【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电路，特别是涉及一种车辆及其双向三电平直流变换电路的控制系统及方法。
技术介绍
1、传统的电动矿用卡车通常采用化石能源进行发电，提供能量驱动矿卡电机运行，存在能耗高、持续噪声大、能量利用效率底下、碳排放高等缺点。多源动力矿卡可以结合如乙醇、氢气等清洁燃料发电机，动力电池，配合柴油发电机综合为矿卡提供能量，具有噪声小、能量利用率高、节能减排等优势。
2、在目前的多源动力矿卡的电气结构中，作为多种动力的“枢纽”，双向dc-dc单元承担了能量分配管理、故障隔离以及改善电能质量等功能，因此，对多源动力矿卡的电气系统的能量流合理管理，是矿卡正常运行与最优能耗运行的重点与难点。
3、三电平dc-dc变流器可以使用在新能源发电领域，与两电平dc-dc变流器相比，三电平dc-dc变流器具有较低的谐波含量，降低所需要的滤波器体积，开关管电压应力较低、调制范围大等优点，但在能量双向流动的应用场合，针对双向电压、电流的精准控制，其控制器设计具有一定的难度。
4、综上所述，如何有效地实现三电平dc-dc变流器的双向控制，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种车辆及其双向三电平直流变换电路的控制系统及方法，以有效地实现三电平dc-dc变流器的双向控制。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种双向三电平直流变换电路的控制方法，所述双向三电平直流变换电路包括：控制器，
4、确定出所述双向三电平直流变换电路当前的目标状态；
5、通过反馈控制，生成用于控制所述双向三电平直流变换电路工作为所述目标状态的初始调制信号；
6、确定出用于进行中点平衡的中点平衡调制信号；
7、基于所述初始调制信号以及所述中点平衡调制信号，确定出所述双向三电平直流变换电路中的各个开关管各自的调制信号，以进行所述双向三电平直流变换电路的中点平衡控制；
8、其中，所述目标状态包括：降压模式下的恒流控制状态，降压模式下的恒压控制状态，升压模式下的恒流控制状态，升压模式下的恒压控制状态。
9、优选的，所述通过反馈控制，生成用于控制所述双向三电平直流变换电路工作为所述目标状态的初始调制信号，包括：
10、当所述目标状态为降压模式下的恒流控制状态时，确定出所述第一电感的第一参考电流值并作为恒流控制目标，通过电流环的反馈控制，生成用于控制所述双向三电平直流变换电路工作为降压模式下的恒流控制状态的初始调制信号；
11、当所述目标状态为降压模式下的恒压控制状态时，确定出所述双向三电平直流变换电路的输出电压参考值并作为恒压控制目标，通过电压外环和电流内环的反馈控制，生成用于控制所述双向三电平直流变换电路工作为降压模式下的恒压控制状态的初始调制信号；
12、当所述目标状态为升压模式下的恒流控制状态时，确定出所述第一电感的第二参考电流值并作为恒流控制目标，通过电流环的反馈控制，生成用于控制所述双向三电平直流变换电路工作为升压模式下的恒流控制状态的初始调制信号；
13、当所述目标状态为升压模式下的恒压控制状态时，确定出所述双向三电平直流变换电路的输入电压参考值并作为恒压控制目标，通过电压外环和电流内环的反馈控制，生成用于控制所述双向三电平直流变换电路工作为升压模式下的恒压控制状态的初始调制信号。
14、优选的，所述确定出用于进行中点平衡的中点平衡调制信号，包括：
15、通过确定出用于进行中点平衡的中点平衡调制信号；
16、其中，ubalance为确定出的用于进行中点平衡的中点平衡调制信号，kp为比例调节系数，ki为积分调节系数，s为积分算子，u1为所述第一电容的端电压，u2为所述第二电容的端电压。
17、优选的，所述确定出所述双向三电平直流变换电路当前的目标状态，包括：
18、通过上位机下发的指令，确定出所述双向三电平直流变换电路当前的目标状态。
19、优选的，还包括：
20、检测所述第一电容的端电压与所述第二电容的端电压之间的差值的绝对值；
21、当所述绝对值高于预设的第一阈值时，输出表示中点平衡异常的提示信息。
22、优选的，还包括：
23、通过显示装置将确定出的所述双向三电平直流变换电路当前的目标状态进行显示。
