CN102457182A - 双方向升降压型逆变器装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种由蓄电池等低压直流电源供电的双方向升降压型逆变器装置的控制方法，特别适合于电动汽车、混合动力汽车、电力机车等应用领域。该控制系统分为双方向升降压控制、逆变器控制和上位控制等三个子系统。逆变器控制部分控制逆变器和电机的运行模式，使电机分别工作在电动机、发电机或紧急制动模式，并可限制电机的输出转矩和电流，以保护逆变器和电机；而双方向升降压控制部分稳定直流母线工作在指定工作电压，完成双向升降压动作，并且可限制蓄电池电流，防止过放电或过充电；上位控制部分按照驾驶者操作动作和外部传感器的信息，向逆变器控制部分和双方向升降压控制部分发出起动/停止等各种命令。

Description

双方向升降压型逆变器装置的控制方法

技术领域

本发明提供了一种双方向升降压型逆变器装置的控制方法，特别适合于电动自行车、电动汽车、混合动力汽车、铁道用电力机车等应用领域中的升降压型逆变器装置的控制。

背景技术

在电动自行车、电动汽车、混合动力汽车、铁道用电力机车等应用领域中，由于蓄电池使用环境和安全方面的限制，或者受供电电源电压的限制，供电直流电源电压一般相对较低。为了减小电机尺寸和提高电机效率和利用率，需要将电压较低的直流电源提升到较高的直流电压后，再由逆变装置将直流变成交流驱动电机。同时，从节能环保的角度，当电动汽车和电力机车在下坡或减速运行时，希望将车辆的势能或动能回收为电能至蓄电池等供电电源。

一般该系统的控制，如电动自行车的应用中，当车辆需要驱动力加速时，控制系统采用驱动模式，此时升压单元采用供电方式将电源电压升压供应直流母线，逆变器单元采用V/F法(异步电机时)或两相通电法(直流无刷电机时)以驱动电动机提供车辆动力。当车辆需要减速时，直接利用机械刹车系统，这样就浪费了车辆本身的动势能。

本发明利用图1所提供的双方向升降压型逆变器装置的电路，通过将控制系统划分成和上位控制单元、双方向升降压控制单元部分和逆变器控制单元部分等三个部分的方法。上位控制单元作为司令部，负责检测驾驶者的操作动作，并收集外部传感器如防撞系统、GPS系统等信息综合处理，最终向下位控制器发出系统的起动/停止、输出电磁转矩指令或电机旋转速度指令、紧急直流制动 等一系列命令。而双方向升降压控制单元和逆变器控制单元作为执行部分，相互独立，相互配合，实现了高精度驱动电机和车辆能量回收的目的，同时对系统的硬件有着极强的保护功能。

发明内容

本发明旨在提供一种简单实用的双方向升降压型逆变器装置的控制方法，其特征在于包含如下技术内容：

(1)针对如图1所示双方向升降压型逆变器装置，控制系统划分成双方向升降压控制单元13和逆变器控制单元14以及上位控制单元15等三个部分，上位控制单元作为司令部，负责检测驾驶者的操作动作，并收集外部传感器如防撞系统、GPS系统等信息综合处理，最终向下位控制器发出系统的起动/停止、输出电磁转矩指令或电机旋转速度指令、紧急直流制动等一系列命令。而双方向升降压控制单元13和逆变器控制单元14作为执行部分，两个控制单元相互独立，相互配合，实现了高精度驱动和能量回收的目的，同时对系统的硬件有着极强的保护功能。

(2)直流双方向升降压装置由直流电源1、稳压蓄能电容2、直流电源电压检测器3、直流电感5、输出电流传感器4、升降压IGBT半桥电路6、直流母线稳压电容7和分流器8组成，其上下管开关控制由图1所示的直流双方向升降压控制单元13完成，该控制器分别利用分流器3、电流传感器5和分流器8测量采样直流电源1电压V_b、直流电源1输出电流i_b和直流母线电压V_dc，通过如图3所示的控制逻辑完成直流双方向升降压装置的上下管开关的PWM信号计算和控制。

(3)直流双方向升降压装置的目的为稳定直流母线电压至预先设定的工作 电压。当整个系统正常动作时，直流双方向升降压控制器13独立工作，不受逆变器控制器14的干扰和影响。

(4)如图3所示，首先直流双方向升降压控制单元13读入上位控制器15传来的直流母线工作电压指令值

该直流母线工作电压指令值

也可预先以表格的方式设置在直流双方向升降压控制单元13内部，其数值可固定为某一常数，也可根据动作要求随时调整。同时，直流双方向升降压控制单元13通过分流器8采样得出实时的直流母线电压V_dc；通过电流传感器4采样得到蓄电池等直流电源电流i_b；通过直流电源电压检测器3采样得到蓄电池等直流电源电压V_b，并将这些信息存贮在RAM等记忆单元中。

(5)然后直流双方向升降压控制单元13通过一个直流电压控制单元计算出此时的蓄电池等直流电源的输出电流指令值i^* _b。该直流电压控制单元可以简单地以电压比例积分PI演算实现，按下式计算：

$i_b^{*}=K_{p\_v}(V_{\mathrm{dc}}^{*}-V_{\mathrm{dc}})+K_{I\_v}\∫\left(V_{\mathrm{dc}}^{*}\text{-}{V}_{\mathrm{dc}}\right)\mathrm{dt}$ (式1)

其中，K_{P_v}为双方向升降压装置电压环比例增益，K_{I_v}为双方向升降压装置电压环积分增益，i^* _b为蓄电池等直流电源的输出电流指令值，V^* _dc为直流母线工作电压指令值，V_dc为实时直流母线工作电压值。

(6)为保护蓄电池等直流电源不工作在过放电或过充电状态，上述计算式1的计算结果加上正负值的限制，其限制值可根据实际硬件规格决定。如果将电池管理功能中的与电压对应的电流极限值预先存贮在FlashROM、ROM、RAM等记忆手段中，还可以实现蓄电池的电源管理功能。当然，电流限制值的上下限值也可根据蓄电池等直流电源电压和工作状态由上位控制器直接给出

(7)直流双方向升降压控制单元13再通过一个直流电流控制单元计算出此时升降压IGBT半桥电路6的控制电压V_ctrl，该直流电流控制单元可以简单地以 电流比例积分PI演算实现，按下式计算：

$V_{\mathrm{ctrl}}=K_{P\_i}(i_b^{*}-i_b)+K_{I\_i}\∫\left(i_b^{*}\text{-}{i}_b\right)\mathrm{dt}$ (式2)

其中，K_{P_i}为双方向升降压装置电流环比例增益，K_{I_i}为双方向升降压装置电流环积分增益，i_b为蓄电池等直流电源的实时输出电流采样值。

(8)同时，通过读取在RAM等记忆手段中储存的今次和前次蓄电池等直流电源电流值进行时间变动差分计算，按照下式计算出直流电感的压降V_L：

V_L＝(i_b(k)-i_b(k-1))·L/T_s                            (式3)

其中，L为直流电感值，i_b(k)为今次直流电源电流值，i_b(k-1)为直流电源电流值，T_s为采样周期值。

(9)将式2和式3计算得到的控制电压V_ctrl，直流电感的压降V_L和蓄电池等直流电源电压V_b按照下式进行运算，得到升降压IGBT半桥电路6的输入电压V_PWM：

V_PWM＝V_b+V_L-V_ctrl                                    (式4)

(10)然后按下式计算出直流双方向升降压装置的半桥电路6上管的占空比α_cvt：

α_cvt＝V_PWM/V_dc                        (式5)

(11)最后，直流双方向升降压控制单元按占空比α_cvt生成半桥电路6上管的PWM波(下管的PWM与上管PWM反相并需加上死区时间，由于不是本发明核心内容，这里省略具体步骤)，输出至上下管功率器件的门极，以控制升降压IGBT半桥电路6的开关动作。

(12)上述直流双方向升降压装置的控制核心在于建立在高速电流控制环基础上的直流母线电压控制，根据上述控制原理构造的控制系统可以自动根据逆 变器和电机的运行状况，稳定直流母线工作在预先指定的工作电压。在逆变器单元需要能量供电时自动从蓄电池等直流电源吸取电力，并将其从较低电压升压至预先指定的工作电压供给直流母线；当发电机反过来向直流母线供电时，从电压较高的直流母线将电能降压后向蓄电池等直流电源充电，从而有效地利用车辆本身的动势能；同时，高速电流控制环中的电流限制可以根据蓄电池等直流电源的实际工作状况，限制蓄电池的输出电流或充电电流，自动保护蓄电池的过放电或过充电，如果将电池管理功能中的电流值预先存贮在ROM、RAM等记忆手段中，还可以实现蓄电池的电源管理。

(13)另外，计算式4中的直流电感的压降V_L和蓄电池等直流电源电压V_b两项，在简略计算时也可以单独忽略某一项，控制效果略差。

(14)为了保持升降压控制的应答性能和动态性能，控制系统的采样周期一般与升降压IGBT半桥电路6载波周期同步，也可为升降压IGBT半桥电路6载波周期的一半，或者是载波周期的整数倍。非同步方式尽管可以采用，但此时计算式3中的T_s项必须为控制系统的采样周期。

(15)逆变装置由直流母线稳压用电容7、直流母线电压检测器8、IGBT功率开关电路9、电流检测用电流传感器10、位置速度传感器12构成。逆变装置的IGBT功率开关的上下管PWM控制由图1所示的逆变器控制器14完成，该控制器分别利用电流传感器10和位置速度传感器12测量采样三相输出电流i_u、i_v、i_w和电机转子位置速度信号ω_r、θ_r，遵照上位控制器15传来的转矩指令和起动/停止命令，通过图4所示的电机控制逻辑完成逆变器的上下管开关的PWM信号计算和控制。

(16)逆变器控制器14的目的为控制电机的输出转矩为指令转矩，或者控制电机旋转速度(也即车速)为指令速度。当整个系统正常动作时，逆变器控制 器14独立工作，不受直流双方向升降压控制器13的影响。

(17)逆变器控制器14处于为控制电机旋转角速度(也即车速)为指令速度的工作模式时，例如工作在所谓的定速巡航模式时，逆变器控制器14从安装在电机上的位置速度传感器12检测出此时的电机旋转角速度，通过一个旋转速度控制单元计算出此时电机的输出转矩指令值

该旋转速度控制单元可以简单地以速度比例积分PI演算实现，按下式计算：

$T_e^{*}=K_{P\_\mathrm{\ω}}({\mathrm{\ω}}^{*}-{\mathrm{\ω}}_r)+K_{I\_\mathrm{\ω}}\∫({\mathrm{\ω}}^{*}-{\mathrm{\ω}}_r)\mathrm{dt}$ (式6)

其中，K_{P_ω}为逆变器速度环比例增益，K_{I_ω}为逆变器速度环积分增益，ω^*为电机旋转角速度指令值，ω_r为电机旋转角速度实际值。

(18)逆变器控制器14根据式6所得的转矩指令；或者逆变器控制器14处于直接控制转矩模式时，例如工作在由驾驶者直接控制加速板或刹车时，逆变器控制器14从上位机控制器15读取所传来的转矩指令，按照下式计算出此时的转矩电流

$i_t^{*}=\frac{k\·T_e^{*}}{{\mathrm{\Ψ}}_2}$ (式7)

其中，k为转矩电流系数，其值取决于电机，ψ₂为电机转子额定磁链，

为转矩指令值。

(19)同时，逆变器控制器14接受上位机控制器15所传来的励磁电流指令值

，或者从预先存贮在FlashROM、ROM、RAM等记忆手段中读取励磁电流指令值

，也可按照电机运行速度调整，以达到弱磁控制的要求。

(20)为了保护电机和逆变器，同时为了与前述直流双方向升降压控制单元的动作保持协调，转矩电流指令值和励磁电流指令值需要加以限制。一般可以简单地对转矩电流指令值加以限制，其原则是此时电机的最大输出功率或发电 功率正好是蓄电池等直流电源的最大输出功率或最大充电功率。具体数值可按下式计算：

$i_{t\_\lim }=\frac{V_b\·i_{b\_\lim }}{V_{t\_N}}$ (式8)

其中，i_{t_lim}为转矩电流极限值，V_{t_N}为电机转矩电压输出额定值，V_b为蓄电池等直流电源电压，i_{b_lim}为蓄电池等直流电源最大放电流值(上限值)，或最大充电电流值(下限值)。

(21)另一方面，逆变器控制器14通过电流传感器10检测出三相电流i_u、i_v、i_w，并按照上次计算得到的旋转坐标系相位角θ进行3/2变换，得到电机实际转矩电流值i_t和励磁电流值i_m。

(22)在正常驱动时，电机工作在电动机或发电机状态，此时为了控制电机运行，逆变器控制器14通过一个高速电流控制环，也即逆变器电流控制单元计算出此时电机的输出转矩电压

和输出励磁电压

该电流控制单元可以简单地以电流比例积分PI演算实现，按下式计算：

$V_t^{*}=K_{P\_i1}(i_t^{*}-i_t)+K_{I\_i1}\∫(i_t^{*}-i_t)\mathrm{dt}$ (式9)

$V_m^{*}=K_{P\_i1}(i_m^{*}-i_m)+K_{I\_i1}\∫(i_m^{*}-i_m)\mathrm{dt}$

其中，K_{P_i1}为逆变器电流环比例增益，K_{I_i1}为逆变器电流环积分增益。这里转矩电流和励磁电流控制的增益使用了同一组参数，实际应用时也可采用不同数值，其工作原理一样。

(23)按照上次计算得到的旋转坐标系相位角θ，对输出电压和

进行2/3反变换，得到三相输出电压，并将三相电压变换至占空比，生成三相PWM波后对逆变器三相开关器件进行控制。

(24)另一方面，由于异步电机存在滑差，所以逆变器控制器14还必须计算 出电机的滑差角速度。

(25)首先，利用电机励磁电流值i_m，按下式计算得到转子磁链ψ₂：

ψ₂＝M·i_m                                            (式10)

其中，M为异步电机定转子互感。

(26)然后，利用电机转矩电流值i_t，按下式计算得到滑差角速度ω_sl：

${\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sl}}=\frac{M\·i_t}{T_r\·{\text{\Ψ}}_2}$ (式11)

其中，T_r为电机转子时间常数，与电机转子设计参数有关。

(27)然后通过位置速度传感器12检测到的电机旋转角速度ω_r，按下式计算得到旋转坐标系相位角θ，该相位角被用于电流和电压的3/2坐标变换和逆变换。

θ＝∫(ω_r+ω_sl)dt                                        (式12)

(28)另一方面，电动汽车等车辆在紧急情况下需要紧急刹车，此时除机械刹车系统动作外，电机工作在直流制动状态，电机作为一台涡流刹车盘使用。这时的动作流程为，首先旋转坐标系相位角θ被人为地指定为一个固定的刹车角θ_bk后，对三相电流进行3/2变换，得到电机实际转矩电流值i_t和励磁电流值i_m。同时，指定此时的转矩电流指令值为零，励磁电流指令值指定为紧急刹车电流I_bk，然后按照高速电流控制环控制，也即式9进行计算，得到电机的输出转矩电压

和输出励磁电压

最后按固定的刹车角θ_bk对输出电压和

进行2/3反变换，得到三相输出电压，并将三相电压变换至占空比，生成三相PWM波后对逆变器三相开关器件进行控制。

(29)由于在紧急刹车时，上节所述的整个控制流程中旋转坐标系相位角θ被人为地指定为一个固定的刹车角θ_bk，所以旋转坐标系停止旋转，电机电流实际上强行被控制成直流电流，使得电机可以从电动机或发电机状态直接快速进入 直流制动状态，此时电机可以被认为是一个涡流刹车盘。当然此时机械运动能量只能被转换成热能，不能回收。

(30)上述逆变器控制单元14是针对异步电机配备了位置传感器时设计的，如果电机为永磁同步电机时，上述异步电机滑差计算部分可以省略，旋转坐标系相位角θ按照下式计算，该相位角被用于电流和电压的3/2坐标变换和逆变换。

θ＝∫ω_rdt                                                (式13)

(31)综上所述，逆变器控制单元的控制思想为，按照电动汽车、电力机车运行状况的实际需要来控制逆变器和电机的运行模式。当逆变器和电机工作电动机模式时，该控制方法控制逆变器从蓄电池等直流电源将电能升压流入直流母线后驱动电动机；反过来在发电机模式运行时，该控制方法控制逆变器和发电机将动能转换成电能输入直流母线；同时可以针对实际系统硬件构成，限制电动机或发电机的转矩输出，或限制逆变器电流，以保护逆变器和电机。在紧急制动状态下，电机还可被作为一个涡流刹车盘使用。

(32)另外，直流双方向升降压控制器13和逆变器控制器14乃至上位控制器15，其硬件构成可以根据实际使用CPU的运算速度和资源灵活配置，可以由多个CPU组成一套控制装置，也可由同一CPU或DSP构成，由软件模块组成不同的控制单元。

(33)为节约成本，在小功率电机驱动装置时，电流检测用电流传感器4和电流传感器10可以采用无感电阻和后续信号放大电路。电流传感器4也可安装在直流母线的负电压侧(图2)。电流传感器10也可安装在直流母线的负电压侧(图2)，用一个检测器来同时检测电机的三相相电流。

(34)当逆变器系统控制使用其它方法例如使用无感矢量控制逻辑时，或者电机使用不同种类的电机，例如开关磁阻电机的场合，直流双方向升降压的控 制方法同样可以适用该种系统的应用，其基本控制方法不变。

(35)当驱动系统使用有刷直流电机时，可以取消逆变装置部分，由双方向直流升降压装置单独供电。此时双方向直流升降压控制器控制直流输出电压，以达到控制直流电机输出转矩的目的，其基本控制方法不变。

(36)为了保持逆变器系统控制的应答性能和动态性能，逆变器控制系统的采样周期一般与IGBT功率开关电路9的载波周期同步，在动态性能要求高的场合也可为IGBT功率开关电路9载波周期的一半，或者在动态性能要求不高时可取载波周期的整数倍。

(37)上位控制单元15作为司令部，负责检测驾驶者的操作动作，并收集外部传感器如防撞系统、GPS系统等信息综合处理，最终向下位控制器发出系统的起动/停止、输出电磁转矩指令或电机旋转速度指令、紧急直流制动等一系列命令。

(38)当驾驶者插入钥匙或者插入IC卡等控制车辆用具并将其转入工作档时，上位控制单元15向下位的双方向升降压控制单元13和逆变器控制单元14发出起动命令。此时双方向升降压控制单元13控制直流母线升压至指定工作电压，同时逆变器控制单元14按照前述的矢量控制逻辑，按照预先设置的起动电磁转矩指令值和励磁电流值，在电机零转速的情况下控制逆变器向电机流入励磁电流，完成电机铁心的充磁过程。当上述过程完成后系统进入待机工作状态。

(39)当驾驶者拔出钥匙或IC卡时，或者当上述直流双方向升降压装置或逆变装置故障时，上位控制单元13向直流双方向升降压控制单元14和逆变器控制单元15下达停机指令。

(40)在混合动力车的场合，在上位控制单元判断无需电机辅助工作而由引擎独立工作时，可以由上位控制单元15向直流双方向升降压控制单元13和逆 变器控制单元14下达暂停工作指令，这时控制器将停止PWM发波，并停止整个装置的IGBT开关动作，以避免电机长时间工作在空载状态，节约能耗。

(41)同样，纯电动汽车或电力机车的场合，在驾驶者既没有踩加速板又没有踩刹车，而车辆本身处于高速滑行状态等上位机判断可以停止驱动装置工作的情况下，上位控制单元15向直流双方向升降压控制单元13和逆变器控制单元14下达暂停工作指令，使其停止PWM发波，并停止整个装置的IGBT开关动作，最大限度地节约能耗。

(42)当防撞系统报警，或GPS系统判断车辆越界报警等情况下，上位控制单元15可不受驾驶者控制直接向逆变器控制单元14下达紧急制动命令，使电机进入直流制动工作状态。同时，上位控制单元15向不在本发明书中描述的机械刹车系统下达紧急刹车命令。

(43)当系统处于可工作状态、驾驶者踩下加速板时，根据加速板的角度，上位控制单元15按比例换算成正的转矩指令值，并按预先设置的最大允许转矩对其值加以极限处理后，向逆变器控制单元14下达电磁转矩指令，使电机处于电动机工作状态。

(44)当系统处于可工作状态、驾驶者踩下刹车时，根据刹车状态，上位控制单元15首先判断是否处于紧急刹车。正常刹车时，上位控制单元15按比例换算成负的转矩指令值，并按预先设置的最大允许负转矩对其值加以极限处理后，向逆变器控制单元14下达电磁转矩指令，使电机处于发电机工作状态。紧急刹车时，上位控制单元15向逆变器控制单元14下达紧急制动命令，使电机进入直流制动工作状态。同时，上位控制单元15向机械刹车系统下达紧急刹车命令。

(45)当系统处于可工作状态、驾驶者设置自动巡航驾驶模式时，上位控制 单元15将驾驶者设置的车速或电机旋转速度作为速度目标值，向逆变器控制单元14下达切换至速度控制模式命令和速度目标值。

附图说明

图1：双方向升降压型逆变器装置系统构成图

图2：电流传感器采样方式图

图3：双方向升降压控制框图

图4：逆变器电机驱动控制框图

图中符号说明

1：直流电源(蓄电池等)

2：稳压蓄能电容

3：直流电源电压检测器

4：直流电源1输出电流检测用电流传感器

5：升降压蓄能用直流电感

6：升降压IGBT半桥电路

7：直流母线稳压用电容

8：直流母线电压检测器

9：IGBT功率开关电路

10：电机电流检测用电流传感器

11：电机

12：电机旋转速度和位置检测用的位置速度传感器

13：直流双方向升降压装置控制器

14：逆变器控制器

15：上位控制器

具体实施方式

本发明所使用的双方向升降压型逆变器装置安装在电动汽车、电力机车车身内。其控制系统分为双方向升降压单元控制部分、逆变器单元控制部分和上位控制单元等三个部分。

本实施方式中，双方向升降压单元控制单元、逆变器单元控制单元由一个高速数字信号处理器(DSP)和周边硬件所组成的控制板1构成，而上位控制单元由另外一枚超高速数字信号处理器以及周边电路所组成的控制板2构成。控制板1和控制版2的所有电信号与强电部分都保持绝缘。控制板2和控制板1之间通过车用CAN总线通讯。

控制板1在编写嵌入式实时控制软件时，将软件部分分为双方向升降压单元控制模块和逆变器单元控制模块。双方向升降压单元控制模块按照图2所示的控制流程图编程，逆变器单元控制模块按照图3所示的控制流程图编程。

控制版2在编写嵌入式实时控制软件时，按照37节至45节所述编程。

Claims (11)

1.针对一个由直流电源1、稳压蓄能电容2、直流电源电压检测器3、输出电流传感器4、直流电感5、升降压IGBT半桥电路6、直流母线稳压电容7、直流母线电压检测器8和直流双方向升降压控制单元13所组成的直流双方向升降压装置，分别利用电压检测器3、电流传感器5和分流器8采样直流电源1电压V_b、直流电源1输出电流i_b和直流母线电压V_dc，建立一个具有高速电流控制内环的直流母线电压PI控制系统，其特征为上述控制系统独立于电机控制系统和电机种类，通过控制直流电源1输出电流i_b为直流母线电压PI控制计算所得到的电流指令值，从而稳定直流母线工作在预先指定的工作电压的一种控制方法。

2.针对一个由直流母线稳压用电容7、直流母线电压检测器8、IGBT功率开关电路9、电流检测用电流传感器10、位置速度传感器12和逆变器控制单元14构成的逆变装置，分别利用直流母线电压检测器8、电流传感器10和位置速度传感器12测量采样三相输出电流i_u、i_v、i_w和电机转子位置速度信号ω_r，建立一个可以实时控制电机输出转矩的矢量控制系统，其特征为按照上位控制器15传来的定速巡航模式、紧急刹车模式等模式命令和转速、转矩指令值以及起动/停止命令，控制电机工作在电动机、发电机或者紧急制动状态，并可随时从电动机或发电机状态快速切换至紧急制动状态，同时在电机工作在电动机或发电机状态时可以控制电机输出转矩的一种控制方法。

3.针对上述权利要求(1)和权力要求(2)所描述的直流双方向升降压装置和逆变装置以及上位控制单元15构成的双方向升降压逆变装置，根据采集到的外部信息，生成加减速指令、起动停止指令、电机输出转矩指令或旋转速度指令，以及定速巡航模式、紧急刹车模式等模式命令，控制直流双方向升降压装置控制单元和逆变器控制单元的一种控制方法。

4.上述权利要求(1)中电流控制环内加入电流限制值，其上下限制值根据蓄电池等直流电源电压和工作状态从上位控制器直接给出，或读取预先存贮在记忆单元中的数值，以实现蓄电池等直流电源工作时的电压电流管理方法，以及保护蓄电池过充放电的保护方法。

5.上述权利要求(1)中，利用采样得到直流电源电流i_b的时间变动差分计算得到直流电感5的电压降V_L，加上采样得到蓄电池等直流电源电压V_b，减去通过蓄电池等直流电源电流PI反馈控制计算得到的控制电压V_Ctrl，最终得到半桥输出电压V_PWM后，用V_PWM除以直流母线电压计算得出半桥电路开关占空比的一种占空比计算方法。

6.上述权利要求(2)中逆变装置的电流控制环内加入电流限制值，其特征为与权利要求(4)中的蓄电池电流限制值联动，以控制电机最大输入/输出功率与蓄电池等直流电源的最大输出/输入功率相等的保护方法。

7.上述权利要求(2)中逆变装置根据上位控制单元传来的定速巡航模式的开关信号，以决定使用转速PI运算得到的转矩指令值或者使用上位控制单元传来的转矩指令值来控制次级逻辑计算用指令值的一种模式切换方法。

8.上述权利要求(2)中逆变装置的矢量控制逻辑运算中，按照上位控制单元所传来的紧急制动命令，将旋转坐标系相位角θ指定为一个固定的刹车角θ_bk，同时，指定此时的转矩电流指令值为零，励磁电流指令值指定为紧急刹车电流I_bk的紧急制动控制方法。

9.上述权利要求(1)和权力要求(2)中直流双方向升降压控制单元13和逆变器控制单元14由同一个运算用CPU构成，该CPU的控制软件同时包括了上述直流双方向升降压装置和逆变装置的控制运算逻辑和保护功能的一种控制系统构成方法。

10.上述权利要求(1)和权力要求(2)中采样周期和控制运算周期分别为各自的开关器件的载波周期的一半，或与载波周期相同，或者是载波周期的整数倍的采样与逻辑运算方法。

11.上述权利要求(1)和权力要求(2)中的直流双方向升降压控制单元13和逆变器控制单元14，在上位控制单元15暂停工作指令时，分别停止PWM发波并停止整个装置的IGBT开关动作的一种节能运行控制方法。

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