CN112583248A - 列车、双向dc-dc变换器及其控制方法、装置和系统 - Google Patents

列车、双向dc-dc变换器及其控制方法、装置和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112583248A
CN112583248A CN201910937702.5A CN201910937702A CN112583248A CN 112583248 A CN112583248 A CN 112583248A CN 201910937702 A CN201910937702 A CN 201910937702A CN 112583248 A CN112583248 A CN 112583248A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
over
module
bidirectional
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910937702.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112583248B (zh
Inventor
杜俊锋
王心宇
王超
王兴辉
刘伟冬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BYD Co Ltd
Original Assignee
BYD Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BYD Co Ltd filed Critical BYD Co Ltd
Priority to CN201910937702.5A priority Critical patent/CN112583248B/zh
Publication of CN112583248A publication Critical patent/CN112583248A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112583248B publication Critical patent/CN112583248B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明提供了一种列车、双向DC‑DC变换器及其控制方法、装置和系统，所述双向DC‑DC变换器包括多个并联的双向DC‑DC变换模块，所述方法包括：获取每个所述双向DC‑DC变换模块的温度和功率；基于每个所述双向DC‑DC变换模块的温度与温度阈值确定所述多个并联的双向DC‑DC变换模块中的过温模块；根据每个所述过温模块的功率控制每个所述双向DC‑DC变换模块的功率。根据本发明的方法、装置和系统，基于变换器内各个模块的温度对每个模块的功率进行重新分配，防止部分模块因发热不均匀引起模块性能变化导致器件损坏，极大延长的器件的使用寿命。

Description

列车、双向DC-DC变换器及其控制方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及变换器领域，更具体地涉及变换器的温度控制。
背景技术
双向DC-DC变换器是电力电子领域重要的组成部分，伴随着车辆领域的发展，DC-DC变换器也已成为轨道交通系统中的重要环节之一。轨道交通技术高速发展使得各地运行的轨道交通系统日益增加，但是因为各地区的电压不同，例如不同的地区可能包括750V电网和/或1500V电网，而轨道交通系统中的产品如列车的额定电压为750V，所以其仅能适用于750V电网，但是无法直接用于1500V电网，那么利用双向DC-DC变换器可将电网电压1500V转换为750V供轨道交通系统使用。但是双向DC-DC变换器中的多个双向DC-DC模块因为硬件差异，如器件参数不一致，产品谐振能力不一样等，使得同样功率情况下的每个模块发热情况有所区别；此外，由于线路阻抗不同等原因会导致每个模块的功率也不同，进一步引起每个模块的发热量不一致；而散热部件在产品内部的分布也使得各个模块所在位置散热能力有区别，导致发热情况不同。上述原因均会使得某些模块出现过度发热的现象，从而导致器件损坏，减少了产品的使用寿命。
因此，现有技术中的双向DC-DC变换器存在内部模块发热量和散热能力不一致，使得局部模块温度过高，导致器件损坏，减少了产品的使用寿命的问题。
发明内容
考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供了一种列车、双向DC-DC变换器及其控制方法、装置和系统以解决上述问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种双向DC-DC变换器的控制方法，所述双向DC-DC变换器包括多个并联的双向DC-DC变换模块，所述方法包括：
获取每个所述双向DC-DC变换模块的温度和功率；
基于每个所述双向DC-DC变换模块的温度与温度阈值确定所述多个并联的双向DC-DC变换模块中的过温模块；
根据每个所述过温模块的功率控制每个所述双向DC-DC变换模块的功率。
根据本发明的第二方面，提供了一种双向DC-DC变换器，包括：
多个并联的双向DC-DC变换模块，用于将输入电压转换为输出电压为负载供电；
存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面所述的双向DC-DC变换器的控制方法。
根据本发明的第三方面，提供了一种列车，包括如第二方面所述的双向DC-DC变换器。
