一种电动汽车充电桩整流器的脉冲控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车充电桩上的整流器的脉冲控制方法，对于大功率充电桩来说，充电电流往往较大，使电池出现严重的极化现象，不仅影响充电速率，还对电池有损害，本发明专利技术针对这种现象运用Vienna整流器进行PID控制，在大电流充电时，采样控制系统检测出电池极化现象过大时，开关控制系统转换接入三相全桥整流电路得到短时间的反向电压脉冲，使电池短暂的放电，减小电池极化现象，PID算法控制可实现反应速度快，电压波形控制精度高，输出波形稳定。定。定。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车充电桩整流器的脉冲控制方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车充电桩领域和整流器领域，具体涉及一种电动汽车充电桩整流器的脉冲控制方法

技术介绍

[0002]随着电动汽车的快速发展，大功率充电桩发展迅速，Vienna整流器凭借其效率高和可靠性好的优点被广泛应用到电力通信电源、电动汽车充电等大功率场合。但大功率充电会使电池寿命缩短，而且根据马斯定律显示，一直大功率充电并不是最高的充电效率。综合理解马斯定律，其说明要根据电池充电的接受能力，控制充电电压电流的大小，在充电中适当的放电，可以提高充电接受能力。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对
技术介绍
中指出的问题，本专利技术公开了一种电动汽车充电桩整流器的脉冲控制方法，降低电池极化现象，延长电池寿命，提高充电效率。
[0004]技术方案：本专利技术公开了一种电动汽车充电桩整流器的脉冲控制方法，该控制方法基于如下系统设置，所述系统包括Vienna整流电路、三相桥式全控整流电路、开关控制系统、采样控制系统，Vienna整流电路与三相桥式全控整流电路并联，两者与三相交流电源连接处接有开关控制系统，开关控制系统连接采样控制系统，所述Vienna整流电路、三相桥式全控整流电路与充电装置连接，所述采样控制系统与充电装置的电池组连接；
[0005]所述Vienna整流电路采用PID算法，取上电容电压和下电容电压做和与做差，再分别被设定值V
a
和0做减法，将差值送入PI控制器，控制器输出系统修正信号V
m
>和V
n
；
[0006][0007]V
n
＝Saturation{1*[0
‑
(V
dc1
+V
dc2
)]+20*ForwardEuler[0
‑
(V
dc1
+V
dc2
)]}
[0008]其中，Saturation为信号饱和值限定。
[0009]进一步地，所述Vienna整流器的桥臂由一组二极管桥臂和一组双向开关构成，使用反向串联型双向开关连接得Vienna整流器。
[0010]进一步地，所述PI控制器运算方法使用零阶保持模型和前向欧拉法。
[0011]进一步地，将系统修正信号限制在信号饱和值的上限和下限，进行双边沿调制，得到控制信号对Vienna整流器进行PI控制。
[0012]进一步地，所述Vienna整流器整流得出直流电压V
a
，三相桥式全控整流器产生负脉冲，开关控制系统控制整流器的转换，在收到采样控制系统发送的电池极化信号后连接到三相桥式全控整流器，产生短暂的负脉冲，然后再复位到Vienna整流器。
[0013]进一步地，Saturation为信号饱和值限定，设定上限为100，下限为0，ForwardEuler表示为对信号前向欧拉法计算，计算方法为：
[0014][0015][0016][0017][0018]其中，u是输入，是输出，是状态，K是增益值，T是采样时间。
[0019]进一步地，所述三相桥式全控整流电路上的晶闸管进行反接，每个晶闸管都受脉冲控制，控制脉冲设定为VT＝(α+θ)/360*T，设定相角和周期使整流电压为负电压，输出电压为波形负脉冲波形。
[0020]进一步地，所述开关控制系统正极端连接于三相交流电源，负极端连接于三相桥式整流电路和Vienna整流电路，开关控制系统接受采样控制系统的信号对整流器进行控制转换。
[0021]有益效果：
[0022]本专利技术开关控制系统连接Vienna整流器和三相桥式全控整流器，接受采样控制系统的信号控制开关的关断闭合。刚开始开关接入Vienna整流器对电池进行稳压充电，当检测到充电电流较大，电池产生极化性时，开关控制系统短暂的连接切换到三相桥式全控整流器，得到负脉冲电压，短时间使电池放电，然后再接入切换到Vienna整流器，恢复到刚才的稳压充电。本专利技术控制方法用于大功率充电时确保电池的安全性，消除降低电池极化现象，提高充电效率。
