CN113890343A - 一种升压转换器的控制方法、装置、***及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种升压转换器的控制方法、装置、***及可读存储介质,该方法包括:获取升压转换器的功率信息,以及获取升压转换器的当前工作模式;根据功率信息和当前工作模式控制升压转换器工作模式的切换;工作模式包括:升压模式、降压模式和缓冲模式。本发明实施例提供的升压转换器的控制方法、装置、***及可读存储介质,增加了一种缓冲模式,有效增强了升压转换器的工作模式转换平顺性。
Description
技术领域
本发明涉及但不仅限于自动控制领域,尤指一种升压转换器的控制方法、装置、***及可读存储介质。
背景技术
升压转换器是指通过一定的开关频率驱动开关器件,并利用电感来升高或降低输入侧电源电压的一种电力电子变换器。
目前,升压转换器主要的工作模式为升压模式及降压模式,为了保障动力***的稳定,需要升压转换器切换工作模式时电压电流的波动尽可能小。
然而,升压转换器仅有升压模式和降压模式两种模式,其存在以下问题:
1、当升压转换器在升高电压和降低电压的临界点来回频繁跳动时,升压转换器会在升压模式和降压模式来回频繁切换,容易导致升压转换器开关器件损坏;
2、升压转换器进行模式切换的测量参数值与理论参数值存在误差和延迟,会导致升压转换器难以精确切换工作模式,引起电压及电流波动。
发明内容
第一方面,本申请实施例提供了一种升压转换器的控制方法,包括:
获取升压转换器的功率信息,以及获取升压转换器的当前工作模式;
根据所述功率信息和所述当前工作模式控制所述升压转换器工作模式的切换;
所述工作模式包括:升压模式、降压模式和缓冲模式。
第二方面,本申请实施例提供了一种升压转换器的控制装置,包括存储器和逻辑运算器件,所述存储器用于存储计算机程序;所述计算机程序被所述逻辑运算器件执行时实现如第一方面任一实施例所述的升压转换器的控制方法。
第三方面,本申请实施例提供了一种升压转换器的控制***,包括电机控制器、整车控制器和升压转换控制装置,其中:
所述电机控制器设置为获取一个或多个电机的转矩和转速,并发送给所述整车控制器;
所述整车控制器设置为根据所述电机控制器提供的一个或多个电机的转矩和转速计算得到功率值,并将所述功率值作为升压转换器的功率信息发送给所述升压转换控制装置;
所述升压转换控制装置设置为执行如第一方面任一实施例所述的升压转换器的控制方法以实现升压转换器的模式切换控制。
第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,所述指令被处理器执行时实现第一方面任一实施例所述的方法的步骤。
本申请至少一个实施例提供的升压转换器的控制方法、装置、***及可读存储介质,与现有技术相比,具有以下有益效果:增加了一种缓冲模式,根据升压转换器的功率需求以及升压转换器当前工作模式等信息进行综合判断,使得升压转换器在不同的工作场景下,可根据不同的功率大小自动切换不同的工作模式,有效增强了升压转换器的工作模式转换平顺性。可以避免升压转换器仅有升压模式和降压模式两种模式时,升压转换器在升压模式和降压模式来回频繁切换,容易导致升压转换器开关器件损坏;以及可以避免升压转换器仅有升压模式和降压模式两种模式时,升压转换器进行模式切换的测量参数值(比如计算得到的功率值)与理论参数值(比如实际功率值)存在误差和延迟,会导致升压转换器难以精确切换工作模式,引起电压及电流波动。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案,并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的升压转换器的控制方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的升压转换器的动力***框架图;
图3为本发明实施例提供的升压转换器的主电路拓扑图;
图4为本发明一示例实施例提供的升压转换器模式切换的原理框图;
图5为本发明另一示例实施例提供的升压转换器模式切换的原理框图;
图6为本发明实施例提供的升压转换器模式切换的实际波形图;
图7为本发明实施例提供的升压转换器的控制装置的结构框图;
图8为本发明实施例提供的升压转换器的控制***的结构框图。
具体实施方式
