一种三端口充电系统及其母线主动放电方法技术方案

本申请提供一种三端口充电系统及其母线主动放电方法，该母线主动放电方法在接收到关机指令或者出现工作模式切换时，会先根据该三端口充电系统当前的运行状态，确定其母线电容放电结束时需要达到的安全电压阈值；然后，通过控制原边变换模块和低压变换模块运行，对母线电容进行放电，直至其电压达到安全电压阈值，进而快速降低了该电压，避免了现有技术中较长时间的等待过程，能够实现该三端口充电系统对于连续开关机的快速响应；而且，可以避免再次开机时母线电压被抬升过高，进而可以避免对于母线电容的损伤。另外，主动放电时，将母线电容上的能量传递至低压侧的低压蓄电池进行存储，还可以实现对于母线残留电能的回收再利用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种三端口充电系统及其母线主动放电方法


[0001]本申请涉及电力电子
，特别涉及一种三端口充电系统及其母线主动放电方法。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的快速发展，对于车辆续航里程出现了更高的要求，动力电池在充放电模式下也就需要适应更宽的电压范围，因此，车载充电系统也需要适应更宽的电池电压范围，比如，要求其高压侧在200Vdc～480Vdc的范围内，能够正常对动力电池进行充放电。由于系统稳定性的需要，该车载充电系统的母线电容容值通常选取较大，因此，在对该车载充电系统的控制过程中，母线电容的电压值会较高。
[0003]通常，实际车辆使用时，该车载充电系统需要满足快速连续开关机工况，而母线电压较高情况下，快速连续开关机容易触发母线过压；为了保证启动稳定，需要等母线电压降低后才允许重新开机；然而，仅依靠电路本身的损耗进行放电，其过程较慢，等待时间较长。
[0004]而且，高压侧电压较高的情况下(一般大于400Vdc)，该车载充电系统开机后的闭环初始阶段，其PI调节器处于饱和状态，极易导致母线电压抬的过高而损伤电容，导致系统硬件损坏。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供一种三端口充电系统及其母线主动放电方法，以实现连续开关机的快速响应，并避免损伤母线电容。
[0006]为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0007]本申请第一方面提供了一种三端口充电系统的母线主动放电方法，所述三端口充电系统包括依次连接的：功率因数校正PFC模块、母线电容、原边变换模块、变压器及其副边的高压变换模块和低压变换模块；所述母线主动放电方法包括：
[0008]判断是否接收到关机指令或者出现工作模式改变；
[0009]若接收到所述关机指令或者出现工作模式切换，则根据当前的运行状态，确定所述母线电容放电结束时需要达到的安全电压阈值；
[0010]控制所述原边变换模块和所述低压变换模块运行，对所述母线电容进行放电，直至其电压达到所述安全电压阈值。
[0011]可选的，控制所述原边变换模块和所述低压变换模块运行，包括：
[0012]控制所述原边变换模块启动，并按照预设目标占空比运行；
[0013]使能所述低压变换模块，控制所述低压变换模块按照预设目标电压运行。
[0014]可选的，控制所述原边变换模块启动，包括：控制所述原边变换模块执行占空比软起，直至启动完成。
[0015]可选的，控制所述原边变换模块执行占空比软起，直至启动完成，包括：
[0016]按照第一预设步长，执行占空比软起；
[0017]判断所述原边变换模块的占空比是否大于软起阈值；
[0018]若所述原边变换模块的占空比大于所述软起阈值，则判定所述原边变换模块软起完成，生成软起标志；
[0019]继续按照所述第一预设步长执行占空比软起，直至所述原边变换模块的占空比大于等于所述预设目标占空比，完成启动。
[0020]可选的，使能所述低压变换模块，包括：在所述原边变换模块软起完成后，使能所述低压变换模块中的各开关管。
[0021]可选的，控制所述低压变换模块按照预设目标电压运行，包括：
[0022]按照第二预设步长，对所述预设目标电压执行电压软起；
[0023]根据电压软起的结果，对所述低压变换模块进行电压外环、电流内环的双环控制。
[0024]可选的，根据电压软起的结果，对所述低压变换模块进行电压外环、电流内环的双环控制，包括：
[0025]以电压软起后的结果作为参考值，以所述三端口充电系统的低压侧电压实际值作为负反馈，进行电压环控制；所述三端口充电系统的低压侧为所述低压变换模块的直流侧；
[0026]按照第三预设步长，对所述低压变换模块的预设目标电流执行电流软起；
[0027]对所述电压环控制的结果和所述电流软起后的结果进行比较，以两者中的较小者作为参考值，以所述三端口充电系统的低压侧电流实际值作为负反馈，进行电流环控制。
[0028]可选的，所述低压变换模块包括依次连接的同步整流电路与降压电路，所述降压电路的低压侧为所述低压变换模块的直流侧；
[0029]所述母线主动放电方法中，所述双环控制为对所述降压电路的控制；且控制所述低压变换模块按照预设目标电压运行，还包括：
[0030]控制所述同步整流电路中的开关管按照预设占空比互补动作。
