[发明专利]直流充电桩残压泄放电阻的保护及控制方法

权利要求书

1.一种直流充电桩残压泄放电阻的保护及控制方法，其特征在于，当直流充电桩充电服务停止时，泄放电阻通过高压MOS管接入泄放回路，根据泄放电阻的总承受的热量、泄放电阻能承受的初始最大脉冲冲击功率、输出母线电容的电压、泄放电阻累积的发热量以及散热系数约束条件，计算各周期时间内，最大通过泄放电阻的导通时间，然后由MCU通过PWM控制调节高压MOS管的闭合时间和母线电容泄放能量；MCU的具体控制过程如下：

S1、判断充电服务是否停止，是否需要启动泄放残压控制；若否，则直接退出返回；

S2、若充电服务停止，根据泄放电阻能承受最大的发热量Q_Reg、电阻能承受的初始最大脉冲冲击功率P_pulse、输出母线电容的电压U_out、泄放电阻累积的发热量E′以及散热系数K约束条件，计算当前周期T允许的导通占空比Ton；

S3、根据计算导通占空比Ton，控制高压MOS管的闭合时间，从而将泄放电阻投入回路对母线电容的残压能量进行消耗；

S4、本控制周期T完成后，判断母线电容的残压是否达到安全电压值以下；

S5、若尚未达到安全电压值以下，再判断整个泄放总时间是否已超出规定的时间；

S6、若整个泄放总时间尚未超出规定的时间，则继续返回S2～S5步，继续下一周期的泄放计算导通占空比Ton及控制；

S7、若判断母线电容的残压已下降至安全电压值，则退出泄放控制；

S8、若母线电容的残压尚未达到安全电压以下，并且泄放控制总时间已超出规定的时间内，表明系统中的泄放回路出现故障，上报故障告警信号并返回。

2.根据权利要求1所述的直流充电桩残压泄放电阻的保护及控制方法，其特征在于，在S2中导通占空比Ton的具体计算过程如下：

S21、确定泄放电阻所能承受最大的发热量，称之为电阻的热容Q_Reg；

S22、确定泄放电阻能承受的初始最大脉冲冲击功率P_pulse；

S23、在泄放的过程中，某一周期经泄放电阻所产生的热量ΔE_Reg相当于本周期母线电容所泄放出的能量ΔE_C，即

其中，ΔU为本周期母线电容泄放前与泄放后的电压差，R为泄放电阻阻值，为控制占空比，当控制周期T足够小时，ΔU可近似为当时的母线电压U_out，因此，上式可简化为

S24、周期泄放电阻所散热的能量为Δw，根据泄放电阻是自然散热或冷风强制散热，选择其散热系数K，并根据公式计算泄放电阻所散热的能量Δw；

S25、泄放电阻累积的发热量E′为n个控制周期的发热量之和，也即是各周期泄放电阻产生的能量和减去各周期的散热能量之和，因此，泄放电阻累积的发热量E′可计算为：

S26、由于泄放电阻每经过一个周期的泄放，泄放电阻产生一定的热量，因此当前周期其最大能承受的脉冲冲击功率

其中，Q_Reg为电阻最大的热容，E′为前面泄放过程中电阻所产生的累积热量，首个泄放周期时，E′＝0，因此，首周期泄放电阻最大可承受的最大冲击功率P′_pulse＝1*P_pulse；当E′0时，因此其最大承受的冲击功率随着发热量的增加而减少；

S27、最后，为保护泄放电阻，防止冲击功率过高而导致热应力而损坏泄放电阻，每一控制周期母线电容的能量不应超出电阻当前周期所能承受的功率P′_pulse，也即

代入可得：