CN105406555B - 一种用于电动汽车集群充放电的多端口变换器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电动汽车集群充放电的多端口变换器及其控制方法，其特征是多端口变换器中共有n个端口，n个端口中第1端口至第n‑1端口共计n‑1个端口分别用于和电动汽车电池相连，n个端口中第n端口用于与直流微网中的直流母线相连；多端口变换器的控制方法是通过计算获得各开关管的占空比，并利用计算获得的占空比形成各开关管对应的驱动脉冲以控制其通断，进而实现对电动汽车电池的放电控制与充电控制；本发明用于电动汽车集群充放电控制，充分发挥电动汽车与电网互动的功能。

Description

一种用于电动汽车集群充放电的多端口变换器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于电动汽车集群充放电的多端口变换器及其控制方法

背景技术

随着电动汽车渗透率的不断提高，如何集成电动汽车以充分发挥其优势，利用电动汽车与电网互动功能为电网提供一些辅助服务如调峰、调频和旋转备用等已成为人们日益关注的问题。传统的方法是将电动汽车与可再生能源以微网的形式如直流微网、交流微网或交直流混合微网集成后再与大电网相连，其中每台电动汽车都有相应的独立的功率变换器。因此，这种方法存在一些弊端：每台电动汽车都需要通过相应的功率变换器来实现功率变换，故所用到的功率变换器是分离的且数量较多，结构较为离散；每增加一台电动汽车都要相应地增加功率变换器及其控制电路，成本较高；功率变换级数较多，效率不高；功率流动和负载管理都需经由通信渠道进行协调，易引起软件延迟和数据错误等问题，故难免会降低系统的可靠性和动态响应。

为解决上述问题，采用多端口变换器来集成电动汽车的方法受到关注。多端口变换器采用单个功率变换单元取代原有的多个功率变换单元，实现功率变换单元的拓扑与功能合并，合并后的功率变换单元参与多个端口之间的能量传递。与传统的采用多个分离的变换器的方法相比，多端口变换器具有很大的优势。然而，目前所提出的针对专门用于电动汽车集群充放电的多端口变换器拓扑仍然较少。并且，就现存的用于电动汽车集群充放电的多端口变换器而言，其在单个多端口变换器模块内只能实现所集成的所有电动汽车同时进行充电或同时进行放电，而无法实现部分电动汽车充电，部分电动汽车放电。

发明内容

本发明是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种用于电动汽车集群充放电的多端口变换器及其控制方法。以期可在单个的用于电动汽车集群充放电的多端口变换器模块中实现部分电动汽车充电，部分电动汽车放电，从而更加有效地集成电动汽车，充分发挥电动汽车与电网互动的功能，以为电网提供一些所需的辅助服务并减小大规模电动汽车接入电网时给电网带来的不利影响。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明用于电动汽车集群充放电的多端口变换器的结构特点是：

所述多端口变换器中共有n个端口；所述n个端口中第1端口至第n-1端口共计n-1个端口分别用于和电动汽车电池相连，所述n-1个端口分别为电动汽车集成端口1、电动汽车集成端口2……电动汽车集成端口n-1，记为：电动汽车集成端口i，i＝1,2,3…n-1；所述n个端口中第n端口用于与直流微网中的直流母线相连，所述第n端口为直流侧端口；

以开关管S_i和二极管D_i构成电动汽车集成端口i的放电控制通道，以开关管S_i'和二极管D_i'构成电动汽车集成端口i的充电控制通道；连接在电动汽车集成端口i上的电动汽车电池B_i的正极端与开关管S_i的集电极以及二极管D_i'的阴极共同连接，开关管S_i的发射极与二极管D_i的阳极相连，二极管D_i'的阳极与开关管S_i'的发射极相连，开关管S_i'的集电极与二极管D_i的阴极则共同连接为连接点O；连接在直流侧端口上的直流母线的负极与开关管S_p的发射极以及二极管D_p的阳极共同连接，开关管S_p的集电极与二极管D_p的阴极共同连接到连接点O，直流母线的正极与所有电动汽车电池的负极共同连接到连接点N；

