隐患等问题，严重制约电动汽车发展与普及，开发安全高效、快速便捷的高性能充电系统迫在眉睫。大功率充电能显著缩短充电时间，让充电像加油一样方便，解决充电焦虑问题，满足长续航电动汽车快速充电需求。目前，大功率充电系统还存在效率低、占地面积大、安全隐患、与电网互动差、标准缺乏等问题，大功率双向充放电产品尚属空白。为了解决上述问题，提出了公布号为“CN104953686A”，名称为“一种电动汽车储能充放电虚拟同步发电机控制方法”的中国专利技术专利申请，该专利采用虚拟同步机控制策略对AC/DC变流器进行控制，采用电压外环和电流内环的双环控制策略对DC/DC变换器进行控制，该专利可完成对AC/DC变流器和DC/DC变换器的控制，但是不能根据实际需求控制AC/DC变流器和DC/DC变换器的工作模式，其控制方式不灵活，造成电动汽车充放电效率低。r>
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电动汽车双向充放电系统及其控制方法，用于解决现有技术中电动汽车的充电方式不灵活及充放电效率低的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种电动汽车双向充放电系统的控制方法，包括AC/DC变流器控制策略和/或DC/DC变换器控制策略；AC/DC变流器控制策略的控制过程如下：将d轴电流设定值与d轴电流实际值作差，经过调节处理，得到d轴电流校准值；将d轴电流校准值与相应的q轴电流校准值进行相应处理，得到的输出值用于生成AC/DC变流器中开关管的控制信号；其中，所述d轴电流设定值为：当电动汽车双向充放电系统处于双级运行模式下，将AC/DC变流器直流侧电压实时值与电压设定值作差，得到直流电压差值，将直流电压差值进行调节处理，得到直流电压调节值，将直流电压调节值作为d轴电流设定值；当电动汽车双向充放电系统处于单级运行模式下，将电池电压实际值与恒压浮充电压设定值作差，得到电池电压差值，将电池电压差值进行调节处理，得到电池电压调节值，将电池电压调节值作为d轴电流设定值；DC/DC变换器控制策略的控制过程如下：当电动汽车双向充放电系统处于双级运行模式下，将所述电池电压调节值作为电流设定值，将电流设定值与电池电流实际值作差，得到电流差值，将电流差值进行调节处理，调节处理后得到的调节值用于生成DC/DC变换器中开关管的控制信号；当电动汽车双向充放电系统处于单级运行模式下，输出用于控制DC/DC变换器停止运行的信号。本专利技术的有益效果是：当电动汽车双向充放电系统处于单级工作模式时，分别选择相应的控制策略控制AC/DC变流器和DC/DC变换器，实现对电动汽车的充放电控制；当电动汽车双向充放电系统处于双极工作模式时，分别选择其他相应的控制策略控制AC/DC变流器和DC/DC变换器，实现对电动汽车的充放电控制，其控制方式灵活，可以根据实际情况选择相应的控制策略控制AC/DC变流器和DC/DC变换器，提高了电动汽车的充放电效率。为了对电池电压调节值的大小进行控制，还包括将得到的电池电压调节值进行限幅控制的步骤，所述限幅控制的下限值为：功率控制输出值或电池电流设定值；其中，将电池功率设定值与电池功率实际值作差，得到电池功率差值，将电池功率差值进行调节处理，得到所述功率控制输出值；所述电池功率实际值为电池电压实际值与电池电流实际值的乘积。进一步地，设置了限幅控制的下限值的选择依据，当电池处于恒功率模式下，所述限幅控制的下限值为功率控制输出值；当电池处于恒流模式下，所述限幅控制的下限值为电池电流设定值。为了判断电动汽车双向充放电系统处于何种运行模式，可根据电池电压实际值来判断电动汽车双向充放电系统处于双级运行模式或单级运行模式：若电池电压逐渐升高至电压滞环上限值，电动汽车双向充放电系统处于双级运行模式；若电池电压逐渐下降至电压滞环下限值，电动汽车双向充放电系统处于单级运行模式；其中，电压滞环上限值大于所述电压滞环下限值。本专利技术还提供了一种电动汽车双向充放电系统，包括包括AC/DC变流器和与所述AC/DC变流器相连的DC/DC变换器，所述AC/DC变流器用于连接电网，所述DC/DC变换器用于连接电动汽车电池；还包括控制装置，控制装置包括存储器和处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现如下方法：AC/DC变流器控制策略的控制过程如下：将d轴电流设定值与d轴电流实际值作差，经过调节处理，得到d轴电流校准值；将d轴电流校准值与相应的q轴电流校准值进行相应处理，得到的输出值用于生成AC/DC变流器中开关管的控制信号；其中，所述d轴电流设定值为：当电动汽车双向充放电系统处于双级运行模式下，将AC/DC变流器直流侧电压实时值与电压设定值作差，得到直流电压差值，将直流电压差值进行调节处理，得到直流电压调节值，将直流电压调节值作为d轴电流设定值；当电动汽车双向充放电系统处于单级运行模式下，将电池电压实际值与恒压浮充电压设定值作差，得到电池电压差值，将电池电压差值进行调节处理，得到电池电压调节值，将电池电压调节值作为d轴电流设定值；DC/DC变换器控制策略的控制过程如下：当电动汽车双向充放电系统处于双级运行模式下，将所述电池电压调节值作为电流设定值，将电流设定值与电池电流实际值作差，得到电流差值，将电流差值进行调节处理，调节处理后得到的调节值用于生成DC/DC变换器中开关管的控制信号；当电动汽车双向充放电系统处于单级运行模式下，输出用于控制DC/DC变换器停止运行的信号。本专利技术的有益效果是：当电动汽车双向充放电系统处于单级工作模式时，分别选择相应的控制策略控制AC/DC变流器和DC/DC变换器，实现对电动汽车的充放电控制；当电动汽车双向充放电系统处于双极工作模式时，分别选择其他相应的控制策略控制AC/DC变流器和DC/DC变换器，实现对电动汽车的充放电控制，其控制方式灵活，可以根据实际情况选择相应的控制策略控制AC/DC变流器和DC/DC变换器，提高了电动汽车的充放电效率。为了对电池电压调节值的大小进行控制，还包括将得到的电池电压调节值进行限幅控制的步骤，所述限幅控制的下限值为：功率控制输出值或电池电流设定值；其中，将电池功率设定值与电池功率实际值作差，得到电池功率差值，将电池功率差值进行调节处理，得到所述功率控制输出值；所述电池功率实际值为电池电压实际值与电池电流实际值的乘积。进一步地，设置了限幅控制的下限值的选择依据，当电池处于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车双向充放电系统的控制方法，其特征在于，包括AC/DC变流器控制策略和/或DC/DC变换器控制策略；/nAC/DC变流器控制策略的控制过程如下：将d轴电流设定值与d轴电流实际值作差，经过调节处理，得到d轴电流校准值；将d轴电流校准值与相应的q轴电流校准值进行相应处理，得到的输出值用于生成AC/DC变流器中开关管的控制信号；其中，所述d轴电流设定值为：当电动汽车双向充放电系统处于双级运行模式下，将AC/DC变流器直流侧电压实时值与电压设定值作差，得到直流电压差值，将直流电压差值进行调节处理，得到直流电压调节值，将直流电压调节值作为d轴电流设定值；当电动汽车双向充放电系统处于单级运行模式下，将电池电压实际值与恒压浮充电压设定值作差，得到电池电压差值，将电池电压差值进行调节处理，得到电池电压调节值，将电池电压调节值作为d轴电流设定值；/nDC/DC变换器控制策略的控制过程如下：当电动汽车双向充放电系统处于双级运行模式下，将所述电池电压调节值作为电流设定值，将电流设定值与电池电流实际值作差，得到电流差值，将电流差值进行调节处理，调节处理后得到的调节值用于生成DC/DC变换器中开关管的控制信号；当电动汽车双向充放电系统处于单级运行模式下，输出用于控制DC/DC变换器停止运行的信号。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车双向充放电系统的控制方法，其特征在于，包括AC/DC变流器控制策略和/或DC/DC变换器控制策略；
AC/DC变流器控制策略的控制过程如下：将d轴电流设定值与d轴电流实际值作差，经过调节处理，得到d轴电流校准值；将d轴电流校准值与相应的q轴电流校准值进行相应处理，得到的输出值用于生成AC/DC变流器中开关管的控制信号；其中，所述d轴电流设定值为：当电动汽车双向充放电系统处于双级运行模式下，将AC/DC变流器直流侧电压实时值与电压设定值作差，得到直流电压差值，将直流电压差值进行调节处理，得到直流电压调节值，将直流电压调节值作为d轴电流设定值；当电动汽车双向充放电系统处于单级运行模式下，将电池电压实际值与恒压浮充电压设定值作差，得到电池电压差值，将电池电压差值进行调节处理，得到电池电压调节值，将电池电压调节值作为d轴电流设定值；
DC/DC变换器控制策略的控制过程如下：当电动汽车双向充放电系统处于双级运行模式下，将所述电池电压调节值作为电流设定值，将电流设定值与电池电流实际值作差，得到电流差值，将电流差值进行调节处理，调节处理后得到的调节值用于生成DC/DC变换器中开关管的控制信号；当电动汽车双向充放电系统处于单级运行模式下，输出用于控制DC/DC变换器停止运行的信号。


