一种中高压电动汽车充电站协同控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种中高压电动汽车充电站协同控制系统，该系统包括主控制器、辅控制器、高压功率单元控制器、低压功率单元控制器和通讯控制器，通过对具有级联H桥和谐振式双有源桥结构的中高压电动汽车充电站的控制，使系统高度模组化，降低了光纤数量，提高了双有源桥的初次级电压隔离强度，并具备易替换、易维修的特性。易维修的特性。易维修的特性。

【技术实现步骤摘要】
一种中高压电动汽车充电站协同控制系统


[0001]本技术涉及电力电子
，具体涉及一种中高压电动汽车充电站协同控制系统。

技术介绍

[0002]中高压电动汽车充电站采用级联H桥(CHB)与谐振双有源桥技术(SRC-DAB)，通过多个功率单元串并联组合，将中高压交流电压直接转换为低压直流电压。模块间的数据传输链路既需要有足够的电压隔离度，又需要高度同步和一定带宽。为了保证同步性，现有方式多采用光纤直接传输IGBT驱动信号的方式，存在成本高、装配复杂等问题。

技术实现思路

[0003]本技术目的在于克服现有技术的不足，提供一种中高压电动汽车充电站协同控制系统，针对系统各部分功能需求，采用多种控制芯片协调配合，解决传统控制方式需要使用大量光纤的问题，降低成本及装配复杂度。
[0004]为实现上述目的，本技术提供了一种中高压电动汽车充电站协同控制系统，所述系统包含主控制器、辅控制器、高压功率单元控制器、低压功率单元控制器和通讯控制器。中高压电动汽车充电站包含1个主控制器，3个辅控制器，1个通讯控制器。1个高压功率单元控制器和1个低压功率单元控制器组成1个功率单元。主控制器采用数字信号处理器(DSP)，辅控制器、高压功率单元控制器和低压功率单元控制器均采用可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑器件(CPLD)，通讯控制器采用通用处理器(MPU)。
[0005]所述主控制器通过互感器采集中高压电网的电压、设备的负载电流信息，以及辅控制器反馈的各模组电压、电流、温度等信息，通过并行总线将原始占空比数据发送给辅控制器。通过异步收发传输器，将系统的运行状态信息发送至通讯控制器。
[0006]所述辅控制器接收来自主控制器的原始占空比数据，并生成每个功率模组的占空比信息，经过8b/10b调制嵌入时钟与同步信号后，通过光纤链路发送给各个高压功率单元控制器。同时接收来自高压功率单元控制器发回的模组电压、电流、温度等信息，处理后发送至主控制器。
[0007]所述高压功率单元控制器接受并分离来自辅控制器的占空比、时钟及同步信号等信息。高压功率单元控制器使用时钟作为PWM计数器的时基，同步信号作为PWM计数器的同步信号，占空比信息用于生成CHB驱动信号。同时高压功率单元控制器通过光纤链路接受来自低压功率单元控制器的同步信号，并生成DAB高压侧的驱动信号。高压功率单元控制器采集DAB高压侧直流电压、谐振电流、功率模块温度及各种故障信息，并接收来自低压功率单元控制器的采样信号，汇总编码后通过光纤链路发送至所属相的辅控制器。
[0008]所述低压功率单元控制器接收来自高压功率单元控制器的控制命令和同步信号，生成DAB低压侧驱动信号。并采集DAB低压侧直流电压、谐振电流、输出电流、功率模块温度及各种故障信息，发送至高压功率单元控制器。
[0009]所述通讯控制器接收来自主控制器上传的系统运行状态，并处理与主站、人机接面的交互。还与整机所需的继保及保护系统进行通讯及控制。
[0010]主控制器与通讯控制器之间使用通用异步收发传输器连接，主控制器与辅控制器之间使用并行接口连接，辅控制器与各高压功率单元控制器分别使用光纤连接，高压功率单元控制器与低压功率单元控制器使用光纤连接。
[0011]本技术的有益效果：
[0012]1.将整个控制系统分解为多个控制器，各控制器根据功能需要选择合适的类型，避免使用单个控制器设计复杂；
[0013]2.DAB高低压级IGBT驱动信号分别使用独立控制器生成，并使用光纤链路隔离，没有电气连接，提高可靠性；
[0014]3.各高压功率单元控制器可实现精确同步，避免布置大量光纤，降低成本，装配简便。
附图说明
[0015]图1为本技术中高压电动汽车充电站协同控制系统各控制结构及外部信号的连接关系。
具体实施方式
[0016]下面结合附图及具体实施方式对本技术做出进一步说明。
