CN112994458B - Dc/dc变换器及其控制方法、燃料电池*** - Google Patents

Dc/dc变换器及其控制方法、燃料电池*** Download PDF

Info

Publication number
CN112994458B
CN112994458B CN202110331026.4A CN202110331026A CN112994458B CN 112994458 B CN112994458 B CN 112994458B CN 202110331026 A CN202110331026 A CN 202110331026A CN 112994458 B CN112994458 B CN 112994458B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
converter
value
target
actual
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110331026.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112994458A (zh
Inventor
张同国
高文进
张冀
苗盼盼
秦琅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Weichai Power Co Ltd
Weichai New Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Weichai Power Co Ltd
Weichai New Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Weichai Power Co Ltd, Weichai New Energy Technology Co Ltd filed Critical Weichai Power Co Ltd
Priority to CN202110331026.4A priority Critical patent/CN112994458B/zh
Publication of CN112994458A publication Critical patent/CN112994458A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112994458B publication Critical patent/CN112994458B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明具体涉及一种DC/DC变换器及其控制方法、燃料电池***，DC/DC变换器包括：电流控制模块，电流控制模块的输入端设置有电流输入端和目标电流信号端，输出端通过电流环控制单元和功率管与变换模块电连接，电流环控制单元根据电流输入端的实际电流值与目标电流信号端的目标电流信号控制功率管的占空比；电压控制模块，电压控制模块的输入端设置有电压输入端和目标电压信号端，输出端通过电压环控制单元与目标电流信号端选择性连接，电压环控制单元根据电压输入端的实际电压值与目标电压信号端的目标电压信号生成目标电流信号。本发明的DC/DC变换器能够根据实际电压值的输入调节实际电流值的输入，通过调节实际电流值的输入达到反向调节实际电压值的目的。

Description

DC/DC变换器及其控制方法、燃料电池***
技术领域
本发明涉及DC/DC变换器技术领域，具体涉及一种DC/DC变换器及其控制方法、燃料电池***。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
在低温环境下，燃料电池的启动工况为低电流和低电压，且在恒流控制模式下燃料电池的输出电压不稳定、波动大，在此情况下，需要对燃料电池的输出电压进行恒压控制。燃料电池的输出需要使用DC/DC变换器进行升压调节。当前用于升压调节的DC/DC变换器的控制模式只有输入电流控制模式和输出电压控制模式，其中，用在燃料电池***的只有输入电流控制模式，而在燃料电池的低温冷启动模式下需要DC/DC变换器执行输入电压的控制模式，以此达到燃料电池输出恒定电压的目的。
发明内容
本发明提供了一种DC/DC变换器，目的是至少解决燃料电池在低温下输出的电压不稳定、波动大的技术问题，该目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的第一方面提供了一种DC/DC变换器，DC/DC变换器包括：电流控制模块，电流控制模块的输入端设置有电流输入端和目标电流信号端，输出端通过电流环控制单元和功率管与变换模块电连接，电流环控制单元根据电流输入端的实际电流值与目标电流信号端的目标电流信号控制功率管的输出占空比；电压控制模块，电压控制模块的输入端设置有电压输入端和目标电压信号端，输出端通过电压环控制单元与目标电流信号端选择性连接，电压环控制单元根据电压输入端的实际电压值与目标电压信号端的目标电压信号生成目标电流信号。