附图说明
[0023]图1为充电桩充电控制方法框图；
[0024]图2为整流器控制方法流程图；
[0025]图3为反向串联型双向开关图；
[0026]图4为Vienna整流器电路图；
[0027]图5为三相桥式全控整流电路图；
[0028]图6为PID算法控制框图；
[0029]图7为PI控制器仿真图；
[0030]图8为g信号调制仿真图；
[0031]图9为Vienna整流器输出电压波形仿真图；
[0032]图10为三相桥式全控整流器输出电压波形仿真图；
[0033]图11为控制方法整流调制输出电压波形仿真图。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。
[0035]本专利技术公开了一种电动汽车充电桩整流器的脉冲控制方法，搭建Vienna整流器仿真模型，该控制方法基于如下系统设置，系统包括Vienna整流电路、三相桥式全控整流电路、开关控制系统、采样控制系统，Vienna整流电路与三相桥式全控整流电路并联，两者与
三相交流电源连接处接有开关控制系统，开关控制系统连接采样控制系统，Vienna整流电路、三相桥式全控整流电路与充电装置连接，采样控制系统与充电装置的电池组连接。整流器的桥臂使用反向串联型双向开关，我们设定整流后的最高直流电压为800V，Vienna整流器使用PID算法，取上电容电压和下电容电压做和与做差，再分别被设定值800和0做减法，将差值送入PI控制器，控制器输出系统修正信号V
m
和V
n
，如图6：
[0036][0037]V
n
＝Saturation{1*[0
‑
(V
dc1
+V
dc2
)]+20*ForwardEuler[0
‑
(V
dc1
+V
dc2
)]}
[0038]三相电源测电流Iabc的最大值和最小值相加，再乘以
‑
0.5得到Id。得到的Vn、Id、Iabc经过绝对值运算，与Vm进行1
‑
u(2)/u(1)运算，再经过饱和调制和双边沿调制得到信号g做为Vienna整流器的调制信号。最终得到直流电压波形如图9，可见电压上升至800V趋近于平稳，功率因数约为0.9997。
[0039]三相桥式全控整流电路上的晶闸管进行反接，采用脉冲控制，设定相角使输出直流电压为负脉冲波形。每个晶闸管都有脉冲控制，控制脉冲设定为VT＝(α+θ)/360*T，设定相角和周期使整流电压为负电压。我们设置α为120度，周期T为1/50，θ从0开始每个晶闸管增加60度，经计算得VT1＝0.0100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车充电桩整流器的脉冲控制方法，其特征在于，该控制方法基于如下系统设置，所述系统包括Vienna整流电路、三相桥式全控整流电路、开关控制系统、采样控制系统，Vienna整流电路与三相桥式全控整流电路并联，两者与三相交流电源连接处接有开关控制系统，开关控制系统连接采样控制系统，所述Vienna整流电路、三相桥式全控整流电路与充电装置连接，所述采样控制系统与充电装置的电池组连接；所述Vienna整流电路采用PID算法，取上电容电压和下电容电压做和与做差，再分别被设定值V
a
和0做减法，将差值送入PI控制器，控制器输出系统修正信号V
m
和V
n
；V
n
＝Saturation{1*[0
‑
(V
dc1
+V
dc2
)]+20*ForwardEuler[0
‑
(V
dc1
+V
dc2
)]}其中，Saturation为信号饱和值限定。2.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩整流器的脉冲控制方法，其特征在于，所述Vienna整流器的桥臂由一组二极管桥臂和一组双向开关构成，使用反向串联型双向开关连接得Vienna整流器。3.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩整流器的脉冲控制方法，其特征在于，所述PI控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乾珣，丁卫红，曹佳鑫，叶凡，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：