[发明专利]一种新型交直流充电桩的架构与上位机控制策略

说明书

本发明公开了一种新型交直流充电桩的上位机控制策略，包括VIENNA整流器、DC/DC变换器、T型三电平逆变器、DSP控制板与触摸屏上位机。本发明将交流充电模式与直流充电模式基于一体。而且充电桩的充电模式有直流充电模式和交流充电模式两种，其输出的电压电流波形稳定可靠，可以满足绝大部分电动汽车的充电需求。直流充电模式中，整流电源系统是其核心部件。在稳态时要使充电桩输出稳定的电能，又要根据检测反馈的信息实时调整输出直流电压与电流的大小，实现快速跟踪给定值。整流电源系统由REG75035充电机与DC/DC电路构成。系统主控采用威纶通触摸屏内部的ARM芯片进行控制，对交流信号和直流信号设计了信号调理电路。

技术领域：

本发明涉及汽车领域，具体为一种交直流充电桩的架构设计与上位机控制策略。

背景技术：

目前，我们面对的能源环保问题日益严重，国家提出了大力发展充电汽车的纲领。随着社会的发展，各种机构、企业、个人均开始购入电动汽车，大功率充电桩为满足社会需求而呼之欲出。为克服各种不同的电池型号与交直流充电的要求，大功率、模块化、智能化是交直流充电桩的下一步的发展方向。目前针对交直流充电桩的拓扑研究与控制的研究并不广泛，所以其发展前景非常广阔，也具有实际意义。本发明以此为基础，对交直流充电桩的架构与上位机控制策略进行系统的研究与设计。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种交直流充电桩的架构与上位机控制策略，以解决上述背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电源模块装置，包括VIENNA整流器、DC/DC变换器、T型三电平逆变器，所述三校催化器的一端设有进气管，所述的VIENNA整流器与市电网络相连接，所述的DC/DC变换器与VIENNA相连接，所述的T型三电平逆变器与VIENNA相连接。一种控制模块，包括DSP控制板与触摸屏上位机。所述DSP主要控制T型三电平逆变器与DC/DC变换器，所述的触摸屏上位机主要控制VIENNA整流器，以上数据均由DSP处理后通过CAN信号传输给触摸屏上位机。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的VIENNA整流器选用英飞源公司的REG75035，为实现大功率传输，采用模块化级联的控制模式与共锁相环模式进行控制，并通过上位机触摸屏给REG75035传输CAN信号。然后当充电模式为直流时，输出电流经过DC/DC模块传输给负载。并且此VIENNA整流器充电机可以实时将测试数据传输回触摸屏上位机，容易实现控制功能。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的DC/DC模快采用LLC模块，它将VIENNA整流器模块输入给它的电压进行稳压，然后根据采用直流充电方式的电动汽车蓄电池所传输回的CAN信号，输出给电动汽车蓄电池。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的T型三电平逆变器模块，它将VIENNA整流器模块输入给它的电压进行稳压，然后根据采用交流充电方式电动汽车蓄电池所传输回的CAN信号，输出给电动汽车蓄电池。此T型三电平电路采用新型三电平快速SVPWM进行控制，这种控制算法将运算周期速率提高了约8.8％，具有结构简单，程序执行周期短，占用内存小等特点，从而提升了算法的运行效率。

作为本发明的一种优选技术方案，所述触摸屏上位机采用威纶通公司的MT8071iE。本产品具有操作简单、可以编译宏指令、触点准确度高、噪音小等诸多优点。也具有Com1/Com3、RS485内置隔离器、NEMA4/IP65前面板防护等级、COM1及COM3、RS485、支持MPI、无风扇冷却系统等特点。这种触摸屏上位机与VIENNA整流器、T型三电平逆变器、DC/DC电源，DSP控制板相连接。主要控制VIENNA整流器模块。并且当遇到险情时，各个模块可以将错误数据传输触摸屏上位机，本上位机由于有宏指令功能，可以最快速度切断供电，从而满足了本发明的安全性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述DSP控制板使用汽车电子工程研究中心所研制的第七代变频控制板。此控制板的优点在于可以输入与输出大功率电压，以此提高交流充电使的速度。