本发明的DC/DC变换器能够根据实际电压值的输入调节实际电流值的输入，由于实际电压值与实际电流值的乘积为稳定的输入功率，因此，通过调节实际电流值的输入可以达到反向调节实际电压值的目的，从而达到提高输入电压稳定性的目的，降低输入电压的波动量。
进一步地，DC/DC变换器还包括模式选择模块，模式选择模块的输入端设置有与电压环控制单元连接的电压端口，模式选择模块的输入端还设置有接收目标电流指令的指令端口，输出端与目标电流信号端电连接，模式选择模块控制电压端口或指令端口与目标电流信号端连接。
进一步地，DC/DC变换器包括DC/DC变换模块和处理模块，处理模块包括电流控制模块和电压控制模块，DC/DC变换模块的输入端设置有与电流控制模块电连接的电流检测元件，以及与电压控制模块电连接的电压检测元件。
进一步地，DC/DC变换器与燃料电池***电连接，燃料电池***处设置有温度传感器，燃料电池***根据燃料电池***处的环境温度值控制模式选择模块的电压端口或指令端口与电流控制模块的目标电流信号端连接。
本发明的第二方面还提供了一种DC/DC变换器的控制方法，DC/DC变换器的控制方法根据本发明的第一方面的DC/DC变换器来实施的，DC/DC变换器的控制方法包括步骤：控制DC/DC变换器的模式选择模块的电压端口与电流控制模块的目标电流信号端连接；获取DC/DC变换器的电压控制模块的实际电压值、目标电压信号以及电流控制模块的实际电流值；根据实际电压值和目标电压信号生成目标电流信号，并根据目标电流信号与实际电流值控制DC/DC变换器的功率管的输出占空比。
进一步地，控制DC/DC变换器的模式选择模块的电压端口与电流控制模块的目标电流信号端连接前还包括：获取与DC/DC变换器连接的燃料电池处的环境温度值；根据环境温度值小于预设环境温度值，控制模式选择模块的电压端口与电流控制模块的目标电流信号端连接；根据环境温度值大于等于预设环境温度值，控制模式选择模块的指令端口与电流控制模块的目标电流信号端连接。
进一步地，根据实际电压值和目标电压信号生成目标电流信号包括：计算实际电压值与目标电压信号的差值；根据差值大于零，控制目标电流信号增加；根据差值小于零，控制目标电流信号减小；根据差值等于零，控制目标电流信号不变。
进一步地，根据实际电压值和目标电压信号生成目标电流信号，并根据目标电流信号与实际电流值控制DC/DC变换器的功率管的输出占空比包括：根据实际电压值对功率管的输出占空比进行正向调节；根据实际电流值对功率管的输出占空比进行反馈调节。
进一步地，根据实际电压值对功率管的输出占空比进行正向调节包括：根据实际电压值增加，控制功率管的输出占空比增加；根据实际电压值降低，控制功率管的输出占空比减少；根据实际电压值不变，控制功率管的输出占空比不变。
本发明的第三方面提供了一种燃料电池***，燃料电池***包括：燃料电池；根据本发明的第一方面的DC/DC变换器，DC/DC变换器的输入端与燃料电池电连接，燃料电池通过DC/DC变换器的控制模块向DC/DC变换器的变换模块输入恒定的目标电压信号；动力电池，DC/DC变换器的变换模块的输出端与动力电池电连接。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明一个实施例的DC/DC变换器的结构示意图；
图2为图1所示DC/DC变换器的内部电路结构示意图；
图3为本发明一个实施例的燃料电池***的结构示意图；
图4为本发明一个实施例的DC/DC变换器的控制方法的流程示意图；
图5为本发明另一个实施例的DC/DC变换器的控制方法的流程示意图；
其中，附图标记如下：
10、燃料电池；20、DC/DC变换器；30、动力电池。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。
尽管可以在文中使用术语第一、第二等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”和“第三”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。另外，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“上”、“内”、“靠近”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应的进行解释。
如图1所示，本发明的第一方面提供的DC/DC变换器20包括电流控制模块、电压控制模块、功率管和变换模块，电流控制模块的输入端设置有电流输入端和目标电流信号端，输出端通过电流环控制单元和功率管与变换模块电连接，电流环控制单元根据电流输入端的实际电流值与目标电流信号端的目标电流信号控制功率管的输出占空比，电压控制模块的输入端设置有电压输入端和目标电压信号端，输出端通过电压环控制单元与目标电流信号端选择性连接，电压环控制单元根据电压输入端的实际电压值与目标电压信号端的目标电压信号生成目标电流信号。
本发明的DC/DC变换器20能够根据实际电压值的输入控制实际电流值的输入，由于实际电压值与实际电流值的乘积为稳定的输入功率，因此，通过控制实际电流值的输入可以达到反向调节实际电压值的目的，从而达到提高输入电压稳定性的目的，降低输入电压的波动量。
具体地，以DC/DC变换器20与燃料电池10连接为例，燃料电池10的输出功率以及DC/DC变换器20的输入功率为定值，DC/DC变换器20的输入功率等于DC/DC变换器20的输入电流与输入电压的乘积，电流控制模块的电流输入端的实际电流值即为DC/DC变换器20的输入电流，电压控制模块的电压输入端的实际电压值即为DC/DC变换器20的输入电压，当DC/DC变换器20的输入电压由于增大或减小发生波动时，本发明的实施例可以通过调节输入电流的方式达到反向调节输入电压的目的，以此达到稳定控制输入电压的目的，从而实现间接稳定燃料电池10的输出电压的效果。
进一步地，为了实现对输入电压进行精准控制的目的，本申请的实施例提出了通过目标电压信号作为参考，通过将实际电压值与目标电压信号作比较，可以判断出实际电压值的波动量。另外，目标电压信号为燃料电池10和DC/DC变换器20处于最佳工作状态的电压信号，且在不同的环境温度下，燃料电池10和DC/DC变换器20处于最佳工作状态下的电压信号不同。
再进一步地，为了实现对输入电流进行精准控制的目的，本申请的实施例还提出了通过目标电流信号作为参考，通过电压环控制单元根据实际电压值与目标电压信号生成目标电流信号，然后通过电流环控制单元将实际电流值与目标电流信号作比较，根据比较后的差值对实际电流值进行调节，然后通过电流环控制单元控制功率管的输出占空比，使实际电流值达到目标电流信号，以此达到调节DC/DC变换器20的输入电流的目的。
本领域技术人员可以理解的是，以DC/DC变换器20与燃料电池10连接为例，燃料电池10在低温环境下的输出电压不稳定、波动大，因此需要根据实际电压值的输入控制实际电流值的输入，然后通过实际电流值的输入反向调节实际电压值的目的。但是，在燃料电池10的输出电压稳定、波动小的工况下，不需要对燃料电池10输出的实际电压值进行调节，只需要对燃料电池10输出的实际电流值进行调节即可，这就涉及到实际电压值调节的工作模式与实际电流值调节的工作模式之间的切换。
继续参阅图1，为了能够实现实际电压值调节与实际电流值调节之间的切换，根据本发明的一个实施例，DC/DC变换器20还包括模式选择模块，模式选择模块的输入端设置有与电压环控制单元连接的电压端口，模式选择模块的输入端还设置有接收目标电流指令的指令端口，输出端与目标电流信号端电连接，模式选择模块控制电压端口或指令端口与目标电流信号端连接。
当DC/DC变换器20执行实际电压值调节模式时，模式选择模块控制电压环控制单元的电压端口与目标电流信号端连接，此时，目标电流信号与输入DC/DC变换器20的实际电压值有关；当DC/DC变换器20执行输入实际电流值调节模式时，模式选择模块控制模式选择模块的指令端口与目标电流信号端连接，此时，目标电流信号与输入模式选择模块的目标电流指令有关。
需要说明的是，上述电压环控制单元生成目标电流信号以及电流环控制单元控制功率管的输出占空比所使用的控制方式为PI控制、PID、智能控制或预测控制等控制方式。
为了实现上述DC/DC变换器20中电流环控制单元、电压环控制单元与变换模块之间的有效连接，如图2所示，根据本发明的一个实施例，DC/DC变换器20包括DC/DC变换模块和控制模块，控制模块包括电流控制模块和电压控制模块，DC/DC变换模块的输入端设置有与电流控制模块电连接的电流检测元件，电流检测元件将检测到的DC/DC变换模块的输入端的实际电流值发送至电流控制模块的电流输入端，DC/DC变换模块的输入端还设置有与电压控制模块电连接的电压检测元件，电压检测元件将检测到的DC/DC变换模块的输入端的实际电压值发送至电压控制模块的电压输入端。
同时，本申请的实施例将DC/DC变换器20进行模块化设置，电流控制模块和电压控制模块集成为控制模块，以此达到对实际输入电流值、实际输入电压值以及目标指令进行集成化处理的目的。
进一步地，根据本发明的一个实施例，DC/DC变换器20与燃料电池***电连接，燃料电池***处设置有温度传感器，燃料电池***根据燃料电池***处的环境温度值控制模式选择模块的电压端口或指令端口与电流控制模块的目标电流信号端连接。
在本实施例中，通过环境温度值控制DC/DC变换器20在输入电流控制模式和输入电压控制模式之间切换，本领域技术人员可以理解的是，以DC/DC变换器20与燃料电池10连接为例，燃料电池10在低温环境下的输出电压不稳定、波动大，因此需要根据实际电压值的输入控制实际电流值的输入，以此达到通过控制实际电流值的输入反向调节实际电压值的目的。但是，在燃料电池10的输出电压稳定、波动小的工况下，不需要对实际电压值进行调节，对实际电流值进行调节即可，这就涉及到电压调节与电流调节之间的转换。
另外，附图2中的DC/DC变换模块只是本申请的优选实施例，并不是对DC/DC变换模块的限制，在本申请的其他实施例中，DC/DC变换模块还可以为其他结构，在此不进行一一赘述。
下面结合图1具体阐述本申请实施例的DC/DC变换器20：
本发明的DC/DC变换器20在于增加了电压控制模块，电压控制模块中的V1为DC/DC变换器20采集到的实际电压值，实际电压值V1与目标电压信号经过做差后进入电压环控制单元调节后输出设定的目标电流信号。
模式切换模块是进行输入电压控制模式和输入电流控制模式的切换选择，从而使DC/DC变换器20能够根据实际电压值或目标电流指令调节变换模块的实际电流值，模式切换模块内设置有互锁开关，通过互锁开关使模式选择模块控制电压端口或指令端口中的一个与目标电流信号端连接。
电流控制模块是将目标电流信号与实际电流值A1做差，然后进入电流环控制单元进行调节，从而输出PWM的占空比，最后驱动功率管的开关实现DC/DC变换器20的升压功能。
具体地，图2为DC/DC变换器20的简易架构图，上部分为硬件电气架构，其中In+/In-为DC/DC变换器20的输入端，连接燃料电池10；OUT+/OUT-为DC/DC变换器20的输出端，连接动力电池30；V1为采集DC/DC变换器20的输入电压值；V2为采集DC/DC变换器20的输出电压值；A1为采集DC/DC变换器20的输入电流值。DC/DC变换器20的下部分为控制算法，工作模式是通过CAN报文接收到的DC/DC变换器20的工作模式(包括输入电压控制模式和输入电流控制模式)；目标指令在输入电压控制模式下是指设定的输入电压值，在输入电流控制模式下是指设定的输入电流值；控制算法是指DC/DC变换器20实现输入电压控制和输入电流控制的算法，是本发明的核心部分。
如图3所示，本发明的第三方面提供了一种燃料电池***，燃料电池***包括燃料电池10、根据本发明的第一方面的DC/DC变换器20以及动力电池30，DC/DC变换器20的输入端与燃料电池10电连接，燃料电池10通过DC/DC变换器20的控制模块向DC/DC变换器20的变换模块输入恒定的目标电压信号，DC/DC变换器20的变换模块的输出端与动力电池30电连接。燃料电池***具有本发明实施例的DC/DC变换器20的一切技术效果，在此不再进行赘述。
如图4所示，本发明的第二方面提供了一种DC/DC变换器的控制方法，DC/DC变换器的控制方法根据本发明的第一方面的DC/DC变换器来实施的，DC/DC变换器的控制方法包括步骤：控制DC/DC变换器的模式选择模块的电压端口与电流控制模块的目标电流信号端连接；获取DC/DC变换器的电压控制模块的实际电压值、目标电压信号以及电流控制模块的实际电流值；根据实际电压值和目标电压信号生成目标电流信号，并根据目标电流信号与实际电流值控制DC/DC变换器的功率管的输出占空比。
在本实施例中，以DC/DC变换器20与燃料电池10连接为例，燃料电池10的输出功率以及DC/DC变换器20的输入功率为定值，DC/DC变换器20的输入功率等于DC/DC变换器20的输入电流与输入电压的乘积，电流控制模块的电流输入端的实际电流值即为DC/DC变换器20的输入电流，电压控制模块的电压输入端的实际电压值即为DC/DC变换器20的输入电压，当DC/DC变换器20的输入电压增大或减小发生波动时，本发明的实施例可以通过调节输入电流的方式达到反向调节输入电压的目的，以此达到稳定控制输入电压的目的。
根据本发明的一个实施例，步骤S10前还包括：获取与DC/DC变换器连接的燃料电池处的环境温度值；根据环境温度值小于预设环境温度值，控制模式选择模块的电压端口与电流控制模块的目标电流信号端连接；根据环境温度值大于等于预设环境温度值，控制模式选择模块的指令端口与电流控制模块的目标电流信号端连接。
在本实施例中，以DC/DC变换器20与燃料电池10连接为例，预设环境温度值由燃料电池10的性能而定，不同燃料电池10所对应的预设环境温度不同，燃料电池10在预设环境温度下的启动工况为低电流和低电压，且燃料电池10的输出电压不稳定、波动大，因此，需要通过控制实际电流值的输入反向调节实际电压值的目的。
根据本发明的一个实施例，步骤S30具体包括：计算实际电压值与目标电压信号的差值(实际电压值减目标电压信号的差值)；根据差值大于零，控制目标电流信号增加；根据差值小于零，控制目标电流信号减小；根据差值等于零，控制目标电流信号不变。
下面通过图5所示的流程示意图并结合图1和图2详细阐述本申请实施例的DC/DC变换器的控制方法：
采集值V1<设定电压时，差值<0，电压环控制单元反向调节，输出的输入电流设定值变小，从而调节输入电流变小，输入电压变大，达到闭环调节效果；
采集值V1>设定电压时，差值>0，电压环控制单元正向调节，输出的输入电流设定值变大，从而调节输入电流变大，输入电压变小，达到闭环调节效果。
根据本发明的一个实施例，步骤S30还包括：根据实际电压值对功率管的输出占空比进行正向调节；根据实际电压值增加，控制功率管的输出占空比增加；根据实际电压值降低，控制功率管的输出占空比减少；根据实际电压值不变，控制功率管的输出占空比不变。根据实际电流值对功率管的输出占空比进行反馈调节。
在本实施例中，在自动控制理论中采集反馈值通常作为负反馈输入进行调节，但在该实例中考虑燃料电池10输入电流电压特性，电流越大电压越小，电流越小电压越大，故采用取反的方式(采集值V1-目标指令)对实际电压值进行调节。
另外，本申请的实施例根据实际电压值的增减调节功率管的输出占空比，以此达到调节实际电压值的目的，减少实际电压值的波动现象和波动量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种DC/DC变换器，其特征在于，所述DC/DC变换器包括：
电流控制模块，所述电流控制模块的输入端设置有电流输入端和目标电流信号端，所述电流控制模块的输出端通过电流环控制单元和功率管与变换模块电连接，所述电流环控制单元根据所述电流输入端的实际电流值与所述目标电流信号端的目标电流信号控制所述功率管的输出占空比；
