一种功率变换器的主动放电方法和控制器技术

本发明专利技术提供一种功率变换器的主动放电方法和控制器，其方法中，在接收到主动放电指令后，控制至少一个变换电路工作，将电能在输入电容与中间电容之间反复传输，以在传输过程中将电能消耗在相应变换电路的器件上，直至输入电容和中间电容上的电压均下降至预设安全电压以下，进而实现该主动放电功能；无需添加任何硬件电路，具有体积和成本优势。并且电流在功率变换器内部流过，不依赖电机，不产生额外的扭矩，具有低成本、高可靠性、高舒适性的优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种功率变换器的主动放电方法和控制器


[0001]本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种功率变换器的主动放电方法和控制器。

技术介绍

[0002]混动汽车中的功率变换器系统架构如图1所示，其内部包含升压转换器；电池通过断路器连接升压转换器的输入端，升压转换器通过升压将直流侧的电池电压升压为中间电容的母线电压，供给电机控制器1和电机控制器2；电机控制器1和电机控制器2从中间电容取电，逆变成三相交流电驱动电机1和电机2，按照转矩控制指令发出转矩，完成驱动车辆，发动机启停，动能回收等功能。该系统可以同时控制两个电机实现串联，和串并联等多种混动模式，并且通过升压转换器可以对电池电压进行升压，节省电池成本并且提升电机1和电机2的效率，达到降低混动油耗的目的，在强混车辆中有大规模应用的趋势。
[0003]在功率变换器正常下电，或者，在故障或碰撞状态下，国标规定功率变换器需要具备主动放电功能，也即，需要将功率变换器中的能量存储单元(包括图1中的输入电容和中间电容)中的剩余电量进行泄放，使得输入电容和中间电容的电压降低60V安全电压以下。
[0004]现有技术中通常采用放电电阻实现该主动放电功能，如图2所示，在中间电容两端接入大功率放电电阻和放电开关，开始主动放电时，闭合放电开关，进而将放电电阻接入到中间电容正负两端，完成放电。但是，该方案需要额外设置大功率的放电电阻，增加了整机成本和体积。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种功率变换器的主动放电方法和控制器，以降低主动放电功能的实现成本和体积。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种功率变换器的主动放电方法，所述功率变换器中设置有至少一个变换电路，所述变换电路中包括开关管桥臂和电感，所述变换电路的输入端正负极分别连接输入电容的两端，所述变换电路的输出端正负极分别连接中间电容的两端；所述主动放电方法包括：
[0008]判断是否接收到主动放电指令；
[0009]若接收到所述主动放电指令，则控制至少一个所述变换电路工作，将电能在所述输入电容与所述中间电容之间反复传输，以通过相应所述变换电路中的器件进行电能消耗，直至所述输入电容和所述中间电容上的电压均下降至预设安全电压以下。
[0010]可选的，控制至少一个所述变换电路工作，将电能在所述输入电容与所述中间电容之间反复传输，包括循环执行的：
[0011]根据所述输入电容和所述中间电容上的电压，确定电压目标值；
[0012]根据所述电压目标值，控制相应所述变换电路工作，在所述输入电容与所述中间
电容之间进行相应方向的电能传输。
[0013]可选的，相应所述变换电路的控制逻辑为：
[0014]从所述输入电容向所述中间电容进行升压变换的升压控制逻辑；或者，
[0015]从所述中间电容向所述输入电容进行降压变换的降压控制逻辑。
[0016]可选的，所述控制逻辑为所述升压控制逻辑，所述电压目标值为所述中间电容的电压目标值，且其确定方式不同于正常运行状态下的确定方式。
[0017]可选的，根据所述输入电容和所述中间电容上的电压，确定电压目标值，包括：
[0018]判断所述中间电容超过所述输入电容的电压差值是否小于预设差值；
[0019]若所述电压差值小于所述预设差值，则控制所述电压目标值按照预设步长逐渐增大，直至所述输入电容上的电压小于等于下限值；
[0020]若所述电压差值大于等于所述预设差值，则控制所述电压目标值为所述输入电容上的电压与所述预设差值之和。
[0021]可选的，根据所述电压目标值，控制相应所述变换电路工作，在所述输入电容与所述中间电容之间进行相应方向的电能传输，包括：
[0022]若所述电压目标值大于所述中间电容上的电压，则控制相应所述变换电路将所述输入电容上的电能为所述中间电容充电；
[0023]若所述电压目标值小于所述中间电容上的电压，则控制相应所述变换电路将所述中间电容上的电能放电至所述输入电容。
[0024]可选的，所述控制逻辑为所述降压控制逻辑，所述电压目标值为所述输入电容的电压目标值。
[0025]可选的，根据所述输入电容和所述中间电容上的电压，确定电压目标值，包括：
[0026]以幅值处于(0，Vm)区间内的交流电压作为所述输入电容的电压目标值；
[0027]其中，Vm为所述中间电容上的电压。
[0028]可选的，根据所述电压目标值，控制相应所述变换电路工作，在所述输入电容与所述中间电容之间进行相应方向的电能传输，包括：
[0029]若所述电压目标值大于所述输入电容上的电压，则控制相应所述变换电路将所述中间电容上的电能为所述输入电容充电；
[0030]若所述电压目标值小于所述输入电容上的电压，则控制相应所述变换电路将所述输入电容上的电能放电至所述中间电容。
[0031]可选的，相应所述变换电路中进行电能消耗的器件包括：所述电感及所述开关管桥臂中导通的开关管。
