CN113635787B - 一种基于三端口dc/dc变换器的混合动力汽车供电系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于三端口DC/DC变换器的混合动力汽车供电系统，属于电动汽车供电技术领域。本发明解决了燃料电池混合动力汽车在低温环境下，动力电池将面临无法充电，放电能力差的问题。本发明包括三端口DC/DC变换器、动力电池、电池加热膜、燃料电池Uin和变换器控制电路；三端口DC/DC变换器的三个端口分别连接电池加热膜的供电端、燃料电池的电源端和驱动电机控制器的供电端；变换器控制电路用于控制三端口DC/DC变换器中开关管的开关，使三端口DC/DC变换器处于不同的工作模式；所述电池加热膜设置在动力电池的外侧，用于为动力电池加热；本发明适用于混合动力汽车供电。

Description

一种基于三端口DC/DC变换器的混合动力汽车供电系统
技术领域
本发明属于电动汽车供电技术领域。
背景技术
燃料电池混合动力汽车是由燃料电池与动力电池混合提供动力。相较于传统的纯电动汽车，增加了电池的使用寿命以及汽车的续航里程；相较于纯燃料电池汽车，提高了系统的动态响应速度，能够在启动、急加速和爬陡坡等需要大功率时快速获得功率供给。并且，目前主流整车厂开发的燃料电池客车、物流车、乘用车等均采用燃料电池混合动力系统。因此，在当前新能源汽车构型中，燃料电池混合动力汽车是一条重要的发展路线。
燃料电池混合动力汽车在低温环境下运行时，动力电池将面临无法充电，放电能力差,影响使用的问题。
发明内容
本发明目的是为了解决燃料电池混合动力汽车在低温环境下，动力电池将面临无法充电，放电能力差的问题，提供了一种基于三端口DC/DC变换器的混合动力汽车供电系统。
本发明所述的基于三端口DC/DC变换器的混合动力汽车供电系统，包括三端口DC/DC变换器、动力电池、电池加热膜Uo2、燃料电池Uin和变换器控制电路；
三端口DC/DC变换器的三个端口分别连接电池加热膜的供电端、燃料电池的电源端和驱动电机控制器的供电端；
变换器控制电路用于控制三端口DC/DC变换器中开关管的开关，使三端口DC/DC变换器处于不同的工作模式；
所述电池加热膜Uo2设置在动力电池的外侧，用于为动力电池加热；
所述三端口DC/DC变换器包括：前端Buck斩波电路、后端Buck-Boost斩波电路和输入电容Cin；
前端Buck斩波电路包括：开关管Q2、二极管D2、电感L2和电容C2；
后端Buck-Boost斩波电路包括：开关管Q1、二极管D1、电容C1和电感L1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；输入电容Cin的一端与开关管Q2的漏极连接，输入电容Cin的另一端连接二极管D2的阳极；
开关管Q2的源极连接二极管D2的阴极；
开关管Q2的漏极还连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接二极管D1的阴极，二极管D1的阴极还连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C2的一端，电容C2另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接开关管Q2的源极；
所述电容C2的两端分别连接电池加热膜Uo2的两个供电端；
二极管D1的阳极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电感L1的另一端；
电容C2的一端还连接二极管D2的阳极；
电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端。
进一步地，本发明中，三端口DC/DC变换器的工作模式包括：单输入单输出模式和单输入双输出模式。
进一步地，本发明中，三端口DC/DC变换器单输入单输出模式，包括模式a和模式b，模式a时，燃料电池单独为电池加热膜供电，模式b时，燃料电池分别单独为电机控制器供电；
模式a时：开关管Q2受PWM信号控制，开关管Q1保持关断；
ton状态：开关管Q2处于导通状态，等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q2、电感L2和电容C2；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；输入电容Cin的一端与开关管Q2的漏极连接，输入电容Cin的另一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接电感L2一端，电感L2另一端连接开关管Q2的源极，电容C2的两端连接电池加热膜Uo2的两端；
toff状态：开关管Q2处于关断状态，等效电路包括：输入电容Cin、电感L2、二极管D2和电容C2；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
二极管D2的阳极连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接二极管D2的阴极；电容C2两端分别与电池加热膜的两个供电端连接；模式b时，开关管Q1受PWM信号控制，开关管Q2保持关断；
ton状态：开关管Q1处于导通状态，等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q1、电感L1和电容C1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
输入电容Cin的一端还连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接输入电容Cin的另一端；电容C1的两端分别与电机控制器的两个供电端连接；
toff状态：开关管Q1处于关断状态，等效电路包括：输入电容Cin、二极管D1、电感L1和电容C1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
电感L1的一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电感L1的另一端；电容C1的两端还分别连接电机控制器的两个供电端。
进一步地，本发明中，三端口DC/DC变换器为单输入双输出模式时，燃料电池同时为电池加热膜和电机控制器供电；
开关管Q1、开关管Q2、受PWM信号控制；
t0状态时：开关管Q1、开关管Q2处于导通状态；
等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q1、开关管Q2、电感L2、电容C2、电容C1和电感L1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；输入电容Cin的一端与开关管Q2的漏极连接，输入电容Cin的另一端连接电容C2的一端；电容C2另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接开关管Q2的源极；
开关管Q2的漏极还连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C2的一端；所述电容C2的两端分别连接电池加热膜Uo2的两个供电端；
电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端；
t1状态时：当开关管Q1处于关断状态，开关管Q2处于导通状态，等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q2、电感L2、电容C2、电感L1、电容C1和二极管D1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；输入电容Cin的一端与开关管Q2的漏极连接，开关管Q2的源极连接电感L2的一端，所述电感L2的另一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接输入电容Cin的另一端；
所述电容C2的两端分别连接电池加热膜Uo2的两个供电端；
二极管D1的阳极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接二极管D1的阴极，电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端；
t2状态时：当开关管Q1处于导通状态，开关管Q2处于关断状态；
等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q1、二极管D2、电感L2、电容C2、电感L1和电容C1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
输入电容Cin的一端连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C2的一端，电容C2另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接感L1的另一端；
二极管D2的阳极还连接输入电容Cin的另一端；
电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端；
t3状态时：开关管Q1、开关管Q2处于关断状态；
等效电路包括：输入电容Cin、二极管D1、二极管D2、电感L2、电容C2、电感L1和电容C1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
二极管D2的阴极连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接二极管D2的阳极；
电容C2的两端分别连接电池加热膜Uo2的两个供电端；
电感L1的一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电感L1的另一端；
电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端。
进一步地，本发明中，变换器控制电路的具体控制方法为：
步骤S1、采集前级Buck斩波电路的实时输出电压Uo2和电感L2的实时电流；
步骤S2、将所述输出电压Uo2与参考电压Uref比较，获取电压误差信号e1，利用电压环PI控制器对电压误差信号e1进行PI计算，获得期望电感L2电流IL2ref；
步骤S3、将所述电感L2期望电流IL2ref与步骤一中采集的电感L2的电流比较，获得电流误差信号e2，采用电流环PI控制器对所述电流误差信号e2进行PI计算，再与前馈控制器k/Uin求和后，获得占空比信号d；其中，k为常数。
本发明采用单个变换器即可实现燃料电池、电池加热膜以及电机控制器之间的功率管理与控制，输入与两个输出端口间皆为单级功率变换，能够实现集中式控制与更高的变换效率。本发明两个输出端口分别能够实现升降压以及降压功能，即电机控制器端口的输出电压调节范围宽，既能够实现升压也可实现降压，能够较好的应对燃料电池在复杂工况下的电压跌落现象；电池加热膜输出端口能够实现降压功能，所需器件数目较少，电磁干扰小，效率高。输入端口即可分别为两个输出端口供电，也可同时为两个输出端口供电，且相互之间不受影响，能够保证电能的稳定输出。三端口DC/DC变换器能够以较为简单的结构实现为汽车正常行驶提供功率的同时，能够为动力电池温升提供功率，整体控制方便，保证了在低温环境下动力充、电池放电稳定。
附图说明
图1是本发明所述燃料电池混合动力汽车动力系统的整体结构图；
图2是燃料电池混合动力汽车用非隔离三端口DC/DC变换器的拓扑结构图；
图3是燃料电池混合动力汽车用非隔离三端口DC/DC变换器模式a下ton状态时的等效电路及能量流动图；
图4是燃料电池混合动力汽车用非隔离三端口DC/DC变换器模式a下toff状态时的等效电路及能量流动图；
图5是燃料电池混合动力汽车用非隔离三端口DC/DC变换器单输入单输出模式b下ton状态时的等效电路及能量流动图；
图6是燃料电池混合动力汽车用非隔离三端口DC/DC变换器单输入单输出模式b下toff状态时的等效电路及能量流动图；
图7是燃料电池混合动力汽车用非隔离三端口DC/DC变换器单输入双输出模式下t0状态时的等效电路及能量流动图；
图8是燃料电池混合动力汽车用非隔离三端口DC/DC变换器单输入双输出模式下t1状态时的等效电路及能量流动图；
图9是燃料电池混合动力汽车用非隔离三端口DC/DC变换器单输入双输出模式下t2状态时的等效电路及能量流动图；
图10是燃料电池混合动力汽车用非隔离三端口DC/DC变换器单输入双输出模式下t3状态时的等效电路及能量流动图；
图11是燃料电池混合动力汽车用非隔离三端口Buck斩波变换器控制框图
图12是燃料电池混合动力汽车用非隔离三端口DC/DC变换器主电路和控制电路结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述基于三端口DC/DC变换器的混合动力汽车供电系统，包括三端口DC/DC变换器、动力电池、电池加热膜Uo2、燃料电池Uin和变换器控制电路；
三端口DC/DC变换器的三个端口分别连接电池加热膜的供电端、燃料电池的电源端和驱动电机控制器的供电端；
变换器控制电路用于控制三端口DC/DC变换器中开关管的开关，使三端口DC/DC变换器处于不同的工作模式；
所述电池加热膜Uo2设置在动力电池的外侧，用于为动力电池加热；
所述三端口DC/DC变换器包括：前端Buck斩波电路、后端Buck-Boost斩波电路和输入电容Cin；
前端Buck斩波电路包括：开关管Q2、二极管D2、电感L2和电容C2；
后端Buck-Boost斩波电路包括：开关管Q1、二极管D1、电容C1和电感L1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；输入电容Cin的一端与开关管Q2的漏极连接，输入电容Cin的另一端连接二极管D2的阳极；
开关管Q2的源极连接二极管D2的阴极；
开关管Q2的漏极还连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接二极管D1的阴极，二极管D1的阴极还连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C2的一端，电容C2另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接开关管Q2的源极；
所述电容C2的两端分别连接电池加热膜Uo2的两个供电端；
二极管D1的阳极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电感L1的另一端；
电容C2的一端还连接二极管D2的阳极；电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端。
本发明采用非隔离型三端口DC-DC变换器同时连接燃料电池、电池加热膜和电机控制器相连，具有结构紧凑、体积和成本小、方便对动力系统集中控制等优势。
本发明所述燃料电池混合动力汽车低温运行方法，在低温环境下，燃料电池混合动力汽车启动之前，通过控制三端口DC/DC变换器，使其工作于模式a，此时，由燃料电池直接为电池加热膜提供功率，并根据动力电池的实时温度反馈进行功率调整，实现动力电池的低温预热；而在燃料电池混合动力汽车在正常行驶时，通过控制三端口DC/DC变换器，首先使燃料电池混合动力汽车工作于单输入单输出模式b，并由燃料电池提供持续功率，并根据整车功率进行调整，动力电池则提供车辆起步急加速等情况的峰值功率，同时根据工况的需要，蓄电池还可以为车辆提供纯电动模式，极大程度上提升了车辆的经济性；此外，燃料电池混合动力汽车在低温环境下正常行驶时，动力电池因温度下降，可通过控制三端口DC/DC变换器，使其工作于单输入双输出模式，燃料电池同时为电机控制器以及电池加热膜提供功率，并且根据整车功率与动力电池温度反馈及时进行燃料电池输出功率调整。
进一步地，本实施方式中，三端口DC/DC变换器的工作模式包括：单输入单输出模式和单输入双输出模式。
进一步地，本实施方式中，三端口DC/DC变换器单输入单输出模式，包括模式a和模式b，模式a时，燃料电池单独为电池加热膜供电，模式b时，燃料电池分别单独为电机控制器供电；
模式a时：开关管Q2受PWM信号控制，开关管Q1保持关断；
如图3所示，ton状态：开关管Q2处于导通状态，等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q2、电感L2和电容C2；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；输入电容Cin的一端与开关管Q2的漏极连接，输入电容Cin的另一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接电感L2一端，电感L2另一端连接开关管Q2的源极，电容C2的两端连接电池加热膜Uo2的两端；
如图4所示，toff状态：开关管Q2处于关断状态，等效电路包括：输入电容Cin、电感L2、二极管D2和电容C2；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
二极管D2的阳极连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接二极管D2的阴极；电容C2两端分别与电池加热膜的两个供电端连接；
模式b时：开关管Q1受PWM信号控制，开关管Q2保持关断；
如图5所示，ton状态：开关管Q1处于导通状态，等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q1、电感L1和电容C1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
输入电容Cin的一端还连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接输入电容Cin的另一端；电容C1的两端分别与电机控制器的两个供电端连接。
本实施方式中，电容C1连在电机控制器两端起到滤波、稳定输出电压的目的，还能够保证电机控制器电流的连续性。
如图6所示，toff状态：开关管Q1处于关断状态，等效电路包括：输入电容Cin、二极管D1、电感L1和电容C1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
输入电容Cin实现滤波的，有效减少输出电压的波动；
电感L1的一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电感L1的另一端；电容C1的两端还分别连接电机控制器的两个供电端。
进一步地，本实施方式中，三端口DC/DC变换器为单输入双输出模式时，燃料电池同时为电池加热膜和电机控制器供电；开关管Q1、开关管Q2、受PWM信号控制；
如图7所示；t0状态时：开关管Q1、开关管Q2处于导通状态，等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q1、开关管Q2、电感L2、电容C2、电容C1和电感L1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；输入电容Cin的一端与开关管Q2的漏极连接，输入电容Cin的另一端连接电容C2的一端；电容C2另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接开关管Q2的源极；
开关管Q2的漏极还连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C2的一端，
所述电容C2的两端分别连接电池加热膜Uo2的两个供电端；
电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端。
本实施方式中，电容C1连在电机控制器两端起到滤波、稳定输出电压的目的，还能够保证电机控制器电流的连续性；
如图8所示，t1状态时：开关管Q1处于关断状态，开关管Q2处于导通状态，等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q2、电感L2、电容C2、电感L1、电容C1和二极管D1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；输入电容Cin的一端与开关管Q2的漏极连接，开关管Q2的源极连接电感L2的一端，所述电感L2的另一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接输入电容Cin的另一端；
所述电容C2的两端分别连接电池加热膜Uo2的两个供电端；
二极管D1的阳极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接二极管D1的阴极，电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端；
如图9所示，t2状态时：开关管Q1处于导通状态，开关管Q2处于关断状态，等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q1、二极管D2、电感L2、电容C2、电感L1和电容C1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
输入电容Cin的一端还连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C2的一端，电容C2另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接感L1的另一端；二极管D2的阳极还连接输入电容Cin的另一端；
所述电容C2的两端分别连接电池加热膜Uo2的两个供电端；
电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端。
如图10所示，t3状态时：开关管Q1、开关管Q2处于关断状态，等效电路包括：输入电容Cin、二极管D1、二极管D2、电感L2、电容C2、电感L1和电容C1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
二极管D2的阴极连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接二极管D2的阳极；
电容C2的两端分别连接电池加热膜Uo2的两个供电端；
电感L1的一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电感L1的另一端；电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端。
进一步地，本实施方式中，结合图11对本实施方式进行说明，变换器控制电路的具体控制方法为：
步骤S1、采集前级Buck斩波电路的实时输出电压Uo2和电感L2的实时电流；
步骤S2、将所述输出电压Uo2与参考电压Uref比较，获取电压误差信号e1，利用电压环PI控制器对电压误差信号e1进行PI计算，获得期望电感L2电流IL2ref；
步骤S3、将所述电感L2期望电流IL2ref与步骤一中采集的电感L2的电流比较，获得电流误差信号e2，采用电流环PI控制器对所述电流误差信号e2进行PI计算，再与前馈控制器k/Uin求和后，获得占空比信号d；其中，k为常数。
本实施方式所述原理图如图11所示，图11为一个数学模型，PWM的产生是由占空比d与载波调制后产生的(都在DSP中进行)，图11中的两个传递函数为电感L2电流IL2与占空比d的传递函数，/>为电容C2两端电压Uc2与电感L2电流IL2的传递函数；k/Uin为前馈控制器，其中，k为常数，k/Uin控制器的作用一是把输入电压的变化提前作用于占空比d，抵消输入电压变化时对输出的扰动，作用二是变换器刚启动时占空比d不为零，有软启动的作用，对拓扑进行保护。
本发明在低温环境下，燃料电池混合动力汽车启动之前，通过控制三端口DC/DC变换器，使其工作于模式a，此时，由燃料电池直接为电池加热膜提供功率，并根据动力电池的实时温度反馈进行功率调整，实现动力电池的低温预热；而在燃料电池混合动力汽车在正常行驶时，通过控制三端口DC/DC变换器，首先使燃料电池混合动力汽车工作于单输入单输出模式b，并由燃料电池提供持续功率，并根据整车功率进行调整，动力电池则提供车辆起步急加速等情况的峰值功率，同时根据工况的需要，蓄电池还可以为车辆提供纯电动模式，极大程度上提升了车辆的经济性；此外，燃料电池混合动力汽车在低温环境下正常行驶时，动力电池因温度下降，可通过控制三端口DC/DC变换器，使其工作于单输入双输出模式，燃料电池同时为电机控制器以及电池加热膜提供功率，并且根据整车功率与动力电池温度反馈及时进行燃料电池输出功率调整。主要的着重点在于针对电动汽车的低温运行情况进行设计了一个能够方便实现在汽车正常运行的同时进行动力电池的低温预热的功能三端口DC/DC拓扑。
结合图12所示，变换器控制电路包括保护电路、DSP系统、电压传感器、电流传感器和温度传感器；
电压传感器采集DC/DC变换器的Uin、Uo1、Uo2端口的电压信号；并将采集的DC/DC变换器主电路的电压信号同时输出至接DSP系统；电流传感器采集Uin、Uo1端口两个端口及电感L2的电流信号，并将采集的电流信号输出至DSP系统；
温度传感器采集电池加热膜的温度，并将其转换为温度信号后输出至DSP系统；
DSP系统的目标电压信号输入端输入目标电压；DSP系统的开关管驱动信号输出端连接保护电路的开关管驱动信号输入端，保护电路的开关管驱动信号输出端为DC/DC变换器控制电路的开关管驱动信号输出端。
所述需求功率采用公式P＝UI计算，从整车控制器得到整车需求功率，从温度传感器得到电池加热膜所需功率；
当电动汽车启动前对动力电池进行低温预热时DSP(202)系统输出PWM控制信号控制相应开关管的导通与关断，使得系统工作在模式a；
当电动汽车正常行驶时DSP(202)系统输出PWM控制信号控制相应开关管的导通与关断，使得系统工作在单输入单输出模式b；
当动力电池温度在电动汽车行驶途中降低至警戒温度时DSP(202)系统输出PWM控制信号控制相应开关管的导通与关断，使得系统工作在单输入双输出模式。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (2)

1.基于三端口DC/DC变换器的混合动力汽车供电系统，其特征在于，包括三端口DC/DC变换器、动力电池、电池加热膜Uo2、燃料电池Uin和变换器控制电路；
三端口DC/DC变换器的三个端口分别连接电池加热膜的供电端、燃料电池的电源端和驱动电机控制器的供电端；
变换器控制电路用于控制三端口DC/DC变换器中开关管的开关，使三端口DC/DC变换器处于不同的工作模式；
所述电池加热膜Uo2设置在动力电池的外侧，用于为动力电池加热；
所述三端口DC/DC变换器包括：前端Buck斩波电路、后端Buck-Boost斩波电路和输入电容Cin；
前端Buck斩波电路包括：开关管Q2、二极管D2、电感L2和电容C2；
后端Buck-Boost斩波电路包括：开关管Q1、二极管D1、电容C1和电感L1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；输入电容Cin的一端与开关管Q2的漏极连接，输入电容Cin的另一端连接二极管D2的阳极；
开关管Q2的源极连接二极管D2的阴极；
开关管Q2的漏极还连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接二极管D1的阴极，二极管D1的阴极还连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C2的一端，电容C2另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接开关管Q2的源极；
所述电容C2的两端分别连接电池加热膜Uo2的两个供电端；
二极管D1的阳极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电感L1的另一端；
电容C2的一端还连接二极管D2的阳极；
电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端；
三端口DC/DC变换器单输入单输出模式，包括模式a和模式b，模式a时，燃料电池单独为电池加热膜供电，模式b时，燃料电池分别单独为电机控制器供电；
模式a时： 开关管Q2受PWM信号控制，开关管Q1保持关断；
ton状态：开关管Q2处于导通状态，等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q2、电感L2和电容C2；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；输入电容Cin的一端与开关管Q2的漏极连接，输入电容Cin的另一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接电感L2一端，电感L2另一端连接开关管Q2的源极，电容C2的两端连接电池加热膜Uo2的两端；
toff状态：开关管Q2处于关断状态，等效电路包括：输入电容Cin、电感L2、二极管D2和电容C2；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
二极管D2的阳极连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接二极管D2的阴极；电容C2两端分别与电池加热膜的两个供电端连接；
模式b：
开关管Q1受PWM信号控制，开关管Q2保持关断；
ton状态：开关管Q1处于导通状态，等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q1、电感L1和电容C1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
输入电容Cin的一端还连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接输入电容Cin的另一端；电容C1的两端分别与电机控制器的两个供电端连接；
toff状态：开关管Q1处于关断状态，等效电路包括：输入电容Cin、二极管D1、电感L1和电容C1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
电感L1的一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电感L1的另一端；电容C1的两端还分别连接电机控制器的两个供电端；
三端口DC/DC变换器为单输入双输出模式时，燃料电池同时为电池加热膜和电机控制器供电；
开关管Q1、开关管Q2、受PWM信号控制；
t0状态时：开关管Q1、开关管Q2处于导通状态；
等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q1、开关管Q2、电感L2、电容C2、电容C1和电感L1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；输入电容Cin的一端与开关管Q2的漏极连接，输入电容Cin的另一端连接电容C2的一端；电容C2另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接开关管Q2的源极；
开关管Q2的漏极还连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C2的一端；所述电容C2的两端分别连接电池加热膜Uo2的两个供电端；
电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端；
t1状态时：当开关管Q1处于关断状态，开关管Q2处于导通状态，等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q2、电感L2、电容C2、电感L1、电容C1和二极管D1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；输入电容Cin的一端与开关管Q2的漏极连接，开关管Q2的源极连接电感L2的一端，所述电感L2的另一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接输入电容Cin的另一端；
所述电容C2的两端分别连接电池加热膜Uo2的两个供电端；
二极管D1的阳极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接二极管D1的阴极，电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端；
t2状态时：当开关管Q1处于导通状态，开关管Q2处于关断状态；
等效电路包括：输入电容Cin、开关管Q1、二极管D2、电感L2、电容C2、电感L1和电容C1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
输入电容Cin的一端连接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C2的一端，电容C2另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接感L1的另一端；
二极管D2的阳极还连接输入电容Cin的另一端；
电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端；
t3状态时：开关管Q1、开关管Q2处于关断状态；
等效电路包括：输入电容Cin、二极管D1、二极管D2、电感L2、电容C2、电感L1和电容C1；
输入电容Cin与燃料电池Uin并联；
二极管D2的阴极连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接二极管D2的阳极；
电容C2的两端分别连接电池加热膜Uo2的两个供电端；
电感L1的一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电感L1的另一端；
电容C1的两端还连接电机控制器的两个供电端。
2.根据权利要求1所述的基于三端口DC/DC变换器的混合动力汽车供电系统，其特征在于，变换器控制电路的具体控制方法为：
步骤S1、采集前级Buck斩波电路的实时输出电压和电感L2的实时电流；
步骤S2、将所述输出电压与参考电压比较，获取电压误差信号e1，利用电压环PI控制器对电压误差信号e1进行PI计算，获得期望电感L2电流IL2ref；
步骤S3、将所述电感L2期望电流IL2ref与步骤S1中采集的电感L2的电流比较，获得电流误差信号e2，采用电流环PI控制器对所述电流误差信号e2进行PI计算，再与前馈控制器k/Uin求和后，获得占空比信号d；其中，k为常数。
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