电压控制模块，所述电压控制模块的输入端设置有电压输入端和目标电压信号端，所述电压控制模块的输出端通过电压环控制单元与所述目标电流信号端选择性连接，所述电压环控制单元根据所述电压输入端的实际电压值与所述目标电压信号端的目标电压信号生成所述目标电流信号；
所述DC/DC变换器还包括模式选择模块，所述DC/DC变换器与燃料电池***电连接，所述燃料电池***处设置有温度传感器，所述燃料电池***根据所述燃料电池***处的环境温度值控制所述模式选择模块的电压端口或指令端口与所述电流控制模块的目标电流信号端连接；
所述模式选择模块的输入端设置有与所述电压环控制单元连接的电压端口，所述模式选择模块的输入端还设置有接收目标电流指令的指令端口，所述模式选择模块的输出端与所述目标电流信号端电连接，所述模式选择模块控制所述电压端口或所述指令端口与所述目标电流信号端连接。
2.根据权利要求1所述的DC/DC变换器，其特征在于，所述DC/DC变换器包括DC/DC变换模块和处理模块，所述处理模块包括所述电流控制模块和所述电压控制模块，所述DC/DC变换模块的输入端设置有与所述电流控制模块电连接的电流检测元件，以及与所述电压控制模块电连接的电压检测元件。
3.一种DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，所述DC/DC变换器的控制方法根据权利要求1至2中任一项所述的DC/DC变换器来实施的，所述DC/DC变换器的控制方法包括步骤：
控制所述DC/DC变换器的模式选择模块的电压端口与电流控制模块的目标电流信号端连接；
获取所述DC/DC变换器的电压控制模块的实际电压值、目标电压信号以及电流控制模块的实际电流值；
根据所述实际电压值和所述目标电压信号生成所述目标电流信号，并根据所述目标电流信号与所述实际电流值控制所述DC/DC变换器的功率管的输出占空比。
4.根据权利要求3所述的DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，所述控制所述DC/DC变换器的模式选择模块的电压端口与电流控制模块的目标电流信号端连接前还包括：
获取与所述DC/DC变换器连接的燃料电池处的环境温度值；
根据所述环境温度值小于预设环境温度值，控制所述模式选择模块的电压端口与所述电流控制模块的所述目标电流信号端连接；
根据所述环境温度值大于等于所述预设环境温度值，控制所述模式选择模块的指令端口与所述电流控制模块的所述目标电流信号端连接。
5.根据权利要求3所述的DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，所述根据所述实际电压值和所述目标电压信号生成所述目标电流信号包括：
计算所述实际电压值与所述目标电压信号的差值；
根据所述差值大于零，控制所述目标电流信号增加；
根据所述差值小于零，控制所述目标电流信号减小；
根据所述差值等于零，控制所述目标电流信号不变。
6.根据权利要求3所述的DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，所述根据所述实际电压值和所述目标电压信号生成所述目标电流信号，并根据所述目标电流信号与所述实际电流值控制所述DC/DC变换器的功率管的输出占空比包括：
根据所述实际电压值对所述功率管的输出占空比进行正向调节；
根据所述实际电流值对所述功率管的输出占空比进行反馈调节。
7.根据权利要求3所述的DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，所述根据所述实际电压值对所述功率管的输出占空比进行正向调节包括：
根据所述实际电压值增加，控制所述功率管的输出占空比增加；
根据所述实际电压值降低，控制所述功率管的输出占空比减少；
根据所述实际电压值不变，控制所述功率管的输出占空比不变。
8.一种燃料电池***，其特征在于，所述燃料电池***包括：
燃料电池；
根据权利要求1至2中任一项所述的DC/DC变换器，所述DC/DC变换器的输入端与所述燃料电池电连接，所述燃料电池通过所述DC/DC变换器的控制模块向所述DC/DC变换器的变换模块输入恒定的目标电压信号；
动力电池，所述DC/DC变换器的所述变换模块的输出端与所述动力电池电连接。
CN202110331026.4A 2021-03-26 2021-03-26 Dc/dc变换器及其控制方法、燃料电池*** Active CN112994458B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110331026.4A CN112994458B (zh) 2021-03-26 2021-03-26 Dc/dc变换器及其控制方法、燃料电池***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110331026.4A CN112994458B (zh) 2021-03-26 2021-03-26 Dc/dc变换器及其控制方法、燃料电池***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112994458A CN112994458A (zh) 2021-06-18
CN112994458B true CN112994458B (zh) 2022-08-23

