CN115664218A - 一种双向变换器控制装置、方法、系统、设备以及介质 - Google Patents

Abstract

一种双向变换器控制装置、方法、系统、设备以及介质，其包括第一变换器、储能单元以及控制电路；第一变换器包括第一开关部分以及谐振部分；第一开关部分用于在储能模式下，根据控制电路的第一驱动信号，以第一通路导通所述第一母线、谐振部分以及储能单元；或者，在带载模式下，根据控制电路的第二驱动信号，以第二通路导通第一母线、谐振部分以及储能单元。控制电路输出的驱动信号使得第一变换器在相对简单的结构下，同步调节第一母线的电压范围，保证了变换器工作于谐振频率附近，提高转换效率。

Description

一种双向变换器控制装置、方法、系统、设备以及介质

技术领域

本申请属于电子电路技术技术领域，尤其涉及一种双向变换器控制装置、方法、系统、设备以及介质。

背景技术

随着新能源行业的发展，储能产品在此过程中的重要性显得日渐突出。储能单元(常见的如电池管理系统等储能系统)作为一种实现能量快速储存、释放及功率双向流动的储能系统，相对于其他储能系统，储能效率高、功率密度高、响应速度快、循环使用寿命长，广泛应用于现代工业、国防军工、航空航天等领域，对平滑、缓冲不稳定的电能需求，改善电能质量，实现能量储存具有十分重要的作用。

当前的一些技术方案往往由于存在变换器支持转换电压范围较窄，难以进行双向电量传输等问题，存在对储能单元的充电效率低、损耗较大、从储能单元获得获取电能后，设计各电压平台不兼容、相互转换复杂等问题。实现储能单元电量的高效率双向传输。

发明内容

本申请的目的在于提供一种双向变换器控制装置、方法、系统、设备以及介质，旨在解决传统的变换器存在的储能单元电量难以高效率双向传输的问题。

本申请实施例的第一方面提了一种双向变换器控制装置，包括第一变换器、储能单元以及控制电路；

第一变换器包括与储能单元电连接的第一端、与第一母线电连接的第二端、第一开关部分以及谐振部分；

第一开关部分用于：

在储能模式下，根据控制电路的第一驱动信号，以第一通路导通第一母线、谐振部分以及储能单元；或者，

第一通路用于根据第一母线的电能输入使谐振部分在预设的频率范围内谐振，并将谐振部分的电能变压输出至储能单元；

在带载模式下，根据控制电路的第二驱动信号，以第二通路导通第一母线、谐振部分以及储能单元；

第二通路用于根据储能单元的电能输入变压接入谐振部分，并通过在预设的频率范围内谐振的谐振部分将电能输出至第一母线。

进一步的，第一开关部分包括第一H桥和第二H桥；

第一H桥一端与第二端电连接，另一端与谐振部分电连接，第二H桥一端与第一端电连接，另一端与谐振部分电连接；

在储能模式下，响应于第一驱动信号的控制，第一H桥形成调频电路，第二H桥形成全桥整流电路；

在带载模式下，响应于第二驱动信号的控制，第一H桥形成全桥整流电路，第二H桥形成逆变电路。

进一步的，谐振部分包括谐振电感Lr、谐振电容Cr以及变压器，变压器中集成有激磁电感Lm，激磁电感Lm设置在变压器原边，激磁电感Lm的一端经谐振电容Cr的电连接第一H桥的第一节点，激磁电感Lm的另一端电连接第一H桥的第二节点，变压器的副边与第二H桥电连接。

进一步的，控制装置还包括第二变换器；

第二变换器一端与第一母线电连接，另一端与第二母线电连接；第二变换器包括第二开关部分以及电压控制元件；

第二开关部分用于：

在储能模式下，根据控制电路的第一驱动信号，以第三通路导通第二母线、电压控制元件和第一母线；

在带载模式下，根据控制电路的第二驱动信号，以第四通路导通第二母线、电压控制元件和第一母线；

第三通路用于根据第二母线的电能输入电压控制元件，或将电压控制元件的电能降压输出至第一母线；

第四通路用于根据第一母线的电能输入电压控制元件，或将电压控制元件的电能升压输出至第二母线。

本申请实施例的第二方面提了一种双向交换器的控制方法，该方法应用于第一方面的控制装置，方法包括：

根据储能单元的模式命令和电压参数确定第一变换器的工作模式；

当工作模式处于储能模式时，生成第一驱动信号；第一驱动信号用于以预设的占空比控制第一开关部分，使谐振部分在预设的频率范围内谐振，并将谐振部分的电能变压输出至储能单元；