本申请描述了多个实施例,但是该描述是示例性的,而不是限制性的,并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是,在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合,并在具体实施方式中进行了讨论,但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外,任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用,或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合,以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合,以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此,应当理解,在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此,除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外,实施例不受其它限制。此外,可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
此外,在描述具有代表性的实施例时,说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而,在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上,该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的,其它的步骤顺序也是可能的。因此,说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外,针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤,本领域技术人员可以容易地理解,这些顺序可以变化,并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。
图1为本发明实施例提供的升压转换器的控制方法的流程图,如图1所示,本发明实施例提供的升压转换器的控制方法,可以包括S101和S102。
S101:获取升压转换器的功率信息,以及获取升压转换器的当前工作模式。
本实施例中,升压转换器通常搭载在两个电气设备之间,用于在第一电气设备和第二电气设备之间进行升压或降压。以第一电气设备为低压侧,第电气设备为高压侧为例,在升压时,第一电气设备侧对升压转换器器来说是输入侧,第二电气设备侧对升压转换器器来说是输出侧;在降压时,第一电气设备侧对升压转换器器来说是输出侧,第二电气设备侧对升压转换器器来说是输入侧。
在一示例中,升压转换器的功率信息可以用功率值表示,功率值为正值时,表示电能需要从升压转换器的低压侧向高压侧输送;功率值为负值时,表示电能需要从升压转换器的高压侧向低压侧输送。
本实施例中,升压转换器的功率信息用于表示升压转换器的输入功率或输出功率,电能从低压侧向高压侧输送时,升压转换器的功率信息表示升压转换器的输出功率;电能从高压侧向低压侧输送时,升压转换器的功率信息表示升压转换器的输入功率。
在一示例中,升压转换器的功率信息可以用高压侧的第二电气设备的功率来表示。本实施例中,升压转换器的功率信息是指高压侧的第二电气设备在电能从低压侧向高压侧输送时的输入功率(或负载功率),或者,高压侧的第二电气设备在电能从高压侧向低压侧输送时的输出功率。
在一示例中,升压转换器的功率信息可以根据低压侧的第一电气设备的功率。本实施例中,升压转换器的功率信息是指低压侧的第一电气设备在电能从低压侧向高压侧输送时的输出功率,或者,低压侧的第一电气设备在电能从高压侧向低压侧输送时的输入功率。
在一示例中,升压转换器可以应用在汽车领域中,此时第一电气设备和第二电气设备可以分别为动力电池和电机控制器。图2为本发明实施例提供的升压转换器的动力***框架图,如图2所示,升压转换器21的低压侧可以与电池22电连接,高压侧可以与电机控制器23电连接,电机控制器可连接一台或多台电机。其中,电池可以为动力电池,升压转换器可以将动力电池的电压升高输出给电机控制器,也可以将电机控制器回馈充电时的电压降低输出给动力电池。
其中,可将动力电池的电压升高输出给电机控制器的方向称为驱动方向,可将动力电池的电压升高输出给电机控制器的方向称为充电方向。
在电动汽车、混合动力汽车等新能源汽车中,其动力***会搭载能控制电机的电机控制器,以及储能用的动力电池。本实施例中,升压转换器可以搭载在动力电池及电机控制器之间,能将动力电池的电压升高输出给电机控制器,也能将电机控制器回馈充电时的电压降低输出给动力电池。相对于未搭载升压转换器的新能源汽车动力***,本实施例采用升压转换器能够提高电机***的电压,电机能够高速化小型化,降低电机***体积及成本,提升电机***效率。以及可以通过升压转换器实时调节电压,可以使电机一直工作在***高效区,提升整个动力***效率。
本实施例中,升压转换器的低压侧与电池电连接,高压侧与电机控制器电连接,升压转换器的功率信息可视为一个或多个电机的输入/输出功率的总和与升压转换器的损耗之和。其中,升压转换器的功率信息通过以下方式之一确定:
方式一:获取电机控制器所控制的一台或多台电机的转矩和转速,将根据转矩和转速计算得到的功率值作为功率信息。
本实施例中,升压控制器的功率信息可以用升压控制器与电机***相连那一侧的功率表示,可根据电机的转矩和转速计算得到功率值,以作为升压转换器的功率信息。其中,可采用公式功率P=n*T/9550进行计算,n为转速,其单位可以为转/分钟(RevolutionsPer minute,简称rpm),T为转矩,其单位可以为牛顿·米(N·m)。
方式二:获取电机控制器的输入端或内部检测点的电压和输入电流,将根据电压和电流计算得到的功率值作为功率信息。
本实施例中,升压控制器的功率信息可以用升压控制器与动力电池相连那一侧的功率表示,可用动力电池的电压和电流计算出来的功率值表示升压转换器的功率信息。其中,可通过获取电机控制器的输入端或内部检测点的电压和输入电流,以检测动力电池的电压和电流。
方式三:获取电机控制器所控制的一台或多台电机的输入电压和输入电流,将根据电压和电流计算得到的功率值作为功率信息。
本实施例中,升压控制器的功率信息可以用升压控制器与电机***相连那一侧的功率表示,可用电机的电压和电流计算出来的功率值表示升压转换器的功率信息。
在一示例中,获取升压转换器的当前工作模式时,可以根据升压转换器的当前的导通方向确定升压转换器的当前工作模式。比如,在升压转换器的当前的导通方向为从低压侧到高压侧时,可确定升压转换器处于升压模式;在升压转换器的当前的导通方向为从高压侧到低压侧时,可确定升压转换器处于降压模式;在升压转换器的当前为恒导通时,可确定升压转换器处于缓冲模式。
另外,本实施例中升压转化器的不同工作模式即是升压转化器的不同导通方向(比如功率器件的不同导通状态),而不同导通方向(比如功率器件)的导通状态是由升压转换器软件(如下述实施例中的升压转换器的控制装置、升压转换控制装置或计算机可读存储介质)控制发送的,即升压转换器软件是一直知道当前状态的,即升压转换器软件一直知道升压转换器处于何种工作模式。
S102:根据功率信息和当前工作模式控制升压转换器工作模式的切换;工作模式可以包括:升压模式、降压模式和缓冲模式。
本实施例中,增加了一种缓冲模式,根据升压转换器的功率需求以及升压转换器当前工作模式等信息进行综合判断,使得升压转换器在不同的工作场景下,可根据不同的功率大小自动切换不同的工作模式,有效增强了升压转换器的工作模式转换平顺性。
本实施例中,增加了升压转换器的缓冲模式,升压转换器通过三种工作模式对开关器件进行控制,相对于两种工作模式更加有效,效果更好,效率更高。现有技术升压转换器仅有升压模式和降压模式两种模式,两种工作模式之间可能产生频繁切换。而本实施例增加的第三种工作模式:缓冲模式,三种工作模式切换稳定迅速,降低了***振荡,能够弥补升压模式和降压模式两种工作模式切换时***处于的断续状态,保证工作模式切换时的平顺性。
另外,现有的技术一般是采用升压模式和降压模式两种工作模式,两种工作模式之间存在直接的电路拓扑差异,工作模式切换时需要升压转换器的功率信息与工作模式精确匹配,在升压转换器的功率信息精度很差或传送延迟的情况下,升压转换器不能够精确切换工作模式,例如在某些情况下,当升压转换器当前处于升压模式下,而升压转换器的功率信息为从低压侧向高压侧输送的方向,若升压转换器未能精确切换到降压模式,升压转换器会产生电压波动导致***不能满足正常工作需求。
而本实施例增加的第三种工作模式:缓冲模式,在缓冲模式下,升压转换器处于恒导通,不区分电能是从低压侧向高压侧的输送,还是电能从高压侧向低压侧的输送。即在缓冲模式下,升压转换器相当于一个导线,既不升压也不降压,能够弥补升压模式和降压模式两种工作模式切换时***处于的输入/输出功率不确定状态,***无需高精度及低延迟即能满足工作需求。