[0017]如图1所示，为中高压电动汽车充电站协同控制系统的主控制器、辅控制器、高压功率单元控制器、低压功率单元控制器和通讯控制器及外部信号的连接关系。每个中高压电动汽车充电站包含1个主控制器，3个辅控制器，1个通讯控制器。1个高压功率单元控制器和1个低压功率单元控制器组成1个功率单元。主控制器采用数字信号处理器(DSP)，辅控制器、高压功率单元控制器和低压功率单元控制器均采用可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑器件(CPLD)，通讯控制器采用通用处理器(MPU)。
[0018]主控制器通过互感器采集中高压电网的电压、设备的负载电流信息，以及辅控制器反馈的各模组电压、电流、温度等信息，将原始占空比数据发送给辅控制器。还将系统的运行状态信息发送至通讯控制器。
[0019]辅控制器接收来自主控制器的原始占空比数据，并生成每个功率模组的占空比信息，经过8b/10b调制嵌入时钟与同步信号后，发送给各个高压功率单元控制器。同时接收来自高压功率单元控制器发回的模组电压、电流、温度等信息，处理后发送至主控制器。
[0020]高压功率单元控制器接受并分离来自辅控制器的占空比、时钟及同步信号等信息。高压功率单元控制器使用时钟作为PWM计数器的时基，同步信号作为PWM计数器的同步信号，占空比信息用于生成CHB驱动信号。同时高压功率单元控制器还接受来自低压功率单元控制器的同步信号，并生成DAB高压侧的驱动信号。高压功率单元控制器采集DAB高压侧直流电压、谐振电流、功率模块温度及各种故障信息，并接收来自低压功率单元控制器的采样信号，汇总编码后通过光纤链路发送至所属相的辅控制器。
[0021]低压功率单元控制器接收来自高压功率单元控制器的控制命令和同步信号，生成DAB低压侧驱动信号。并采集DAB低压侧直流电压、谐振电流、输出电流、功率模块温度及各
种故障信息，发送至高压功率单元控制器。
[0022]通讯控制器接收来自主控制器上传的系统运行状态，并处理与主站、人机接面的交互。还与整机所需的继保及保护系统进行通讯及控制。
[0023]主控制器与通讯控制器之间使用通用异步收发传输器连接，主控制器与辅控制器之间使用并行接口连接，辅控制器与各高压功率单元控制器分别光纤连接，高压功率单元控制器与低压功率单元控制器使用光纤连接。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中高压电动汽车充电站协同控制系统，其特征在于，该系统包括主控制器、辅控制器、高压功率单元控制器、低压功率单元控制器和通讯控制器，其中：主控制器，与辅控制器通过并行总线连接，将原始占空比发送至辅控制器；与通讯控制器通过异步收发传输器连接，进行通讯；辅控制器，与高压功率单元通过光纤链路连接，接受原始占空比，生成占空比信息，并发送至高压功率单元控制器，同时处理高压功率单元控制器反馈的信息并将其发送至主控制器；高压功率单元控制器，与低压通信功率单元控制器通过光纤链路连接，接受并分离辅控制器和低压功率单元发送的信息；低压功率单元控制器，与高压功率单元控制器进行通讯；通讯控制器，与主控制器、继保及保护系统进行通讯及控制。2.如权利要求1所述的一种中高压电动汽车充电站协同控制系统，其特征在于，所述主控制器与各辅控制器之间通过并行总线连接，辅控制器与各高压功率单元控制器使用光纤链路连接，同一个功率单元内的高压功率单元控制器与低压功率单元控制器使用光纤链路连接，主控制器与通讯控制器之间使用UART连接。3.如权利要求1所述的一种中高压电动汽车充电站协同控制系统，其特征在于，所述主控制器采用数字信号处理器，辅控制器、高压功率单元控制器和低压功率单元控制器均采用可编程门阵列或可编程逻辑器件，通讯控制器采用通用处理器。4.如权利要求1所述的一种中高压电动汽车充电站协同控制系统，其特征在于，所述主控制器采集中高压电网的电压、设备的负载电流信息，以及辅控制器反馈的各模组电压、电流、温度等信息，将原始占空比数据发送给辅控制器；还将系统的运行状态信息发送至...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，刘玉林，赵新举，徐鹏飞，王庆园，李健勋，李鸿儒，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯股份有限公司，
类型：新型
国别省市：