CN103219783A - 一种适用于电动汽车充电过程的变频控制方法 - Google Patents

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CN103219783A
CN103219783A CN2013101243985A CN201310124398A CN103219783A CN 103219783 A CN103219783 A CN 103219783A CN 2013101243985 A CN2013101243985 A CN 2013101243985A CN 201310124398 A CN201310124398 A CN 201310124398A CN 103219783 A CN103219783 A CN 103219783A
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China
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frequency conversion
charge power
power
charging
current
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黄智宇
蒲小华
李红波
瞿章豪
芮子乔
徐正龙
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Chongqing University of Post and Telecommunications
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Abstract

本发明公开了一种适用于电动汽车充电过程的变频控制方法，步骤包括：在电动汽车充电机的控制器中拟合出充电功率曲线，并根据充电功率曲线得出
Figure 2013101243985100004DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；计算出当前充电功率
Figure DEST_PATH_IMAGE010
；判断出该充电功率
Figure 540436DEST_PATH_IMAGE010
所处的范围；输出当前变频运算功率，并得到当前开关频率值；判断变频运算功率
Figure 211589DEST_PATH_IMAGE012
的范围，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
～
Figure DEST_PATH_IMAGE016
充电时间段结束；在
Figure 385081DEST_PATH_IMAGE016
～
Figure DEST_PATH_IMAGE018
时间段，判断
Figure DEST_PATH_IMAGE020
的范围；输出当前变频运算功率
Figure 458080DEST_PATH_IMAGE012
，并得到当前开关频率值；当
Figure 426036DEST_PATH_IMAGE020
值小于截止充电功率
Figure 584484DEST_PATH_IMAGE006
，充电过程结束。本发明的目的提供一种降低车载充电机对蓄电池充电过程中系统的功率损耗，提高充电效率，改善充电过程中电池干扰，提高系统稳定性与抗干扰能力的适用于电动汽车充电过程的变频控制方法。

Description

一种适用于电动汽车充电过程的变频控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车充电领域，尤其涉及一种电动汽车电池充电过程中的变频控制方法。
背景技术
当今世界环境、能源两大难题的日益突出，电动汽车以优越的环保和节能特性得到快速发展。车载数字式充电机作为电动汽车的重要组成部分，提供外接电源给汽车蓄电池充电，充电机效率已经成为衡量电动汽车技术水平的重要标准。为了减小其在整车重量和体积占比，通常其体积比较小，但体积减小，促使充电过程中频率升高，频率升高导致充电机开关损耗增加，降低充电效率，直接影响电动汽车蓄电池充电的时间。因此，为了解决充电过程中充电机开关频率升高带来开关损耗增加的问题，需要进一步研究更高效的电池充电控制方法，提高充电效率。
目前在设计车载数字式充电机系统时，为满足输出要求，在控制器处理速度、功率开关管与磁芯材料技术的限制下按照最大充电功率设计整个充电机系统。但是，车载电池的充电过程中充电功率是不断变化的，其在最大充电功率点的时间只占整个充电时间很小的一部分。在未达到最大充电功率点时，开关频率与最大充电功率点的频率相同，开关损耗与最大充电功率点的损耗也相同，这样大大增加了整个充电过程中充电机的开关损耗。
为了降低开关损耗，专利申请号为201010141089.5的中国发明专利提供了一种“用于为开关电源变换器提供工作频率的系统”。该系统把负载的状态作为反馈信号，利用比较器通过反馈信号的比较来为时钟提供频率，使开关电源频率随负载变化而变化，达到了降低开关功耗的目的，提高了系统的效率。但该专利所记载的方法存在以下弊端：1.该系统使开关电源的频率随负载的变化而变化，这是一个滞后补偿控制方法，如果充电系统的频率实时滞后于负载变化，系统会出现不稳定现象，导致毁坏整个充电系统。2.电动车电池充电是充电功率不断变化的过程，开关电源的频率实时根据负载的变化而变化，当出现扰动时，可能引起开关电源的频率一直剧烈变化，从而引起系统不稳定及EMI问题。
发明内容
针对以上现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种降低车载充电机对蓄电池充电过程中系统的功率损耗，提高充电效率，改善充电过程中电池干扰，提高系统稳定性与抗干扰能力的适用于电动汽车充电过程的变频控制方法，为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种适用于电动汽车充电过程的变频控制方法，包括以下步骤：
101、在电动汽车充电机的控制器中拟合出充电功率曲线，并根据充电功率曲线得出                                               
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE008
，其中
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE010
为t=0时刻的起始充电功率，
Figure 116093DEST_PATH_IMAGE004
为t=
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE012
时刻的最大充电功率，
Figure 639479DEST_PATH_IMAGE006
为t=时刻的截止充电功率，
Figure 523119DEST_PATH_IMAGE008
为变频增长步长；
102、充电机检测单元实时检测当前充电电流I、充电电压U值，控制器根据检测的充电电流、充电电压值，计算出当前充电功率
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE016
；
103、根据步骤101中得到的充电功率曲线，在
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE018
～
Figure 499166DEST_PATH_IMAGE012
时间段，当
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE020
>
Figure 977551DEST_PATH_IMAGE010
+ (n+1) 
Figure 621022DEST_PATH_IMAGE008
或者
Figure 956189DEST_PATH_IMAGE020
<
Figure 622793DEST_PATH_IMAGE010
+n
Figure 701608DEST_PATH_IMAGE008
时，判断充电系统受到干扰，返回步骤102重新检测当前充电功率
Figure 199585DEST_PATH_IMAGE016
；当
Figure 705653DEST_PATH_IMAGE010
+n ≤
Figure 742059DEST_PATH_IMAGE020
≤
Figure 94543DEST_PATH_IMAGE010
+ (n+1)
Figure 37091DEST_PATH_IMAGE008
时，判断充电功率
Figure 911244DEST_PATH_IMAGE016
正常，其中n为变频步长递增参数，初始n=1，执行下一步；
104、充电机控制器获取当前变频运算功率
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE022
，此时
Figure 331861DEST_PATH_IMAGE022
 =
Figure 804431DEST_PATH_IMAGE010
+ (n+1)
Figure 652301DEST_PATH_IMAGE008
 ，并得到当前开关频率值；
105、根据步骤104中得到的当前变频运算功率
Figure 515215DEST_PATH_IMAGE022
，判断变频运算功率
Figure 739523DEST_PATH_IMAGE022
的范围，当变频运算功率处于
Figure 66599DEST_PATH_IMAGE004
-
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE024
≤
Figure 288633DEST_PATH_IMAGE022
≤功率段，且当前充电功率
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE026
≥时， 
Figure 582845DEST_PATH_IMAGE018
～
Figure 38097DEST_PATH_IMAGE012
充电时间段将结束，进入下一充电时间段；
106、～
Figure 504031DEST_PATH_IMAGE012
充电时间段结束，对参数赋值=
Figure 602491DEST_PATH_IMAGE004
，s=n，其中s为
Figure 989610DEST_PATH_IMAGE004
-
Figure 93833DEST_PATH_IMAGE024
~功率段的变频步长递增参数值；
107、在～
Figure 593581DEST_PATH_IMAGE014
时间段，当
Figure 767074DEST_PATH_IMAGE026
>- (n-s)
Figure 683394DEST_PATH_IMAGE024
或
Figure 779526DEST_PATH_IMAGE026
<- (n-s+1)
Figure 294001DEST_PATH_IMAGE024
时，判断充电系统受到干扰，返回步骤102重新检测当前充电功率
Figure 432858DEST_PATH_IMAGE016
；当
Figure 16286DEST_PATH_IMAGE004
- (n-s+1)
Figure 266002DEST_PATH_IMAGE024
≤
Figure 687494DEST_PATH_IMAGE026
≤
Figure 997253DEST_PATH_IMAGE004
- (n-s)
Figure 67977DEST_PATH_IMAGE024
，判断充电功率正常，执行下一步；
108、充电机控制器获取当前变频运算功率
Figure 898847DEST_PATH_IMAGE022
，并得到当前开关频率值；
109、当值大于截止充电功率，返回步骤107继续判断
Figure 529045DEST_PATH_IMAGE026
的范围；
110、当
Figure 161015DEST_PATH_IMAGE026
值小于截止充电功率
Figure 812576DEST_PATH_IMAGE006
，充电过程结束。
进一步地，步骤101中，变频增长步长
Figure 857892DEST_PATH_IMAGE008
采用二分法。
进一步地，步骤104中，根据变频运算功率
Figure 253102DEST_PATH_IMAGE022
得到视在功率
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure 739578DEST_PATH_IMAGE028
与开关频率的关系式为
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE030
，式中，变压器体积与面积积
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE032
、交流磁通密度
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE034
、电流密度、波形系数和窗口利用系数
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE040
均为定值。
进一步地，步骤103中，
Figure 207380DEST_PATH_IMAGE026
的范围划分为
Figure 2013101243985100002DEST_PATH_IMAGE042
~
Figure 474413DEST_PATH_IMAGE042
+
Figure 407734DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 14296DEST_PATH_IMAGE042
+
Figure 273239DEST_PATH_IMAGE024
~
Figure 761989DEST_PATH_IMAGE042
+2
Figure 764580DEST_PATH_IMAGE024
、……
Figure 225649DEST_PATH_IMAGE004
-
Figure 389914DEST_PATH_IMAGE024
~
Figure 631539DEST_PATH_IMAGE004
。
     进一步地，步骤107中，的范围划分为
Figure 986352DEST_PATH_IMAGE004
~-
Figure 50440DEST_PATH_IMAGE024
、……
Figure 394834DEST_PATH_IMAGE006
-~
Figure 336562DEST_PATH_IMAGE006
。
本发明的优点及有益效果如下：
在充电过程中，根据电池预设的充电功率曲线，确定功率增长步长，划分不同的充电功率段，进行超前补偿变频控制。该变频控制方法在同一功率段对电池采用恒频充电，不同功率段采用变频充电，既满足系统稳定性的需求，又达到了降低电池充电过程中功率损耗的目的。而且，采用超前补偿方法可方便判断是否为扰动，提高了系统的抗干扰能力。本发明提出的变频控制方法具有充电效率高、稳定性强、抗干扰能力强的特点，同时改善充电过程中EMI（电池干扰）效应。
附图说明    
图1是本发明一优选实施例电动汽车充电过程的变频控制方法流程图；
图2是本发明具体实施例的充电机结构示意图；
图3是本发明具体实施例采用的恒流、恒压充电方式原理图；
图4是本发明电动汽车充电控制方法原理示意图；
图5是本发明具体实施例变频方法描述图。
具体实施方式
下面结合附图给出一个非限定性的实施例对本发明作进一步的阐述。
参照图1所示，本发明的一实施例的变频控制方法流程图，具体包含步骤如下：
首先定义以下参数量：
—起始充电功率，—最大充电功率，
Figure 725452DEST_PATH_IMAGE006
—截止充电功率，
Figure 402421DEST_PATH_IMAGE022
—变频运算功率，
Figure 840356DEST_PATH_IMAGE026
—当前电池充电功率，
Figure 526552DEST_PATH_IMAGE024
—变频增长步长，n—变频步长递增参数。
步骤101：BMS（电池管理系统）242通过CAN模块231反馈的充电电池的数量和特性等参数选择合适的充电曲线，在控制器中222拟合出充电功率曲线420，系统初始化，确定、
Figure 784675DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 709906DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 934214DEST_PATH_IMAGE024
的值，初始化时n=1，在第一充电功率段~
Figure 981859DEST_PATH_IMAGE042
+
Figure 128806DEST_PATH_IMAGE024
时的变频运算功率
Figure 94488DEST_PATH_IMAGE022
=
Figure 276071DEST_PATH_IMAGE042
+
Figure 731323DEST_PATH_IMAGE024
。
步骤102：充电机控制器222实时检测当前充电功率
Figure 631146DEST_PATH_IMAGE026
，控制器222根据检测到的充电电压U、充电电流I值，计算当前充电功率
Figure 134940DEST_PATH_IMAGE026
。
步骤103：判断当前充电功率
Figure 171029DEST_PATH_IMAGE026
的范围。该步骤具体为：在
Figure 797182DEST_PATH_IMAGE018
～
Figure 918722DEST_PATH_IMAGE012
时间段，根据+n
Figure 382381DEST_PATH_IMAGE024
≤
Figure 179436DEST_PATH_IMAGE020
≤
Figure 788272DEST_PATH_IMAGE042
+（n+1）
Figure 132403DEST_PATH_IMAGE024
来判断
Figure 143085DEST_PATH_IMAGE026
的范围，在该时间段的值随时间递增而增加。在实施例中，
Figure 207173DEST_PATH_IMAGE026
的范围划分为
Figure 856460DEST_PATH_IMAGE042
~
Figure 924910DEST_PATH_IMAGE042
+
Figure 63767DEST_PATH_IMAGE024
、+
Figure 896911DEST_PATH_IMAGE024
~
Figure 819868DEST_PATH_IMAGE042
+2
Figure 129626DEST_PATH_IMAGE024
、……-
Figure 988178DEST_PATH_IMAGE024
~
Figure 258317DEST_PATH_IMAGE004
，以方便判断当前充电功率
Figure 738977DEST_PATH_IMAGE026
所在的范围为何值。在
Figure 296997DEST_PATH_IMAGE018
～
Figure 888515DEST_PATH_IMAGE012
时间段，当
Figure 786064DEST_PATH_IMAGE020
>
Figure 437626DEST_PATH_IMAGE010
+ (n+1) 
Figure 217363DEST_PATH_IMAGE008
或者
Figure 612572DEST_PATH_IMAGE020
<
Figure 364627DEST_PATH_IMAGE010
+n时，判断充电系统受到干扰，返回步骤102重新检测当前充电功率
Figure 454123DEST_PATH_IMAGE016
；当+n
Figure 259585DEST_PATH_IMAGE008
 ≤
Figure 252949DEST_PATH_IMAGE020
≤+ (n+1)
Figure 9869DEST_PATH_IMAGE008
时，判断充电功率
Figure 969473DEST_PATH_IMAGE016
正常，其中n为变频步长递增参数，初始n=1，执行下一步；
步骤104：输出变频运算功率
Figure 133738DEST_PATH_IMAGE022
。判断
Figure 375363DEST_PATH_IMAGE026
范围正确后向充电机控制器222输出当前变频运算功率
Figure 916066DEST_PATH_IMAGE022
，根据具体变压器输出的电路类型，通过换算得到当前开关频率值，并且变频步长递增参数n相应加1。在实施例中，变频运算功率为当前功率范围的上限值，如在~
Figure 832387DEST_PATH_IMAGE042
+
Figure 295729DEST_PATH_IMAGE024
范围时的值为
Figure 810204DEST_PATH_IMAGE042
+
Figure 581851DEST_PATH_IMAGE024
。
步骤105：判断变频运算功率
Figure 532489DEST_PATH_IMAGE022
的范围。在变频运算功率处于
Figure 352678DEST_PATH_IMAGE004
-
Figure 705162DEST_PATH_IMAGE024
~功率段，且当前充电功率
Figure 85645DEST_PATH_IMAGE026
≥
Figure 208059DEST_PATH_IMAGE004
时，表示
Figure 415049DEST_PATH_IMAGE018
～
Figure 528499DEST_PATH_IMAGE012
充电时间段将结束，进入下一充电时间段。
步骤106：
Figure 453730DEST_PATH_IMAGE018
～
Figure 615721DEST_PATH_IMAGE012
充电时间段结束，对参数赋值=
Figure 961568DEST_PATH_IMAGE004
，s=n。
步骤107：判断当前充电功率
Figure 374095DEST_PATH_IMAGE026
的范围。该步骤具体为：在
Figure 339777DEST_PATH_IMAGE012
～
Figure 521360DEST_PATH_IMAGE014
时间段，根据
Figure 976612DEST_PATH_IMAGE004
- (n-s+1)
Figure 610856DEST_PATH_IMAGE024
≤
Figure 114649DEST_PATH_IMAGE026
≤- (n-s)
Figure 42471DEST_PATH_IMAGE024
来判断
Figure 164011DEST_PATH_IMAGE026
的范围，在这一时间段，的值随时间的递增而减小。在实施例中，
Figure 126205DEST_PATH_IMAGE026
的范围划分为
Figure 923260DEST_PATH_IMAGE004
~
Figure 532096DEST_PATH_IMAGE004
-
Figure 377692DEST_PATH_IMAGE024
、……
Figure DEST_PATH_IMAGE044
-~
Figure 356330DEST_PATH_IMAGE044
，以方便判断当前充电功率
Figure 390145DEST_PATH_IMAGE026
所在的范围为何值。在
Figure 101749DEST_PATH_IMAGE012
～
Figure 966937DEST_PATH_IMAGE014
时间段，当
Figure 105794DEST_PATH_IMAGE026
>
Figure 626905DEST_PATH_IMAGE004
- (n-s)
Figure 142200DEST_PATH_IMAGE024
或
Figure 861894DEST_PATH_IMAGE026
<
Figure 171653DEST_PATH_IMAGE004
- (n-s+1) 时，判断充电系统受到干扰，返回步骤102重新检测当前充电功率
Figure 737861DEST_PATH_IMAGE016
；当
Figure 577641DEST_PATH_IMAGE004
- (n-s+1) 
Figure 995984DEST_PATH_IMAGE024
≤
Figure 554005DEST_PATH_IMAGE026
≤
Figure 145523DEST_PATH_IMAGE004
- (n-s)
Figure 839810DEST_PATH_IMAGE024
，判断充电功率
Figure 694633DEST_PATH_IMAGE016
正常，执行下一步；
步骤108：输出变频运算功率
Figure 474370DEST_PATH_IMAGE022
。判断
Figure 869580DEST_PATH_IMAGE026
范围正确后向充电机控制器222输出当前变频运算功率，根据具体变压器输出的电路类型，通过换算得到当前开关频率值，并且变频步长递增参数n相应加1。在实施例中，变频运算功率为当前功率范围的上限，如
Figure 683952DEST_PATH_IMAGE004
~-
Figure 711131DEST_PATH_IMAGE024
范围时
Figure 910031DEST_PATH_IMAGE022
的值为
Figure 578910DEST_PATH_IMAGE004
。
步骤109：判断当前充电功率
Figure 8492DEST_PATH_IMAGE026
是否接近截止充电功率。如果不等于截止充电功率，返回步骤107继续判断
Figure 499833DEST_PATH_IMAGE026
的范围。
步骤110：充电结束。当前充电功率小于截止充电功率
Figure 390746DEST_PATH_IMAGE006
表示充电完成。
参照图2、图3、图4所示，本发明具体实施的充电机结构示意图200：充电机结构主要包括功率单元210、控制及保护单元220、辅助管理单元230，负载与外围控制单位240。
本发明具体实施例采用的恒流、恒压充电方式，充电过程中电流、电压变化规律如图300所示，其中的跳转点根据汽车实际配装的电池组的型号、数量等信息及BMS(电池管理系统)242通过CAN模块231反馈的电池组情况确定，在控制器222中拟合出充电功率曲线420。最终确定起始充电功率
Figure 632371DEST_PATH_IMAGE042
、最大充电功率
Figure 907495DEST_PATH_IMAGE004
及截止充电功率。然后根据所选控制器222处理速度与充电电池组241特性确定一个合适的功率增长步长
Figure 823815DEST_PATH_IMAGE024
。
在设计充电机系统时，为满足输出要求。在控制器222处理速度、功率开关管与磁芯材料技术等因素的限制下按照最大输出功率
Figure 552737DEST_PATH_IMAGE004
设计整个充电系统。但是，在车载电池充电过程中，其充电功率320不断变化，最大输出功率点
Figure 631551DEST_PATH_IMAGE004
只占整个充电时间中很小一部分。
本发明具体实施例
Figure 129528DEST_PATH_IMAGE024
确定过程类似二分法原理，如图500。首先二分
Figure 838858DEST_PATH_IMAGE042
到
Figure 789497DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 672002DEST_PATH_IMAGE004
到
Figure 24486DEST_PATH_IMAGE006
，观察整个充电过程是否稳定，然后再四分每段，观察整个充电过程是否稳定。直到划分到
Figure DEST_PATH_IMAGE046
 段系统出现不稳定为止，然后在
Figure DEST_PATH_IMAGE048
与
Figure 403253DEST_PATH_IMAGE046
重复使用此方法，最终确定临界稳定点N。最后根据系统稳定性裕量要求在2～N之间确定一个合适的划分值，从而确定功率增长步长。
根据开关频率与充电功率的关系410,在充电功率较小时，硬件配置降低开关频率来满足传输能量的要求。在电池充电过程中，充电机控制器222实时检测电池组的充电电压U、充电电流I，计算当前充电功率
Figure 199487DEST_PATH_IMAGE026
，根据
Figure 672057DEST_PATH_IMAGE026
确定
Figure 785507DEST_PATH_IMAGE022
，再根据与视在功率
Figure DEST_PATH_IMAGE050
的关系确定
Figure 872728DEST_PATH_IMAGE050
。
Figure 934225DEST_PATH_IMAGE050
可能在
Figure DEST_PATH_IMAGE052
（
Figure 156259DEST_PATH_IMAGE052
=
Figure 568786DEST_PATH_IMAGE022
/
Figure DEST_PATH_IMAGE054
，
Figure 33003DEST_PATH_IMAGE054
--预测效率）的2~2.828倍范围内变化。具体取决于所有变压器输出的电路类型。本电路的输出电路用的是带中心抽头的全波电流，由于二次绕组中流动着有间断电流畸变的波形。
Figure 214586DEST_PATH_IMAGE050
=
Figure 404259DEST_PATH_IMAGE052
+
Figure DEST_PATH_IMAGE056
。
然后根据视在功率与开关频率的关系确定该时刻的开关频率(如公式1)。
Figure 807875DEST_PATH_IMAGE030
……………………………………….(1)
其中，对于确定的变压器，变压器体积与面积积
Figure 109544DEST_PATH_IMAGE032
为定值,在计算开关频率f时，根据当前时刻视在功率
Figure DEST_PATH_IMAGE058
的值来计算，其他变量交流磁通密度
Figure 407801DEST_PATH_IMAGE034
、电流密度
Figure 794920DEST_PATH_IMAGE036
、波形系数
Figure 164721DEST_PATH_IMAGE038
、窗口利用系数
Figure 55317DEST_PATH_IMAGE040
对确定变压器均为定值。
本发明根据车载充电系统的硬件配置与充电功率之间的关系来改变充电控制频率。根据开关频率与充电功率的关系，在充电功率较小时，硬件配置降低开关频率来满足传输能量的要求。充电机的开关损耗与开关次数成正比，本发明在充电功率小时，开关次数少，开关损耗降低，效率提高，同时EMI问题得到改善。所以本发明最大程度利用了系统已有资源来降低损耗，提高效率及改善EMI（电池干扰）问题。
本发明针对电动汽车电池充电过程中特有的功率变化规律，引入超前补偿变频控制技术，频率超前于负载变化，为系统预留足够的稳定时间。同时根据超前补偿额度，可方便判断是否出现扰动，从而防止出现频率随负载变化的滞后控制策略中出现扰动而引起频率剧烈改变的现象，影响系统稳定性，甚至可能毁坏整个充电控制系统。
本发明适用于所有可以预先拟合出电池预充电功率曲线的充电控制策略，比如最优曲线充电法，三段式充电法等。
这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种适用于电动汽车充电过程的变频控制方法，其特征在于包括以下步骤：
101、在电动汽车充电机的控制器中拟合出充电功率曲线，并根据充电功率曲线得出                                               
Figure DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为t=0时刻的起始充电功率，为t=时刻的最大充电功率，
Figure 827995DEST_PATH_IMAGE006
为t=
Figure DEST_PATH_IMAGE014
时刻的截止充电功率，
Figure 607732DEST_PATH_IMAGE008
为变频增长步长；
102、充电机检测单元实时检测当前充电电流I、充电电压U值，控制器根据检测的充电电流、充电电压值，计算出当前充电功率
Figure DEST_PATH_IMAGE016
；
103、根据步骤101中得到的充电功率曲线，在
Figure DEST_PATH_IMAGE018
～
Figure 940624DEST_PATH_IMAGE012
时间段，当
Figure DEST_PATH_IMAGE020
>
Figure 754997DEST_PATH_IMAGE010
+ (n+1) 
Figure 515142DEST_PATH_IMAGE008
或者
Figure 782176DEST_PATH_IMAGE020
<+n时，判断充电系统受到干扰，返回步骤102重新检测当前充电功率
Figure 85396DEST_PATH_IMAGE016
；当
Figure 839725DEST_PATH_IMAGE010
+n
Figure 576737DEST_PATH_IMAGE008
 ≤
Figure 100122DEST_PATH_IMAGE020
≤
Figure 467650DEST_PATH_IMAGE010
+ (n+1)
Figure 709275DEST_PATH_IMAGE008
时，判断充电功率
Figure 984399DEST_PATH_IMAGE016
正常，其中n为变频步长递增参数，初始n=1，执行下一步；
104、充电机控制器获取当前变频运算功率
Figure DEST_PATH_IMAGE022
，此时
Figure 565553DEST_PATH_IMAGE022
 =+ (n+1)
Figure 629641DEST_PATH_IMAGE008
 ，并得到当前开关频率值；
105、根据步骤104中得到的当前变频运算功率
Figure 708455DEST_PATH_IMAGE022
，判断变频运算功率
Figure 144116DEST_PATH_IMAGE022
的范围，当变频运算功率处于
Figure 915763DEST_PATH_IMAGE004
-
Figure DEST_PATH_IMAGE024
≤
Figure 866401DEST_PATH_IMAGE022
≤
Figure 185125DEST_PATH_IMAGE004
功率段，且当前充电功率
Figure DEST_PATH_IMAGE026
≥
Figure 537609DEST_PATH_IMAGE004
时， ～
Figure 855775DEST_PATH_IMAGE012
充电时间段将结束，进入下一充电时间段；
106、
Figure 276392DEST_PATH_IMAGE018
～
Figure 748961DEST_PATH_IMAGE012
充电时间段结束，对参数赋值
Figure 862411DEST_PATH_IMAGE022
=
Figure 725325DEST_PATH_IMAGE004
，s=n，其中s为
Figure 949633DEST_PATH_IMAGE004
-
Figure 11130DEST_PATH_IMAGE024
~
Figure 295480DEST_PATH_IMAGE004
功率段的变频步长递增参数值；
107、在
Figure 645690DEST_PATH_IMAGE012
～时间段，当
Figure 855272DEST_PATH_IMAGE026
>
Figure 44945DEST_PATH_IMAGE004
- (n-s)
Figure 380986DEST_PATH_IMAGE024
或
Figure 947096DEST_PATH_IMAGE026
<
Figure 248765DEST_PATH_IMAGE004
- (n-s+1)
Figure 547022DEST_PATH_IMAGE024
时，判断充电系统受到干扰，返回步骤102重新检测当前充电功率
Figure 934141DEST_PATH_IMAGE016
；当
Figure 303942DEST_PATH_IMAGE004
- (n-s+1)
Figure 194538DEST_PATH_IMAGE024
≤
Figure 929276DEST_PATH_IMAGE026
≤
Figure 538112DEST_PATH_IMAGE004
- (n-s)
Figure 711604DEST_PATH_IMAGE024
，判断充电功率
Figure 722285DEST_PATH_IMAGE016
正常，执行下一步；
108、充电机控制器获取当前变频运算功率
Figure 627925DEST_PATH_IMAGE022
，并得到当前开关频率值；
109、当值大于截止充电功率，返回步骤107继续判断
Figure 300848DEST_PATH_IMAGE026
的范围；
110、当
Figure 875924DEST_PATH_IMAGE026
值小于截止充电功率
Figure 459352DEST_PATH_IMAGE006
，充电过程结束。
2.根据权利要求1所述的一种适用于电动汽车充电过程的变频控制方法，其特征在于：步骤101中，变频增长步长
Figure 709068DEST_PATH_IMAGE008
采用二分法。
3.根据权利要求1所述的一种适用于电动汽车充电过程的变频控制方法，其特征在于：步骤104中，根据变频运算功率得到视在功率
Figure DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure 941783DEST_PATH_IMAGE028
与开关频率的关系式为，式中，变压器体积与面积积
Figure DEST_PATH_IMAGE032
、交流磁通密度
Figure DEST_PATH_IMAGE034
、电流密度
Figure DEST_PATH_IMAGE036
、波形系数
Figure DEST_PATH_IMAGE038
和窗口利用系数
Figure DEST_PATH_IMAGE040
均为定值。
4.根据权利要求1所述的一种适用于电动汽车充电过程的变频控制方法，其特征在于：步骤103中，
Figure 887873DEST_PATH_IMAGE026
的范围划分为
Figure DEST_PATH_IMAGE042
~
Figure 941280DEST_PATH_IMAGE042
+、
Figure 692079DEST_PATH_IMAGE042
+
Figure 984520DEST_PATH_IMAGE024
~
Figure 841618DEST_PATH_IMAGE042
+2、……
Figure 125148DEST_PATH_IMAGE004
-
Figure 170465DEST_PATH_IMAGE024
~
Figure 565674DEST_PATH_IMAGE004
。
5.根据权利要求1所述的一种适用于电动汽车充电过程的变频控制方法，其特征在于：步骤107中，
Figure 52150DEST_PATH_IMAGE026
的范围划分为~
Figure 407225DEST_PATH_IMAGE004
-
Figure 606125DEST_PATH_IMAGE024
、……
Figure 947108DEST_PATH_IMAGE006
-~
Figure 960380DEST_PATH_IMAGE006
。
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