本发明实施例提供的升压转换器的控制方法,增加了一种缓冲模式,根据升压转换器的功率需求以及升压转换器当前工作模式等信息进行综合判断,使得升压转换器在不同的工作场景下,可根据不同的功率大小自动切换不同的工作模式,有效增强了升压转换器的工作模式转换平顺性。可以避免升压转换器仅有升压模式和降压模式两种模式时,升压转换器在升压模式和降压模式来回频繁切换,容易导致升压转换器开关器件损坏;以及可以避免升压转换器仅有升压模式和降压模式两种模式时,升压转换器进行模式切换的测量参数值(比如计算得到的功率值)与理论参数值(比如实际功率值)存在误差和延迟,会导致升压转换器难以精确切换工作模式,引起电压及电流波动。
在本发明一示例实施例中,升压转换器可以包括:第一导通方向的通道和第二导通方向的通道,第一导通方向为电能从升压转换器的低压侧向高压侧输送的方向,第二导通方向为电能从升压转换器的高压侧向低压侧输送的方向。
升压模式下,第一导通方向的通道导通,且占空比根据升压需求确定,第二导通方向的通道处于断路状态。
本实施例中,在升压模式下,电能从升压转换器的低压侧向高压侧输送的方向导通,电能从升压转换器的高压侧向低压侧输送的方向断路,以实现升压。其中,在升压模式下,电能从升压转换器的低压侧向高压侧输送的方向导通时并非恒导通,其占空比需根据升压需求而定,比如,需升高的电压越大,其占空比越大。
降压模式下,第二导通方向的通道导通,且占空比根据降压需求确定,第一导通方向的通道处于断路状态。
本实施例中,在降压模式下,电能从升压转换器的低压侧向高压侧输送的方向断路,电能从升压转换器的高压侧向低压侧输送的方向导通,以实现降压。其中,在降压模式下,电能从升压转换器的高压侧向低压侧输送的方向导通时并非恒导通,其占空比需根据降压需求而定,比如,需降低的电压越大,其占空比越大。
缓冲模式下,第一导通方向的通道和第二导通方向的通道中的其中一个处于恒通状态,另一个处于断路状态。
本实施例中,在缓冲模式下,电能从升压转换器的低压侧向高压侧输送的方向或电能从升压转换器的高压侧向低压侧输送的方向其中一个处于恒通状态即可,可使压转换器处于恒导通,而不区分电能是从低压侧向高压侧的输送,还是电能从高压侧向低压侧的输送。即在缓冲模式下,升压转换器相当于一个导线,既不升压也不降压。
在本发明一示例实施例中,图3为本发明实施例提供的升压转换器的主电路拓扑图,如图3所示,升压转换器可以包括并联的第一半桥和第二半桥,第一半桥可以包括第一上功率开关管Q1和第一下功率开关管Q2,第二半桥可以包括第二上功率开关管Q3和第二下功率开关管Q4。
第一上功率开关管Q1和第二上功率开关管Q3的连接电路可以作为第二导通方向的通道;第一下功率开关管Q2和第二下功率开关管Q4可以作为第一导通方向的通道。
本实施例中,可通过升压转换器中开关器件控制工作模式的设定,当升压转换器中的开关器件分别处于特定开关状态,以对应升压模式、降压模式和缓冲模式。
如图3所示,第一上功率开关管Q1和第二上功率开关管Q3的连接电路可以作为第二导通方向的通道;第一下功率开关管Q2和第二下功率开关管Q4可以作为第一导通方向的通道,每一功率开关管可并联一二极管。可通过控制开关器件Q1、Q2、Q3和Q4的导通或关断占空比,实现三种工作模式的切换:
需切换至升压模式时,功率开关管Q2和Q4根据升压转换器的占空比需求导通或关断,功率开关管Q1和Q3处于断路状态,以实现电能从低压侧经过功率开关管Q2和Q4到高压侧。
需切换至降压模式时,功率开关管Q1和Q3根据升压转换器的占空比需求导通或关断,功率开关管Q2和Q4处于断路状态,以实现电能从高压侧经过功率开关管Q3和Q1到低压侧。
需切换至缓冲模式时,功率开关管Q1和Q3根据升压转换器的最大占空比需求恒导通,功率开关管Q2和Q4处于断路状态,以实现电能从低压侧经过二极管D1和D3到高压侧,以及实现电能从高压侧经过功率开关管Q3和Q1到低压侧。
在一可替代实施例中,需切换至缓冲模式时,功率开关管Q2和Q4根据升压转换器的最大占空比需求恒导通,功率开关管Q1和Q3处于断路状态,以实现电能从低压侧经过二极管Q2和Q4到高压侧,以及实现电能从高压侧经过功率开关管D4和D2到低压侧。
在一示例中,如图3所示,功率开关管Q1和Q2的公共端G1可以通过电感L2连接至低压侧,功率开关管Q3和Q4的公共端G2可以通过电感L1连接至低压侧。低压侧可以并联一电容C1,高压侧可以并联一电容C2。
在一可替代实施例中,功率开关管Q1和Q2的公共端G1和功率开关管Q3和Q4的公共端G2可以通过一个共用电感连接至低压侧。
本发明实施例提供的升压转换器的控制方法,可通过升压转换器中开关器件控制工作模式的设定,当升压转换器中的开关器件分别处于特定开关状态,以对应升压模式、降压模式和缓冲模式,以使增加的缓冲模式的电路拓扑与另两种工作模式分别存在互通,能够弥补两种工作模式切换时***处于的输入/输出功率不确定状态,***无需高精度及低延迟即能满足工作需求。
