CN102263306A - 具有单组效率自动可调的充电方法、充电模组和充电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有单组效率自动可调的充电方法，包括以下步骤：接收PWM调制信号，触发DC/DC电源模块进行能量转换；采集DC/DC电源模块输入端和输出端的信号；计算出DC/DC电源模块转换过程的瞬间效率；将得到的瞬间效率与在先的瞬间效率进行对比，选择最优的瞬间效率；根据选择出的最优瞬间效率控制DC/DC电源模块的输出值，并等待下一个PWM调制信号。本发明还涉及一种具有单组效率自动可调的充电模组，包括DC/DC电源模块、主控制器、输入端信号采集装置、输出端信号采集装置。本发明还涉及一种由两个以上的具有单组效率自动可调的充电模组并联而成的充电机，本发明能够保证输出效率最优且稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动汽车充电机技术领域，特别是涉及具有单组效率自动可调的充电方法、充电模组和充电机。
背景技术
在并联式充电机中，单组模块的效率是动态可变的、不可预知的。该效率是由外部的调节过程，模块之间的相互扰动，乃至更多不确定因素的变化影响所构成的。因为各个单组模块之间有着密不可分的联系，而单组模块的效率变化将直接影响到充电机总体的充电效果和控制能力，以及杂散能耗的损失。更严重的情况是，当杂散能耗不能控制时将导致充电机总体的温升提高、总体效率降低，无法实现大电流的可控输出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有单组效率自动可调的充电方法、充电模组和充电机，能够输出最优且稳定的效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种具有单组效率自动可调的充电方法，包括以下步骤：
(1)接收PWM调制信号，触发DC/DC电源模块进行能量转换；
(2)采集DC/DC电源模块输入端和输出端的信号；
(3)根据采集到的信号计算出DC/DC电源模块输入端和输出端的瞬间功率，从而得到DC/DC电源模块转换过程的瞬间效率；
(4)将得到的瞬间效率与在先的瞬间效率进行对比，选择最优的瞬间效率；
(5)根据选择出的最优瞬间效率控制DC/DC电源模块的输出值，并等待下一个PWM调制信号。
所述的步骤(3)和(4)之间还包括以下步骤：判断是否是第一次接收到的PWM调制信号，DC/DC电源模块以原来的工作模式继续转换能量并等待下一个PWM调制信号，否则进入步骤(4)。
所述的步骤(2)中采集DC/DC电源模块输入端和输出端的信号为电压信号和电流信号。
所述的步骤(4)中根据在先设定的参数强度因子选出最优的瞬间效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种具有单组效率自动可调的充电模组，包括DC/DC电源模块和主控制器，所述的DC/DC电源模块的输入端设有输入端信号采集装置，输出端设有输出端信号采集装置；所述的输入端信号采集装置通过第一模数转换器与所述的主控制器相连；所述的输出端信号采集装置通过第二模数转换器与所述的主控制器相连；所述的主控制器与所述的DC/DC电源模块的控制端相连；所述的DC/DC电源模块用于能量转换；所述的输入端信号采集装置用于采集所述的DC/DC电源模块输入端的信号；所述的输出端信号采集装置用于采集所述的DC/DC电源模块输出端的信号；所述的主控制器用于接收PWM调制信号，以及根据采集到的信号计算出所述的DC/DC电源模块输入端和输出端的瞬间功率，从而得到所述的DC/DC电源模块的瞬间效率，将得到的瞬间效率与先前的瞬间效率进行对比，选择最优的瞬间效率，根据选择出的最优瞬间效率控制所述的DC/DC电源模块的输出值。
所述的输入端信号采集装置包括各自独立的输入端电压传感器和输入端电流传感器。
所述的输出端信号采集装置包括各自独立的输出端电压传感器和输出端电流传感器。
所述的主控制器由DSP芯片和FPGA芯片组成。
所述的主控制器设有设定单元；所述的设定单元用于设定参数强度因子；所述的主控制器根据在先设定的参数强度因子选出最优的瞬间效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种具有单组效率自动可调的充电机，所述的充电机由至少两个上述的具有单组效率自动可调的充电模组并联而成。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明在电源转换模块的输入端和输出端进行电流和电压的采集，通过模数转化，将这些数据送入主控制器的数值保存单元，在主控制器中计算出输入端和输出端的瞬间功率，当主控制器接收到设备调节指令时，并完成过程调节后，系统将自动实现前后效率的对比，当效率发生变化并趋向于增加时，系统自动调节相应的调节参数因子，以使效率提高，降低杂散损耗，从而保证模组的输出效率最优且稳定。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的流程图；
图2是本发明的第二实施方式的流程图；
图3是本发明的第三实施方式的结构框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的第一实施方式涉及一种具有单组效率自动可调的充电方法，如图1所示，包括以下步骤：
