一種適用於電動汽車充電過程的變頻控制方法
2023-05-29 22:58:11
專利名稱：一種適用於電動汽車充電過程的變頻控制方法
技術領域：
本發明涉及電動汽車充電領域，尤其涉及一種電動汽車電池充電過程中的變頻控制方法。
背景技術：
當今世界環境、能源兩大難題的日益突出，電動汽車以優越的環保和節能特性得到快速發展。車載數字式充電機作為電動汽車的重要組成部分，提供外接電源給汽車蓄電池充電，充電機效率已經成為衡量電動汽車技術水平的重要標準。為了減小其在整車重量和體積佔比，通常其體積比較小，但體積減小，促使充電過程中頻率升高，頻率升高導致充電機開關損耗增加，降低充電效率，直接影響電動汽車蓄電池充電的時間。因此，為了解決充電過程中充電機開關頻率升高帶來開關損耗增加的問題，需要進一步研究更高效的電池充電控制方法，提高充電效率。目前在設計車載數字式充電機系統時，為滿足輸出要求，在控制器處理速度、功率開關管與磁芯材料技術的限制下按照最大充電功率設計整個充電機系統。但是，車載電池的充電過程中充電功率是不斷變化的，其在最大充電功率點的時間只佔整個充電時間很小的一部分。在未達到最大充電功率點時，開關頻率與最大充電功率點的頻率相同，開關損耗與最大充電功率點的損耗也相同，這樣大大增加了整個充電過程中充電機的開關損耗。為了降低開關損耗，專利申請號為201010141089.5的中國發明專利提供了一種「用於為開關電源變換器提供工作頻率的系統」。該系統把負載的狀態作為反饋信號，利用比較器通過反饋信號的比較來為時鐘提供頻率，使開關電源頻率隨負載變化而變化，達到了降低開關功耗的目的，提高了系統的效率。但該專利所記載的方法存在以下弊端:1.該系統使開關電源的頻率隨負載的變化而 變化，這是一個滯後補償控制方法，如果充電系統的頻率實時滯後於負載變化，系統會出現不穩定現象，導致毀壞整個充電系統。2.電動車電池充電是充電功率不斷變化的過程，開關電源的頻率實時根據負載的變化而變化，當出現擾動時，可能引起開關電源的頻率一直劇烈變化，從而引起系統不穩定及EMI問題。
發明內容
針對以上現有技術中的不足，本發明的目的在於提供一種降低車載充電機對蓄電池充電過程中系統的功率損耗，提高充電效率，改善充電過程中電池幹擾，提高系統穩定性與抗幹擾能力的適用於電動汽車充電過程的變頻控制方法，為達到上述目的，本發明的技術方案是:一種適用於電動汽車充電過程的變頻控制方法，包括以下步驟:
101、在電動汽車充電機的控制器中擬合出充電功率曲線，並根據充電功率曲線得出
*po、4 、4 、ΔΡ,其中石為t=o時刻的起始充電功率，4 為t= %時刻的最大充電功率，
4為t=匕時刻的截止充電功率,tp為變頻增長步長；
102、充電機檢測單元實時檢測當前充電電流1、充電電壓U值，控制器根據檢測的充電電流、充電電壓值，計算出當前充電功率巧;
103、根據步驟101中得到的充電功率曲線在 &時間段，當A> H + (n+1) AP或
者=<Ρ +η^ρ時，判斷充電系統受到幹擾，返回步驟102重新檢測當前充電功率巧；當谷
+η Ρ ^ ^ ^ Po + (η+1) ΔΡ時，判斷充電功車石正常，其中η為變頻步長遞增參數，初始η=1，執行下一步；
104、充電機控制器獲取當前變頻運算功率&,此時=^+ (n+1) ，並得到當前開關頻率值；
105、根據步驟104中得到的當前變頻運算功率^,判斷變頻運算功率^的範圍，當
變頻運算功率處於Pm5 _ΔΡ< ^ 功率段，且當前充電功率石彡時，充電時間段將結束，進入下一充電時間段；
106、 4充電時間段結束，對參數賦值^= ΡΛνχ , s=n，其中s為Pism - ΔΡ 功率段的變頻步長遞增參數值；
107、在4 ￡3時間段，當石>Pmax - (n-s) ΔΡ或石< P麗~ (η-s+l) ΔΡ時，判斷充電