2.根据权利要求1所述的电动汽车双向充放电系统的控制方法，其特征在于，还包括将得到的电池电压调节值进行限幅控制的步骤，所述限幅控制的下限值为：功率控制输出值或电池电流设定值；其中，将电池功率设定值与电池功率实际值作差，得到电池功率差值，将电池功率差值进行调节处理，得到所述功率控制输出值；所述电池功率实际值为电池电压实际值与电池电流实际值的乘积。


3.根据权利要求2所述的电动汽车双向充放电系统的控制方法，其特征在于，当电池处于恒功率模式下，所述限幅控制的下限值为功率控制输出值；当电池处于恒流模式下，所述限幅控制的下限值为电池电流设定值。


4.根据权利要求1-3任一项所述的电动汽车双向充放电系统的控制方法，其特征在于，根据电池电压实际值来判断电动汽车双向充放电系统处于双级运行模式或单级运行模式：若电池电压逐渐升高至电压滞环上限值，电动汽车双向充放电系统处于双级运行模式；若电池电压逐渐下降至电压滞环下限值，电动汽车双向充放电系统处于单级运行模式；其中，所述电压滞环上限值大于所述电压滞环下限值。


5.一种电动汽车双向充放电系统，其特征在于，包括AC/DC变流器和与所述AC/DC变流器相连的DC/DC变换器，所述AC...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建荣，姚为正，魏亚龙，王林，黄辉，牛化鹏，杨欣然，陈天锦，曹亚，马贝龙，龚培娇，凤勇，
申请(专利权)人：西安许继电力电子技术有限公司，许继电源有限公司，许继电气股份有限公司，许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61