(1)接收PWM调制信号，触发DC/DC电源模块进行能量转换，也就是说当接收到PWM调制信号时，DC/DC电源模块就进行能量转换。
(2)采集DC/DC电源模块输入端和输出端的信号，可通过电压传感器和电流传感器采集DC/DC电源模块输入端和输出端的电压信号和电流信号。
(3)根据采集到的电压信号和电流信号计算出DC/DC电源模块输入端和输出端的瞬间功率，从而得到DC/DC电源模块转换过程的瞬间效率。
(4)将得到的瞬间效率与在先的瞬间效率进行对比，选择最优的瞬间效率。其中，在先的瞬间效率是指原先DC/DC电源模块转换过程的瞬间效率，若在先的瞬间效率不存在(即得到的瞬间效率是第一次接收PWM调制信号时得到的)，那么将在先的瞬间效率记为零。选择最优的瞬间效率可根据在先设定的参数强度因子进行选择，也就是说，当得到的瞬间效率与在先的瞬间效率哪个更与在先设定的参数强度因子接近，哪个就是最优的瞬间效率。选择最优的瞬间效率还可以通过判断得到的瞬间效率与在先的瞬间效率哪个更大的方式得到，即当得到的瞬间效率大于在先的瞬间效率时，得到的瞬间效率为最优的瞬间效率，反之，在先的瞬间效率为最优的瞬间效率。若得到的瞬间效率是第一次接收到PWM调制信号后得到的，在先的瞬间效率不存在，那么将在先的瞬间效率记为零，因此得到的瞬间效率就是最优的瞬间效率。
(5)根据选择出的最优瞬间效率控制DC/DC电源模块的输出值，并等待下一个PWM调制信号。
本发明的第二实施方式同样涉及一种具有单组效率自动可调的充电方法，本实施方式大致与第一实施方式相同，其区别在于，如图2所示，本实施方式中在第一实施方式的步骤(3)和步骤(4)之间加入了判断是否是第一次接收到PWM调制信号的步骤，如果是第一次接收到PWM调制信号，DC/DC电源模块以原来的工作模式继续转换能量并等待下一个PWM调制信号，否则进入下一步。也就是说，如果接收到的PWM调制信号是第一次接收到的，那么DC/DC电源模块不改变原来的工作模式，并等待下一个PWM调制信号，如果不是第一次接收到则进入下一个步骤，即第一实施方式中的步骤(4)。通过在加入判断是否是第一次接收到PWM调制信号，可以降低系统的能耗，使DC/DC转换模块能量转换更为快捷。
本发明的第三实施方式涉及一种具有单组效率自动可调的充电模组，如图3所示，包括DC/DC电源模块1和主控制器2。DC/DC电源模块1的输入端设有输入端电压传感器5和输入端电流传感器6，输出端设有输出端电压传感器7和输出端电流传感器8。输入端电压传感器5和输入端电流传感器6分别通过输入端的模数转换器3与主控制器2相连。输出端电压传感器7和输出端电流传感器8分别通过输出端的模数转换器4与主控制器2相连；主控制器2与DC/DC电源模块1的控制端相连。
所述的主控制器根据采集到的信号计算出所述的DC/DC电源模块输入端和输出端的瞬间功率，从而得到所述的DC/DC电源模块的瞬间效率，将得到的瞬间效率与先前的瞬间效率进行对比，选择最优的瞬间效率，根据选择出的最优瞬间效率控制所述的DC/DC电源模块的输出值。
其中，DC/DC电源模块1用于能量转换，主要是实现单体充电模组的能量输出，其输入端为能量输入源头，与直流母线相连，输出端为能量输出的并联端口，与充电输出线相连。输入端电压传感器5用于检测输入端的电压，并将该电压进行处理，使其能够被输入端的模数转换器3接收。输入端电流传感器6用于检测输入端的电流，并将该电压进行处理，使其能够被输入端的模数转换器3接收。输入端的模数转换器3用于把接收到的电流信号和电压信号转换成数字信号。输出端电压传感器7用于检测输出端的电压，并将该电压进行处理，使其能够被输出端的模数转换器4接收。输出端电流传感器8用于检测输出端的电流，并将该电压进行处理，使其能够被输出端的模数转换器4接收。输出端的模数转换器4用于把接收到的电流信号和电压信号转换成数字信号。主控制器2由DSP芯片和FPGA芯片组成，用于计算DC/DC电源模块1输入端和输出端的瞬间功率，从而得到瞬间效率，并利用主控制器2中优化控制算法控制单元9把得到的瞬间效率与之前的瞬间效率进行对比，选择更优的瞬间效率，并根据结果调节参数因子控制DC/DC电源模块1的输出值。其中，主控制器2还设有设定单元10，该设定单元10用于设定参数强度因子，主控制器2内的优化控制算法控制单元9可根据在先设定的参数强度因子选出最优的瞬间效率，其选择方法同第一实施方式，在此不再赘述。
不难发现，本发明在电源转换模块的输入端和输出端进行电流和电压的采集，通过A/D转化，将这些数据送入主控制器的数值保存单元，在主控制器中计算出输入端和输出端的瞬间功率，当主控制器接收到设备调节指令时，并完成过程调节后，系统将自动实现前后效率的对比，当效率发生变化并趋向于增加时，系统自动调节相应的调节参数因子，以使效率提高，降低杂散损耗，从而保证模组的输出效率最优且稳定。而且主控制器在得到新的控制需求时，系统将生成一个新的PWM调制信号，经过了5～25mS(模数转换的时间)或更少的时间后，系统得到DC/DC转换过程的瞬间效率，此时，主控制器中的优化控制算法控制单元将先后的效率进行对比，系统将做出循环的寻优和逼近值寻找处理，并向电源转换模块给出一个修正的控制信号，通过几个反复，系统将在几秒内输出一个稳定在经过优化的控制输出值。