系統受到幹擾，返回步驟102重新檢測當前充電功率芎；當在》51 - (n-s+1)
-(n-s) AP,判斷充電功車」正常，執行下一步；
108、充電機控制器獲取當前變頻運算功率匕，並得到當前開關頻率值；
109、當石值大於截止充電功率返回步驟107繼續判斷『的範圍；
110、當乓值小於截止充電功率4；h,充電過程結束。進一步地，步驟101中，變頻增長步長ΔΡ採用二分法。進一步地，步驟104中，根據變頻運算功率得到視在功率Pi , Pt與開關頻率的關係式為
權利要求
1.一種適用於電動汽車充電過程的變頻控制方法，其特徵在於包括以下步驟:101、在電動汽車充電機的控制器中擬合出充電功率曲線，並根據充電功率曲線得出H、ΔΡ，其中石力t=0時刻的起始充電功率，4^為t= I時刻的最大充電功率，P—為t= 時刻的截止充電功率,tp為變頻增長步長； 102、充電機檢測單元實時檢測當前充電電流1、充電電壓U值，控制器根據檢測的充電電流、充電電壓值，計算出當前充電功率巧;103、根據步驟101中得到的充電功率曲線，在4 4時間段，當巧> 馬+ (η+1)逆或者5fl〈巧+n AP時，判斷充電系統受到幹擾，返回步驟102重新檢測當前充電功車[^ c+n ^ ^ ^ ^ + (η+1) 時，判斷充電功率石正常，其中η為變頻步長遞增參數，初始η=1，執行下一步； 104、充電機控制器獲取當前變頻運算功率/,此時=P0+ (η+1) ΛΡ，並得到當前開關頻率值；105、根據步驟104中得到的當前變頻運算功率&，判斷變頻運算功率的範圍，當變頻運算功率處於Pm5功率段，且當前充電功率石彡Pm5時，充電時間段將結束，進入下一充電時間段； 106、《 4充電時間段結束，對參數賦值=, s=n，其中s為Pmst -^p &功率段的變頻步長遞增參數值；107、在焱 4時間段，當>- (n-s) ip或吞〈- (η-s+l) ΔΡ時，判斷充電系統受到幹擾，返回步驟102重新檢測當前充電功率石；當4^ - (n-s+1)-(n-s) AP，判斷充電功率石正常，執行下一步； 108、充電機控制器獲取當前變頻運算功率^,並得到當前開關頻率值； 109、當石值大於截止充電功率返回步驟107繼續判斷巧的範圍； 110、當巧值小於截止充電功率,充電過程結束。
2.根據權利要求1所述的一種適用於電動汽車充電過程的變頻控制方法，其特徵在於:步驟101中，變頻增長步長逆採用二分法。
3.根據權利要求1所述的一種適用於電動汽車充電過程的變頻控制方法，其特徵在於:步驟104中，根據變頻運算功率得到視在功率，Pt與開關頻率的關係式為
4.根據權利要求1所述的一種適用於電動汽車充電過程的變頻控制方法，其特徵在於:步驟103中，的範圍劃分為
5.根據權利要求1所述的一種適用於電動汽車充電過程的變頻控制方法，其特徵在於:步驟107中，ij的範圍劃分為
全文摘要
本發明公開了一種適用於電動汽車充電過程的變頻控制方法，步驟包括在電動汽車充電機的控制器中擬合出充電功率曲線，並根據充電功率曲線得出、、、；計算出當前充電功率；判斷出該充電功率所處的範圍；輸出當前變頻運算功率，並得到當前開關頻率值；判斷變頻運算功率的範圍，～充電時間段結束；在～時間段，判斷的範圍；輸出當前變頻運算功率，並得到當前開關頻率值；當值小於截止充電功率，充電過程結束。本發明的目的提供一種降低車載充電機對蓄電池充電過程中系統的功率損耗，提高充電效率，改善充電過程中電池幹擾，提高系統穩定性與抗幹擾能力的適用於電動汽車充電過程的變頻控制方法。
文檔編號H02J7/04GK103219783SQ201310124398
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月11日 優先權日2013年4月11日
發明者黃智宇, 蒲小華, 李紅波, 瞿章豪, 芮子喬, 徐正龍 申請人:重慶郵電大學