24、优选的，所述基于所述初始调制信号以及所述中点平衡调制信号，确定出所述双向三电平直流变换电路中的各个开关管各自的调制信号，以进行所述双向三电平直流变换电路的中点平衡控制，包括：
25、判断所述第一电感的电流方向是否为正向；
26、如果是，则确定出所述第一开关管的调制信号u1＝pa-ubalance，所述第三开关管的调制信号u3＝pb+ubalance，所述第二开关管与所述第一开关管互补导通，所述第三开关管与所述第四开关管互补导通；
27、如果否，则确定出所述第一开关管的调制信号u1＝pa+ubalance，所述第三开关管的调制信号u3＝pb-ubalance，所述第二开关管与所述第一开关管互补导通，所述第三开关管与所述第四开关管互补导通；
28、其中，ubalance为确定出的用于进行中点平衡的中点平衡调制信号，pa为所述初始调制信号，pb为所述初始调制信号的互补信号，当电流从所述第一电感的第一端流向所述第一电感的第二端时，所述第一电感的电流方向为正向。
29、一种双向三电平直流变换电路的控制系统，所述双向三电平直流变换电路包括：控制器，第一电容，第二电容，第一开关管，第二开关管，第三开关管，第四开关管，第一电感以及第二电感，所述第一电容的第一端与所述第一开关管的第一端连接且连接端作为所述双向三电平直流变换电路的正向输入端，所述第一电容的第二端分别与所述第二电容的第一端，所述第二开关管的第二端以及所述第三开关管的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第四开关管的第一端连接且连本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双向三电平直流变换电路的控制方法，其特征在于，所述双向三电平直流变换电路包括：控制器，第一电容，第二电容，第一开关管，第二开关管，第三开关管，第四开关管，第一电感以及第二电感，所述第一电容的第一端与所述第一开关管的第一端连接且连接端作为所述双向三电平直流变换电路的正向输入端，所述第一电容的第二端分别与所述第二电容的第一端，所述第二开关管的第二端以及所述第三开关管的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第四开关管的第一端连接且连接端作为所述双向三电平直流变换电路的负向输入端，所述第一开关管的第二端分别与所述第二开关管的第一端以及所述第一电感的第一端连接，所述第三开关管的第二端分别与所述第四开关管的第二端以及所述第二电感的第一端连接，所述第一电感的第二端作为所述双向三电平直流变换电路的正向输出端，所述第二电感的第二端作为所述双向三电平直流变换电路的负向输出端，各个开关管的控制端均与所述控制器连接；所述双向三电平直流变换电路的控制方法应用于所述控制器中，包括：
2.根据权利要求1所述的双向三电平直流变换电路的控制方法，其特征在于，所述通过反馈控制，生成用于控制所述双
3.根据权利要求1所述的双向三电平直流变换电路的控制方法，其特征在于，所述确定出用于进行中点平衡的中点平衡调制信号，包括：
4.根据权利要求1所述的双向三电平直流变换电路的控制方法，其特征在于，所述确定出所述双向三电平直流变换电路当前的目标状态，包括：
5.根据权利要求1所述的双向三电平直流变换电路的控制方法，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1所述的双向三电平直流变换电路的控制方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求1至6任一项所述的双向三电平直流变换电路的控制方法，其特征在于，所述基于所述初始调制信号以及所述中点平衡调制信号，确定出所述双向三电平直流变换电路中的各个开关管各自的调制信号，以进行所述双向三电平直流变换电路的中点平衡控制，包括：
8.一种双向三电平直流变换电路的控制系统，其特征在于，所述双向三电平直流变换电路包括：控制器，第一电容，第二电容，第一开关管，第二开关管，第三开关管，第四开关管，第一电感以及第二电感，所述第一电容的第一端与所述第一开关管的第一端连接且连接端作为所述双向三电平直流变换电路的正向输入端，所述第一电容的第二端分别与所述第二电容的第一端，所述第二开关管的第二端以及所述第三开关管的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第四开关管的第一端连接且连接端作为所述双向三电平直流变换电路的负向输入端，所述第一开关管的第二端分别与所述第二开关管的第一端以及所述第一电感的第一端连接，所述第三开关管的第二端分别与所述第四开关管的第二端以及所述第二电感的第一端连接，所述第一电感的第二端作为所述双向三电平直流变换电路的正向输出端，所述第二电感的第二端作为所述双向三电平直流变换电路的负向输出端，各个开关管的控制端均与所述控制器连接；所述双向三电平直流变换电路的控制系统应用于所述控制器中，包括：
9.根据权利要求8所述的双向三电平直流变换电路的控制系统，其特征在于，所述初始调制信号生成模块，具体用于：
10.根据权利要求8所述的双向三电平直流变换电路的控制系统，其特征在于，所述中点平衡调制信号确定模块，具体用于：
11.根据权利要求8所述的双向三电平直流变换电路的控制系统，其特征在于，所述目标状态确定模块，具体用于：
12.根据权利要求8所述的双向三电平直流变换电路的控制系统，其特征在于，还包括信息提示模块，用于：
13.根据权利要求8所述的双向三电平直流变换电路的控制系统，其特征在于，还包括显示模块，用于：
14.根据权利要求8至13任一项所述的双向三电平直流变换电路的控制系统，其特征在于，所述中点平衡控制执行模块，具体用于：
15.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求8至14任一项所述的双向三电平直流变换电路的控制系统。
...【技术特征摘要】
1.一种双向三电平直流变换电路的控制方法，其特征在于，所述双向三电平直流变换电路包括：控制器，第一电容，第二电容，第一开关管，第二开关管，第三开关管，第四开关管，第一电感以及第二电感，所述第一电容的第一端与所述第一开关管的第一端连接且连接端作为所述双向三电平直流变换电路的正向输入端，所述第一电容的第二端分别与所述第二电容的第一端，所述第二开关管的第二端以及所述第三开关管的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第四开关管的第一端连接且连接端作为所述双向三电平直流变换电路的负向输入端，所述第一开关管的第二端分别与所述第二开关管的第一端以及所述第一电感的第一端连接，所述第三开关管的第二端分别与所述第四开关管的第二端以及所述第二电感的第一端连接，所述第一电感的第二端作为所述双向三电平直流变换电路的正向输出端，所述第二电感的第二端作为所述双向三电平直流变换电路的负向输出端，各个开关管的控制端均与所述控制器连接；所述双向三电平直流变换电路的控制方法应用于所述控制器中，包括：
2.根据权利要求1所述的双向三电平直流变换电路的控制方法，其特征在于，所述通过反馈控制，生成用于控制所述双向三电平直流变换电路工作为所述目标状态的初始调制信号，包括：
3.根据权利要求1所述的双向三电平直流变换电路的控制方法，其特征在于，所述确定出用于进行中点平衡的中点平衡调制信号，包括：
4.根据权利要求1所述的双向三电平直流变换电路的控制方法，其特征在于，所述确定出所述双向三电平直流变换电路当前的目标状态，包括：
5.根据权利要求1所述的双向三电平直流变换电路的控制方法，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1所述的双向三电平直流变换电路的控制方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求1至6任一项所述的双向三电平直流变换电路的控制方法，其特征在于，所述基于所述初始调制信号以及所述中点平衡调制信号，确定出所述双向三电平直流变换电路中的各个开关管各自的调制信号，以进行所述双向三电平直流...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯江华，梅文庆，胡云卿，文宇良，周振邦，王跃，胡亮，梁锡凡，付建国，付如愿，秦灿华，刘辉荣，唐勋路，闫小宇，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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