根据本发明的列车、双向DC-DC变换器及其控制方法、装置和系统，基于变换器内各个模块的温度对每个模块的功率进行重新分配，防止部分模块因发热不均匀引起模块性能变化导致器件损坏，极大延长的器件的使用寿命。
附图说明
通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1是一种双向DC-DC变换器的控制系统的示意性框图；
图2是根据本发明实施例的双向DC-DC变换器的控制系统的示意性框图；
图3是根据本发明实施例的双向DC-DC变换器的控制方法的示意性流程图；
图4是根据本发明实施例的包括散热支路的双向DC-DC变换器的示意性框图；
图5是根据本发明实施例的双向DC-DC变换器的控制方法的示例；
图6是根据本发明实施例的双向DC-DC变换器的控制方法的另一示例；
图7是根据本发明实施例的双向DC-DC变换器的控制装置的示意性框图；
图8是根据本发明实施例的一种双向DC-DC变换器的示意性框图；
图9是根据本发明实施例的一种列车的示意性框图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。
参见图1，图1示出了一种双向DC-DC变换器的控制系统的示意性框图。其中，一种双向DC-DC变换器的控制系统100包括：
电网110，用于提供电源；
双向DC-DC变换器120，输入端连接至所述电网110，用于将所述电网的电压转化为输出电压；
负载130，输入端连接至所述双向DC-DC变换器120，用于获取所述输出电压以进行工作。
其中，所述电网110可以是电压为1500V的电网；所述负载130可以是列车；所述双向DC-DC变换器120可以包括多个并联的双向DC-DC变换模块；所述多个并联的双向DC-DC变换模块同时工作，将所述电网110的1500V电压转换为适用于所述列车运行的工作电压750V。
由于不同所述双向DC-DC变换模块的硬件存在差异、线路阻抗不同和散热能力不一致等因素，每个所述双向DC-DC变换模块之间的发热情况均存在区别，使得不同的所述双向DC-DC变换模块发热情况不一致以及温度不均，容易导致局部模块的过度发热，进而引起模块性能改变，损坏器件。
基于上述考虑，提出了根据本发明实施例的双向DC-DC变换器及其控制方法、装置及系统、列车。下面参照附图来描述本发明实施例提出的双向DC-DC变换器的控制方法、双向DC-DC变换器的控制装置、双向DC-DC变换器以及列车。
参见图2，图2示出了根据本发明实施例的双向DC-DC变换器的控制系统的示意性框图。如图2所示，一种双向DC-DC变换器的控制系统200包括：
电网210；
双向DC-DC变换器220，用于将所述电网210的输入电压转换为输出电压为负载230供电；
控制器240，用于执行根据本发明实施例的双向DC-DC变换器的控制方法以控制所述双向DC-DC变换器。
可选地，所示控制器240可以包括温度管理模块，用于执行根据本发明实施例的双向DC-DC变换器的控制方法以管理所述双向DC-DC变换器的温度。
在一些实施例中，所述控制器240可以是微处理器。
可选地，所述双向DC-DC变换器220可以包括多个并联的双向DC-DC变换模块。
可选地，所述负载230可以包括列车。
参见图3，图3示出了根据本发明实施例的双向DC-DC变换器的控制方法的示意性流程图。结合图2和图3所示，根据本发明实时的双向DC-DC变换器220包括多个并联的双向DC-DC变换模块221，所述方法300包括：
步骤S310，获取每个所述双向DC-DC变换模块的温度和功率；
步骤S320，基于每个所述双向DC-DC变换模块的温度与温度阈值确定所述多个并联的双向DC-DC变换模块中的过温模块；
步骤S330，根据每个所述过温模块的功率控制每个所述双向DC-DC变换模块的功率。
其中，双向DC-DC变换器中的每个双向DC-DC变换模块并联工作，共同向负载提供电压和功率。通过采集每个双向DC-DC变换模块的温度，并基于预设的温度阈值筛选其中的超过所述温度阈值的双向DC-DC变换模块作为过温模块，将这些过温模块的功率降低并把降低的功率分配给其他模块以重新分配整个双向DC-DC变换器的功率，既保证了双向DC-DC变换器的总功率不变，又减少了过温模块的功率以降低过温模块的温度，防止过温模块持续过热工作引起模块的性能改变，实现了双向DC-DC变换器中各个模块的温度均衡，减少局部模块过量发热，极大地提高了器件地可靠性，延长了产品地使用寿命。
根据本发明实施例，在步骤S310中，所述获取每个所述双向DC-DC变换模块的温度和功率可以包括：
获取温度传感器采集的每个所述双向DC-DC变换模块的温度；
获取电压传感器和电流传感器采集的每个所述双向DC-DC变换模块的电压和电流，并根据所述电压和电流得到所述功率。
根据本发明实施例，在步骤S320中，基于每个所述双向DC-DC变换模块的温度与温度阈值确定所述多个并联的双向DC-DC变换模块中的过温模块可以包括：
当所述双向DC-DC变换模块的温度大于或等于所述温度阈值则确定所述双向DC-DC变换模块为过温模块；
和/或，
当所述双向DC-DC变换模块的温度小于所述温度阈值则确定所述双向DC-DC变换模块为非过温模块。
可选地，所述方法还可以包括：将所述过温模块和/或所述非过温模块进行标记。
在一些实施例中，将所述过温模块进行标记包括：设置所述过温模块的标志位。例如，Ha，其中，a可以是所述过温模块的编号，a为自然数。
在一些实施例中，将所述非过温模块进行标记包括：设置非所述过温模块的标志位。例如，Lb，其中，b可以是所述非过温模块的编号，b为自然数。