当工作模式处于带载模式时，生成第二驱动信号；第二驱动信号用于以预设的占空比控制第一开关部分，使谐振部分在预设的频率范围内谐振，并将谐振部分的电能变压输出至第一母线。

进一步的，生成第一驱动信号，包括：

根据第一谐振频率工作点、第一变换器的输出电流信号、第一变换器的输出电压信号、储能单元接收到的充电电压信号以及储能单元的充电电流信号确定第一占空比，并生成具有第一占空比的第一驱动信号；

生成第二驱动信号，包括：

根据第二谐振频率工作点、储能单元在第一变换器中的反射电压信号、储能单元在第一变换器中的折算电流信号、谐振部分的输出电压信号以及第二变换器中电压控制元件的电流信号确定第二占空比，并生成具有第二占空比的第二驱动信号；

第一谐振频率工作点和第二谐振频率工作点均为根据谐振部分的参数计算得到的第一变换器增益大于预设阈值的频率。

进一步的，当工作模式处于储能模式时，生成第一驱动信号，方法包括：

当工作模式处于储能模式时，获取第一变换器的输出电流信号和第一变换器的输出电压信号，以及储能单元接收到的充电电压信号和储能单元的充电电流信号；

将输出电流信号和输出电压信号与储能单元接收到的充电电压信号或充电电流信号比较，得到第一误差信号；

将第一误差信号输入比例-积分控制器，以第一谐振频率工作点为约束，计算得到第一驱动信号。

当工作模式处于带载模式时，生成第二驱动信号，包括：

当工作模式处于带载模式时，获取储能单元在第一变换器中的反射电压信号和储能单元在第一变换器中的折算电流信号，以及谐振部分的输出电压信号和第二变换器中电压控制元件的电流信号；

将反射电压信号和折算电流信号与谐振部分的输出电压信号或电压控制元件的电流信号比较，得到第二误差信号；

将第二误差信号输入比例-积分控制器，以第二谐振频率工作点为约束，计算得到第二驱动信号。

进一步的，第一母线的电能基于第一驱动信号输入谐振部分，包括：

通过第一驱动信号控制第一H桥中的开关管S1～S4与第二H桥中的开关管S5～S8的开关时序相同。

进一步的，储能单元的电能基于第二驱动信号变压输入谐振部分，包括：

通过第二驱动信号控制第二H桥中开关管S5、S8和开关管S6、S7的开关时序相反，且开关管S5、S8的开关时序相同。

进一步的，上述方法还包括：

采集第一母线电压和第二母线电压；

根据第二母线电压和第一母线电压，以及第二变换器的开关管驱动波形，计算第二变换器中开关管的导通时间；

根据开关管的导通时间，生成第三驱动信号，第三驱动信号用于控制第二变换器中开关管的断开和闭合。

进一步的，根据第二母线电压和第一母线电压，以及第二变换器的开关管驱动波形，计算第二变换器中开关管的导通时间，包括：

在储能模式下：

第一开关管Q1导通且第二开关管Q2断开，第二母线将电能输入电压控制元件；

第一开关管Q1断开且第二开关管Q2导通，电压控制元件将电能降压输出第一母线；

在带载模式下：

第二开关管Q2导通且第一开关管Q1断开，第一母线将电能升压输入电压控制元件；

第二开关管Q2断开且第一开关管Q1导通，电压控制元件将电能输入第二母线。

进一步的，根据储能单元的模式命令和电压参数切换双向变换器的工作模式，包括

确认储能单元的模式为充电模式，且储能单元的电压低于浮充保护阈值时，切换至储能工作模式；

确认储能单元的模式为非充电模式，且储能单元的电压高于过放保护阈值时，切换至带载工作模式。

本申请实施例的第三方法提供了一种双向变换器控制系统，包括：

工作模式切换模块，用于根据储能单元的模式命令和电压参数切换双向变换器的工作模式，工作模式包括储能工作模式和带载工作模式；

储能驱动模块：用于当工作模式处于储能模式时，生成第一驱动信号；

带载驱动模块，用于当工作模式处于带载模式时，生成第二驱动信号。

本申请实施例的第四方面提了一种双向变换器控制设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上方法的步骤。

本申请实施例的第五方面提了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的双向变换器控制装置、方法、系统、设备以及介质主要是通过驱动信号控制变换器的开关管，以确保其工作在谐振频率点，原边实现零电压开通ZVS、副边实现零电流关断ZCS，在全负载范围内实现软开关，大大降低电路开关损耗，以实现较高的转换效率和功率密度，并且变换器拓扑结构简单，便于控制实施。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的一种双向变换器控制装置的结构示意图；

图2为图1所示的双向变换器控制装置中第一变换器的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的一种双向变换器控制装置的第二变换器的结构示意图。

图4为本申请一实施例提供的一种双向变换器控制装置的电路拓扑结构图

图5为本申请一实施例提供的一种双向变换器控制方法的具体流程图；

图6为本申请实施例提供的双向变换器充能模式下的第一变换器的控制流程示意图；

图7是本申请实施例提供的双向变换器带载模式下的第一变换器控制流程示意图；

图8为本申请实施例提供的双向变换器充能模式下的频率-增益特性示意图；

图9是本申请实施例工作于谐振点Fr1时，各开关管的相关波形示意图；

图10是本申请实施例提供的双向变换器带载模式下的频率-增益特性示意图；

图11是本申请实施例提供的第二变换器的控制流程示意图；

图12是本申请实施例提供的双向变换器控制系统的结构示意图；

图13是本申请实施例提供的双向变换器控制设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1

图1示出了本申请第一实施例提供的一种双向变换器控制装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

上述控制装置包括第一变换器、储能单元以及控制电路；

第一变换器包括与储能单元电连接的第一端口、与第一母线电连接的第二端口、第一开关部分以及谐振部分；

在本实施例中，控制电路可以主动采集第一母线、第一变换器以及储能单元的电压、电流信号，并根据采集到的电压、电流信号生成驱动信号，并将驱动信号反馈至第一变换器的第一开关部分，控制第一开关部分形成不同的通路，使第一母线通过第二端口、谐振部分和第一端口导通储能单元。

储能单元是一种用于存储电能并可以向外传输电能的装置，一般包括电池管理系统(Battery Manage System BMS)、电池组和与其相连的功率变换系统，电池管理系统在进行充电或放电时，会生成相应的模式命令控制电池组进行充电或放电。在本实施例中，当电池管理系统进行充电时，生成的模式命令被称为储能模式；当电池管理系统进行放电时，生成的模式命令被称为带载模式。

当本实施例中的控制装置处于储能模式时，第一开关部分根据控制电路的第一驱动信号形成第一通路，通过第一通路导通第一母线、谐振部分以及储能单元，此时第一母线中的电能向储能单元传递，第一母线对储能单元充电。

当本实施例中的控制装置处于带载模式时，第一开关部分根据控制电路的第二驱动信号形成第二通路，通过第二通路导通第一母线、谐振部分以及储能单元，此时，储能单元中的电能向第一母线传递，储能单元对第一母线充电。

参见图2，为了实现储能单元中电能的双向传递，第一变换器的第一开关部分在谐振部分的两侧分别设有第一开关组和第二开关组，第一开关组一端连接谐振部分，另一端连接第二端口，第二开关组一端连接谐振部分，另一端连接第一端口，第一开关组形成的通路在储能模式下形成调频电路，在带载模式下形成整流电路，而第二开关组形成的通路在储能模式下形成整流电路，在带载模式下形成逆变电路。

谐振部分包括谐振电感Lr、谐振电容Cr以及变压器，所述变压器中集成有激磁电感Lm，所述激磁电感Lm设置在所述变压器原边，所述激磁电感Lm的一端经所述谐振电容Cr的电连接所述第一开关组的第一节点，所述激磁电感Lm的另一端电连接所述第一开关组的第二节点，所述变压器的副边与第二开关组电连接。

参见图2和图4，在本实施例中，第一开关部分包括由第一开关组4个开关管S1～S4组成的第一H桥，由第二开关组4个开关管S5～S8组成的第二H桥，其中开关管S1和开关管S3的中点与谐振部分的谐振电感Lr串联，再与所述激磁电感Lm的一端连接，所述激磁电感Lm的另一端和谐振电容Cr一端连接，谐振电容Cr另一端连接开关管S2和开关管S4的中点，开关管S5和开关管S7的中点与变压器副边的一端连接，开关管S6和开关管S8的中点与变压器副边的另一端连接。当控制装置处于储能模式时，第一H桥中的开关管S1～S4的开关时序与第二H桥中的开关管S5～S8的开关时序相同；当控制装置处于带载模式时，第二H桥中的开关管S5、S8和开关管S6、S7的开关时序相反，且开关管S5、S8的开关时序相同。

参见图3，在一个或多个实施例中，第一母线的电压低于实际上接入的高压线路电压，此时需要引入第二变换器，在储能模式下，将高压线路的电能降压后接入第一母线，或在带载模式下，将第一母线的电能升压后对高压线路充电。该第二变换器包括第二开关部分和电压控制元件。

第二开关部分包括第一开关管Q1和第二开关管Q2，其中第一开关管的一端与所述第二母线连接，另一端与所述电压控制元件连接，所述第二开关管的一端与所述电压控制元件连接，另一端与所述第一母线连接。

电压控制元件可以包括电感、电容等电路元件，同时可以兼顾电压、电流信息的采集，在本实施例中，电压控制元件选用一储能电感。

需要说明的是，在本实施例中，开关管Q1和Q2无法同时导通或关断，当Q1和Q2同时导通时，第二母线的电压和第一母线一致，第二交换器无法产生调节电压的作用，而Q1和Q2同时断开时，第二母线的电量无法传递至第一母线，则第二交换器处于断电状态。

参见图4，为本申请一实施例提供的一种较佳的双向变换器控制装置的电路拓扑结构图，包括储能单元、双向Buck-Boost变换器(即第二变换器)、双向全桥LLC谐振变换器(即第一变换器)、高压母线电压端口、中间母线电压端口和控制电路；其中，储能单元输出端口与双向全桥LLC谐振变换器右端口相连；双向全桥LLC谐振变换器左端口连接中间母线电压端口，中间母线电压端口还连接双向Buck-Boost变换器左端口，双向Buck-Boost变换器右端口连接连接直流母线电压端口；控制电路分别从储能单元、双向Buck-Boost变换器和由开关网络双向全桥LLC谐振变换器接入，接收反馈的电压、电流信号，生成的驱动信号用于双向Buck-Boost变换器和双向全桥LLC谐振变换器的实时控制。

实施例2

基于实施例1，本申请的实施例还提供了一种双向变换器的控制方法，参见图5，具体的方法包括以下步骤：

S1、根据储能单元的模式命令和电压参数确定第一变换器的工作模式。

在一种或多种实施例中，具体的，确定第一变换器的工作模式通过以下方法来实现：

获取储能单元的模式命令和电压参数；

当储能单元的模式命令为充电命令，且储能单元的实际电压低于预设的浮充保护阈值，则可以确定第一变换器的工作模式为储能模式。

当储能单元的模式命令为停止充电命令，且储能单元的实际电压高于预设的过放保护阈值，则可以确定第一变换器的工作模式为带载模式。

需要说明的是，当储能单元的实际电压高于预设的浮充保护阈值时，实际上可以认为储能单元的电量已满。二当储能单元的实际电压低于预设的过放保护阈值时，实际上可以认为储能单元的电量已耗尽。

S2、当第一变换器的工作模式为储能模式时，生成第一驱动信号；

需要说明的是，第一驱动信号用于以预设的占空比控制所述第一开关部分，使所述谐振部分在预设的频率范围内谐振，并将所述谐振部分的电能变压输出至所述储能单元。

参见图6，在一种或多个实施例中，获得第一驱动信号的方法如下：

当所述工作模式处于储能模式时，获取所述第一变换器的输出电流信号和所述第一变换器的输出电压信号，以及所述储能单元接收到的充电电压信号和所述储能单元的充电电流信号；

将所述输出电流信号和所述输出电压信号与所述储能单元接收到的充电电压信号或所述充电电流信号比较，得到第一误差信号；

将所述第一误差信号输入所述比例-积分控制器，计算得到第一驱动信号。

在本实施例中，第一变换器的工作模式为储能模式时，根据第一驱动信号，第一变换器的作用为LLC谐振变压转换器。

S3、当第一变换器的工作模式为带载模式时，生成第二驱动信号；

需要说明的是，第二驱动信号用于以预设的占空比控制所述第一开关部分，使所述谐振部分在预设的频率范围内谐振，并将所述谐振部分的电能变压输出至所述第一母线。

参见图7，在一种或多个实施例中，获得第二驱动信号的方法如下：

当所述工作模式处于带载模式时，获取所述储能单元在所述第一变换器中的反射电压信号和所述储能单元在所述第一变换器中的折算电流信号，以及所述谐振部分的输出电压信号和第二变换器中电压控制元件的电流信号；

将所述反射电压信号和所述折算电流信号与所述谐振部分的输出电压信号或所述电压控制元件的电流信号比较，得到第二误差信号；

将所述第二误差信号输入所述比例-积分控制器，计算得到第二驱动信号。

在本实施例中，第一变换器的工作模式为带载模式时，根据第二驱动信号，第一变换器的作用为SRC谐振变压转换器。

针对由Cr、Lr、Lm组成的谐振腔，存在两个谐振频率工作点：

Fr1＝1/(2*π*(Lr*Cr)^1/2) (式1)

Fr2＝1/(2*π*((Lr+Lm)*Cr)^1/2) (式2)

参见图8，在第一变换器的作用为LLC谐振变压转换器时，当第一变换器的谐振部分的谐振频率越靠近谐振频率工作点Fr1时，第一变换器的增益越大，也就是说，第一变换器的转换效率更高。

在一个或多个实施例中，参见图9，当第一变换器工作于谐振频率工作点时，当开关频率工作于谐振点时，由该图可得，上述控制方法能够很好地跟踪负载变化，调整第一开关部分的导通占空比，降低同步整流管体二极管的导通损耗，提高了转换效率。

参见图10，在第一变换器的作用为SRC谐振变压转换器时，当第一变换器的谐振部分的谐振频率约靠近谐振频率工作点Fr2时，第一变换器的增益越大，也就是说，第一变换器的转换效率更高。

第一驱动信号和第二驱动信号能使第一变换器无论输入电压和电流如何变换，谐振部分都能够尽量靠近谐振频率工作点，这样就能保证第一变换器在正向和反向的转换效率。

参见图12，第二变换器具体的电压控制方法为：

在储能模式下，当Q1导通、Q2关断时，左侧高压母线对L1储能：

Vbus＝L*Ion/(T*D)

当Q1断开，Q2导通时，电能传递到中间母线，

Vbus2＝L*(-I off)/(T*(1-D))

其中Ion、Ioff为流经L1的电流，T为开关周期，D为占空比，Vbus为第二母线电压，Vbus2为第一母线电压；

Vbus2/Vbus＝D/(1-D)；

工作在带载模式时，Q2导通，Q1关断，Vbus2为L1储能(电流方向相反)，Q2断开时，Q1导通续流，将能量传输至高压母线侧。

第二控制器通过控制Q1和Q2的开关时长，以确定第一母线与第二母线之间的电压比。

例如，对常规的420V高压母线配合48V的BMS而言，针对储能单元，所需的充电电压往往需要25V～52V这个宽范围的充电电压，但外围高压的母线电压范围在420V～360V,可通过第二变换器将中间母线电压从外围高压母线的420V～360V,调整至360V～160V，取第一变换器谐振部分的变压器匝比为20:3，当储能单元处于较高充电电压时,均可保证增益Gain在1附近，从而确保转换器具备极高的转换效率。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

实施例3

参见图12，为本申请一实施例提供的一种双向变换器控制系统，包括：

工作模式切换模块，用于根据储能单元的模式命令和电压参数切换双向变换器的工作模式，工作模式包括储能工作模式和带载工作模式；

储能驱动模块：用于当工作模式处于储能模式时，生成第一驱动信号；

带载驱动模块，用于当工作模式处于带载模式时，生成第二驱动信号。

其中，第一驱动信号用于以预设的占空比控制所述第一开关部分，使所述谐振部分在预设的频率范围内谐振，并将所述谐振部分的电能变压输出至所述储能单元；

第二驱动信号用于以预设的占空比控制所述第一开关部分，使所述谐振部分在预设的频率范围内谐振，并将所述谐振部分的电能变压输出至所述第一母线。

图13是本申请一实施例提供的一种双向变换器控制设备的示意图。如图13所示，该实施例的双向变换器控制设备设备13包括：处理器131、存储器132以及存储在所述存储器132中并可在所述处理器131上运行的计算机程序133。所述处理器131执行所述计算机程序133时实现上述各个双向变换器控制方法实施例中的步骤，例如图5所示的步骤S1至S3。或者，所述处理器131执行所述计算机程序133时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图12所示模块的功能。

示例性的，所述计算机程序133可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器132中，并由所述处理器131执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种双向变换器控制装置，其特征在于，包括第一变换器、储能单元以及控制电路；

所述第一变换器包括与所述储能单元电连接的第一端、与第一母线电连接的第二端、第一开关部分以及谐振部分；

所述第一开关部分用于：

在储能模式下，根据所述控制电路的第一驱动信号，以第一通路导通所述第一母线、所述谐振部分以及所述储能单元；或者，

所述第一通路用于根据所述第一母线的电能输入使所述谐振部分在预设的频率范围内谐振，并将所述谐振部分的电能变压输出至所述储能单元；

在带载模式下，根据所述控制电路的第二驱动信号，以第二通路导通所述第一母线、所述谐振部分以及所述储能单元；

所述第二通路用于根据所述储能单元的电能输入变压接入所述谐振部分，并通过在预设的频率范围内谐振的谐振部分将电能输出至所述第一母线。

2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第一开关部分包括第一H桥和第二H桥；

所述第一H桥一端与所述第二端电连接，另一端与所述谐振部分电连接，所述第二H桥一端与所述第一端电连接，另一端与所述谐振部分电连接；

在储能模式下，响应于所述第一驱动信号的控制，所述第一H桥形成调频电路，第二H桥形成全桥整流电路；

在带载模式下，响应于所述第二驱动信号的控制，所述第一H桥形成全桥整流电路，所述第二H桥形成逆变电路。

3.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述谐振部分包括谐振电感Lr、谐振电容Cr以及变压器，所述变压器中集成有激磁电感Lm，所述激磁电感Lm设置在所述变压器原边，所述激磁电感Lm的一端经所述谐振电容Cr的电连接所述第一H桥的第一节点，所述激磁电感Lm的另一端电连接所述第一H桥的第二节点，所述变压器的副边与所述第二H桥电连接。

4.如权利要求1至3中任一项所述的控制装置，其特征在于，还包括第二变换器；

所述第二变换器一端与所述第一母线电连接，另一端与第二母线电连接；所述第二变换器包括第二开关部分以及电压控制元件；

所述第二开关部分用于：

在储能模式下，根据所述控制电路的所述第一驱动信号，以第三通路导通所述第二母线、所述电压控制元件和所述第一母线；

在带载模式下，根据所述控制电路的所述第二驱动信号，以第四通路导通所述第二母线、所述电压控制元件和所述第一母线；

所述第三通路用于根据所述第二母线的电能输入所述电压控制元件，或将所述电压控制元件的电能降压输出至所述第一母线；

所述第四通路用于根据所述第一母线的电能输入所述电压控制元件，或将所述电压控制元件的电能升压输出至所述第二母线。

5.一种双向变换器控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至4所述的控制装置，所述方法包括：

根据所述储能单元的模式命令和电压参数确定所述第一变换器的工作模式；

当所述工作模式处于储能模式时，生成第一驱动信号；所述第一驱动信号用于以预设的占空比控制所述第一开关部分，使所述谐振部分在预设的频率范围内谐振，并将所述谐振部分的电能变压输出至所述储能单元；

当所述工作模式处于带载模式时，生成第二驱动信号；所述第二驱动信号用于以预设的占空比控制所述第一开关部分，使所述谐振部分在预设的频率范围内谐振，并将所述谐振部分的电能变压输出至所述第一母线。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述生成第一驱动信号，包括：

根据第一谐振频率工作点、第一变换器的输出电流信号、所述第一变换器的输出电压信号、所述储能单元接收到的充电电压信号以及所述储能单元的充电电流信号确定第一占空比，并生成具有所述第一占空比的所述第一驱动信号；

所述生成第二驱动信号，包括：

根据第二谐振频率工作点、所述储能单元在所述第一变换器中的反射电压信号、所述储能单元在所述第一变换器中的折算电流信号、所述谐振部分的输出电压信号以及第二变换器中电压控制元件的电流信号确定第二占空比，并生成具有所述第二占空比的所述第二驱动信号；

所述第一谐振频率工作点和所述第二谐振频率工作点均为根据所述谐振部分的参数计算得到的所述第一变换器增益大于预设阈值的频率。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述当所述工作模式处于储能模式时，生成第一驱动信号，所述方法包括：

当所述工作模式处于储能模式时，获取所述第一变换器的输出电流信号和所述第一变换器的输出电压信号，以及所述储能单元接收到充电命令中的充电电压信号和所述充电电流信号；

将所述输出电流信号和所述输出电压信号与所述储能单元接收到的充电电压信号或所述充电电流信号比较，得到第一误差信号；

将所述第一误差信号输入比例-积分控制器，以所述第一谐振频率工作点为约束，计算得到第一驱动信号。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述工作模式处于带载模式时，生成第二驱动信号，包括：

当所述工作模式处于带载模式时，获取所述储能单元在所述第一变换器中的反射电压信号和所述储能单元在所述第一变换器中的折算电流信号，以及所述谐振部分的输出电压信号和第二变换器中电压控制元件的电流信号；

将所述反射电压信号和所述折算电流信号与所述谐振部分的输出电压信号或所述电压控制元件的电流信号比较，得到第二误差信号；

将所述第二误差信号输入比例-积分控制器，以所述第二谐振频率工作点为约束，计算得到第二驱动信号。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一母线的电能基于所述第一驱动信号输入所述谐振部分，包括：

通过所述第一驱动信号控制第一H桥中的开关管S1～S4与第二H桥中的开关管S5～S8的开关时序相同。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述储能单元的电能基于所述第二驱动信号变压输入所述谐振部分，包括：

通过所述第二驱动信号控制所述第二H桥中所述开关管S5、S8和开关管S6、S7的开关时序相反，且所述开关管S5、S8的开关时序相同。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

采集所述第一母线电压和第二母线电压；

根据所述第二母线电压和第一母线电压，以及第二变换器的开关管驱动波形，计算所述第二变换器中开关管的导通时间；

根据所述开关管的导通时间，生成第三驱动信号，所述第三驱动信号用于控制所述第二变换器中开关管的断开和闭合。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二母线电压和第一母线电压，以及第二变换器的开关管驱动波形，计算所述第二变换器中开关管的导通时间，包括：

在储能模式下：

第一开关管Q1导通且第二开关管Q2断开，所述第二母线将电能输入电压控制元件；

第一开关管Q1断开且第二开关管Q2导通，所述电压控制元件将电能降压输出所述第一母线；

在带载模式下：

第二开关管Q2导通且第一开关管Q1断开，所述第一母线将电能升压输入所述电压控制元件；

第二开关管Q2断开且第一开关管Q1导通，所述电压控制元件将电能输入所述第二母线。

13.如权利要求7～12任一所述的方法，其特征在于，所述根据储能单元的模式命令和电压参数切换所述双向变换器的工作模式，包括

确认所述储能单元的模式为充电模式，且所述储能单元的电压低于浮充保护阈值时，切换至储能工作模式；

确认所述储能单元的模式为非充电模式，且所述储能单元的电压高于过放保护阈值时，切换至带载工作模式。

14.一种双向变换器控制系统，包括：

工作模式切换模块，用于根据储能单元的模式命令和电压参数切换所述双向变换器的工作模式，所述工作模式包括储能工作模式和带载工作模式；

储能驱动模块：用于当所述工作模式处于储能模式时，生成第一驱动信号；

带载驱动模块，用于当所述工作模式处于带载模式时，生成第二驱动信号。

15.一种双向变换器双向控制设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求5至13任一项所述方法的步骤。

16.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5至13任一项所述方法的步骤。

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