[0031]可选的，所述运行状态，包括：
[0032]所述三端口充电系统的交流侧电压有效值与第一阈值和第二阈值之间的大小关系；所述三端口充电系统的交流侧为所述PFC模块的交流侧，所述第一阈值大于所述第二阈值；
[0033]以及，所述PFC模块的工作状态。
[0034]可选的，根据当前的运行状态，确定所述母线电容放电结束时需要达到的安全电压阈值，包括：
[0035]若所述交流侧电压有效值大于所述第一阈值，或者，所述PFC模块处于使能工作状态，则确定所述安全电压阈值为所述第一阈值；
[0036]若所述交流侧电压有效值小于所述第二阈值，并且，所述PFC模块未处于使能工作状态，则确定所述安全电压阈值为所述第二阈值。
[0037]本申请第二方面提供一种三端口充电系统，包括：PFC模块、母线电容、原边变换模块、变压器、高压变换模块及低压变换模块；其中，
[0038]所述PFC模块的交流侧作为所述三端口充电系统的交流侧；
[0039]所述PFC模块的直流侧与所述原边变换模块的直流侧相连，连接点正负极之间连接有所述母线电容；
[0040]所述原边变换模块的交流侧与所述变压器的原边绕组相连；
[0041]所述变压器的高压副边绕组与所述高压变换模块的交流侧相连；
[0042]所述高压变换模块的直流侧作为所述三端口充电系统的高压侧；
[0043]所述变压器的低压副边绕组与所述低压变换模块的交流侧相连；
[0044]所述低压变换模块的直流侧作为所述三端口充电系统的低压侧；
[0045]所述PFC模块、所述原边变换模块、所述高压变换模块及所述低压变换模块，均受控于控制器；所述控制器用于执行如上述第一方面任一种所述的三端口充电系统的母线主动放电方法。
[0046]可选的，所述原边变换模块和所述高压变换模块，均为全桥电路；
[0047]所述低压变换模块包括：同步整流电路和降压电路；所述同步整流电路的交流侧作为所述低压变换模块的交流侧，所述同步整流电路的直流侧与所述降压电路的高压侧相连，所述降压电路的低压侧作为所述低压变换模块的直流侧；所述同步整流电路和所述降压电路均受控于所述控制器。
[0048]本申请提供的三端口充电系统的母线主动放电方法，其在接收到关机指令或者出现工作模式切换时，会先根据该三端口充电系统当前的运行状态，确定其母线电容放电结束时需要达到的安全电压阈值；然后，通过控制原边变换模块和低压变换模块运行，对母线电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三端口充电系统的母线主动放电方法，其特征在于，所述三端口充电系统包括依次连接的：功率因数校正PFC模块、母线电容、原边变换模块、变压器及其副边的高压变换模块和低压变换模块；所述母线主动放电方法包括：判断是否接收到关机指令或者出现工作模式改变；若接收到所述关机指令或者出现工作模式切换，则根据当前的运行状态，确定所述母线电容放电结束时需要达到的安全电压阈值；控制所述原边变换模块和所述低压变换模块运行，对所述母线电容进行放电，直至其电压达到所述安全电压阈值。2.根据权利要求1所述的三端口充电系统的母线主动放电方法，其特征在于，控制所述原边变换模块和所述低压变换模块运行，包括：控制所述原边变换模块启动，并按照预设目标占空比运行；使能所述低压变换模块，控制所述低压变换模块按照预设目标电压运行。3.根据权利要求2所述的三端口充电系统的母线主动放电方法，其特征在于，控制所述原边变换模块启动，包括：控制所述原边变换模块执行占空比软起，直至启动完成。4.根据权利要求3所述的三端口充电系统的母线主动放电方法，其特征在于，控制所述原边变换模块执行占空比软起，直至启动完成，包括：按照第一预设步长，执行占空比软起；判断所述原边变换模块的占空比是否大于软起阈值；若所述原边变换模块的占空比大于所述软起阈值，则判定所述原边变换模块软起完成，生成软起标志；继续按照所述第一预设步长执行占空比软起，直至所述原边变换模块的占空比大于等于所述预设目标占空比，完成启动。5.根据权利要求2所述的三端口充电系统的母线主动放电方法，其特征在于，使能所述低压变换模块，包括：在所述原边变换模块软起完成后，使能所述低压变换模块中的各开关管。6.根据权利要求2所述的三端口充电系统的母线主动放电方法，其特征在于，控制所述低压变换模块按照预设目标电压运行，包括：按照第二预设步长，对所述预设目标电压执行电压软起；根据电压软起的结果，对所述低压变换模块进行电压外环、电流内环的双环控制。7.根据权利要求6所述的三端口充电系统的母线主动放电方法，其特征在于，根据电压软起的结果，对所述低压变换模块进行电压外环、电流内环的双环控制，包括：以电压软起后的结果作为参考值，以所述三端口充电系统的低压侧电压实际值作为负反馈，进行电压环控制；所述三端口充电系统的低压侧为所述低压变换模块的直流侧；按照第三预设步长，对所述低压变换模块的预设目标电流执行电流软起；对所述电压环控制的结果和所述电流软起后的结果进行比较，以两者中的较小者作为参考值，以所述三端口充电系统的低压侧电流实...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷兵，汪磊，邹志飞，陈根，
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：