在所述连接点O与连接点N之间设置由电感L₁和开关管S₁₁构成的放电能量缓冲通道、由电感L₂和开关管S₂₂构成的充电能量缓冲通道、由开关管S₁₁₁和二极管D₁₁₁构成的电感L₁的续流通道，以及由开关管S₂₂₂和二极管D₂₂₂构成的电感L₂的续流通道；其中，电感L₁的一端、二极管D₁₁₁的阴极、电感L₂的一端以及二极管D₂₂₂的阳极共同连接到连接点O，电感L₁的另一端与开关管S₁₁的集电极以及开关管S₁₁₁的集电极共同连接，开关管S₁₁₁的发射极与二极管D₁₁₁的阳极相连，电感L₂的另一端与开关管S₂₂的发射极以及开关管S₂₂₂的发射极共同连接，开关管S₂₂₂的集电极与二极管D₂₂₂的阴极相连，开关管S₁₁的发射极与开关管S₂₂的集电极则共同连接到连接点N；

控制电动汽车集成端口i的放电控制通道、L₂的续流通道以及放电能量缓冲通道的通断可以实现对连接在电动汽车集成端口i上的电动汽车电池B_i的放电控制；控制电动汽车集成端口i的充电控制通道、L₁的续流通道、充电能量缓冲通道以及开关管S_p的通断可以实现对连接在电动汽车集成端口i上的电动汽车电池B_i的充电控制。

本发明用于电动汽车集群充放电的多端口变换器的控制方法的特点是：

在所述多端口变换器中，设定对应连接在电动汽车集成端口1、电动汽车集成端口2.....电动汽车集成端口m上的电动汽车电池B₁、B₂.....B_m呈放电状态，对应连接在电动汽车集成端口m+1、电动汽车集成端口m+2……电动汽车集成端口n-1上的电动汽车电池B_m+1、B_m+2.....B_n-1呈充电状态，并有：0<m<n-1；按如下步骤分别获得：开关管S₁、S₂……S_m的占空比d₁、d₂……d_m，开关管S_m+1'、S_m+2'……S_n-1'的占空比d_m+1'、d_m+2'……d_n-1'，开关管S₁₁、S₁₁₁、S₂₂、S₂₂₂和S_p的占空比d₁₁、d₁₁₁、d₂₂、d₂₂₂和d_p'，以及二极管D_p的导通占空比d_p，并利用所获得的占空比d₁……d_m，d_m+1'……d_n-1'，d₁₁，d₁₁₁，d₂₂，d₂₂₂和d_p'分别形成开关管S₁……S_m，S_m+1'……S_n-1'，S₁₁、S₁₁₁、S₂₂、S₂₂₂以及S_p的驱动脉冲以控制其通断，从而实现对电动汽车电池B₁、B₂.....B_m的放电控制和对电动汽车电池B_m+1、B_m+2.....B_n-1的充电控制：

步骤a、检测获得电动汽车电池B_i的端电压V_i以及直流母线电压V_dc；给定电动汽车电池B_i的功率设定值P_i，对于呈充电状态的电动汽车电池，其功率设定值P_i取为充电功率；对于呈放电状态的电动汽车电池，其功率设定值P_i取为放电功率，则电动汽车电池B_i的平均电流I_i为：I_i＝P_i/V_i，对于呈充电状态的电动汽车电池，所述平均电流I_i为平均充电电流，对于呈放电状态的电动汽车电池，所述平均电流I_i为平均放电电流；

步骤b、联立式(1)～(6)求解获得占空比d₁……d_m，d_m+1'……d_n-1'，d_p以及d_p'的值；

d_ip'(V_dc-V_fv-r_dcI_idc)-d_i'(V_i+V_fv+r_iI_i)-r_L2(I_i+I_idc)＝0i＝m+1……n-1 (4)

且i≠j (5)

且i≠j (6)

其中，d_ip'，i＝m+1,m+2……n-1，为占空比d_p'第i段的取值，且有

V_fv为单个开关管两端的压降；

r_i为电动汽车电池B_i的内阻；

r_dc为直流侧端口的等效电阻，令其取值为450mΩ；

I_dc为流入直流侧端口的平均电流，令其取值为0；

I_idc，i＝m+1,m+2……n-1，为对应电动汽车电池B_i充电时从直流侧端口流出电流的平均值，令其取值均为0；

r_L1与r_L2分别为电感L₁和电感L₂的寄生电阻；

步骤c、若占空比d₁……d_m，d_m+1'……d_n-1'，d_p以及d_(m+1)p'......d_(n-1)p'同时满足式(7)和式(8)，则进入步骤e，否则进入步骤d；

步骤d、将I_dc和I_(m+1)dc……I_(n-1)dc各自增加一个步距0.01后代入上述由式(1)～(6)联立所得的方程组中求解获得占空比d₁……d_m，d_m+1'……d_n-1'，d_p以及d_(m+1)p'......d_(n-1)p'的值，重复步骤c；

步骤e、利用式(9)和式(10)计算获得占空比d₁₁，d₂₂，d₁₁₁和d₂₂₂；

步骤f、利用所述占空比d₁……d_m，d_m+1'……d_n-1'，d₁₁，d₁₁₁，d₂₂，d₂₂₂和d_p'分别形成开关管S₁……S_m，S_m+1'……S_n-1'，S₁₁、S₁₁₁、S₂₂、S₂₂₂以及S_p的驱动脉冲以控制其通断，从而实现对电动汽车电池B₁、B₂.....B_m的放电控制和对电动汽车电池B_m+1、B_m+2.....B_n-1的充电控制。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明多端口变换器具有实现电动汽车同时进行充放电的功能，即可以实现部分电动汽车充电，部分电动汽车放电，从而可以实现其与电网间的互动，并为实现给电网提供辅助服务功能打下基础；

2、本发明多端口变换器可用于集成电动汽车，从而实现用单个功率变换器来取代原来所需的多个分离的功率变换器，结构更加简单紧凑，所用元件数量减少、成本较低、尺寸更小、功率密度更高；

3、在本发明多端口变换器中，端口与端口之间的功率变换为单级变换，相对于传统的采用多个分离变换器的方法而言，其功率变换级数少，效率更高；

4、本发明多端口变换器更易于实现集中控制，而无需通信渠道进行协调，因此可靠性更高；

5、本发明多端口变换器的控制方法采用了分时能量传输的思想；电动汽车放电时，各台电动汽车中的能量通过电感L₁分时传输到电网中；而电动汽车充电时，则通过电感L₂将电网中的能量分时传输到各台电动汽车中；这样，由于每次传输的能量不大，电感L₁和L₂就可以采用较小的电感值，从而有利于降低整个系统的尺寸和重量，提高装置的功率密度。

附图说明

图1为本发明主电路原理图；

图2为本发明多端口变换器控制方法流程图；

图3为本发明开关时序图；

图4为本发明多端口变换器中各开关管、二极管以及电感L₁和L₂中的电流波形图；

图5a、图5b、图5c、图5d分别为本发明实施效果示意图。

具体实施方式

参见图1，本实施例中用于电动汽车集群充放电的多端口变换器的结构形式是：

多端口变换器中共有n个端口，本实施例中取为n＝5；n个端口中第1端口至第n-1端口共计n-1个端口分别用于和电动汽车电池相连，n-1个端口分别为电动汽车集成端口1、电动汽车集成端口2……电动汽车集成端口n-1，记为：电动汽车集成端口i，i＝1,2,3…n-1；n个端口中第n端口用于与直流微网中的直流母线相连，第n端口为直流侧端口。

如图1所示，本实施例中以开关管S_i和二极管D_i构成电动汽车集成端口i的放电控制通道，以开关管S_i'和二极管D_i'构成电动汽车集成端口i的充电控制通道；连接在电动汽车集成端口i上的电动汽车电池B_i的正极端与开关管S_i的集电极以及二极管D_i'的阴极共同连接，开关管S_i的发射极与二极管D_i的阳极相连，二极管D_i'的阳极与开关管S_i'的发射极相连，开关管S_i'的集电极与二极管D_i的阴极则共同连接为连接点O；连接在直流侧端口上的直流母线的负极与开关管S_p的发射极以及二极管D_p的阳极共同连接，开关管S_p的集电极与二极管D_p的阴极共同连接到连接点O，直流母线的正极与所有电动汽车电池的负极共同连接到连接点N。

在连接点O与连接点N之间设置由电感L₁和开关管S₁₁构成的放电能量缓冲通道、由电感L₂和开关管S₂₂构成的充电能量缓冲通道、由开关管S₁₁₁和二极管D₁₁₁构成的电感L₁的续流通道，以及由开关管S₂₂₂和二极管D₂₂₂构成的电感L₂的续流通道；其中，电感L₁的一端、二极管D₁₁₁的阴极、电感L₂的一端以及二极管D₂₂₂的阳极共同连接到连接点O，电感L₁的另一端与开关管S₁₁的集电极以及开关管S₁₁₁的集电极共同连接，开关管S₁₁₁的发射极与二极管D₁₁₁的阳极相连，电感L₂的另一端与开关管S₂₂的发射极以及开关管S₂₂₂的发射极共同连接，开关管S₂₂₂的集电极与二极管D₂₂₂的阴极相连，开关管S₁₁的发射极与开关管S₂₂的集电极则共同连接到连接点N。

控制电动汽车集成端口i的放电控制通道、L₂的续流通道以及放电能量缓冲通道的通断可以实现对连接在电动汽车集成端口i上的电动汽车电池B_i的放电控制；控制电动汽车集成端口i的充电控制通道、L₁的续流通道、充电能量缓冲通道以及开关管S_p的通断可以实现对连接在电动汽车集成端口i上的电动汽车电池B_i的充电控制。

参见图2，本实施例中用于电动汽车集群充放电的多端口变换器的控制方法是：

在多端口变换器中，设定对应连接在电动汽车集成端口1、电动汽车集成端口2.....电动汽车集成端口m上的电动汽车电池B₁、B₂.....B_m呈放电状态，对应连接在电动汽车集成端口m+1、电动汽车集成端口m+2……电动汽车集成端口n-1上的电动汽车电池B_m+1、B_m+2.....B_n-1呈充电状态，并有：0<m<n-1，本实施例中取m＝2，n＝5；按如下步骤分别获得：开关管S₁、S₂……S_m的占空比d₁、d₂……d_m，开关管S_m+1'、S_m+2'……S_n-1'的占空比d_m+1'、d_m+2'……d_n-1'，开关管S₁₁、S₁₁₁、S₂₂、S₂₂₂和S_p的占空比d₁₁、d₁₁₁、d₂₂、d₂₂₂和d_p'，以及二极管D_p的导通占空比d_p，并利用所获得的占空比d₁……d_m，d_m+1'……d_n-1'，d₁₁，d₁₁₁，d₂₂，d₂₂₂和d_p'分别形成开关管S₁……S_m，S_m+1'……S_n-1'，S₁₁、S₁₁₁、S₂₂、S₂₂₂以及S_p的驱动脉冲以控制其通断，从而实现对电动汽车电池B₁、B₂.....B_m的放电控制和对电动汽车电池B_m+1、B_m+2.....B_n-1的充电控制：

步骤a、检测获得电动汽车电池B_i的端电压V_i以及直流母线电压V_dc；给定电动汽车电池B_i的功率设定值P_i，对于呈充电状态的电动汽车电池，其功率设定值P_i取为充电功率；对于呈放电状态的电动汽车电池，其功率设定值P_i取为放电功率，则电动汽车电池B_i的平均电流I_i为：I_i＝P_i/V_i，对于呈充电状态的电动汽车电池，平均电流I_i为平均充电电流，对于呈放电状态的电动汽车电池，平均电流I_i为平均放电电流。

步骤b、联立式(1)～(6)求解获得占空比d₁……d_m，d_m+1'……d_n-1'，d_p以及d_p'的值；

d_ip'(V_dc-V_fv-r_dcI_idc)-d_i'(V_i+V_fv+r_iI_i)-r_L2(I_i+I_idc)＝0 i＝m+1……n-1 (4)

且i≠j (5)

且i≠j (6)

其中，d_ip'，i＝m+1,m+2……n-1，为占空比d_p'第i段的取值，且有

V_fv为单个开关管两端的压降，其取值可从开关管的产品说明书中获得，本实施例中取V_fv＝0.7V；

r_i为电动汽车电池B_i的内阻，其取值可从电动汽车电池的产品说明书中获得，本实施例中取r₁＝615mΩ，r₂＝767mΩ，r₃＝610mΩ，r₄＝770mΩ；

r_dc为直流侧端口的等效电阻，令其取值为450mΩ；

I_dc为流入直流侧端口的平均电流，令其取值为0；

I_idc，i＝m+1,m+2……n-1，为对应电动汽车电池B_i充电时从直流侧端口流出电流的平均值，令其取值均为0；

r_L1与r_L2分别为电感L₁和电感L₂的寄生电阻，其取值可从电感的产品说明书中获得，本实施例中取r_L1＝252mΩ，r_L2＝177mΩ；

步骤c、若占空比d₁……d_m，d_m+1'……d_n-1'，d_p以及d_(m+1)p'......d_(n-1)p'同时满足式(7)和式(8)，则进入步骤e，否则进入步骤d；

步骤d、将I_dc和I_(m+1)dc……I_(n-1)dc各自增加一个步距0.01后代入上述由式(1)～(6)联立所得的方程组中求解获得占空比d₁……d_m，d_m+1'……d_n-1'，d_p以及d_(m+1)p'......d_(n-1)p'的值，重复步骤c；

步骤e、利用式(9)和式(10)计算获得占空比d₁₁，d₂₂，d₁₁₁和d₂₂₂；

步骤f、利用占空比d₁……d_m，d_m+1'……d_n-1'，d₁₁，d₁₁₁，d₂₂，d₂₂₂和d_p'分别形成开关管S₁……S_m，S_m+1'……S_n-1'，S₁₁、S₁₁₁、S₂₂、S₂₂₂以及S_p的驱动脉冲以控制其通断，从而实现对电动汽车电池B₁、B₂.....B_m的放电控制和对电动汽车电池B_m+1、B_m+2.....B_n-1的充电控制。

参见图3，本实施例中开关管S₁、S₂，S₃'、S₄'，S₁₁、S₁₁₁、S₂₂、S₂₂₂以及S_p在任意一个开关周期T_s内的理论开关时序为：

假定“1”表示开关管导通，“0”表示开关管关断；任意一个开关周期T_s均可被分为1～8共八个阶段，如图3所示；首先，在阶段1内仅开关管S₁、S₁₁以及S₂₂₂导通；其次，在阶段2内仅开关管S₁₁和S₂₂₂导通；在阶段3内，仅开关管S₂、S₁₁以及S₂₂₂导通；在阶段4内，仅开关管S₁₁和S₂₂₂导通；在阶段5内，仅开关管S_p、S₂₂以及S₁₁₁导通；在阶段6内，仅开关管S₃'、S₂₂以及S₁₁₁导通；在阶段7内，仅开关管S_p、S₂₂以及S₁₁₁导通；在阶段8内，仅开关管S₄'、S₂₂以及S₁₁₁导通。

参见图4，本实施例中电感L₁、L₂，二极管D₁、D₂、D₃'、D₄'和D_p，以及开关管S_p中的电流在任意一个开关周期T_s内的理论变化情况为：

任意一个开关周期T_s均可被分为1～8共八个阶段，如图4所示，且这八个阶段与图3中所示的八个阶段一一对应；其中，阶段1～2对应电动汽车电池B₁放电时电感L₁、L₂，二极管D₁、D₂、D₃'、D₄'和D_p，以及开关管S_p中的电流理论变化情况；在阶段1内，电感L₁与二极管D₁中的电流以同一比例线性增加，电感L₂中的电流线性减小，在阶段2内，电感L₁与二极管D_p中的电流以同一比例线性减小，电感L₂中的电流继续线性减小；阶段3～4对应电动汽车电池B₂放电时电感L₁、L₂，二极管D₁、D₂、D₃'、D₄'和D_p，以及开关管S_p中的电流理论变化情况；在阶段3内，电感L₁与二极管D₂中的电流以同一比例线性增加，电感L₂中的电流线性减小，在阶段4内，电感L₁与二极管D_p中的电流以同一比例线性减小，电感L₂中的电流继续线性减小；阶段5～6对应电动汽车电池B₃充电时电感L₁、L₂，二极管D₁、D₂、D₃'、D₄'和D_p，以及开关管S_p中的电流理论变化情况；在阶段5内，电感L₂与开关管S_p中的电流以同一比例线性增加，电感L₁中的电流线性减小，在阶段6内，电感L₂与二极管D₃'中的电流以同一比例线性减小，电感L₁中的电流继续线性减小；阶段7～8对应电动汽车电池B₄充电时电感L₁、L₂，二极管D₁、D₂、D₃'、D₄'和D_p，以及开关管S_p中的电流理论变化情况；在阶段7内，电感L₂与开关管S_p中的电流以同一比例线性增加，电感L₁中的电流线性减小，在阶段8内，电感L₂与二极管D₄'中的电流以同一比例线性减小，电感L₁中的电流继续线性减小。

对本实施例中用于电动汽车集群充放电的多端口变换器及其控制方法的可行性进行了仿真验证，仿真中取开关周期T_s＝0.0001s，仿真结果如图5a、图5b、图5c和图5d所示：

