本發明涉及電路控制技術領域,尤其涉及一種電池兩線放電電路的控制方法及設備。
背景技術:
目前,為了節省電池放電電路的成本,業界在Vienna(維也納)電路或者類Vienna電路等三線制接入的放電電路的基礎上,提出了一種可省去電池的中線接入的電池兩線放電電路,具體地,如圖1所示,其為所述電池兩線放電電路的一種可能的結構示意圖,所述電池兩線放電電路可包括:
電源(即Battery),與系統中性點N相連的正母線電容C1和負母線電容C2,三組一端與所述電源的正極(Bat+)相連、另一端與系統中性點N相連的第一放電支路,以及,三組一端與所述電源的負極(Bat-)相連、另一端與系統中性點N相連的第二放電支路。
其中,每一第一放電支路可分別包括第一晶閘管、第一電感L1、第一開關管T1、第一續流二極管D1、以及與第一開關管T1并聯的第一二極管,且,每一第一放電支路中的第一晶閘管的陽極與所述電源的正極相連、陰極與第一電感L1的第一端相連,第一電感L1的第二端(即不與第一晶閘管相連的一端)與第一開關管T1的集電極相連,第一開關管T1的發射極與系統中性點N相連,第一續流二極管D1的陽極與第一電感L1的第二端相連且陰極與正母線電容C1的非系統中性點相連,第一二極管的陽極與第一開關管T1的發射極相連且陰極與第一開關管T1的集電極相連。另外需要說明的是,所述電池兩線放電電路通常可包括分別與A、B、C三相電相對應的三個第一放電支路,并且,為了便于區分,在圖1中,可將A相所對應的第一放電支路中的各電子元 件,如第一電感L1、第一開關管T1、第一續流二極管D1等分別表示為LA1、TA1、DA1;將B相所對應的第一放電支路中的各電子元件,如第一電感L1、第一開關管T1、第一續流二極管D1等分別表示為LB1、TB1、DB1;將C相所對應的第一放電支路中的各電子元件,如第一電感L1、第一開關管T1、第一續流二極管D1等分別表示為LC1、TC1、DC1,本發明對此不作贅述。
類似地,每一第二放電支路可分別包括第二晶閘管、第二電感L2、第二開關管T2、第二續流二極管D2、以及與第二開關管T2并聯的第二二極管,且,每一第二放電支路中的第二晶閘管的陰極與所述電源的負極相連、陽極與第二電感L2的第一端相連,第二電感L2的第二端(即不與第二晶閘管相連的一端)與第二開關管T2的發射極相連,第二開關管T2的集電極與系統中性點N相連,第二續流二極管D2的陰極與第二電感L2的第二端相連且陽極與負母線電容C2的非系統中性點相連,第二二極管的陽極與第二開關管T2的發射極相連且陰極與第二開關管T2的集電極相連。另外需要說明的是,所述電池兩線放電電路通常可包括分別與A、B、C三相電相對應的三個第二放電支路,并且,為了便于區分,在圖1中,可將A相所對應的第二放電支路中的各電子元件,如第二電感L2、第二開關管T2、第二續流二極管D2等分別表示為LA2、TA2、DA2;將B相所對應的第二放電支路中的各電子元件,如第二電感L2、第二開關管T2、第二續流二極管D2等分別表示為LB2、TB2、DB2;將C相所對應的第二放電支路中的各電子元件,如第二電感L2、第二開關管T2、第二續流二極管D2等分別表示為LC2、TC2、DC2,本發明對此也不作贅述。
再有需要說明的是,圖1所示的各電感通常可指的是PFC(Power Factor Correction,功率因數校正)電感,本發明對此也不作贅述。
具體地,通過圖1所示的電池兩線放電電路,即可在省去電池的中線接入的基礎上,實現Boost(升壓)功能。例如,以A相為例,理想情況下,其對應的第一、第二放電支路中的兩個PFC電感、兩個開關管、兩個續流二極管等與正負母線電容可當作一個整體進行工作;當開關管開通時,電池可通過PFC 電感儲能,而當開關管關斷時,電池和PFC電感可通過續流二極管給母線電容充電以實現Boost功能,并且,在三相控制時,可通過載波交錯120度,大大減小電池電流紋波,提高電路的性能。
但是,實際情況下,電池兩線放電電路通常無法處于理想工作模式,這是因為,各種因素都可能會對其造成一定的不利影響。例如,若電路中的各開關管的動作延時不一致,則會出現母線電壓不平衡等問題,導致電路工作不正常,影響電路的工作性能。因此,亟需提供一種可適用于電池兩線放電電路的電路控制方案,以解決上述問題。
技術實現要素:
本發明實施例提供了一種電池兩線放電電路的控制方法及設備,用以解決目前存在的電池兩線放電電路的母線電壓不平衡所導致的電路性能較低的問題。
本發明實施例提供了一種電池兩線放電電路的控制方法,包括:
確定電池兩線放電電路的正母線電壓以及負母線電壓,并將所述正母線電壓與所述負母線電壓進行比較,得到第一電壓差值信號;
利用PI(Proportional Integral Controller,比例積分調節)調節器對所述第一電壓差值信號進行調節,得到第一PWM(Pulse-Width Modulation,脈沖寬度調制)信號;
針對所述電池兩線放電電路中的每一一端與所述電池兩線放電電路中的電源的正極相連、另一端與系統中性點相連的第一放電支路,將所述第一PWM信號和確定的與所述第一放電支路相對應的初始主控PWM信號之和作為與所述第一放電支路相對應的調整后的主控PWM信號,并利用與所述第一放電支路相對應的調整后的主控PWM信號對所述第一放電支路中的用于控制母線電容的充放電時長的開關管進行驅動控制;或者,
針對所述電池兩線放電電路中的每一一端與所述電池兩線放電電路中的 電源的負極相連、另一端與系統中性點相連的第二放電支路,將確定的與所述第二放電支路相對應的初始主控PWM信號與所述第一PWM信號之差作為與所述第二放電支路相對應的調整后的主控PWM信號,并利用與所述第二放電支路相對應的調整后的主控PWM信號對所述第二放電支路中的用于控制母線電容的充放電時長的開關管進行驅動控制;
其中,針對任一放電支路,與所述放電支路相對應的初始主控PWM信號是采用全母線電壓外環和所述電池兩線放電電路的電感電流平均值閉環的雙環控制方式對所述電池兩線放電電路進行控制所得到的PWM信號,或者,是采用全母線電壓外環和所述放電支路的電感電流實際值閉環的雙環控制方式對所述放電支路進行控制所得到的PWM信號。
進一步地,本發明實施例還提供了一種電池兩線放電電路的控制設備,包括:
初始信號確定模塊,用于采用全母線電壓外環和電池兩線放電電路的電感電流平均值閉環的雙環控制方式,對所述電池兩線放電電路進行控制得到與所述電池兩線放電電路中的各放電支路相對應的初始主控PWM信號,或者,針對所述電池兩線放電電路中的每一放電支路,采用全母線電壓外環和所述放電支路的電感電流實際值閉環的雙環控制方式對所述放電支路進行控制得到與所述放電支路相對應的初始主控PWM信號;
微調信號確定模塊,用于確定電池兩線放電電路的正母線電壓以及負母線電壓,并將所述正母線電壓與所述負母線電壓進行比較,得到第一電壓差值信號,以及,利用PI調節器對所述第一電壓差值信號進行調節,得到第一PWM信號,并針對所述電池兩線放電電路中的每一一端與所述電池兩線放電電路中的電源的正極相連、另一端與系統中性點相連的第一放電支路,將所述第一PWM信號和確定的與所述第一放電支路相對應的初始主控PWM信號之和作為與所述第一放電支路相對應的調整后的主控PWM信號,以及,針對所述電池兩線放電電路中的每一一端與所述電池兩線放電電路中的電源的負極相連、 另一端與系統中性點相連的第二放電支路,將確定的與所述第二放電支路相對應的初始主控PWM信號與所述第一PWM信號之差作為與所述第二放電支路相對應的調整后的主控PWM信號;
電路驅動控制模塊,用于針對所述電池兩線放電電路中的每一放電支路,利用與所述放電支路相對應的調整后的主控PWM信號對所述放電支路中的用于控制母線電容的充放電時長的開關管進行驅動控制。
本發明有益效果如下:
本發明實施例提供了一種電池兩線放電電路的控制方法及設備,在本發明實施例所述技術方案中,可引入全母線電壓外環和電感電流平均值或電感電流實際值閉環作為電池兩線放電電路的主控環,這樣即可在保證全母線電壓穩定的基礎上實現功率平衡的效果,并且,在主控環控制輸出的基礎上,還可通過調節各放電支路中的開關管的占空比來控制電路單獨對相應的半母線充放電,從而還可在實現功率平衡的基礎上,達到實現母線電壓平衡的目的,進而可在省去電池的中線接入以及無需增加額外的電路的基礎上,達到滿足電池三線接入的技術指標以提高電池兩線放電電路的電路性能的效果。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域的普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1所示為現有電池兩線放電電路的一種可能的結構示意圖;
圖2所示為本發明實施例一中所述電池兩線放電電路的控制方法的流程示意圖;
圖3所示為本發明實施例所述控制方法所對應的電路總控制示意圖一;
圖4所示為本發明實施例所述全母線電壓外環和電感電流平均值閉環的雙 環控制方式所對應的電路示意圖;
圖5所示為本發明實施例所述全母線電壓外環和電感電流實際值閉環的雙環控制方式所對應的電路示意圖;
圖6所示為本發明實施例所述控制方法所對應的電路總控制示意圖二;
圖7所示為本發明實施例所述控制方法所對應的電路總控制示意圖三;
圖8所示為本發明實施例二中所述電池兩線放電電路的控制設備的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發明保護的范圍。
實施例一:
本發明實施例一提供了一種電池兩線放電電路的控制方法,如圖2所示,其為本發明實施例一中所述電池兩線放電電路的控制方法的流程示意圖,所述方法可包括以下步驟:
步驟201:確定電池兩線放電電路的正母線電壓以及負母線電壓,并將所述正母線電壓與所述負母線電壓進行比較,得到第一電壓差值信號。
具體地,確定的正母線電壓以及負母線電壓指的是正母線實際電壓以及負母線實際電壓,本發明實施例對此不作贅述。另外,所述第一電壓差值信號通常是根據正母線電壓減去負母線電壓所得到的電壓差值所得到的,本發明實施例對此也不作贅述。
步驟202:利用PI調節器對所述第一電壓差值信號進行調節,得到第一PWM信號。
步驟203:針對所述電池兩線放電電路中的每一第一放電支路,將所述第 一PWM信號和確定的與所述第一放電支路相對應的初始主控PWM信號之和作為與所述第一放電支路相對應的調整后的主控PWM信號;以及,針對所述電池兩線放電電路中的每一第二放電支路,將確定的與所述第二放電支路相對應的初始主控PWM信號與所述第一PWM信號之差作為與所述第二放電支路相對應的調整后的主控PWM信號。
其中,所述第一放電支路指的是一端與所述電池兩線放電電路中的電源的正極相連、另一端與系統中性點相連的放電支路;所述第二放電支路指的是一端與所述電池兩線放電電路中的電源的負極相連、另一端與系統中性點相連的放電支路。
另外,針對每一放電支路,與所述放電支路相對應的初始主控PWM信號可以是采用全母線電壓外環和電感電流平均值(該電感電流平均值指的是所述電池兩線放電電路中的各放電支路的電感電流實際值的平均值,即,所述電池兩線放電電路的電感電流平均值)閉環的雙環控制方式對所述電池兩線放電電路進行控制所得到的PWM信號,或者,還可以是采用全母線電壓外環和所述放電支路的電感電流實際值閉環的雙環控制方式對所述放電支路進行控制所得到的PWM信號。
步驟204:針對每一放電支路,利用與所述放電支路相對應的調整后的主控PWM信號對所述放電支路中的用于控制母線電容的充放電時長的開關管進行驅動控制。
具體地,以圖1所示的電池兩線放電電路為例,針對每一放電支路,可將得到的與所述放電支路相對應的調整后的主控PWM信號輸入所述放電支路的TA管的基極一端,以對該TA管進行相應的驅動控制。
也就是說,在本發明實施例所述技術方案中,可引入全母線電壓外環和電感電流平均值或電感電流實際值閉環作為電池兩線放電電路的主控環,這樣即可在保證全母線電壓穩定的基礎上實現功率平衡的效果,并且,在主控環控制輸出的基礎上,還可通過調節各放電支路中的開關管的占空比來控制電路單獨 對相應的半母線充放電,從而還可在實現功率平衡的基礎上,達到實現母線電壓平衡的目的,進而可在省去電池的中線接入以及無需增加額外的電路的基礎上,達到滿足電池三線接入的技術指標以提高電池兩線放電電路的電路性能的效果。
具體地,以圖1所示的電池兩線放電電路為例,本發明實施例一所述控制方法所對應的電路總控制示意圖(即電路總控制示意圖一)可如圖3所示,其中,Udc_p指的是確定的正母線電壓,Udc_n指的是確定的負母線電壓,UpnCtr指的是第一PWM信號,MainCtrA1、MainCtrB1、MainCtrC1、MainCtrA2、MainCtrB2、MainCtrC2可分別指的是所述電池兩線放電電路中的A相第一放電支路所對應的初始主控PWM信號、B相第一放電支路所對應的初始主控PWM信號、C相第一放電支路所對應的初始主控PWM信號、A相第二放電支路所對應的初始主控PWM信號、B相第二放電支路所對應的初始主控PWM信號以及C相第二放電支路所對應的初始主控PWM信號;相應地,PWM_A1、PWM_B1、PWM_C1、PWM_A2、PWM_B2、PWM_C2可分別指的是所述電池兩線放電電路中的A相第一放電支路所對應的調整后的主控PWM信號、B相第一放電支路所對應的調整后的主控PWM信號、C相第一放電支路所對應的調整后的主控PWM信號、A相第二放電支路所對應的調整后的主控PWM信號、B相第二放電支路所對應的調整后的主控PWM信號以及C相第二放電支路所對應的調整后的主控PWM信號。
需要說明的是,當各放電支路所對應的初始主控PWM信號是采用全母線電壓外環和電感電流平均值閉環的雙環控制方式對所述電池兩線放電電路進行控制所得到的時,所述MainCtrA1、MainCtrB1、MainCtrC1、MainCtrA2、MainCtrB2、MainCtrC2通常可為同一主控信號MainCtr,本發明實施例對此不作贅述。
另外需要說明的是,由于通過對電路運行原理進行分析發現,若需要控制半母線電壓升高,則需將其對應的開關管占空比減小,這與Boost的工作原理 是相反的,否則將形成正反饋,因此,在本發明所述實施例中,針對所述電池兩線放電電路中的每一第一放電支路,可將所述第一PWM信號和確定的與所述第一放電支路相對應的初始主控PWM信號之和作為與所述第一放電支路相對應的調整后的主控PWM信號,而針對所述電池兩線放電電路中的每一第二放電支路,則可將確定的與所述第二放電支路相對應的初始主控PWM信號與所述第一PWM信號之差作為與所述第二放電支路相對應的調整后的主控PWM信號,本發明實施例對此不作贅述。
可選地,針對任一放電支路,當與所述放電支路相對應的初始主控PWM信號是采用全母線電壓外環和電感電流平均值閉環的雙環控制方式對所述電池兩線放電電路進行控制所得到的PWM信號時,可采用以下方式確定與所述放電支路相對應的初始主控PWM信號:
將確定的電池兩線放電電路的正母線電壓與負母線電壓之和與預設的母線電壓給定值進行比較,得到第二電壓差值信號;
利用PI調節器對所述第二電壓差值信號進行調節,得到電感電流給定值;
將所述電感電流給定值與所述電池兩線放電電路的電感電流平均值進行比較,得到第一電流差值信號;
利用PI調節器對所述第一電流差值信號進行調節,得到第二PWM信號,并將所述第二PWM信號與預設的前饋信號之和作為與所述放電支路相對應的初始主控PWM信號。
具體地,該全母線電壓外環和電感電流平均值閉環的雙環控制方式所對應的電路示意圖可如圖4所示,其中,Udc_p指的是確定的正母線電壓,Udc_n指的是確定的負母線電壓,Udc*指的是預設的母線電壓給定值(該值可以根據實際情況進行調整設定,本發明實施例對此不作贅述),IL_mean指的是所述電池兩線放電電路的電感電流平均值,1-Ubatt/Udc*指的是預設的前饋信號,其中,Ubatt指的是所述電池兩線放電電路中的電源的電源電壓,另外,MainCtr即指的是與各放電支路相對應的初始主控PWM信號。
進一步地,針對任一放電支路,當與所述放電支路相對應的初始主控PWM信號是采用全母線電壓外環和所述放電支路的電感電流實際值閉環的雙環控制方式對所述放電支路進行控制所得到的PWM信號時,可采用以下方式確定與所述放電支路相對應的初始主控PWM信號:
將確定的電池兩線放電電路的正母線電壓與負母線電壓之和與預設的母線電壓給定值進行比較,得到第二電壓差值信號;
利用PI調節器對所述第二電壓差值信號進行調節,得到電感電流給定值;
將所述電感電流給定值與所述放電支路的電感電流實際值進行比較,得到第二電流差值信號;
利用PI調節器對所述第二電流差值信號進行調節,得到第三PWM信號,并將所述第三PWM信號與預設的前饋信號之和作為與所述放電支路相對應的初始主控PWM信號。
具體地,假設電池兩線放電電路的結構示意圖可如圖1所示,則該全母線電壓外環和電感電流實際值閉環的雙環控制方式所對應的電路示意圖可如圖5所示,其中,Udc_p指的是確定的正母線電壓,Udc_n指的是確定的負母線電壓,Udc*指的是預設的母線電壓給定值,1-Ubatt/Udc*指的是預設的前饋信號,其中,Ubatt指的是所述電池兩線放電電路中的電源的電源電壓;另外,ILA1、ILB1、ILC1、ILA2、ILB2、ILC2可分別指的是所述電池兩線放電電路中的A相第一放電支路的電感電流實際值、B相第一放電支路的電感電流實際值、C相第一放電支路的電感電流實際值、A相第二放電支路的電感電流實際值、B相第二放電支路的電感電流實際值以及C相第二放電支路的電感電流實際值;再有,MainCtrA1、MainCtrB1、MainCtrC1、MainCtrA2、MainCtrB2、MainCtrC2可分別指的是所述電池兩線放電電路中的A相第一放電支路所對應的初始主控PWM信號、B相第一放電支路所對應的初始主控PWM信號、C相第一放電支路所對應的初始主控PWM信號、A相第二放電支路所對應的初始主控PWM信號、B相第二放電支路所對應的初始主控PWM信號以及C相第二放電支路所對應的初始 主控PWM信號。
進一步地,在圖5所示電路的基礎上,本發明實施例一所述控制方法所對應的電路總控制示意圖(即電路總控制示意圖二)具體可如圖6所示,即,利用UpnCtr(第一PWM信號)對每一放電支路所對應的初始主控PWM信號進行相應的微調,以得到各放電支路所對應的調整后的主控PWM信號。其中,圖6中所示的PWM_A1、PWM_B1、PWM_C1、PWM_A2、PWM_B2、PWM-_C2可分別指的是所述電池兩線放電電路中的A相第一放電支路所對應的調整后的主控PWM信號、B相第一放電支路所對應的調整后的主控PWM信號、C相第一放電支路所對應的調整后的主控PWM信號、A相第二放電支路所對應的調整后的主控PWM信號、B相第二放電支路所對應的調整后的主控PWM信號以及C相第二放電支路所對應的調整后的主控PWM信號,本發明實施例對此不作贅述。
需要說明的是,當采用全母線電壓外環和放電支路的電感電流實際值閉環的雙環控制方式對各放電支路進行控制以得到各放電支路相對應的初始主控PWM信號時,由于可根據確定的電感電流給定值對每一放電支路的電感電流實際值進行相應調節,從而還可達到相應的電感電流均流的效果,以進一步減小電池放電紋波、提高電路的性能。
進一步地,需要說明的是,假設電池兩線放電電路的結構示意圖可如圖1所示,則當采用全母線電壓外環和放電支路的電感電流實際值閉環的雙環控制方式對各放電支路進行控制以得到各放電支路相對應的初始主控PWM信號時,由于內環電感電流的控制自由度為5,因此,引入6個電感電流或者5個電感電流都可以達到相同的控制效果,即,此時,圖6所示的電路示意圖中的控制支路可為6個或5個(即可去掉任一路放電支路所對應的控制支路),本發明實施例對此不作任何限定。
進一步地,針對任一放電支路,當與所述放電支路相對應的初始主控PWM信號是采用全母線電壓外環和所述電池兩線放電電路的電感電流平均值閉環 的雙環控制方式對所述電池兩線放電電路進行控制所得到的PWM信號時,所述方法還可包括:
針對所述電池兩線放電電路中的每一放電支路,將所述電池兩線放電電路的電感電流平均值與所述放電支路中的電感電流實際值進行比較,得到第三電流差值信號;
利用PI調節器對所述第三電流差值信號進行調節,得到第四PWM信號;
將所述第四PWM信號以及與所述放電支路相對應的調整后的主控PWM信號進行相加得到與所述放電支路相對應的再次調整后的主控PWM信號,并利用與所述放電支路相對應的再次調整后的主控PWM信號對所述放電支路中的用于控制母線電容的充放電時長的開關管進行驅動控制。
也就是說,當采用全母線電壓外環和電感電流平均值閉環的雙環控制方式對所述電池兩線放電電路進行控制以得到與各放電支路相對應的初始主控PWM信號時,還可將對電感電流平均值與每一放電支路的電感電流實際值的差值進行PI調節所得到的PWM信號作為相應放電支路的調制波的微調量,分別加到各放電支路中的開關管的占空比控制量中,以實現電感電流的均流,從而可進一步減小電池放電紋波、提高電路的性能。
具體地,假設電池兩線放電電路的結構示意圖可如圖1所示,則此時,本發明實施例一所述控制方法所對應的電路總控制示意圖(即電路總控制示意圖三)具體可如圖7所示,其中:
ILA1、ILB1、ILC1、ILA2、ILB2、ILC2可分別指的是所述電池兩線放電電路中的A相第一放電支路的電感電流實際值、B相第一放電支路的電感電流實際值、C相第一放電支路的電感電流實際值、A相第二放電支路的電感電流實際值、B相第二放電支路的電感電流實際值以及C相第二放電支路的電感電流實際值;IL_mean指的是所述電池兩線放電電路的電感電流平均值;
ILA1Ctr、ILB1Ctr、ILC1Ctr、ILA2Ctr、ILB2Ctr、ILC2Ctr可分別指的是所述電池兩線放電電路中的A相第一放電支路所對應的第四PWM信號、B相第一放電 支路所對應的第四PWM信號、C相第一放電支路所對應的第四PWM信號、A相第二放電支路所對應的第四PWM信號、B相第二放電支路所對應的第四PWM信號以及C相第二放電支路所對應的第四PWM信號;
PWM_A1、PWM_B1、PWM_C1、PWM_A2、PWM_B2、PWM_C2可分別指的是所述電池兩線放電電路中的A相第一放電支路所對應的調整后的主控PWM信號、B相第一放電支路所對應的調整后的主控PWM信號、C相第一放電支路所對應的調整后的主控PWM信號、A相第二放電支路所對應的調整后的主控PWM信號、B相第二放電支路所對應的調整后的主控PWM信號以及C相第二放電支路所對應的調整后的主控PWM信號;