Family

ID=76333995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110331026.4A Active CN112994458B (zh) 2021-03-26 2021-03-26 Dc/dc变换器及其控制方法、燃料电池***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112994458B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113364262A (zh) * 2021-06-30 2021-09-07 湖南理工职业技术学院 氢燃料电动汽车dc/dc的恒压冷启动方法
CN114590141B (zh) * 2022-03-30 2023-12-15 潍柴动力股份有限公司 一种车载电池预充***及方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN206164198U (zh) * 2016-10-13 2017-05-10 杭州佳汇机电有限公司 锂电池功率变换单元
CN106936148B (zh) * 2017-02-16 2023-07-18 湖北文理学院 一种光伏-储能变流***及其控制方法
CN112186792B (zh) * 2020-10-13 2022-05-17 南京南瑞继保电气有限公司 储能变流器运行模式切换控制的方法、***及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112994458A (zh) 2021-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112994458B (zh) Dc/dc变换器及其控制方法、燃料电池***
US7633783B2 (en) Converter control device
US10181727B2 (en) Fuel cell system and method of controlling of a fuel cell system
US7250746B2 (en) Current mode switching regulator with predetermined on time
US10686374B2 (en) Control apparatus for power conversion apparatus
TWI400869B (zh) 峰值充電電源調變之方法和電壓轉換器
CN107612333B (zh) 一种基于双管升降压变换器的控制电路及方法
US8350541B2 (en) Control circuit and method for a soft-start scheme of a switch mode power supply for a power amplifier
CN108776244B (zh) 电子负载
JP2009232665A (ja) 電源装置および電源制御方法
JP4379396B2 (ja) 昇降圧チョッパ式ｄｃ−ｄｃコンバータ
US9374013B2 (en) Power conversion apparatus and power conversion method
US11707997B2 (en) In-vehicle DC-DC converter
US20080003462A1 (en) Digital logic control DC-to-DC converter with controlled input voltage and controlled power output
JP2003052130A (ja) 充電制御装置
Pernía et al. A modular strategy for isolated photovoltaic systems based on microcontroller
CN111293882B (zh) 升降压电路及控制方法
EP3920400A1 (en) Buck-boost circuit and control method therefor
US20100233559A1 (en) Fuel Cell System for a Vehicle, Method for Monitoring a Fuel Cell System
US10622893B2 (en) Method and device for controlling DC-to-DC converter
JP6987035B2 (ja) 電磁弁駆動装置
JP3245330U (ja) 充電制御ユニット、充電システム、直流電源供給ユニット及び直流電源駆動システム
CN116526618B (zh) 双向充放电电路的控制方法、装置及***
US20160134190A1 (en) Voltage converter
JP7312088B2 (ja) 電力変換装置、及び電力変換制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant