CN103324225A - 一种车载充电系统串联pid控制的补偿方法 - Google Patents

一种车载充电系统串联pid控制的补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种车载充电系统串联PID控制的补偿方法，包括：设置外部电压设定值、外部电流设定值和电流限定值；对车载充电系统的输出端进行电压采样和电流采样得到电压采样值和电流采样值；将电压设定值减去电压采样值得到的电压偏差值输入电压环PID；将电压环PID输出的电流设定值与外部电流设定值求小后得到电流最小值，将电流最小值减去电流采样值得到的第一电流偏差值输入电流环PID；将电流最小值减去电压环PID输出的电流设定值后得到的第二电流偏差值输入至电压环PID；电流环PID的输出值输入至脉宽调制模块，脉宽调制模块输出控制值至车载充电系统的输出端。本发明能够实现车载充电系统的恒流充电与恒压充电的无缝切换。

Description

一种车载充电系统串联PID控制的补偿方法
技术领域
本发明涉及一种车载充电系统串联PID控制的补偿方法。
背景技术
随着汽车工业的发展，新能源汽车发展非常迅速，新能源汽车上设有车载充电系统，所述车载充电系统包括给动力蓄电池充电的充电机，以使动力蓄电池给重要部件（如车载电脑、助力转向装置、刹车控制装置、低压散热风扇和低压水泵等）的控制器以及其他低压部件提供稳定的低压电源。
由于动力蓄电池的负载在不停的变化，常常进入限流状态，充电机需要在恒流充电和恒压充电之间进行切换，配合电池管理系统进行最优化充电。然而，现有的充电机在进行恒流充电和恒压充电的切换时的过渡时间较长，严重影响恒流充电和恒压充电在切换时的充电效果，降低了动力蓄电池的使用寿命。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种车载充电系统串联PID控制的补偿方法，能够依据车载充电系统的实时输出电压和输出电流来调整后续车载充电系统的输出电压和输出电流，实现恒流充电与恒压充电的无缝切换，延长动力蓄电池的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种车载充电系统串联PID控制的补偿方法，包括：
设置外部电压设定值、外部电流设定值和电流限定值；对车载充电系统的输出端进行电压采样得到电压采样值；对车载充电系统的输出端进行电流采样得到电流采样值；将外部电压设定值与电压采样值相减得到的电压偏差值输入电压环PID；将电压环PID输出的电流设定值与外部电流设定值求小后得到电流最小值，将电流最小值与电流采样值相减得到的第一电流偏差值输入电流环PID；将电流最小值与电压环PID输出的电流设定值相减后得到的第二电流偏差值输入至电压环PID；电流环PID的输出值输入至脉宽调制模块，脉宽调制模块输出控制值至车载充电系统的输出端。
在本发明一个较佳实施例中，所述电压环PID包括比例单元、微分单元、积分单元和积分补偿单元，所述电压偏差值经过积分、微分和比例运算输出电流设定值。
在本发明一个较佳实施例中，所述第二电流偏差值输入至积分补偿单元，当外部电流设定值小于电压环PID输出的电流设定值，既所述电流最小值为外部电流设定值时，在电压偏差值进行积分运算时会与第二电流偏差值进行积分累加。
在本发明一个较佳实施例中，所述电压环PID输出的电流设定值小于等于所述电流限定值。
在本发明一个较佳实施例中，所述电流环PID的输出值为脉宽调制模块的占空比。
本发明的有益效果是：能够依据车载充电系统的实时输出电压和输出电流来调整后续车载充电系统的输出电压和输出电流，实现恒流充电与恒压充电的无缝切换，延长动力蓄电池的使用寿命。
附图说明
图1是本发明车载充电系统串联PID控制的补偿方法的模块化方框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
一种车载充电系统串联PID控制的补偿方法，包括：设置外部电压设定值、外部电流设定值和电流限定值；对车载充电系统的输出端进行电压采样得到电压采样值；对车载充电系统的输出端进行电流采样得到电流采样值；将外部电压设定值与电压采样值相减得到的电压偏差值输入电压环PID；将电压环PID输出的电流设定值与外部电流设定值求小后得到电流最小值，将电流最小值与电流采样值相减得到的第一电流偏差值输入电流环PID；将电流最小值与电压环PID输出的电流设定值相减后得到的第二电流偏差值输入至电压环PID；电流环PID的输出值输入至脉宽调制模块，脉宽调制模块输出控制值至车载充电系统的输出端。
本发明所述电压环PID包括比例单元、微分单元、积分单元和积分补偿单元，所述电压偏差值经过积分、微分和比例运算输出电流设定值。所述第二电流偏差值输入至积分补偿单元，当外部电流设定值小于电压环PID输出的电流设定值，既所述电流最小值为外部电流设定值时，在电压偏差值进行积分运算时会与第二电流偏差值进行积分累加，这样可以维持电压环的稳定，并使电压环PID输出的电流设定值逐渐增大，直到电压环PID输出的电流设定值达到电流限定值。
所述电流环PID的输出值为脉宽调制模块的占空比，脉宽调制模块依据电流环PID的输出值控制车载充电系统的输出电压和输出电流的大小。
本发明能够依据车载充电系统的实时输出电压和输出电流来调整后续车载充电系统的输出电压和输出电流，实现恒流充电与恒压充电的无缝切换，延长动力蓄电池的使用寿命，提高了充电系统的稳定性和可靠性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种车载充电系统串联PID控制的补偿方法，其特征在于，包括：
设置外部电压设定值、外部电流设定值和电流限定值；
对车载充电系统的输出端进行电压采样得到电压采样值；
对车载充电系统的输出端进行电流采样得到电流采样值；
将外部电压设定值与电压采样值相减得到的电压偏差值输入电压环PID；
将电压环PID输出的电流设定值与外部电流设定值求小后得到电流最小值，将电流最小值与电流采样值相减得到的第一电流偏差值输入电流环PID；将电流最小值与电压环PID输出的电流设定值相减后得到的第二电流偏差值输入至电压环PID；
电流环PID的输出值输入至脉宽调制模块，脉宽调制模块输出控制值至车载充电系统的输出端。
2.如权利要求1所述的车载充电系统串联PID控制的补偿方法，其特征在于，所述电压环PID包括比例单元、微分单元、积分单元和积分补偿单元，所述电压偏差值经过积分、微分和比例运算输出电流设定值。
3.如权利要求2所述的车载充电系统串联PID控制的补偿方法，其特征在于，所述第二电流偏差值输入至积分补偿单元，当外部电流设定值小于电压环PID输出的电流设定值，既所述电流最小值为外部电流设定值时，在所述电压偏差值进行积分运算时会与第二电流偏差值进行积分累加。
4.如权利要求3所述的车载充电系统串联PID控制的补偿方法，其特征在于，所述电压环PID输出的电流设定值小于等于所述电流限定值。
5.如权利要求1所述的车载充电系统串联PID控制的补偿方法，其特征在于，所述电流环PID的输出值为脉宽调制模块的占空比。
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