在本发明一示例实施例中,根据功率信息和当前工作模式控制升压转换器工作模式的切换,可以包括:
将功率信息的功率值与当前工作模式对应的预设功率阈值进行比较,根据比较结果控制升压转换器工作模式的切换。
本实施例中,可将获取的升压转换器的功率信息的功率值与当前工作模式对应的预设功率阈值进行比较,使得升压转换器在不同的工作场景下,可根据不同的功率大小自动切换不同的工作模式,有效增强了升压转换器的工作模式转换平顺性。
在一示例中,图4为本发明一示例实施例提供的升压转换器模式切换的原理框图,图5为本发明另一示例实施例提供的升压转换器模式切换的原理框图,如图4和图5所示,将功率信息的功率值与当前工作模式对应的预设功率阈值进行比较,根据比较结果控制升压转换器工作模式的切换,可以包括:
当前工作模式为降压模式时:
如功率值P大于或大于等于预设的第一功率阈值P1,控制升压转换器从降压模式转换为升压模式;如功率值P大于或大于等于预设的第二功率阈值P2且小于或小于等于预设的第三功率阈值P3,控制升压转换器从降压模式转换为缓冲模式。
其中,第一功率阈值P1大于或等于第三功率阈值P3。如图5所示,P1、P2和P3的取值可以但不仅限于分别为3千瓦(KW)、-1KW和0KW。
本实施例中,若升压转换器的当前工作模式为降压模式,则基于降压模式对升压转换器进行控制;进一步的,将压转换器功率信息的功率值P与第一功率阈值P1、第二功率阈值P2和第三功率阈值P3进行比较。其中,功率值P与第一功率阈值P1、第二功率阈值P2和第三功率阈值P3比较时不分先后顺序。
可以判断功率值P是否大于或大于等于预设的第一功率阈值P1,若是,则切换至升压模式对升压转换器进行控制。
若不满足,进一步地,可以判断功率值P是否大于或大于等于预设的第二功率阈值P2且小于或小于等于预设的第三功率阈值P3,若是,则切换至缓冲模式对升压转换器进行控制。
在一示例中,如图4和图5所示,将功率信息的功率值与当前工作模式对应的预设功率阈值进行比较,根据比较结果控制升压转换器工作模式的切换,可以包括:
当前工作模式为升压模式时:
如功率值P大于或大于等于预设的第四功率阈值P4且小于或小于等于预设的第五功率阈值P5,控制升压转换器从升压模式转换为缓冲模式;如功率值P小于或小于等于预设的第六功率阈值P6,控制升压转换器从升压模式转换为降压模式。
其中,第六功率阈值P6小于或等于第四功率阈值P4。如图5所示,P4、P5和P6的取值可以但不仅限于分别为-1KW、2KW和-1KW。
本实施例中,若升压转换器的当前工作模式为升压模式,则基于升压模式对升压转换器进行控制;进一步的,将压转换器功率信息的功率值P与第四功率阈值P4、第五功率阈值P5和第六功率阈值P6进行比较。其中,功率值P与第四功率阈值P4、第五功率阈值P5和第六功率阈值P6比较时不分先后顺序。
可以判断功率值P是否小于或小于等于预设的第六功率阈值P6,若是,则切换至降压模式对升压转换器进行控制。
若不满足,进一步地,可以判断功率值P大于或大于等于预设的第四功率阈值P4且小于或小于等于预设的第五功率阈值P5,若是,则切换至缓冲模式对升压转换器进行控制。
在一示例中,如图4和图5所示,将功率信息的功率值与当前工作模式对应的预设功率阈值进行比较,根据比较结果控制升压转换器工作模式的切换,可以包括:
当前工作模式为缓冲模式时:
如功率值P大于或大于等于预设的第七功率阈值P7,控制升压转换器从缓冲模式转换为升压模式;如功率值P小于或小于等于预设的第八功率阈值P8,控制升压转换器从缓冲模式转换为降压模式。
其中,第七功率阈值P7大于第五功率阈值P5,第八功率阈值P8小于第二功率阈值P2。如图5所示,P4和P8的取值可以但不仅限于分别为3KW和-3KW。
本实施例中,从缓冲模式到升压模式的功率阈值要大于升压模式到缓冲模式的功率范围中较大的阈值,从缓冲模式到降压模式的功率阈值要小于从降压模式到缓冲模式的功率范围中较小的阈值,可以避免功率值在临界点波动时频繁切换。
本实施例中,若升压转换器的当前工作模式为缓冲模式,则基于缓冲模式对升压转换器进行控制;进一步的,将升压转换器功率信息的功率值P与第七功率阈值P7和第八功率阈值P8进行比较。其中,功率值P与第七功率阈值P7和第八功率阈值P8比较时不分先后顺序。
可以判断功率值P是否大于或大于等于预设的第七功率阈值P7,若是,则切换至升压模式对升压转换器进行控制。
若不满足,进一步地,可以判断功率值P是否小于或小于等于预设的第八功率阈值P8,若是,则切换降压模式对升压转换器进行控制。
在一示例中,图6为本发明实施例提供的升压转换器模式切换的实际波形图,如图6所示,可以将升压模式、降压模式和缓冲模式分别称为第一工作模式、第二工作模式和第三工作模式。
在当前工作模式为第二工作模式时,在功率值P不断上升,且上升至第一设定阈值时,控制升压转换器从第二工作模式转换为第三工作模式;在功率值P不断上升,且上升至第二设定阈值时,控制升压转换器从第二工作模式转换为第一工作模式。其中,第一设定阈值小于第二设定阈值。
在当前工作模式为第一工作模式时,在功率值P不断下降,且下降至第三设定阈值时,控制升压转换器从第一工作模式转换为第三工作模式;在功率值P不断下降,且下降至第四设定阈值时,控制升压转换器从第二工作模式转换为第一工作模式。其中,第三设定阈值大于第四设定阈值。
在当前工作模式为第三工作模式时,在功率值P不断上升,且上升至第五设定阈值时,控制升压转换器从第三工作模式转换为第一工作模式;在功率值P不断下降,且下降至第六设定阈值时,控制升压转换器从第三工作模式转换为第二工作模式。其中,第五设定阈值大于第六设定阈值。
在一示例中,在升压转换器的功率信息的功率值在用于升压的第一方向(比如驱动方向)和用于降压的第二方向(比如充电方向)的临界点附近时,升压转换器切换至缓冲模式,避免了临界点时升压转换器工作模式的不稳定性,进而避免升压转换器在升压模式和降压模式来回频繁切换,以及可以避免因输入/输出功率不确定性和延迟造成的***风险。
本发明实施例提供的升压转换器的控制方法,获取到升压转换器的功率信息以及升压转换器的当前工作模式后,根据当前模式的切换条件及设定的多组功率阈值,判断并进行工作模式切换,使得升压转换器在不同的工作场景下,可根据不同的功率大小自动切换不同的工作模式,有效增强了升压转换器的工作模式转换平顺性。
本发明实施例还提供一种升压转换器的控制装置,图7为本发明实施例提供的升压转换器的控制装置的结构框图,如图7所示,升压转换器的控制装置可以包括:存储器71和逻辑运算器件72。
存储器用于存储计算机程序;逻辑运算器件是特定集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit,简称ASIC),或者完成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。本实施例中的升压转换器的控制装置可以为一个独立的控制装置,也可以设置在升压转换器中。当升压转换器的控制装置运行时,逻辑运算器件与存储器之间通信,计算机程序被逻辑运算器件执行时实现如下操作:
获取升压转换器的功率信息,以及获取升压转换器的当前工作模式;
根据所述功率信息和所述当前工作模式控制所述升压转换器工作模式的切换;
所述工作模式包括:升压模式、降压模式和缓冲模式。
在一示例中,所述升压转换器包括:第一导通方向的通道和第二导通方向的通道,第一导通方向为电能从所述升压转换器的低压侧向高压侧输送的方向,第二导通方向为电能从所述升压转换器的高压侧向低压侧输送的方向;计算机程序被逻辑运算器件执行时还可实现如下操作:
所述升压模式下,控制所述第一导通方向的通道导通,且占空比根据升压需求确定,控制所述第二导通方向的通道处于断路状态;
所述降压模式下,控制所述第二导通方向的通道导通,且占空比根据降压需求确定,控制所述第一导通方向的通道处于断路状态;
所述缓冲模式下,控制所述第一导通方向的通道和第二导通方向的通道中的其中一个处于恒通状态,另一个处于断路状态。
在一示例中,计算机程序被逻辑运算器件执行时还可实现如下操作:
根据所述功率信息和所述当前工作模式控制所述升压转换器工作模式的切换,包括:
将所述功率信息的功率值与当前工作模式对应的预设功率阈值进行比较,根据比较结果控制所述升压转换器工作模式的切换。
在一示例中,所述升压转换器的低压侧与电池电连接,高压侧与电机控制器电连接,计算机程序被逻辑运算器件执行时还可实现如下操作:
控制所述升压转换器的功率信息通过以下方式之一确定:
获取所述电机控制器所控制的一台或多台电机的转矩和转速,将根据所述转矩和转速计算得到的功率值作为所述功率信息;
获取所述电机控制器的输入端或内部检测点的电压和输入电流,将根据所述电压和电流计算得到的功率值作为所述功率信息;
获取所述电机控制器所控制的一台或多台电机的输入电压和输入电流,将根据所述电压和电流计算得到的功率值作为所述功率信息。
在一示例中,计算机程序被逻辑运算器件执行时还可实现如下操作:
所述将所述功率信息的功率值与当前工作模式对应的预设功率阈值进行比较,根据比较结果控制升压转换器工作模式的切换,包括:
当前工作模式为降压模式时:
如所述功率值大于或大于等于预设的第一功率阈值,控制升压转换器从降压模式转换为升压模式;
如所述功率值大于或大于等于预设的第二功率阈值且小于或小于等于预设的第三功率阈值,控制升压转换器从降压模式转换为缓冲模式;
其中,所述第一功率阈值大于或等于所述第三功率阈值。
在一示例中,计算机程序被逻辑运算器件执行时还可实现如下操作:
所述将所述功率信息的功率值与当前工作模式对应的预设功率阈值进行比较,根据比较结果控制升压转换器工作模式的切换,包括:
当前工作模式为升压模式时:
如所述功率值大于或大于等于预设的第四功率阈值且小于或小于等于预设的第五功率阈值,控制升压转换器从升压模式转换为缓冲模式;
如所述功率值小于或小于等于预设的第六功率阈值,控制升压转换器从升压模式转换为降压模式;
其中,所述第六功率阈值小于或等于所述第四功率阈值。
在一示例中,计算机程序被逻辑运算器件执行时还可实现如下操作:
所述将所述功率信息的功率值与当前工作模式对应的预设功率阈值进行比较,根据比较结果控制升压转换器工作模式的切换,包括:
当前工作模式为缓冲模式时:
如所述功率值大于或大于等于预设的第七功率阈值,控制升压转换器从缓冲模式转换为升压模式;
如所述功率值小于或小于等于预设的第八功率阈值,控制升压转换器从缓冲模式转换为降压模式;
其中,所述第七功率阈值大于所述第五功率阈值,所述第八功率阈值小于所述第二功率阈值。
本发明实施例还提供一种升压转换器的控制***,图8为本发明实施例提供的升压转换器的控制***的结构框图,如图8所示,升压转换器的控制***可以包括:包括电机控制器81、整车控制器82和升压转换控制装置83。
本实施例中,升压转换器的控制***可以由升压转换控制装置、整车控制器和电机控制器组成,整车控制器可以分别与升压转换控制装置和电机控制器连接,其之间可以用控制器局域网络(Controller Area Network,简称CAN)通信或其它通信方式进行信息交互。
电机控制器设置为获取一个或多个电机的转矩和转速,并发送给整车控制器;
整车控制器设置为根据电机控制器提供的一个或多个电机的转矩和转速计算得到功率值,并将功率值作为升压转换器的功率信息发送给升压转换控制装置;
升压转换控制装置设置为执行如上述任一实施例所示的升压转换器的控制方法以实现升压转换器的模式切换控制。
本实施例中,电机控制器获取一个或多个电机的转矩和转速,并发送给整车控制器。整车控制器根据电机控制器提供的一个或多个电机转矩和转速计算得到升压转换器的功率信息,并将功率信息发送给升压转换控制装置。升压转换控制装置根据整车控制器提供的功率信息,执行如上述任一实施例所示的升压转换器的控制方法以实现升压转换器的模式切换控制,以控制升压转换器在升压模式、降压模式和缓冲模式之间进行切换,使得升压转换器切换工作模式时电压电流的波动尽可能小,保障动力***的稳定。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,所述指令被处理器执行时实现上述任一实施例所述的方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、***、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器,如数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
Claims (12)
1.一种升压转换器的控制方法,其特征在于,包括:
获取升压转换器的功率信息,以及获取升压转换器的当前工作模式;
根据所述功率信息和所述当前工作模式控制所述升压转换器工作模式的切换;
所述工作模式包括:升压模式、降压模式和缓冲模式。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述升压转换器包括:第一导通方向的通道和第二导通方向的通道,第一导通方向为电能从所述升压转换器的低压侧向高压侧输送的方向,第二导通方向为电能从所述升压转换器的高压侧向低压侧输送的方向;
所述升压模式下,所述第一导通方向的通道导通,且占空比根据升压需求确定,所述第二导通方向的通道处于断路状态;
所述降压模式下,所述第二导通方向的通道导通,且占空比根据降压需求确定,所述第一导通方向的通道处于断路状态;
所述缓冲模式下,所述第一导通方向的通道和第二导通方向的通道中的其中一个处于恒通状态,另一个处于断路状态。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述功率信息和所述当前工作模式控制所述升压转换器工作模式的切换,包括:
将所述功率信息的功率值与当前工作模式对应的预设功率阈值进行比较,根据比较结果控制所述升压转换器工作模式的切换。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述升压转换器的功率信息用功率值表示,所述功率值为正值时,表示电能需要从所述升压转换器的低压侧向高压侧输送;所述功率值为负值时,表示电能需要从所述升压转换器的高压侧向低压侧输送。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述升压转换器的低压侧与电池电连接,高压侧与电机控制器电连接,所述升压转换器的功率信息通过以下方式之一确定:
获取所述电机控制器所控制的一台或多台电机的转矩和转速,将根据所述转矩和转速计算得到的功率值作为所述功率信息;
获取所述电机控制器的输入端或内部检测点的电压和输入电流,将根据所述电压和电流计算得到的功率值作为所述功率信息;
获取所述电机控制器所控制的一台或多台电机的输入电压和输入电流,将根据所述电压和电流计算得到的功率值作为所述功率信息。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述将所述功率信息的功率值与当前工作模式对应的预设功率阈值进行比较,根据比较结果控制升压转换器工作模式的切换,包括:
当前工作模式为降压模式时:
如所述功率值大于或大于等于预设的第一功率阈值,控制升压转换器从降压模式转换为升压模式;
如所述功率值大于或大于等于预设的第二功率阈值且小于或小于等于预设的第三功率阈值,控制升压转换器从降压模式转换为缓冲模式;
其中,所述第一功率阈值大于或等于所述第三功率阈值。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述将所述功率信息的功率值与当前工作模式对应的预设功率阈值进行比较,根据比较结果控制升压转换器工作模式的切换,包括:
当前工作模式为升压模式时:
如所述功率值大于或大于等于预设的第四功率阈值且小于或小于等于预设的第五功率阈值,控制升压转换器从升压模式转换为缓冲模式;
如所述功率值小于或小于等于预设的第六功率阈值,控制升压转换器从升压模式转换为降压模式;
其中,所述第六功率阈值小于或等于所述第四功率阈值。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述将所述功率信息的功率值与当前工作模式对应的预设功率阈值进行比较,根据比较结果控制升压转换器工作模式的切换,包括:
当前工作模式为缓冲模式时:
如所述功率值大于或大于等于预设的第七功率阈值,控制升压转换器从缓冲模式转换为升压模式;
如所述功率值小于或小于等于预设的第八功率阈值,控制升压转换器从缓冲模式转换为降压模式;
其中,所述第七功率阈值大于所述第五功率阈值,所述第八功率阈值小于所述第二功率阈值。
9.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述升压转换器包括并联的第一半桥和第二半桥,第一半桥包括第一上功率开关管Q1和第一下功率开关管Q2,第二半桥包括第二上功率开关管Q3和第二下功率开关管Q4;
第一上功率开关管Q1和第二上功率开关管Q3的连接电路作为第二导通方向的通道;第一下功率开关管Q2和第二下功率开关管Q4作为第一导通方向的通道。
10.一种升压转换器的控制装置,其特征在于,包括存储器和逻辑运算器件,所述存储器用于存储计算机程序;所述计算机程序被所述逻辑运算器件执行时实现如权利要求1-8任一项所述的升压转换器的控制方法。
11.一种升压转换器的控制***,其特征在于,包括电机控制器、整车控制器和升压转换控制装置,其中:
所述电机控制器设置为获取一个或多个电机的转矩和转速,并发送给所述整车控制器;
所述整车控制器设置为根据所述电机控制器提供的一个或多个电机的转矩和转速计算得到功率值,并将所述功率值作为升压转换器的功率信息发送给所述升压转换控制装置;
所述升压转换控制装置设置为执行如权利要求1-8任一项所述的升压转换器的控制方法以实现升压转换器的模式切换控制。
12.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,其特征在于,所述指令被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述的方法的步骤。
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