CN109861526A - Dc/dc的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种DC/DC的控制方法，当DC/DC的控制模块通过CAN接收到整车发送的使能工作指令后，开始进入工作状态；控制模块判断此时整车是否发送低压电源管理指令信号；如果未收到输出电压请求指令，则DC/DC进入无低压电源管理模式；如果控制模块收到整车输出电压请求指令，则按照输出电压请求值输出，同时通过输出电流监测与比较模块对输出电流值进行监测及比较。本发明的DC/DC的控制方法，通过输出特性曲线，实现了DC/DC在无低压电源管理模式下输出电压与输出电流的一一对应关系，使DC/DC时刻处于动态调节过程；同时新增加输出电流监测与比较模块，实现了DC/DC在低压电源管理与无低压电源管理模式下的灵活切换，可以解决DC/DC输出过流保护的问题。
Description
技术领域
本发明涉及属于新能源汽车控制技术领域，涉及新能源汽车用DC/DC的控制技术。
背景技术
伴随着经济快速发展，煤、石油、天然气等非可再生资源大量消耗，导致空气污染日益严重，自然生态环境遭到严重破坏。新能源汽车作为节能环保领域的代名词，近些年来受到广泛关注，新能源汽车产业如今已经处于蓬勃发展阶段。
DC/DC作为新能源汽车重要的新增部件，其将高压电池高压电转换为低压直流电，为整车低压电气系统供电，同时为低压蓄电池充电，其作用替代了传统车发电机，可以说DC/DC的应用有效降低了汽车油耗，在节能方面起着十分重要的作用。
目前对于DC/DC的控制方案，(1)专利号为201010103517.5的专利提供了一种中度混合动力汽车的DC/DC无低压电源管理控制方法，采用12V、14.5V两个电压等级。当整车负载用电较大时，DC/DC采用14.5V输出；当负载用电较小时，采用12V输出。对于无低压电源管理，该方案及类似专利缺少电压等级之间的动态调节过程，而且并没有给出明确具体的输出电流阈值。(2)专利号为201410520608.7的专利提供了一种汽车48V系统的DC/DC控制系统及方法，描述了在48V锂电池处于不同电量下的低压电源管理控制方法，但该专利及类似专利并未提供DC/DC在低压电源管理下当发生低压瞬时过载用电需求的时候，DC/DC如何工作，存在DC/DC输出过流保护的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种DC/DC的控制方法，其能够实现在无低压电源管理模式下，DC/DC随着低压负载用电需求而对输出电压进行实时的动态调节。而在低压电源管理模式下，通过硬件采集到的DC/DC输出电流，对其与设定参考值进行比较后，利用软件实现无低压电源管理与低压电源管理之间的灵活切换，解决了DC/DC输出过流保护问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种DC/DC的控制方法，所述DC/DC包括功率模块、控制模块及输出电流监测与比较模块，所述控制方法包括：
当DC/DC的控制模块通过CAN接收到整车发送的使能工作指令后，开始进入工作状态；控制模块判断此时整车是否发送低压电源管理指令信号；
如果未收到输出电压请求指令，则DC/DC进入无低压电源管理模式；如果控制模块收到整车输出电压请求指令，则按照输出电压请求值输出，同时通过输出电流监测与比较模块对输出电流值进行监测及比较。
可选的，所述输出电流监测与比较模块包括采样电阻、电压放大器和电压比较器；
采样电阻设置于DC/DC的B+输出端，用于检测DC/DC输出电流所对应的采样电压；采样电阻的两端分别引线连接至电压放大器上，将放大后的采样电压值加在比较器的同相输入端，同时将输出电流为120A对应的参考电压值加在电压比较器的反相输入端，将放大后的采样电压值与参考电压值进行比较，当采样电压低于参考电压时，电压比较器输出给控制模块低电平；当采样电压高于参考电压时，电压比较器输出给控制模块高电平。
可选的，当电压比较器输出低电平时，DC/DC在低压电源管理模式下，根据整车输出电压指令进行输出；当电压比较器由输出低电平跳转至高电平时，DC/DC自动由低压电源管理模式跳转至无低压电源管理模式，随着DC/DC输出电流的增大，输出电压以一定斜率进行降低，当电压比较器由输出高电平跳转回低电平时，DC/DC在低压电源管理指令一直存在的情况下，自动由无低压电源管理模式跳转回低压电源管理模式。
可选的，在无低压电源管理模式中，根据输出特性曲线自动调节进行输出；在低压电源管理模式下，当DC/DC输出电流超过120A，按照该输出特性曲线输出。
可选的，该输出特性曲线的具体形状为：DC/DC输出电压的初始值为14.5V，此时无输出电流；随着输出电流的不断增大，DC/DC输出电压逐渐降低，在输出电流增大到60A时，输出电压降低至14.4V；此后输出电流继续增大，输出电压在14.4V基础上继续降低，当输出电流增大至120A时，输出电压降低至14.3V；当输出电流超过120A后，输出电压开始以一定斜率线性下降，通过该斜率进行计算，当输出电流增大至135A时，对应DC/DC的输出电压为0V。
可选的，DC/DC在输出电流未超过120A前提下，按照低压电源管理模式调节输出；整车控制器对低压蓄电池SOC状态进行实时监测，设定低压蓄电池下限值为70％，设定DC/DC输出电压可调节为14.5V和15.5V，当低压蓄电池SOC低于下限值时，整车控制器调节DC/DC输出电压为15.5V，为低压蓄电池充电，直至低压蓄电池SOC到达下限值，然后整车控制器调节DC/DC输出电压为14.5V。
本发明具有如下有益效果：本发明的DC/DC的控制方法，通过输出特性曲线，实现了DC/DC在无低压电源管理模式下输出电压与输出电流的一一对应关系，使DC/DC时刻处于动态调节过程；同时新增加输出电流监测与比较模块，实现了DC/DC在低压电源管理与无低压电源管理模式下的灵活切换，可以解决DC/DC输出过流保护的问题。
附图说明
图1所示为本发明中所述的DC/DC内部原理框图。
图2所示为本发明中所述的DC/DC输出电流监测与比较模块电路图。
图3所示为本发明中所述的DC/DC无低压电源管理输出特性曲线示意图。
图4所示为本发明中所述的DC/DC控制流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种DC/DC的控制方法，其中，所述DC/DC包括功率模块1、控制模块2及输出电流监测与比较模块3。
当DC/DC的控制模块2通过CAN接收到整车发送的使能工作指令后，开始进入工作状态。控制模块2判断此时整车是否发送低压电源管理指令信号，即输出电压请求指令。
如果未收到输出电压请求指令，则DC/DC进入无低压电源管理模式；如果控制模块2收到整车输出电压请求指令，则按照输出电压请求值输出，同时通过输出电流监测与比较模块3对输出电流值进行监测及比较。
如图2所示，输出电流监测与比较模块3包括采样电阻4、电压放大器5和电压比较器6。
采样电阻设置于DC/DC的B+输出端，用于检测DC/DC输出电流所对应的采样电压，由于该采样电压较小，需要将采样电阻4的两端分别引线连接至电压放大器5上，经过电压放大器5进行放大以后，将放大后的采样电压值加在比较器6的同相输入端，同时将输出电流为120A对应的参考电压值加在电压比较器6的反相输入端，将放大后的采样电压值与参考电压值进行比较，当采样电压低于参考电压时，电压比较器6输出给控制模块2低电平；当采样电压高于参考电压时，电压比较器6输出给控制模块2高电平。
当电压比较器6输出低电平时，DC/DC在低压电源管理模式下，根据整车输出电压指令进行输出；当电压比较器6由输出低电平跳转至高电平时，DC/DC自动由低压电源管理模式跳转至无低压电源管理模式，随着DC/DC输出电流的增大，输出电压以一定斜率进行降低。当电压比较器6由输出高电平跳转回低电平时，DC/DC在低压电源管理指令一直存在的情况下，自动由无低压电源管理模式跳转回低压电源管理模式。
优选地，在无低压电源管理模式中，根据输出特性曲线自动调节进行输出。在低压电源管理模式下，当DC/DC输出电流超过120A，也按照该输出特性曲线输出。该输出特性曲线仿照传统车发电机工作特性，低压负载需求电流越高，对应发电机端电压越低。输出特性曲线的具体形状为，DC/DC输出电压的初始值为14.5V，此时无输出电流。随着输出电流的不断增大，DC/DC输出电压逐渐降低，在输出电流增大到60A时，输出电压降低至14.4V，此后输出电流继续增大，输出电压在14.4V基础上继续降低，当输出电流增大至120A时，输出电压降低至14.3V。当输出电流超过120A后，输出电压此时开始以一定斜率线性下降，通过该斜率进行计算，当输出电流增大至135A时，对应DC/DC的输出电压为0V。
DC/DC在输出电流未超过120A前提下，DC/DC能够按照低压电源管理模式调节输出。整车控制器需要对低压蓄电池SOC状态进行实时监测。设定低压蓄电池下限值为70％，设定DC/DC输出电压可调节为14.5V、15.5V，当低压蓄电池SOC低于下限值时，整车控制器调节DC/DC输出电压为15.5V，为低压蓄电池充电，直至低压蓄电池SOC到达下限值，然后整车控制器调节DC/DC输出电压为14.5V。
本发明通过判断输出电流监测与比较模块3提供的高低电平，实现了DC/DC在低压电源管理与无低压电源管理之间的灵活切换，并且通过无低压电源管理模式下的DC/DC的输出特性曲线，实现了DC/DC在无低压电源管理模式下输出电压与输出电流的一一对应关系，使DC/DC时刻处于动态调节过程，解决了DC/DC输出过流保护的问题。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种DC/DC的控制方法，所述DC/DC包括功率模块、控制模块及输出电流监测与比较模块，其特征在于，所述控制方法包括：
当DC/DC的控制模块通过CAN接收到整车发送的使能工作指令后，开始进入工作状态；控制模块判断此时整车是否发送低压电源管理指令信号；
如果未收到输出电压请求指令，则DC/DC进入无低压电源管理模式；如果控制模块收到整车输出电压请求指令，则按照输出电压请求值输出，同时通过输出电流监测与比较模块对输出电流值进行监测及比较。
2.根据权利要求1所述的DC/DC的控制方法，其特征在于，所述输出电流监测与比较模块包括采样电阻、电压放大器和电压比较器；
采样电阻设置于DC/DC的B+输出端，用于检测DC/DC输出电流所对应的采样电压；采样电阻的两端分别引线连接至电压放大器上，将放大后的采样电压值加在比较器的同相输入端，同时将输出电流为120A对应的参考电压值加在电压比较器的反相输入端，将放大后的采样电压值与参考电压值进行比较，当采样电压低于参考电压时，电压比较器输出给控制模块低电平；当采样电压高于参考电压时，电压比较器输出给控制模块高电平。
3.根据权利要求2所述的DC/DC的控制方法，其特征在于，当电压比较器输出低电平时，DC/DC在低压电源管理模式下，根据整车输出电压指令进行输出；当电压比较器由输出低电平跳转至高电平时，DC/DC自动由低压电源管理模式跳转至无低压电源管理模式，随着DC/DC输出电流的增大，输出电压以一定斜率进行降低，当电压比较器由输出高电平跳转回低电平时，DC/DC在低压电源管理指令一直存在的情况下，自动由无低压电源管理模式跳转回低压电源管理模式。
4.根据权利要求3所述的DC/DC的控制方法，其特征在于，在无低压电源管理模式中，根据输出特性曲线自动调节进行输出；在低压电源管理模式下，当DC/DC输出电流超过120A，按照该输出特性曲线输出。
5.根据权利要求4所述的DC/DC的控制方法，其特征在于，该输出特性曲线的具体形状为：DC/DC输出电压的初始值为14.5V，此时无输出电流；随着输出电流的不断增大，DC/DC输出电压逐渐降低，在输出电流增大到60A时，输出电压降低至14.4V；此后输出电流继续增大，输出电压在14.4V基础上继续降低，当输出电流增大至120A时，输出电压降低至14.3V；当输出电流超过120A后，输出电压开始以一定斜率线性下降，通过该斜率进行计算，当输出电流增大至135A时，对应DC/DC的输出电压为0V。
6.根据权利要求5所述的DC/DC的控制方法，其特征在于，DC/DC在输出电流未超过120A前提下，按照低压电源管理模式调节输出；整车控制器对低压蓄电池SOC状态进行实时监测，设定低压蓄电池下限值为70％，设定DC/DC输出电压可调节为14.5V和15.5V，当低压蓄电池SOC低于下限值时，整车控制器调节DC/DC输出电压为15.5V，为低压蓄电池充电，直至低压蓄电池SOC到达下限值，然后整车控制器调节DC/DC输出电压为14.5V。
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