[发明专利]一种直流双向变换装置对蓄电池充放电的控制方法

权利要求书

1.一种直流双向变换装置对蓄电池充放电的控制方法，其特征在于：所述直流双向变换装置包括推挽移相全桥双向DC/DC变换器，推挽移相全桥双向DC/DC变换器的高压侧连接直流母线，低压侧连接蓄电池组；推挽移相全桥双向DC/DC变换器的控制端与驱动放大电路的输出端连接，驱动放大电路的输入端连接控制单元的控制信号输出端；控制单元的模拟信号采样端还分别与蓄电池组电流传感器、蓄电池组电压采样点、直流母线电流传感器和直流母线电压采样点连接；

上述直流双向变换装置对蓄电池充放电的控制方法，具体包括如下步骤：

步骤1，分别采集蓄电池组侧和直流母线侧的电流和电压；

步骤2，对直流母线侧的电压进行判断，当直流母线侧的电压大于充电阈值电压时，执行步骤3；当直流母线侧的电压小于放电阈值电压时，执行步骤4；其他情况保持原有状态，返回步骤1；

步骤3，关闭蓄电池组侧驱动信号，开启直流母线侧驱动信号，双向DC/DC变换器进入充电模式，给蓄电池组充电，将直流母线多余的能量储存在蓄电池组中；在充电模式下，启动电压控制环节对直流母线侧驱动信号进行控制，保证直流母线侧输出稳定的充电电压和电流，实现对蓄电池组充电的精准控制；

步骤4，关闭直流母线侧驱动信号，开启蓄电池组侧驱动信号，双向DC/DC变换器进入放电模式，蓄电池组通过双向DC/DC变换器给直流母线放电，保证直流母线电压的稳定；在放电模式下，启动电压控制环节对蓄电池组侧的驱动信号进行控制，保证高压侧的输出电压稳定，实现对蓄电池组放电的精准控制。

2.根据权利要求1所述的直流双向变换装置对蓄电池充放电的控制方法，其特征在于：所述电压控制环节的控制方法为：

根据数字PI调节器的控制算法的差分方程，得到数字PI调节器输出的变化量：

Δu(k)＝k_p[e(k)-e(k-1)]+k_ie(k) (1)

增量式数字PI调节器的输出为：

u(k)＝u(k-1)+Δu(k) (2)

其中，e(k)，e(k-1)分别是k、k-1时刻的电压误差信号值，kp、ki分别表示比例系数、积分系数，其数值分别为0.62、0.032；

给定电压控制环节的电压给定值后，通过电压采样连续采集k与k-1时刻双向DC/DC变换器输出电压值，将其与电压给定值进行比较，即给定值减去电压采样值得到误差信号e(k)，e(k-1)，将其代入(1)式来计算电压调节器输出的变化量Δu(k)，再利用(2)式来计算电压控制环节的输出值u(k)；

当实际输出电压增加并超过设定电压时，控制PWM驱动信号的占空比减小，输出电压就会下降，直至稳定在设定值；反之，如果实际输出电压下降，小于设定电压，则控制PWM驱动信号的占空比增加，使输出电压增加，直至稳定在输出值。

3.根据权利要求1所述的直流双向变换装置对蓄电池充放电的控制方法，其特征在于：所述推挽移相全桥双向DC/DC变换器包含高频隔离变压器，高频隔离变压器两端分别连接高压侧和低压侧，变压器低压侧两端分别串联有MOS管Q1和MOS管Q2；变压器低压侧中间引线串联有电感L1，变压器低压侧还并联有滤波电容C_L；变压器高压侧设有两两串联后再并联的四个MOS管Q3、Q4、Q5、Q6，变压器高压侧两端分别连接串联MOS管的中间位置；变压器高压侧还并联有滤波电容C_H；变压器高压侧一端还串联有谐振电感Lr和隔直电容Cr。

4.根据权利要求3所述的直流双向变换装置对蓄电池充放电的控制方法，其特征在于：所述控制单元包含ARM处理器，所述ARM处理器PWM信号输出端分别连接MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的控制端，所述ARM处理器的模拟信号采样端分别通过电阻分压的形式连接蓄电池组电流传感器、蓄电池组电压采样点、直流母线电流传感器和直流母线电压采样点。

5.根据权利要求4所述的直流双向变换装置对蓄电池充放电的控制方法，其特征在于：所述驱动电路包括光电耦合器，所述光电耦合器输入端连接ARM处理器的PWM信号输出端；PWM信号输出端串联有驱动电阻，PWM信号输出端还并联有稳压管。