本发明的第四实施方式涉及一种具有单组效率自动可调的充电机，该充电机由两个以上的第三实施方式中的具有单组效率自动可调的充电模组并联而成，通过将几个至十几个单体的充电模组并联，由于它们的结构和算法都相同，都具有上述的功能特征，因此，并联式充电机总能保证其总体的效率最高，实现给设备大功率的充电。
Claims (10)
1.一种具有单组效率自动可调的充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)接收PWM调制信号，触发DC/DC电源模块进行能量转换；
(2)采集DC/DC电源模块输入端和输出端的信号；
(3)根据采集到的信号计算出DC/DC电源模块输入端和输出端的瞬间功率，从而得到DC/DC电源模块转换过程的瞬间效率；
(4)将得到的瞬间效率与在先的瞬间效率进行对比，选择最优的瞬间效率；
(5)根据选择出的最优瞬间效率控制DC/DC电源模块的输出值，并等待下一个PWM调制信号。
2.根据权利要求1所述的具有单组效率自动可调的充电方法，其特征在于，所述的步骤(3)和(4)之间还包括以下步骤：判断是否是第一次接收到的PWM调制信号，如果是DC/DC电源模块以原来的工作模式继续转换能量并等待下一个PWM调制信号，否则进入步骤(4)。
3.根据权利要求1所述的具有单组效率自动可调的充电方法，其特征在于，所述的步骤(2)中采集DC/DC电源模块输入端和输出端的信号为电压信号和电流信号。
4.根据权利要求1所述的具有单组效率自动可调的充电方法，其特征在于，所述的步骤(4)中根据在先设定的参数强度因子选出最优的瞬间效率。
5.一种具有单组效率自动可调的充电模组，包括DC/DC电源模块(1)和主控制器(2)，其特征在于，所述的DC/DC电源模块(1)的输入端设有输入端信号采集装置，输出端设有输出端信号采集装置；所述的输入端信号采集装置通过第一模数转换器(3)与所述的主控制器(2)相连；所述的输出端信号采集装置通过第二模数转换器(4)与所述的主控制器(2)相连；所述的主控制器(2)与所述的DC/DC电源模块(1)的控制端相连；所述的DC/DC电源模块(1)用于能量转换；所述的输入端信号采集装置用于采集所述的DC/DC电源模块(1)输入端的信号；所述的输出端信号采集装置用于采集所述的DC/DC电源模块(1)输出端的信号；所述的主控制器(2)用于接收PWM调制信号，以及根据采集到的信号计算出所述的DC/DC电源模块(1)输入端和输出端的瞬间功率，从而得到所述的DC/DC电源模块(1)的瞬间效率，将得到的瞬间效率与先前的瞬间效率进行对比，选择最优的瞬间效率，根据选择出的最优瞬间效率控制所述的DC/DC电源模块(1)的输出值。
6.根据权利要求5所述的具有单组效率自动可调的充电模组，其特征在于，所述的输入端信号采集装置包括各自独立的输入端电压传感器(5)和输入端电流传感器(6)。
7.根据权利要求5所述的具有单组效率自动可调的充电模组，其特征在于，所述的输出端信号采集装置包括各自独立的输出端电压传感器(7)和输出端电流传感器(8)。
8.根据权利要求5所述的具有单组效率自动可调的充电模组，其特征在于，所述的主控制器(2)由DSP芯片和FPGA芯片组成。
9.根据权利要求5所述的具有单组效率自动可调的充电模组，其特征在于，所述的主控制器(2)设有设定单元；所述的设定单元用于设定参数强度因子；所述的主控制器(2)根据在先设定的参数强度因子选出最优的瞬间效率。
10.一种具有单组效率自动可调的充电机，其特征在于，所述的充电机由至少两个如权利要求5所述的充电模组并联而成。
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Denomination of invention: Charging method, charging module and charger with automatically adjustable single efficiency Effective date of registration: 20151127 Granted publication date: 20131225 Pledgee: China Co truction Bank Corp Shanghai Minhang branch Pledgor: Hai Leibo on new energy vehicle technology Co., Ltd. Registration number: 2015310000045 |
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Date of cancellation: 20190515 Granted publication date: 20131225 Pledgee: China Co truction Bank Corp Shanghai Minhang branch Pledgor: Hai Leibo on new energy vehicle technology Co., Ltd. Registration number: 2015310000045 |
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