[0032]本专利技术第二方面提供了一种功率变换器的控制器，所述功率变换器包括：至少一个变换电路，以及至少一个电机控制器；各所述电机控制器的直流侧连接于中间电容，交流侧连接相应的电机；
[0033]所述控制器与电动汽车的整车控制器通信连接，以接收主动放电指令；并用于执行如上述第一方面任一段落所述的功率变换器的主动放电方法。
[0034]可选的，执行所述主动放电方法时，若相应所述变换电路的控制逻辑为升压控制逻辑，则所述控制器内包括：主动放电逻辑控制单元和升压控制单元；其中：
[0035]所述主动放电逻辑控制单元用于在接收到所述主动放电指令后，根据所述功率变
换器中输入电容和所述中间电容上的电压，实时调整所述中间电容上的电压目标值；
[0036]所述升压控制单元用于根据所述电压目标值和所述中间电容上的电压，生成开关调制信号，以控制相应所述变换电路中的开关管动作，使所述中间电容上的电压追踪所述电压目标值。
[0037]可选的，所述升压控制单元还用于根据给定值和所述中间电容上的电压，生成开关调制信号，以控制各所述变换电路中的开关管动作，使所述中间电容上的电压追踪所述给定值，实现正常运行。
[0038]可选的，所述升压控制单元包括：第一调节器、均分单元、第二调节器、调制器和多个加法器；其中：
[0039]一个加法器的正向输入端接收所述电压目标值或所述给定值，反向输入端接收所述中间电容的电压，输出端连接所述第一调节器的输入端；
[0040]所述第一调节器输出的信号经过所述均分单元，得到相应各所述变换电路的电流目标值；
[0041]相应各所述变换电路的电流取反后，分别通过相应的所述加法器与一个所述电流目标值求和；
[0042]所述第二调节器根据各求和结果生成各所述变换电路的电压参考值；
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率变换器的主动放电方法，其特征在于，所述功率变换器中设置有至少一个变换电路，所述变换电路中包括开关管桥臂和电感，所述变换电路的输入端正负极分别连接输入电容的两端，所述变换电路的输出端正负极分别连接中间电容的两端；所述主动放电方法包括：判断是否接收到主动放电指令；若接收到所述主动放电指令，则控制至少一个所述变换电路工作，将电能在所述输入电容与所述中间电容之间反复传输，以通过相应所述变换电路中的器件进行电能消耗，直至所述输入电容和所述中间电容上的电压均下降至预设安全电压以下。2.根据权利要求1所述的功率变换器的主动放电方法，其特征在于，控制至少一个所述变换电路工作，将电能在所述输入电容与所述中间电容之间反复传输，包括循环执行的：根据所述输入电容和所述中间电容上的电压，确定电压目标值；根据所述电压目标值，控制相应所述变换电路工作，在所述输入电容与所述中间电容之间进行相应方向的电能传输。3.根据权利要求2所述的功率变换器的主动放电方法，其特征在于，相应所述变换电路的控制逻辑为：从所述输入电容向所述中间电容进行升压变换的升压控制逻辑；或者，从所述中间电容向所述输入电容进行降压变换的降压控制逻辑。4.根据权利要求3所述的功率变换器的主动放电方法，其特征在于，所述控制逻辑为所述升压控制逻辑，所述电压目标值为所述中间电容的电压目标值，且其确定方式不同于正常运行状态下的确定方式。5.根据权利要求4所述的功率变换器的主动放电方法，其特征在于，根据所述输入电容和所述中间电容上的电压，确定电压目标值，包括：判断所述中间电容超过所述输入电容的电压差值是否小于预设差值；若所述电压差值小于所述预设差值，则控制所述电压目标值按照预设步长逐渐增大，直至所述输入电容上的电压小于等于下限值；若所述电压差值大于等于所述预设差值，则控制所述电压目标值为所述输入电容上的电压与所述预设差值之和。6.根据权利要求4所述的功率变换器的主动放电方法，其特征在于，根据所述电压目标值，控制相应所述变换电路工作，在所述输入电容与所述中间电容之间进行相应方向的电能传输，包括：若所述电压目标值大于所述中间电容上的电压，则控制相应所述变换电路将所述输入电容上的电能为所述中间电容充电；若所述电压目标值小于所述中间电容上的电压，则控制相应所述变换电路将所述中间电容上的电能放电至所述输入电容。7.根据权利要求3所述的功率变换器的主动放电方法，其特征在于，所述控制逻辑为所述降压控制逻辑，所述电压目标值为所述输入电容的电压目标值。8.根据权利要求7所述的功率变换器的主动放电方法，其特征在于，根据所述输入电容和所述中间电容上的电压，确定电压目标值，包括：以幅值处于(0，Vm)区间内的交流电压作为所述输入电容的电压目标值；
其中，Vm为所述中间电容上的电压。9.根据权利要求7所述的功率变换器的主动放电方法，其特征在于，根据所述电压目标值，控制相应所述变换电路工作，在所述输入电容与所述中间电容之间进行相应方向的电能传输，包括：若所述电压目标值大于所述输入电容上的电压，则控制相应所述变换电路将所述中间电容上的电能为所述输入电容充电；若所述电压目标值小于所述输入电容上的电压，则控制相应所述变换电路将所述输入电容上的电能放电至所述中间电容。10.根据权利要求1
‑
9任一项所述的功率变换器的主动放电方法，其特征在于，相应所述变换电路中进行电能消耗的器件包括：所述电感及所述开关管桥臂中导通的开关管。11.一种功率变换器的控制器，其特征在于，所述功率变换器包括：至少一个变换电路，以及至少一个电机控制器；各...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文杰，于安博，
申请(专利权)人：合肥阳光电动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：