CN105186858B - 一种电动车低压dc-dc转换器的控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于车辆电气控制领域，具体涉及一种电动车低压DC‑DC转换器的控制器。该控制器可以根据辅助电池的状态和车辆负载的状态准确地控制DC‑DC转换器的操作，以实现DC‑DC转换器的效率最大化，能减少由转换器自身所带来的能量损耗，增长辅助电池的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于车辆电气控制领域，具体涉及一种电动车低压DC-DC转换器的控制器。
背景技术
电动车通常具有包括电动机、高压电池、辅助电池、高压DC-DC转换器、低压DC-DC转换器。电动机由高压电池驱动，高压DC-DC转换器用于转换输入到高压电池或从高压电池输出的电压，低压DC-DC转换器用于转换DC高电压为DC低电压从而对辅助电池充电，辅助电池用于提供功率到车辆电气负载。由于低压DC-DC转换器自身的电气元件也需要消耗少量能量，特别是在负载低或没有负载时，由于自身的损耗，DC-DC转换器的整体效率变低。现有技术为了解决此问题，通过关闭DC-DC转换器或限制DC-DC转换器的输出而促进DC-DC转换器效率的最大化。然而，现有技术没有考虑辅助电池的状态，从而可能引起辅助电池的使用寿命下降，且关闭DC-DC转换器的时间或限制DC-DC转换器的输出的量也多设定为某一常数，控制精度不高，控制效果不好。
发明内容
本发明提供一种电动车低压DC-DC转换器的控制器，该控制器可以根据辅助电池的状态和车辆负载的状态准确地控制DC-DC转换器的操作，以实现DC-DC转换器的效率最大化。本发明技术方案如下：
一种控制器，其用于根据辅助电池的状态和电气负载的状态控制低压DC-DC转换器的操作；
具体地说，控制器首先测量电气负载消耗的负载功率，并测量辅助电池的充电状态SOC；
当负载功率小于第一值，且SOC等于或大于第二值时，控制器控制所述低压DC-DC转换器停止工作第一预定时间，在所述第一预定时间内，由辅助电池完全地提供电气负载所需的所有功率；当经过了所述第一预定时间，控制器控制所述低压DC-DC转换器再次启动；
进一步地，当负载功率等于或大于第一值，且SOC等于或大于第二值，且负载功率在单位时间内的变化幅度大于辅助电池的SOC值在单位时间内的变化幅度时，控制器调整所述低压DC-DC转换器的输出功率到第三值并持续第二预定时间，当经过了所述第二预定时间，控制器调整所述低压DC-DC转换器的输出功率恢复到原值；若负载功率在单位时间内的变化幅度不大于辅助电池的SOC值在单位时间内的变化幅度，则控制所述低压DC-DC转换器正常工作；
所述第一预定时间的值根据以下公式进行计算和设定：
T1＝αlnSOC|P-P1|，其中α为根据经验设定的常数，SOC为当前测量的辅助电池的充电状态，P为当前测量的电气负载消耗的负载功率，P1为所述第一值。
所述第二预定时间的值根据以下公式进行计算和设定：
T2＝αln|P-P1|×|SOC-SOC2|，其中，SOC2为所述第二值；
所述第三值根据以下公式进行计算和设定：
其中，β为根据经验设定的常数。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种电动车的电气系统，包括：电动机、高压电池、辅助电池、高压DC-DC转换器、低压DC-DC转换器，电动机由高压电池驱动，高压DC-DC转换器用于转换输入到高压电池或从高压电池输出的电压，低压DC-DC转换器用于转换DC高电压为DC低电压从而对辅助电池充电，辅助电池用于提供功率到车辆电气负载，还包括如前所述的控制器，该控制器与高压DC-DC转换器、低压DC-DC转换器信号连接
本发明的有益效果为：可以提高低压DC-DC转换器的操作效率和性能，并能减少由转换器自身所带来的能量损耗，增长辅助电池的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的电动车的电气系统结构框图；
图2为本发明的控制器的控制流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行描述，显然，所描述的仅仅是本发明一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，电动车的电气系统包括：电动机7、高压电池4、辅助电池5、高压DC-DC转换器2、低压DC-DC转换器3，以及控制器1。电动机7由高压电池4驱动，高压DC-DC转换器2用于转换输入到高压电池4或从高压电池4输出的电压，低压DC-DC转换器3用于转换DC高电压为DC低电压从而对辅助电池4充电，辅助电池4用于提供功率到车辆电气负载6；控制器1与高压DC-DC转换器2、低压DC-DC转换器3信号连接。
如图2所示，控制器1按如下流程进行控制：
首先测量电气负载6消耗的负载功率，并测量辅助电池4的充电状态SOC；