在一些实施例中，所述方法还可以包括：将每个所述双向DC-DC变换模块进行标记包括：设置所述双向DC-DC变换模块的标志位。例如，Hc或Lc，其中，c可以是所述双向DC-DC变换模块的编号，c为自然数。
在一个实施例中，在步骤S320中，基于每个所述双向DC-DC变换模块的温度与温度阈值确定所述多个并联的双向DC-DC变换模块中的过温模块可以包括：
判断第c个双向DC-DC变换模块的温度Tc与温度阈值Tr的大小；
如果第c个双向DC-DC变换模块的温度Tc大于或等于温度阈值Tr，则确定第c个双向DC-DC变换模块为过温模块，并设置第c个双向DC-DC变换模块的标志位为Hc；
如果第c个双向DC-DC变换模块的温度Tc小于温度阈值Tr，则确定第c个双向DC-DC变换模块为非过温模块，并设置第c个双向DC-DC变换模块的标志位为Lc。
应了解，所述温度阈值可以根据需要进行设置，在此不做限制。
根据本发明实施例，在步骤S330中，所述根据每个所述过温模块的功率控制每个所述双向DC-DC变换模块的功率可以包括：
基于每个所述过温模块的功率计算得到每个所述过温模块的变化功率；
根据所述每个过温模块的变化功率计算得到所述多个并联的双向DC-DC变换模块中的每个非过温模块的变化功率；
根据所述每个过温模块的变化功率降低所述每个过温模块的目标功率，以及根据所述每个非过温模块的变化功率增加所述每个非过温模块的目标功率。
其中，在步骤S320中确定了过温模块后，可以根据每个所述过温模块的功率确定每个过温模块需要降低的功率，从而得到所有过温模块需要降低的总功率，将这些需要降低的总功率分配至非过温模块，可以实现各个模块之间的温度均衡，实现了整体功率不变的前提下，降低过温模块的功率以减少过温模块的进一步升温，避免了过温模块持续发热引起的模块性能和寿命的衰退。
可选地，所述基于每个所述过温模块的功率计算得到每个所述过温模块的变化功率包括：
计算所述每个过温模块的功率与相应的权重的乘积得到所述每个过温模块的变化功率，所述权重大于或等于0且小于或等于1。
在一些实施例中，所述每个过温模块的相应的权重相同，那么基于每个所述过温模块的功率计算得到每个所述过温模块的变化功率可以包括：
过温模块d的变化功率ΔPd＝K*过温模块d的功率Pd，其中，K为预设的权重，K∈[0，1]。
在一些实施例中，所述每个过温模块的相应的权重不相同，那么可以根据每个过温模块的温度和散热环境来设置所述相应的权重。其中，过温模块的温度超过温度阈值越多，说明该过温模块发热量越多需要降低的温度越多，可以通过将该部分过温模块的相应的权重设置为较大的权重，以表示该部分模块需要降低的功率越多，从而实现快速降温。而过温模块的散热环境越好，说明该过温模块可以通过散热带走的热量越多，所述需要降低的功率越少；过温模块的散热环境越差，说明该过温模块可以通过散热带走的热量越少，所述需要降低的功率越多，可以通过将散热环境好的过温模块的相应的权重设置为较小的权重，将散热环境差的过温模块的相应的权重设置为较大的权重。
可选地，根据每个过温模块的温度来设置所述相应的权重，那么所述方法还包括：基于每个所述过温模块的温度设置所述每个过温模块的相应的权重。
在一些实施例中，基于每个所述过温模块的温度设置所述每个过温模块的相应的权重可以包括：
设置第e个过温模块的相应的权重Ke大于第f个过温模块的相应的权重Kf，其中，所述第e个过温模块的温度Te大于所述第f个过温模块的温度Tf，e和f为不同的过温模块的编号。
应了解，权重Ke和权重Kf可以根据需要进行设置，在此不做限制。
在一些实施例中，还可以基于每个所述过温模块的温度和所述温度阈值设置所述每个过温模块的相应的权重可以包括：
所述每个所述过温模块的温度Tc和所述温度阈值Tr的差值Tc-Tr得到每个所述过温模块的过温温度ΔTc；
基于每个所述过温模块的过温温度计算得到所有所述过温模块的平均过温温度ΔT；
计算每个所述过温模块的过温温度ΔTc与所述平均过温温度ΔT的比值ΔTc/ΔT，并基于所述比值ΔTc/ΔT与预设权重K’的乘积得到每个所述过温模块的相应的权重。
在一个实施例中，以编号为1，2，3，4的4个双向DC-DC变换模块中包括2两个过温模块2，3为例进行说明，所述基于每个所述过温模块的温度和所述温度阈值设置所述每个过温模块的相应的权重可以包括：
过温模块2的温度为T2，过温模块3的温度为T3，计算过温模块2和所述温度阈值Tr的差值得到过温模块2的过温温度ΔT2＝T2-Tr，过温模块3和所述温度阈值Tr的差值得到过温模块3的过温温度ΔT3＝T3-Tr；
计算过温模块2,3的过温温度之和ΔT2+ΔT3得到所有所述过温模块的平均过温温度ΔT＝(ΔT2+ΔT3)/2；
设置过温模块2的相应的权重为K2＝(ΔT2/ΔT)*K’，过温模块3的相应的权重为K3＝(ΔT3/ΔT)*K’。
续举上述实施例，所述基于每个所述过温模块的功率计算得到每个所述过温模块的变化功率可以进一步包括：
过温模块2的变化功率ΔP2＝K2*过温模块2的功率P2；
过温模块3的变化功率ΔP3＝K3*过温模块3的功率P3。
应了解，上述权重K和K’，仅为区分不同的参数，其各自的取值相互独立，可以相同也可以不同，均可以根据需要进行设置，在此不做限制。
可选地，根据每个过温模块的散热环境来设置所述相应的权重，那么所述方法还包括：所述双向DC-DC变换器还包括n个散热支路，n为自然数，每个所述过温模块对应一个所述散热支路，基于每个所述过温模块对应的所述散热支路设置所述每个过温模块的相应的权重。
可选地，所述双向DC-DC变换器还包括n个散热支路，每个所述过温模块对应一个所述散热支路，基于每个所述过温模块对应的所述散热支路设置所述每个过温模块的相应的权重，包括：
将所述n个散热支路中的第i散热支路对应的所述过温模块的所述权重设置为第i权重，i＝1,2，……，n，其中，所述第i散热支路的散热系数大于第i+1散热支路的散热系数，所述第i权重Ki小于所述第i+1权重Ki+1。
在一些实施例中，参见图4，图4示出了根据本发明实施例的包括散热支路的双向DC-DC变换器的示意性框图。如图4所示，双向DC-DC变换器400中包括多个双向DC-DC变换模块410和多个散热支路420，其中，多个双向DC-DC变换模块410包括12个并联的双向DC-DC变换模块，其编号分别为1#，2#，……，12#；多个散热支路420包括6个散热支路421,422,423,424,425,426。散热支路421对应编号为1#和7#的双向DC-DC变换模块，为这两个双向DC-DC变换模块进行散热；类似地，散热支路422对应编号为2#和8#的双向DC-DC变换模块，依次类推，散热支路426对应编号为6#和12#的双向DC-DC变换模块，也就是说每个所述双向DC-DC变换模块均对应一个所述散热支路，每个所述散热支路对应2个双向DC-DC变换模块。多个散热支路420中的6个散热支路相互连通，冷却液从多个散热支路的一端流经过各个散热支路向另一端，靠近冷却液入口的散热支路散热效果最好，散热系数最高，靠近出口的散热支路的散热效果相对较差，散热系数最低，那么散热支路421的散热系数最高,散热支路422,423,424,425的散热系数依次降低,散热支路426的散热系数最低，可以设置过温模块的相应的权重与其所对应的散热支路的散热系数成负相关。
以编号为1#和12#的双向DC-DC变换模块为过温模块为例，基于每个所述过温模块对应的所述散热支路设置所述每个过温模块的相应的权重可以包括：
编号为1#的过温模块所对应的散热支路是421，编号为12#的过温模块所对应的散热支路是426，散热支路421的散热系数S421大于散热支路426的散热系数S426，则设置编号为1#的过温模块的相应的权重为K1#，编号为12#的过温模块的相应的权重为K12#，且所述K1#＜K12#。
续举上述实施例，所述基于每个所述过温模块的功率计算得到每个所述过温模块的变化功率可以进一步包括：
过温模块1#的变化功率ΔP1＝K2*过温模块1#的功率P1#；
过温模块12#的变化功率ΔP12＝K3*过温模块12#的功率P12#。
可选地，根据所述每个过温模块的变化功率计算得到所述多个并联的双向DC-DC变换模块中的每个非过温模块的变化功率包括：
计算所有每个所述过温模块的变化功率之和得到所述总变化功率；
将所述总变化功率按比例分配至所述多个双向DC-DC变换模块中的非过温模块得到每个所述非过温模块的变化功率。
其中，通过计算每个过温模块的要降低的功率之和得到需要降低的总功率，再将需要降低的总功率按照相同比例或不同比例分配至非过温模块，实现了整个双向DC-DC变换器的功率不变，从而降低过温模块的功率，防止过温模块的温度进一步升高，影响使用寿命以及新能。
可选地，所述将所述总变化功率按比例分配至所述多个双向DC-DC变换模块中的非过温模块得到每个所述非过温模块的变化功率，包括：
将所述总变化功率按相同比例平均分配至每个所述非过温模块得到每个所述非过温模块的变化功率。
在一些实施例中，将过温模块的总变化功率按照相同比例分配至非过温模块时，可以包括：
计算所有每个所述过温模块的变化功率之和得到所述总变化功率ΔP，则每个非过温模块所要增加的变化功率为ΔP/m，m为所述非过温模块的数量。
在一个实施例中，参见图5，图5示出了根据本发明实施例的双向DC-DC变换器的控制方法的示例。结合图2对图5所示的本发明实施例的双向DC-DC变换器的控制方法进行说明。如图2所示，所述双向DC-DC变换器包括12个并联的双向DC-DC变换模块，分别为1#双向DC-DC变换模块，2#双向DC-DC变换模块，……，12#双向DC-DC变换模块；如图5所示，假设12个双向DC-DC变换模块中编号为1#和12#的模块为过温模块，双向DC-DC变换器的控制方法包括：
首先，在所述双向DC-DC变换器上电初始化之后，开始启动工作；分别实时采集12个双向DC-DC变换模块的温度Ti和功率Pi，其中，i＝1,2，……，12；
然后，分别判断每个双向DC-DC变换模块的温度Ti是否大于或等于温度阈值Tr；如果Ti大于或等于Tr，则确定第i个双向DC-DC变换模块为过温模块，设置第i个双向DC-DC变换模块的标志位为Hi；如果Ti小于Tr，则确定第i个双向DC-DC变换模块为非过温模块，设置第i个双向DC-DC变换模块的标志位为Li；
则，编号为1#和12#的模块为过温模块，其标志位为H1和H12，其它编号的10个模块为非过温模块，其标志位为L2，L3，……，L11；
接着，根据每个模块的标志位可以筛选出过温模块H1和H12，分别计算过温模块H1和H12各自需要降低的变化功率ΔP1＝K*P1，ΔP12＝K*P12，从而得到过温模块需要降低的总功率ΔP＝ΔP1+ΔP12＝K*P1+K*P12；
接着，按照相同比例计算10个非过温模块需要升高的变化功率ΔP’＝ΔP/10；
接着，根据过温模块和非过温模块的变化功率重新分配每个双向DC-DC变换模块的功率；即，根据所述每个过温模块的变化功率降低所述每个过温模块的目标功率，以及根据所述每个非过温模块的变化功率增加所述每个非过温模块的目标功率；具体来说，1#和12#过温模块的目标功率分别为P1-ΔP1，P12-ΔP12；10个非过温模块的目标功率分别为P2+ΔP’，P3+ΔP’，……，P11+ΔP’；
最后，可以根据实际需要循环重复上述步骤以降低过温模块的温度。
可选地，所述将所述总变化功率按比例分配至所述多个双向DC-DC变换模块中的非过温模块得到每个所述非过温模块的变化功率，包括：
将总变化功率按每个所述非过温模块对应的比例分配至每个所述非过温模块得到每个所述非过温模块的变化功率。
