【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电学，具体地，涉及一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法、系统、介质及终端。
技术介绍
1、为了满足人类生活水平不断提高和社会经济、科技高速发展的需求，化石能源的消耗日益增大，未来将面临枯竭的危险。此外，化石能源的过度开采和使用会造成温室效应加重等环境污染危机。而碳排放是其中世界各国十分关注的问题。对于化石燃料消耗量以及碳排放量增长最快的交通行业而言，能源结构上的产业转型刻不容缓。为此，可持续发展和节能环保的经济社会理念为电动汽车的发展提供了良好的机遇和强大的驱动力。
2、作为电动汽车的基础配套设施及其产业链的重要环节，直流充电桩的普及速度正在加快，直接关系到电动汽车的能耗与性能。直流充电桩内部通常集成了ac/dc+dc/dc转换电路，将三相电网用电转换为可靠电池使用的稳定直流电。为了满足不同车型的充电要求，要求充电桩具有很宽的输出电压范围，通常为200-1000v。此外，提高系统功率密度一直是充电桩领域的重要要求。因此，研制一台高效、高功率密度并且具有宽电压增益范围的直流充电桩具有重大意义。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法、系统、介质及终端。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法，包括：
3、构建适用于轻母线电容充电桩的前后级协同控制；
4、针对所述前后级协同控制中的
5、基于所述三维曲线拟合全半桥切换控制策略，结合所述前后级协同控制，实现轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制。
6、优选地，采用了适用于轻母线电容充电桩的前后级协同控制，包括构建两级式轻母线电容充电桩架构和设计前后级协同控制；
7、其中，所述构建的两级式轻母线电容充电桩架构，包括前级变换器、后级变换器组、中间母线电容cf1、cf2；所述前级变换器为vienna整流器；所述后级变换器为llc谐振变换器；
8、其中，所述设计前后级协同控制，包括：
9、前级采用功率控制，其首先通过输出功率给定与输入电压有效值作商获得电流给定值，实现前级电路所要求的单位功率因数；然后利用零序分量注入的方式实现两相钳位不连续脉宽调制，实现所述前级变换器中开关管驱动信号的生成；
10、后级控制，其上下两组dc/dc模块分别以基准信号uoutref作为输出电压给定，通过pi控制与前馈控制得到所述后级变换器中开关管的驱动信号，实现对整个系统的控制。
11、优选地，所述两相钳位不连续脉宽调制，采用2/3dpwm调制方式，各相的调制波为：
12、
13、式中参数含义：um代表电网电压幅值，u0代表所注入的零序分量、ua*、ub*、uc*分别代表a b c三相电压、ua**、ub**、uc**分别代表a b c三相电压调制，ω为角频率，t为时间。
14、优选地，所述基于时域分析的三维曲线拟合全半桥切换控制策略，包括：
15、通过时域分析计算出半桥模式下的拟合曲线ghb(m,p)和全桥模式下的拟合曲线gfb(m,p)；
16、基于所述拟合曲线ghb(m,p)和gfb(m,p)，在控制器中计算出切换前后的理论频率值，并将其作为前馈频率加入控制器中，与所述控制器输出共同调节，得到后级变换器的工作开关频率fs，从而改变其输出电压。
17、优选地，所述通过时域分析计算出半桥模式下的拟合曲线ghb(m,p)和全桥模式下的拟合曲线gfb(m,p)，包括：
18、给出后级变换器工作在欠谐振区域内以及过谐振区域内的电路方程；
19、利用能量守恒定律以及电荷守恒给出所述电路方程的约束条件，联立归一化方程和约束条件，得到所述欠谐振区域内以及过谐振区域内的非线性方程组；
20、利用matlab对所述非线性方程组进行循环数值求解，并利用最小二乘法对数值求解结果进行多项式拟合，得到全桥和半桥模式下的曲线ghb(m,p)和gfb(m,p)。
21、优选地，所述基于所述拟合曲线ghb(m,p)和gfb(m,p)，在控制器中计算出切换前后的理论频率值，并将其作为前馈频率加入控制器中，与所述控制器输出共同调节，得到工作开关频率fs，包括：
22、
23、其中，fpi为控制器频率。
24、优选地，在工作过程中，所述控制方法中全半桥切换的逻辑，包括：
25、利用控制器实时计算电路前后级增益mac：其中uout为输出电压，uarms为电网相电压有效值
26、工作在全桥模式下，当所需电路电压增益mac低于增益下限mfbth时，将全桥模式切换为半桥模式，此时电路由全桥过谐振工作状态切换为半桥欠谐振工作状态；
27、工作在半桥模式下，当所需电路电压增益mac高于增益上限mhbth时，将半桥模式切换为全桥模式。
28、根据本专利技术的第二个方面，提供一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制系统，包括：
29、构建模块，构建适用于轻母线电容充电桩的前后级协同控制；
30、策略模块，针对所述前后级协同控制中的后级变换器，提出基于时域分析的三维曲线拟合全半桥切换控制策略；
31、控制模块，基于所述三维曲线拟合全半桥切换控制策略，结合所述前后级协同控制，实现所述轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制。
32、根据本专利技术的第三个方面，提供一种终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时可用于执行所述的方法，或，运行所述的系统。
33、根据本专利技术的第四个方面，提供一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可用于执行所述的方法，或，运行所述的系统。
34、与现有技术相比，本专利技术至少具有如下的一项有益效果：
35、本专利技术实施例中的全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法和系统，以轻母线电容充电桩为对象，设计了适用于轻母线电容技术的前后级协同控制，针对后级dc-dc变换器，提出基于时域分析的三维曲线拟合全半桥切换控制策略，相比于传统pi控制方式，基于时域分析的方式非常准确，有效地降低在拓扑切换时的输出电压过冲、跌落问题，减小对输出侧电池的损害。并且，所提的全半桥切换控制策略同样适用于普通充电桩。
36、本专利技术实施例中的全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法和系统，轻母线电容充电桩的两级变换器之间未采用多个电解电容，而是使用体积较小的薄膜电容代替，可以一定程度上提高功率密度。
37、本专利技术实施例中的全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法和系统，使得前后级在控制上无需解耦。并且两相钳位不连续调本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法，其特征在于，采用了适用于轻母线电容充电桩的前后级协同控制，包括构建两级式轻母线电容充电桩架构和设计前后级协同控制；
3.根据权利要求2所述的一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法，其特征在于，所述两相钳位不连续脉宽调制，采用2/3DPWM调制方式，各相的调制波为：
4.根据权利要求1所述的一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法，其特征在于，所述基于时域分析的三维曲线拟合全半桥切换控制策略，包括：
5.根据权利要求4所述的一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法，其特征在于，所述通过时域分析计算出半桥模式下的拟合曲线GHB(M,P)和全桥模式下的拟合曲线GFB(M,P)，包括：
6.根据权利要求4所述的一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法，其特征在于，所述基于所述拟合曲线GHB(M,P)和GFB(M,P
7.根据权利要求1所述的一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法，其特征在于，在工作过程中，所述控制方法中全半桥切换的逻辑，包括：
8.一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制系统，其特征在于，包括：构建模块，构建适用于轻母线电容充电桩的前后级协同控制；
9.一种终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时可用于执行权利要求1-7中任一项所述的方法，或，运行权利要求8中所述的系统。
10.一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时可用于执行权利要求1-7中任一项所述的方法，或，运行权利要求8中所述的系统。
...【技术特征摘要】
1.一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法，其特征在于，采用了适用于轻母线电容充电桩的前后级协同控制，包括构建两级式轻母线电容充电桩架构和设计前后级协同控制；
3.根据权利要求2所述的一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法，其特征在于，所述两相钳位不连续脉宽调制，采用2/3dpwm调制方式，各相的调制波为：
4.根据权利要求1所述的一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法，其特征在于，所述基于时域分析的三维曲线拟合全半桥切换控制策略，包括：
5.根据权利要求4所述的一种全半桥切换的轻母线电容充电桩宽电压增益范围控制方法，其特征在于，所述通过时域分析计算出半桥模式下的拟合曲线ghb(m,p)和全桥模式下的拟合曲线gfb(m,p)，包括：
6.根据权利要求4所述的一种全半桥切换的轻母线电容充电...
【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，蔡璟珂，毕宇轩，徐军忠，佘焱，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。