相應地,PWM_A1’、PWM_B1’、PWM_C1’、PWM_A2’、PWM_B2’、PWM-_C2’可分別指的是所述電池兩線放電電路中的A相第一放電支路所對應的再次調整后的主控PWM信號、B相第一放電支路所對應的再次調整后的主控PWM信號、C相第一放電支路所對應的再次調整后的主控PWM信號、A相第二放電支路所對應的再次調整后的主控PWM信號、B相第二放電支路所對應的再次調整后的主控PWM信號以及C相第二放電支路所對應的再次調整后的主控PWM信號。
本發明實施例一提供了一種電池兩線放電電路的控制方法,在本發明實施例一所述技術方案中,可引入全母線電壓外環和電感電流平均值或電感電流實際值閉環作為電池兩線放電電路的主控環,這樣即可在保證全母線電壓穩定的基礎上實現功率平衡的效果,并且,在主控環控制輸出的基礎上,還可通過調節各放電支路中的開關管的占空比來控制電路單獨對相應的半母線充放電,從而還可在實現功率平衡的基礎上,達到實現母線電壓平衡的目的,進而可在省去電池的中線接入以及無需增加額外的電路的基礎上,達到滿足電池三線接入的技術指標以提高電池兩線放電電路的電路性能的效果。
另外,在本發明實施例一所述技術方案中,由于還可將對電感電流平均值與每一放電支路的電感電流實際值的差值進行PI調節所得到的PWM信號作為 相應放電支路的調制波的微調量,分別加到各放電支路中的開關管的占空比控制量中,從而還可在實現母線電壓平衡的同時,實現電感電流的均流,以進一步減小電池放電紋波以提高電路的性能。
實施例二:
基于同一發明構思,本發明實施例二提供了一種電池兩線放電電路的控制設備,該控制設備的具體實施可參見上述方法實施例一中的相關描述,重復之處不再贅述,如圖8所示,其為本發明實施例二所述控制設備的結構示意圖,所述控制設備可包括:
初始信號確定模塊81,可用于采用全母線電壓外環和電池兩線放電電路的電感電流平均值閉環的雙環控制方式,對所述電池兩線放電電路進行控制得到與所述電池兩線放電電路中的各放電支路相對應的初始主控PWM信號,或者,針對所述電池兩線放電電路中的每一放電支路,采用全母線電壓外環和所述放電支路的電感電流實際值閉環的雙環控制方式對所述放電支路進行控制得到與所述放電支路相對應的初始主控PWM信號;
微調信號確定模塊82,可用于確定電池兩線放電電路的正母線電壓以及負母線電壓,并將所述正母線電壓與所述負母線電壓進行比較,得到第一電壓差值信號,以及,利用PI調節器對所述第一電壓差值信號進行調節,得到第一PWM信號,并針對所述電池兩線放電電路中的每一一端與所述電池兩線放電電路中的電源的正極相連、另一端與系統中性點相連的第一放電支路,將所述第一PWM信號和確定的與所述第一放電支路相對應的初始主控PWM信號之和作為與所述第一放電支路相對應的調整后的主控PWM信號,以及,針對所述電池兩線放電電路中的每一一端與所述電池兩線放電電路中的電源的負極相連、另一端與系統中性點相連的第二放電支路,將確定的與所述第二放電支路相對應的初始主控PWM信號與所述第一PWM信號之差作為與所述第二放電支路相對應的調整后的主控PWM信號;
電路驅動控制模塊83,可用于針對所述電池兩線放電電路中的每一放電支 路,利用與所述放電支路相對應的調整后的主控PWM信號對所述放電支路中的用于控制母線電容的充放電時長的開關管進行驅動控制。
可選地,所述初始信號確定模塊81具體可用于將確定的電池兩線放電電路的正母線電壓與負母線電壓之和與預設的母線電壓給定值進行比較,得到第二電壓差值信號,并利用PI調節器對所述第二電壓差值信號進行調節,得到電感電流給定值,以及,將所述電感電流給定值與所述電池兩線放電電路的電感電流平均值進行比較,得到第一電流差值信號,并利用PI調節器對所述第一電流差值信號進行調節,得到第二PWM信號,以及,將所述第二PWM信號與預設的前饋信號之和作為與所述電池兩線放電電路中的各放電支路相對應的初始主控PWM信號。
進一步地,所述初始信號確定模塊81具體還可用于將確定的電池兩線放電電路的正母線電壓與負母線電壓之和與預設的母線電壓給定值進行比較,得到第二電壓差值信號,并利用PI調節器對所述第二電壓差值信號進行調節,得到電感電流給定值;以及,針對任一放電支路,將所述電感電流給定值與所述放電支路的電感電流實際值進行比較,得到第二電流差值信號,并利用PI調節器對所述第二電流差值信號進行調節,得到第三PWM信號,以及,將所述第三PWM信號與預設的前饋信號之和作為與所述放電支路相對應的初始主控PWM信號。
進一步地,所述微調信號確定模塊82還可用于針對任一放電支路,當與所述放電支路相對應的初始主控PWM信號是采用全母線電壓外環和所述電池兩線放電電路的電感電流平均值閉環的雙環控制方式對所述電池兩線放電電路進行控制所得到的PWM信號時,將所述電池兩線放電電路的電感電流平均值與所述放電支路中的電感電流實際值進行比較,得到第三電流差值信號,并利用PI調節器對所述第三電流差值信號進行調節,得到第四PWM信號,以及,將所述第四PWM信號以及與所述放電支路相對應的調整后的主控PWM信號進行相加得到與所述放電支路相對應的再次調整后的主控PWM信號;
相應地,所述電路驅動控制模塊83還可用于針對所述電池兩線放電電路中的每一放電支路,利用與所述放電支路相對應的再次調整后的主控PWM信號對所述放電支路中的用于控制母線電容的充放電時長的開關管進行驅動控制。
其中,所述預設的前饋信號可表示為1-Ubatt/Udc*,其中,Ubatt為所述電池兩線放電電路中的電源的電源電壓,所述Udc*為預設的母線電壓給定值。
另外需要說明的是,本發明實施例中所利用到的各PI調節器可以為獨立于所述控制設備的各獨立器件,也可以為設置在所述控制設備內的各集成器件,本發明實施例對此不作贅述。
也就是說,在本發明實施例二所述技術方案中,可引入全母線電壓外環和電感電流平均值或電感電流實際值閉環作為電池兩線放電電路的主控環,這樣即可在保證全母線電壓穩定的基礎上實現功率平衡的效果,并且,在主控環控制輸出的基礎上,還可通過調節各放電支路中的開關管的占空比來控制電路單獨對相應的半母線充放電,從而還可在實現功率平衡的基礎上,達到實現母線電壓平衡的目的,進而可在省去電池的中線接入以及無需增加額外的電路的基礎上,達到滿足電池三線接入的技術指標以提高電池兩線放電電路的電路性能的效果。
另外,在本發明實施例二所述技術方案中,由于還可將對電感電流平均值與每一放電支路的電感電流實際值的差值進行PI調節所得到的PWM信號作為相應放電支路的調制波的微調量,分別加到各放電支路中的開關管的占空比控制量中,以實現電感電流的均流,從而還可進一步減小電池放電紋波以提高電路的性能。
盡管已描述了本發明的優選實施例,但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念,則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以,所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。
顯然,本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發 明的精神和范圍。這樣,倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內,則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。