可选地，所述将总变化功率按每个所述非过温模块对应的比例分配至每个所述非过温模块得到每个所述非过温模块的变化功率，包括：
计算每个所述非过温模块的温度与所述温度阈值之差得到每个所述非过温模块的升温余量；
计算每个所述非过温模块的升温余量之和得到所有所述非过温模块的总升温余量；
计算每个所述非过温模块的升温余量占所述总升温余量的比例得到每个所述非过温模块对应的比例；
计算所述总变化功率与每个所述非过温模块对应的比例的乘积得到所述每个所述非过温模块的变化功率。
在一个实施例中，参见图6，图6示出了根据本发明实施例的双向DC-DC变换器的控制方法的另一示例。结合图2对图6所示的本发明实施例的双向DC-DC变换器的控制方法进行说明。如图2所示，所述双向DC-DC变换器包括12个并联的双向DC-DC变换模块，分别为1#双向DC-DC变换模块，2#双向DC-DC变换模块，……，12#双向DC-DC变换模块；如图6所示，假设12个双向DC-DC变换模块中编号为1#和12#的模块为过温模块，双向DC-DC变换器的控制方法包括：
首先，在所述双向DC-DC变换器上电初始化之后，开始启动工作；分别实时采集12个双向DC-DC变换模块的温度Ti和功率Pi，其中，i＝1,2，……，12；
然后，分别判断每个双向DC-DC变换模块的温度Ti是否大于或等于温度阈值Tr；如果Ti大于或等于Tr，则确定第i个双向DC-DC变换模块为过温模块，设置第i个双向DC-DC变换模块的标志位为Hi；如果Ti小于Tr，则确定第i个双向DC-DC变换模块为非过温模块，设置第i个双向DC-DC变换模块的标志位为Li；
则，编号为1#和12#的模块为过温模块，其标志位为H1和H12，其它编号的10个模块为非过温模块，其标志位为L2，L3，……，L11；
接着，根据每个模块的标志位可以筛选出过温模块H1和H12，分别计算过温模块H1和H12各自需要降低的变化功率ΔP1＝K*P1，ΔP12＝K*P12，从而得到过温模块需要降低的总功率ΔP＝ΔP1+ΔP12＝K*P1+K*P12；
接着，按照不同比例计算10个非过温模块需要升高的变化功率；
计算每个所述非过温模块的温度Ti与所述温度阈值Tr之差得到每个所述非过温模块的升温余量Qi＝Tr-Ti，i＝2,3，……，11，
计算每个所述非过温模块的升温余量之和得到所有所述非过温模块的总升温余量Q＝Q2+Q3+……Q11；
计算每个所述非过温模块的升温余量Qi占所述总升温余量Q的比例得到每个所述非过温模块对应的比例Qi/Q；
计算所述总变化功率ΔP与每个所述非过温模块对应的比例Qi/Q的乘积得到所述每个所述非过温模块的变化功率ΔPi＝Qi*ΔP/Q；
接着，根据过温模块和非过温模块的变化功率重新分配每个双向DC-DC变换模块的功率；即，根据所述每个过温模块的变化功率降低所述每个过温模块的目标功率，以及根据所述每个非过温模块的变化功率增加所述每个非过温模块的目标功率；具体来说，1#和12#过温模块的目标功率分别为P1-ΔP1，P12-ΔP12；10个非过温模块的目标功率分别为P2+ΔP2，P3+ΔP3，……，P11+ΔP11；
最后，可以根据实际需要循环重复上述步骤以平衡各个模块之间的温度。
根据本发明实施例，所述方法300还可以包括：
重复执行所述步骤S310至所述步骤S330，以降低所述过温模块的温度。
在一些实施例中，所述重复执行所述步骤S310至所述步骤S330可以是重复预设次数。
根据本发明实施例，还提出了一种双向DC-DC变换器，包括：
多个并联的双向DC-DC变换模块，用于将输入电压转换为输出电压为负载供电；
存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例提供的所述双向DC-DC变换器的控制方法。
根据本发明实施例，还提出了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机执行时实现本发明实施例提供的所述双向DC-DC变换器的控制方法。
参见图7，图7示出了根据本发明实施例的双向DC-DC变换器的控制装置的示意性框图。所述双向DC-DC变换器包括多个并联的双向DC-DC变换模块，如图7所示，所述双向DC-DC变换器的控制装置700包括：
获取模块710，用于获取每个所述双向DC-DC变换模块的温度和功率；
判断模块720，用于基于每个所述双向DC-DC变换模块的温度与温度阈值确定所述多个并联的双向DC-DC变换模块中的过温模块；
控制模块730，用于根据每个所述过温模块的功率控制每个所述双向DC-DC变换模块的功率。
所述各个模块可分别执行上文中结合图2描述的双向DC-DC变换器的控制方法的各个步骤/功能。以上仅对该双向DC-DC变换器的控制装置700的各部件的主要功能进行描述，而省略上文已经描述过的细节内容。
根据本发明实施例，参见图8，图8示出了根据本发明实施例的一种双向DC-DC变换器的示意性框图。如图8所示，一种双向DC-DC变换器800，包括根据本发明实施例所述的双向DC-DC变换器的控制装置。
根据本发明实施例，参见图9，图9示出了根据本发明实施例的一种列车的示意性框图。如图9所示，一种列车900包括根据本发明实施例所述的双向DC-DC变换器。
根据本发明列车、双向DC-DC变换器及其控制方法、装置和系统，基于变换器内各个模块的温度对每个模块的功率进行重新分配，防止部分模块因发热不均匀引起模块性能变化导致器件损坏，极大延长的器件的使用寿命。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种双向DC-DC变换器的控制方法，其特征在于，所述双向DC-DC变换器包括多个并联的双向DC-DC变换模块，所述方法包括：
获取每个所述双向DC-DC变换模块的温度和功率；
基于每个所述双向DC-DC变换模块的温度与温度阈值确定所述多个并联的双向DC-DC变换模块中的过温模块；
根据每个所述过温模块的功率控制每个所述双向DC-DC变换模块的功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个所述过温模块的功率控制每个所述双向DC-DC变换模块的功率包括：
基于每个所述过温模块的功率计算得到每个所述过温模块的变化功率；
根据所述每个过温模块的变化功率计算得到所述多个并联的双向DC-DC变换模块中的每个非过温模块的变化功率；
根据所述每个过温模块的变化功率降低所述每个过温模块的目标功率，以及根据所述每个非过温模块的变化功率增加所述每个非过温模块的目标功率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于每个所述过温模块的功率计算得到每个所述过温模块的变化功率包括：
计算所述每个过温模块的功率与相应的权重的乘积得到所述每个过温模块的变化功率，所述权重大于或等于0且小于或等于1。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于每个所述过温模块的温度和所述温度阈值设置所述每个过温模块的相应的权重；
和/或，所述双向DC-DC变换器还包括n个散热支路，n为自然数，每个所述过温模块对应一个所述散热支路，基于每个所述过温模块对应的所述散热支路设置所述每个过温模块的相应的权重。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于每个所述过温模块的温度和所述温度阈值设置每个所述过温模块的相应的权重，包括：
所述每个所述过温模块的温度和所述温度阈值的差值得到每个所述过温模块的过温温度；
基于每个所述过温模块的过温温度计算得到所有所述过温模块的平均过温温度；
计算每个所述过温模块的过温温度与所述平均过温温度的比值，并基于所述比值与预设权重的乘积得到每个所述过温模块的相应的权重。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述双向DC-DC变换器还包括n个散热支路，每个所述过温模块对应一个所述散热支路，基于每个所述过温模块对应的所述散热支路设置所述每个过温模块的相应的权重，包括：
将所述n个散热支路中的第i散热支路对应的所述过温模块的所述权重设置为第i权重，i＝1,2，……，n，其中，所述第i散热支路的散热系数大于第i+1散热支路的散热系数，所述第i权重小于所述第i+1权重。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述每个过温模块的变化功率计算得到所述多个并联的双向DC-DC变换模块中的每个非过温模块的变化功率包括：
计算所有每个所述过温模块的变化功率之和得到所述总变化功率；
将所述总变化功率按比例分配至所述多个双向DC-DC变换模块中的非过温模块得到每个所述非过温模块的变化功率。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述总变化功率按比例分配至所述多个双向DC-DC变换模块中的非过温模块得到每个所述非过温模块的变化功率，包括：
将所述总变化功率按相同比例平均分配至每个所述非过温模块得到每个所述非过温模块的变化功率；
或，将总变化功率按每个所述非过温模块对应的比例分配至每个所述非过温模块得到每个所述非过温模块的变化功率。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将总变化功率按每个所述非过温模块对应的比例分配至每个所述非过温模块得到每个所述非过温模块的变化功率，包括：
计算每个所述非过温模块的温度与所述温度阈值之差得到每个所述非过温模块的升温余量；
计算每个所述非过温模块的升温余量之和得到所有所述非过温模块的总升温余量；
计算每个所述非过温模块的升温余量占所述总升温余量的比例得到每个所述非过温模块对应的比例；
计算所述总变化功率与每个所述非过温模块对应的比例的乘积得到所述每个所述非过温模块的变化功率。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每个所述双向DC-DC变换模块的温度与温度阈值确定所述多个并联的双向DC-DC变换模块中的过温模块，包括：
当所述双向DC-DC变换模块的温度大于或等于所述温度阈值则确定所述双向DC-DC变换模块为过温模块；
和/或，
当所述双向DC-DC变换模块的温度小于所述温度阈值则确定所述双向DC-DC变换模块为非过温模块。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，重复执行所述方法以降低所述过温模块的温度。
12.一种双向DC-DC变换器，其特征在于，包括：
多个并联的双向DC-DC变换模块，用于将输入电压转换为输出电压为负载供电；
存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至11中任一项所述的双向DC-DC变换器的控制方法。
13.一种列车，其特征在于，所述列车包括如权利要求12所述的双向DC-DC变换器。
CN201910937702.5A 2019-09-30 2019-09-30 列车、双向dc-dc变换器及其控制方法、装置和系统 Active CN112583248B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910937702.5A CN112583248B (zh) 2019-09-30 2019-09-30 列车、双向dc-dc变换器及其控制方法、装置和系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910937702.5A CN112583248B (zh) 2019-09-30 2019-09-30 列车、双向dc-dc变换器及其控制方法、装置和系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112583248A true CN112583248A (zh) 2021-03-30
CN112583248B CN112583248B (zh) 2023-07-11

Family

ID=75110957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910937702.5A Active CN112583248B (zh) 2019-09-30 2019-09-30 列车、双向dc-dc变换器及其控制方法、装置和系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112583248B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113691150A (zh) * 2021-09-07 2021-11-23 阳光电源股份有限公司 能量变换系统及其过温运行控制方法和控制设备
WO2023123825A1 (zh) * 2021-12-27 2023-07-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 功率模块的功率分配控制方法、装置和功率模块设备
CN117200551A (zh) * 2023-11-07 2023-12-08 深圳市力生美半导体股份有限公司 开关电源的温度控制方法和开关电源
US11936235B2 (en) 2021-12-27 2024-03-19 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Method and apparatus of power distribution control for power module and power module device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5905645A (en) * 1996-12-02 1999-05-18 Astec International Limited Thermally aided power sharing of power supplies with or without an external current share line
CN104917242A (zh) * 2015-06-16 2015-09-16 北京亿利智慧能源科技有限公司 一种基于温度场控制的大型电池储能系统及其能量调度方法
WO2017016465A1 (zh) * 2015-07-24 2017-02-02 中兴通讯股份有限公司 一种功率分配方法及终端、存储介质
CN108063427A (zh) * 2017-12-26 2018-05-22 北京天诚同创电气有限公司 逆变器过温保护控制方法、控制装置以及控制系统
CN108572689A (zh) * 2017-03-10 2018-09-25 台达电子企业管理（上海）有限公司 开关电源、过温控制保护方法及功率控制方法
CN110247617A (zh) * 2019-06-19 2019-09-17 宁波诺丁汉大学 基于功率分配法的永磁同步电机模块化驱动器的主动热管理方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5905645A (en) * 1996-12-02 1999-05-18 Astec International Limited Thermally aided power sharing of power supplies with or without an external current share line
CN104917242A (zh) * 2015-06-16 2015-09-16 北京亿利智慧能源科技有限公司 一种基于温度场控制的大型电池储能系统及其能量调度方法
WO2017016465A1 (zh) * 2015-07-24 2017-02-02 中兴通讯股份有限公司 一种功率分配方法及终端、存储介质
CN108572689A (zh) * 2017-03-10 2018-09-25 台达电子企业管理（上海）有限公司 开关电源、过温控制保护方法及功率控制方法
CN108063427A (zh) * 2017-12-26 2018-05-22 北京天诚同创电气有限公司 逆变器过温保护控制方法、控制装置以及控制系统
CN110247617A (zh) * 2019-06-19 2019-09-17 宁波诺丁汉大学 基于功率分配法的永磁同步电机模块化驱动器的主动热管理方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113691150A (zh) * 2021-09-07 2021-11-23 阳光电源股份有限公司 能量变换系统及其过温运行控制方法和控制设备
WO2023035707A1 (zh) * 2021-09-07 2023-03-16 阳光电源股份有限公司 能量变换系统及其过温运行控制方法和控制设备
WO2023123825A1 (zh) * 2021-12-27 2023-07-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 功率模块的功率分配控制方法、装置和功率模块设备
US11936235B2 (en) 2021-12-27 2024-03-19 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Method and apparatus of power distribution control for power module and power module device
CN117200551A (zh) * 2023-11-07 2023-12-08 深圳市力生美半导体股份有限公司 开关电源的温度控制方法和开关电源
CN117200551B (zh) * 2023-11-07 2024-03-15 深圳市力生美半导体股份有限公司 开关电源的温度控制方法和开关电源

Also Published As

Publication number Publication date
CN112583248B (zh) 2023-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112583248A (zh) 列车、双向dc-dc变换器及其控制方法、装置和系统
EP2289141B1 (en) Apparatus and method of optimizing power system efficiency using a power loss model
JP7079334B2 (ja) エネルギインターネットシステム、エネルギルーティング変換機器及びエネルギ制御方法
WO2013097602A1 (zh) 锂-液流电池联合储能电站的实时功率分配方法及系统
US10389128B2 (en) Power control system
Chatzinikolaou et al. Performance evaluation of duty cycle balancing in power electronics enhanced battery packs compared to conventional energy redistribution balancing
CN104680430B (zh) 基于传输节点容量模型的多电压等级电网可靠性评估方法
US20160352125A1 (en) Apparatus and method for managing energy in building based on state of health of energy storage system
WO2021022232A9 (en) Multi-motor switching system and method for optimized performance
US20230198279A1 (en) Method for controlling battery power limit value
CN105281420B (zh) 控制电能源在供电网络上传递的电力的方法和电力系统
CN108781014A (zh) 电子传输系统
Ma et al. Enhanced SOH balancing method of MMC battery energy storage system with cell equalization capability
CN109802439B (zh) 基于可插拔电池的dcdc电源并网方法及系统
CN110729911B (zh) 适用于多电平变换器的热应力平衡预测控制方法及系统
CN117410623A (zh) 储能系统的温度控制方法、装置、储能系统及存储介质
CN115133636B (zh) 一种混合电源系统及其配置方法
CN116777234A (zh) 一种两阶段鲁棒优化模型的构建、策略制定方法及系统
Pipolo et al. Reactive power control strategies for UNIFLEX-PM Converter
Bat-Orgil et al. Cell equalizer for recycling batteries from hybrid electric vehicles
Barala et al. Optimal scheduling for residential building based on virtual energy storage system
US20210075242A1 (en) Charge and discharge control apparatus and method for an energy storage system
Munawar et al. Peak power demand analysis and reduction by using battery buffers for monotonic controllers
Dusmez et al. An active life extension strategy for power switches in interleaved converters
CN106208036B (zh) 并联供电系统最优点确定方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant