【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电气，具体涉及一种基于广义二阶微分的电动汽车充电桩控制方法。
技术介绍
1、近年来，电动汽车因相较于燃油汽车具有能够实现零碳排放的前景，其研究与发展已成为全球的热点，而充电桩则为电动汽车最为关键的配套设备，为了更好地满足电动汽车用户越来越高的充电需求，充电桩的研究发展也至关重要。
2、现有的充电桩主要可分为交流充电桩和直流充电桩，由于直流充电桩具有更快的充电速度，因此更具发展前景。直流充电桩一般采用前级ac/dc，后级dc/dc的拓扑结构，其前级主要存在功率因数低、电流谐波含量高、电能利用率低等问题，后级由于开关频率高，会产生大量开关损耗，降低效率，且由于充电桩模块功率等级高，输出电压范围广，从而对其动态要求也较高。
3、因此，针对电动汽车充电桩的控制技术，国内外专家学者提出了一些控制方法，主要有：
4、题为《基于三电平结构的直流充电模块控制策略研究》(赵东琦.基于三电平结构的直流充电模块控制策略研究[d].北方民族大学，2024.)的论文，该文前级为三相vienna整流器拓扑结构，采用基于svpwm的双闭环控制方法，有效提高了功率因数以及电流波形质量，后级直流变换器采用半桥三电平llc谐振变换器，采用psm与pfm的混合控制策略，并在此控制策略基础上提出了一种保持死区时间与最小有效占空比的变频burst调制方法，从而提高了实现零电压开通的输出电压范围，但是文中前后级控制方法均较为复杂，且在大功率情况下，llc谐振变换器中的谐振电感与滤波电容容易影响系统的动态性能；题为《三电平直
5、总之，现有研究成果都具有不足之处，具体为：
6、1、对前级整流器以及后级直流变换器的控制方法略微复杂；
7、2、现有大部分充电桩模块在大功率下系统可靠性较差，且较难实现宽电压范围的输出；
8、3、对充电桩模块输出电压的动稳定性能及改善措施研究较少。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于广义二阶微分的电动汽车充电桩控制方法，相比于传统的微分函数，广义二阶微分器既保留了对特定频率范围的相位超前补偿微分作用，又消除了传统微分函数固有的高频噪声放大作用，采用基于广义二阶微分的pid控制器控制，其动态性能好，输出信号纹波小，控制速度快。
2、本专利技术的目的是这样实现的。本专利技术提供了一种基于广义二阶微分的电动汽车充电桩控制方法，所述电动汽车充电桩拓扑包括三相交流电网、三相滤波电感、三相vienna整流器、全桥三电平dc/dc变换器、lc滤波电路、负载电阻；所述lc滤波电路包括滤波电感lo和稳压电容co；
3、所述全桥三电平dc/dc变换器包括原边侧h桥、高频变压器t和副边侧h桥，其中，原边侧h桥包括并联在直流正母线和直流负母线之间的两个桥臂，每个桥臂包括具有并联寄生电容及反向并联二极管的4个开关管gmj和2个续流二极管fmi，m为相序，m＝a,b；j和i分别为开关管、续流二极管的序号，j＝1,2,3,4，i＝1,2；开关管gm1的集电极接直流正母线、发射极分别与开关管gm2的集电极、续流二极管fm1的负极相接，开关管gm2的发射极接开关管gm3的集电极，其接点记为点pm，m＝a,b；开关管gm3的发射极分别与开关管gm4的集电极、续流二极管fm2的正极相接，续流二极管fm2的负极接续流二极管fm1的正极，开关管gm4的发射极接直流负母线；高频变压器t输入端的正极依次串联一个原边侧隔直电容cr、一个原边侧谐振电感lr后接点pa，高频变压器t输入端的负极接点pb；副边侧h桥包括4个二极管，其中，二极管d5的正极与二极管d6的负极连接，其连接点与高频变压器t输出端的正极相接，二极管d7的正极与二极管d8的负极连接，其连接点与高频变压器t输出端的负极相接；
4、所述三相交流电网依次与三相滤波电感、三相vienna整流器、全桥三电平dc/dc变换器串联，全桥三电平dc/dc变换器副边侧h桥的二极管d5的负极、二极管d7的负极与滤波电感lo的一端相接，滤波电感lo的另一端接稳压电容co的正极，二极管d6的正极、二极管d8的正极接稳压电容co的负极，负载电阻与稳压电容co并联；
5、所述控制方法包括以下步骤：
6、步骤1，数据采样
7、采样三相vienna整流器的输出电压并记为整流器输出电压u1，采样三相滤波电感电流并记为输入电流ia,ib,ic，采样三相交流电网电压并记为输入电压ea,eb,ec，采样负载电阻的电压并记为输出电压u2，采样流过负载电阻的电流并记为输出电流i2；
8、步骤2，三相vienna整流器的控制
9、步骤2.1，将输入电压ea,eb,ec经锁相环输出得到电网相位角θ，结合电网相位角θ，对输入电流ia,ib,ic以及输入电压ea,eb,ec分别进行单同步旋转坐标变换得到输入电流dq轴分量id,iq和输入电压dq轴分量ed,eq；
10、步骤2.2，给定三相vienna整流器输出电压指令值并记为整流器输出电压指令值u1*，将整流器输入电压指令值u1*与整流器输出电压u1作差得到第一电压误差信号，将该第一电压误差信号作为第一pi控制器的输入，输出为输入电流d轴分量指令值id*；
11、步骤2.3，给定输入电流q轴分量指令值iq*，并根据输入电流d轴分量指令值id*及输入电流q轴分量指令值iq*，通过第二pi控制器得到控制信号ud,uq；
12、步骤2.4，结合电网相位角θ，将得到的控制信号ud,uq经过单同步旋转坐标反变换得到静止坐标系下的控制信号ua,ub,uc，再经过pwm生成器分别生成三相vienna整流器的pwm驱动信号pwmqa,pwmqb,pwmqc，驱动信号pwmqa,pwmqb,pwmqc相位互差120°，且频率均为fs1；
13、步骤3，全桥三电平dc/dc变换器的控制
14、步骤3.1，给定占空比指令值d*；
15、步骤3.2，设定负载电阻的电压指令值并记为输出电压指令值u2*，将输出电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于广义二阶微分的电动汽车充电桩控制方法，所述电动汽车充电桩拓扑包括三相交流电网、三相滤波电感、三相VIENNA整流器、全桥三电平DC/DC变换器、LC滤波电路、负载电阻；所述LC滤波电路包括滤波电感Lo和稳压电容Co；
2.根据权利要求1所述的一种基于广义二阶微分的电动汽车充电桩控制方法，其特征在于，步骤2.2所述输入电流d轴分量指令值Id*的表达式为：
3.根据权利要求1所述的一种基于广义二阶微分的电动汽车充电桩控制方法，其特征在于，步骤3.2所述输出电流指令值I2*的表达式为：
【技术特征摘要】
1.一种基于广义二阶微分的电动汽车充电桩控制方法，所述电动汽车充电桩拓扑包括三相交流电网、三相滤波电感、三相vienna整流器、全桥三电平dc/dc变换器、lc滤波电路、负载电阻；所述lc滤波电路包括滤波电感lo和稳压电容co；
2.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘芳，刘博，黄中灵，李学先，侯炳书，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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