实施本实施例中控制方法后，仿真得到的二极管D_p的导通占空比d_p、开关管S₁、S₂，S₃'、S₄'，S₁₁、S₁₁₁、S₂₂、S₂₂₂以及S_p的占空比d₁、d₂、d₃'、d₄'、d₁₁、d₁₁₁、d₂₂、d₂₂₂以及d_p'的值如图5a所示，其中d_3p'+d_4p'＝d_p'。

参见图5b，实施本实施例中控制方法后，仿真得到的开关管S₁、S₂，S₃'、S₄'，S₁₁、S₁₁₁、S₂₂、S₂₂₂以及S_p在一个开关周期T_s内的开关时序与图3所示的理论开关时序相同。

参见图5c与图5d，实施本实施例中控制方法后，仿真得到的电感L₁、L₂，二极管D₁、D₂、D₃'、D₄'和D_p，以及开关管S_p中的电流在一个开关周期T_s内的变化情况与图4所示的理论变化情况相同，说明电动汽车电池B₁、B₂呈放电状态，电动汽车电池B₃、B₄呈充电状态。

从图5a～5d中仿真结果可以看出，实施本实施例中控制方法后，可以获得二极管D_p的导通占空比d_p、开关管S₁、S₂，S₃'、S₄'，S₁₁、S₁₁₁、S₂₂、S₂₂₂以及S_p的占空比d₁、d₂、d₃'、d₄'、d₁₁、d₁₁₁、d₂₂、d₂₂₂以及d_p'的值，并形成开关管S₁、S₂，S₃'、S₄'，S₁₁、S₁₁₁、S₂₂、S₂₂₂以及S_p的驱动脉冲以控制其通断，进而可以实现对电动汽车电池B₁、B₂的放电控制，以及对电动汽车电池B₃、B₄的充电控制，故本实施例中多端口变换器及其控制方法的可行性得以验证。

Claims (1)

1.一种用于电动汽车集群充放电的多端口变换器，其特征是：

所述多端口变换器中共有n个端口；所述n个端口中第1端口至第n-1端口共计n-1个端口分别用于和电动汽车电池相连，所述n-1个端口分别为电动汽车集成端口1、电动汽车集成端口2……电动汽车集成端口n-1，记为：电动汽车集成端口i，i＝1,2,3…n-1；所述n个端口中第n端口用于与直流微网中的直流母线相连，所述第n端口为直流侧端口；

以开关管S_i和二极管D_i构成电动汽车集成端口i的放电控制通道，以开关管S_i'和二极管D_i'构成电动汽车集成端口i的充电控制通道；连接在电动汽车集成端口i上的电动汽车电池B_i的正极端与开关管S_i的集电极以及二极管D_i'的阴极共同连接，开关管S_i的发射极与二极管D_i的阳极相连，二极管D_i'的阳极与开关管S_i'的发射极相连，开关管S_i'的集电极与二极管D_i的阴极则共同连接为连接点O；连接在直流侧端口上的直流母线的负极与开关管S_p的发射极以及二极管D_p的阳极共同连接，开关管S_p的集电极与二极管D_p的阴极共同连接到连接点O，直流母线的正极与所有电动汽车电池的负极共同连接到连接点N；

在所述连接点O与连接点N之间设置由电感L₁和开关管S₁₁构成的放电能量缓冲通道、由电感L₂和开关管S₂₂构成的充电能量缓冲通道、由开关管S₁₁₁和二极管D₁₁₁构成的电感L₁的续流通道，以及由开关管S₂₂₂和二极管D₂₂₂构成的电感L₂的续流通道；其中，电感L₁的一端、二极管D₁₁₁的阴极、电感L₂的一端以及二极管D₂₂₂的阳极共同连接到连接点O，电感L₁的另一端与开关管S₁₁的集电极以及开关管S₁₁₁的集电极共同连接，开关管S₁₁₁的发射极与二极管D₁₁₁的阳极相连，电感L₂的另一端与开关管S₂₂的发射极以及开关管S₂₂₂的发射极共同连接，开关管S₂₂₂的集电极与二极管D₂₂₂的阴极相连，开关管S₁₁的发射极与开关管S₂₂的集电极则共同连接到连接点N；

控制电动汽车集成端口i的放电控制通道、L₂的续流通道以及放电能量缓冲通道的通断实现对连接在电动汽车集成端口i上的电动汽车电池B_i的放电控制；控制电动汽车集成端口i的充电控制通道、L₁的续流通道、充电能量缓冲通道以及开关管S_p的通断实现对连接在电动汽车集成端口i上的电动汽车电池B_i的充电控制。