当负载功率小于第一值，且SOC值等于或大于第二值时，控制器1控制所述低压DC-DC转换器3停止工作第一预定时间T1，在所述第一预定时间T1内，由辅助电池4完全地提供电气负载6所需的所有功率；当经过了所述第一预定时间T1，控制器1控制所述低压DC-DC转换器3再次启动；
进一步地，当负载功率等于或大于第一值，且SOC值等于或大于第二值，且负载功率在单位时间内的变化幅度大于辅助电池的SOC值在单位时间内的变化幅度时，控制器1控制所述低压DC-DC转换器3的输出功率到第三值P3并持续第二预定时间T2，当经过了所述第二预定时间T2，控制器1控制所述低压DC-DC转换器3的输出功率恢复到原值；若负载功率在单位时间内的变化幅度不大于辅助电池的SOC值在单位时间内的变化幅度，则控制所述低压DC-DC转换器3正常工作；
所述第一预定时间T1的值根据以下公式进行计算和设定：
T1＝αlnSOC|P-P1|，其中α为根据经验设定的常数，SOC为当前测量的辅助电池的充电状态，P为当前测量的电气负载消耗的负载功率，P1为所述第一值。
所述第二预定时间T2的值根据以下公式进行计算和设定：
T2＝αln|P-P1|×|SOC-SOC2|，其中，SOC2为所述第二值；
所述第三值根据以下公式进行计算和设定：
其中，β为根据经验设定的常数，P为当前测量的电气负载消耗的负载功率，I为当前测量的辅助电池的放电电流。
其中，1.0<α<3.0，0.75<β<1.2，优选地，α＝2.2，β＝1.0，P1＝5，SOC2＝0.8。
本发明可以提高低压DC-DC转换器的操作效率和性能，并能减少由转换器自身所带来的能量损耗，增长辅助电池的使用寿命
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种控制器，其用于根据电气负载的状态和辅助电池的状态控制低压DC-DC转换器的操作，
其特征在于，控制器首先测量电气负载消耗的负载功率，并测量辅助电池的充电状态SOC；
当负载功率小于第一值，且SOC等于或大于第二值时，控制器控制所述低压DC-DC转换器停止工作第一预定时间，在所述第一预定时间内，由辅助电池完全地提供电气负载所需的所有功率；当经过了所述第一预定时间，控制器控制所述低压DC-DC转换器再次启动；
当负载功率等于或大于第一值，且SOC等于或大于第二值，且负载功率在单位时间内的变化幅度大于辅助电池的SOC值在单位时间内的变化幅度时，控制器调整所述低压DC-DC转换器的输出功率到第三值并持续第二预定时间，当经过了所述第二预定时间，控制器调整所述低压DC-DC转换器的输出功率恢复到原值；若负载功率在单位时间内的变化幅度不大于辅助电池的SOC值在单位时间内的变化幅度，则控制所述低压DC-DC转换器正常工作；
所述第一预定时间的值根据以下公式进行计算和设定：
T1＝αlnSOC|P-P1|，其中α为根据经验设定的常数，SOC为当前测量的辅助电池的充电状态，P为当前测量的电气负载消耗的负载功率，P1为所述第一值；
所述第二预定时间的值根据以下公式进行计算和设定：
T2＝αln|P-P1|×|SOC-SOC2|，其中，SOC2为所述第二值；
所述第三值根据以下公式进行计算和设定：
<mrow>
<msub>
<mi>P</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<mi>&beta;</mi>
<msubsup>
<mo>&Integral;</mo>
<mn>0</mn>
<msub>
<mi>T</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
</msubsup>
<mrow>
<mo>|</mo>
<mrow>
<mfrac>
<mrow>
<mi>P</mi>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
</mrow>
<mi>t</mi>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>S</mi>
<mi>O</mi>
<mi>C</mi>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>SOC</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
</mrow>
<mi>t</mi>
</mfrac>
</mrow>
<mo>|</mo>
</mrow>
<mi>d</mi>
<mi>t</mi>
</mrow>
其中，β为根据经验设定的常数。
2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，1.0<α<3.0，0.75<β<1.2。
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