CN115733367A - 用于直接控制双有源桥转换器的控制器、装置和方法 - Google Patents

用于直接控制双有源桥转换器的控制器、装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明题为“用于直接控制双有源桥转换器的控制器、装置和方法”。实施方案包括控制器模块、直流快速充电装置和方法。一种用于DC‑DC转换器的控制器模块包括控制器和计算机可读介质，该计算机可读介质被配置成存储计算机可执行指令，计算机可执行指令被配置成致使控制器：接收输入电压、输出电压和所请求的功率值。该计算机可执行指令被配置成致使控制器：响应于所请求的功率值、输入电压和输出电压而确定初级侧桥间相移和次级侧桥间相移；响应于所请求的功率值、输入电压、输出电压和初级侧桥间相移而确定有效相移值；响应于初级侧桥间相移、次级侧桥间相移和有效相移值而生成用于DC‑DC转换器的切换装置的控制信号；以及输出所生成的控制信号。

Description

用于直接控制双有源桥转换器的控制器、装置和方法
引言
本公开涉及电动车辆充电系统，并且更具体地，涉及用于直接控制包括隔离式直流(DC)-DC转换器的双有源桥转换器以在变化的负载/电池状况下改善DC-DC转换器的动态性能的系统和相关过程。
发明内容
各种公开的实施方案包括例示性控制器模块、直流(DC)快速充电装置和方法。
在例示性实施方案中，一种用于DC-DC转换器的控制器模块包括控制器以及计算机可读介质，该计算机可读介质被配置成存储计算机可执行指令，该计算机可执行指令被配置成致使控制器：接收输入电压、输出电压和所请求的功率值；响应于所请求的功率值、输入电压和输出电压而确定初级侧桥间相移值和次级侧桥间相移值；响应于所请求的功率值、输入电压、输出电压和初级侧桥间相移值而确定有效相移值；响应于初级侧桥间相移值、次级侧桥间相移值和有效相移值而生成用于DC-DC转换器的切换装置的控制信号；以及输出所生成的控制信号。
在另一例示性实施方案中，一种DC快速充电(FC)装置包括：交流(AC)-DC转换器，其被配置成响应于所接收的电网AC电压而生成输入DC电压Vin；双有源桥(DAB)DC-DC转换器，其被配置成响应于输入电压Vin而生成输出DC电压Vo；以及控制器模块。该控制器模块包括控制器以及计算机可读介质，该计算机可读介质被配置成存储计算机可执行指令，该计算机可执行指令被配置成致使控制器：接收输入电压、输出电压和所请求的功率值；响应于所请求的功率值、输入电压和输出电压而确定初级侧桥间相移值和次级侧桥间相移值；响应于所请求的功率值、输入电压、输出电压和初级侧桥间相移值而确定有效相移值；响应于初级侧桥间相移值、次级侧桥间相移值和有效相移值而生成用于DC-DC转换器的切换装置的控制信号；以及输出所生成的控制信号。
在另一例示性实施方案中，一种用于控制DC-DC转换器的方法包括：接收到达DABDC-DC转换器的输入电压；接收来自DAB DC-DC转换器的输出电压；接收所请求的功率值；响应于所请求的功率值、输入电压和输出电压而确定初级侧桥间相移值和次级侧桥间相移值；响应于所请求的功率值、输入电压、输出电压和经过滤的初级侧桥间相移值而确定有效相移值；响应于经过滤的初级侧桥间相移值、经过滤的次级侧桥间相移值和经过滤的有效相移值而生成用于DAB DC-DC转换器的切换装置的控制信号；以及将所生成的控制信号输出到DAB DC-DC转换器。
上述发明内容仅为例示性的，并非旨在以任何方式进行限制。除了上述例示性方面、实施方案和特征之外，通过参照附图和以下具体实施方式，另外的方面、实施方案和特征将变得显而易见。
附图说明
例示性实施方案在附图的参考图中示出。本文所公开的实施方案和附图旨在被认为是例示性的而非限制性的。
图1是例示性直流快速充电(DCFC)单元的局部示意图形式的框图。
图2是图1的DCFC单元的部件的框图。
图3是图1的DCFC单元的例示性DC-DC转换器的局部示意图形式的框图。
图4是由图2的控制器执行的功能的控制图。
图5和图6是由图2的控制器生成的波形的图形。
图7至图9是由图2的控制器生成的功率输出结果的图形。
图10是用于生成功率转换器控制信号的例示性方法的流程图。
各种图式中的相同的参考符号大体上指示相同的元件。
具体实施方式
在以下具体实施方式中，参照了附图，该附图形成具体实施方式的一部分。在附图中，除非上下文另外指出，否则类似的符号通常标识类似的部件。具体实施方式、附图和权利要求书中所述的例示性实施方案并非意在进行限制。在不脱离此处所呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施方案，并且可以做出其他改变。
各种公开的实施方案包括例示性控制器模块、直流快速充电(DCFC)装置和方法。
参考图1和2并且通过概述，在各种例示性实施方案中，一种用于DC-DC转换器28的控制器模块30包括控制器34以及计算机可读介质，诸如存储器36，该计算机可读介质被配置成存储计算机可执行指令，该计算机可执行指令被配置成致使控制器34：接收输入电压、输出电压和所请求的功率值；响应于所请求的功率值、输入电压和输出电压而确定初级侧桥间相移值和次级侧桥间相移值；响应于所请求的功率值、输入电压、输出电压和初级侧桥间相移值而确定有效相移值；响应于初级侧桥间相移值、次级侧桥间相移值和有效相移值而生成用于DC-DC转换器28的切换装置的控制信号；以及输出所生成的控制信号。
如图1所示并且仍通过概述，在各种实施方案中提供了一种例示性直流快速充电(DCFC)单元20。在各种实施方案中，DCFC单元20连接到交流电(AC)电网能量源，并且包括用于附接到电动车辆(EV)(未示出)上的输入端口或相当的电池负载装置(诸如但不限于便携式可充电电池组或备用功率系统)的连接器24。本领域技术人员将理解，能量源可以从各种不同装置(诸如风力涡轮机、太阳能电池、地热或可以产生电功率的任何机构)提供电功率。在各种实施方案中，DCFC单元20的内部电子器件可包括AC-DC转换器26、DC-DC转换器28(诸如双有源桥(DAB)DC-DC转换器28)、控制器模块30和通信单元32。AC-DC转换器26从AC电网能量源接收AC功率，并将AC功率转换为作为输入递送到DAB DC-DC转换器28的DC功率。
如图2所示并且仍通过概述，在各种实施方案中(并且如上所述)，DCFC单元20包括控制器模块30。在一些此类实施方案中，控制器模块30包括控制器34(诸如功率转换器控制器(PCC)34)以及计算机可读介质36(诸如存储器36)，该计算机可读介质被配置成存储计算机可执行指令。当存储的指令由PCC 34执行时，PCC 34从连接的EV接收命令信息并且为AC-DC转换器26和/或DAB DC-DC转换器28生成控制信号，以用于提供调节的DC功率以便对EV的电池进行充电。应当理解，在各种实施方案中，PCC 34在不使用用于确定由DAB DC-DC转换器28输出的电功率的电流值的电流传感器的情况下生成控制信号(如当前已知的系统所需要)。代替用传感器测量电流，在各种实施方案中，PCC 34在执行存储在存储器36中的另外的指令时，响应于由DAB DC-DC转换器28接收和输出的电压以及所接收的命令信息而生成控制信号，该控制信号被配置成控制DAB DC-DC转换器28的操作。下文将更详细地描述控制信号生成。
为此并且通过概述继续，在各种实施方案中，用于DAB DC-DC转换器28的控制器模块30包括PCC 34和存储器36，该存储器被配置成存储计算机可执行指令，该计算机可执行指令被配置成致使PCC34经由通信单元32从EV接收所请求的功率值；接收到达DAB DC-DC转换器28的输入电压Vin；接收来自DAB DC-DC转换器28的输出DC电压Vo；响应于所接收的功率值、所接收的输入电压Vin和所接收的输出电压Vo而生成控制信号；以及在不使用电流传感器的情况下将所生成的控制信号输出到DAB DC-DC转换器28。下文参考图3至图9更详细地描述PCC 34的操作。
如图2所示，在各种实施方案中，AC-DC转换器26生成输入DC电压Vin。DAB DC-DC转换器28接收输入DC电压Vin并且生成输出DC电压Vo以用于递送到EV的电池负载。通信单元32从EV接收所请求的功率值或充电值。EV确定有效地为EV电池负载充电所需要的功率值。EV将所确定的功率值发送到通信单元32，诸如通过连接器24或者经由通信协议无线地发送等等。
另外参考图3，在各种实施方案中，DCFC单元20的部件适当地被配置成执行功率转换。借助于非限制性示例给出并且如图3所示，在各种实施方案中，控制信号(CS)可以包括由DAB DC-DC转换器28内的相应切换部件(例如，初级切换装置S1-4和次级切换装置S1S-4S)接收的控制信号CS1-4和CS1S-4S。在各种实施方案中，DAB DC-DC转换器28可以是利用部件(例如，变压器41和电感器43)以将切换部件的输入集合(例如，初级切换装置S1-4)与切换部件的输出集合(例如，次级切换装置S1S-4S)隔离的隔离式DC-DC转换器。控制信号CS1-4和CS1S-4S控制初级切换装置S1-4和次级切换装置S1S-4S，由此控制初级切换装置S1-4与次级切换装置S1S-4S之间的相位偏移。用于切换装置S1-4和S1S-4S的例示性控制信号CS1-4和CS1S-4S在下面的图6中更详细地示出。其他电路部件，诸如电阻器(例如，R2)、电容器(例如，C2)和未示出的其他部件，可以被包括用于改变输出信号和信号响应。
另外参考图4，在各种实施方案中，存储在存储器36中的计算机可执行指令被配置成致使PCC 34确定与所请求的功率值相关联的两个区域中的一个区域。这在控制图60中示出。在控制图60中，基于输出功率和输入功率的关系来在不同区域中执行分析。输出功率和输入功率的这种关系是Pout_pu。第一功率区域可以由以下公式(1)来识别：
Figure BDA0003504341190000051
第二功率区域可以由以下公式(2)来识别：
Figure BDA0003504341190000052
以下值用于上文公式(1)和(2)。
Figure BDA0003504341190000061
Figure BDA0003504341190000062
Pout＝VoutIout
Figure BDA0003504341190000063
Xl＝2πfswLc
Nps-初级与次级线匝比值
Vo-DAB输出电压
Vin-DAB输入电压
Lc-DAB的泄漏电感
fsw-切换频率
Pout＝Pref(来自EV的请求功率)。
vNps是变压器41的初级侧上的线圈线匝数量与变压器41的次级侧上的线圈线匝数量的比值。Lc和fsw是通过系统分析而确定的系统参数。
在框62和64处执行的动作是迭代过程的一部分。因此，下文描述的公式包括如下值，这些值在稍后的时间点处确定，并且作为在框62和64中使用的公式的输入反馈。
响应于第一功率区域被识别(例如，使用基于公式(1)的算法)，存储在存储器36中的计算机可执行指令被配置成致使PCC 34响应于所请求的功率值、输入电压Vin和输出电压Vo而确定初级侧桥间相移(αp)。参见公式(3)：
Figure BDA0003504341190000071
φf-有效或基本相移。
初级侧桥间相移(αp)是DAB DC-DC转换器28的初级侧上的切换装置S1与切换装置S3之间的相移值。
另外，响应于第一功率区域被识别，存储在存储器36中的计算机可执行指令被配置成致使PCC 34响应于所请求的功率值、输入电压Vin和输出电压Vo而确定次级侧桥间相移(αs)。参见公式(4)：
Figure BDA0003504341190000072
次级侧桥间相移(αs)是DAB DC-DC转换器28的次级侧上的切换装置S1S与切换装置S3S之间的相移值。
另外，响应于第一功率区域被识别，存储在存储器36中的计算机可执行指令被配置成致使PCC 34响应于所请求的功率值、输入电压Vin、输出电压Vo和经过滤的初级侧桥间相移(αp)而确定有效相移值(φf)。参见公式(5)：
Figure BDA0003504341190000073
公式(5)中使用的初级侧桥间相移(αp)可以是在穿过过滤框66之后生成的经过滤的初级侧桥间相移(αp_filt)。
响应于第二功率区域被识别(例如，使用基于公式(2)的算法)，存储在存储器36中的计算机可执行指令被配置成致使PCC 34响应于所请求的功率值、输入电压Vin和输出电压Vo而确定初级侧桥间相移(αp)。参见公式(6)：
Figure BDA0003504341190000081
另外，响应于第二功率区域被识别，存储在存储器36中的计算机可执行指令被配置成致使PCC 34将次级侧桥间相移(αs)设定成零(0)。
另外，响应于第二功率区域被识别，存储在存储器36中的计算机可执行指令被配置成致使PCC 34响应于所请求的功率值、输入电压Vin、输出电压Vo和经过滤的初级侧桥间相移(αp)而确定有效相移值(φf)。参见公式(7)：
Figure BDA0003504341190000082
公式(7)中使用的初级侧桥间相移(αp)可以是在穿过过滤框66之后生成的经过滤的初级侧桥间相移(αp_filt)。
公式(3-7)的结果由低通滤波器(过滤框66-70)过滤。在各种实施方案中，低通滤波器66-70是确定性的，因为低通滤波器66-70不取决于系统的操作状况，如将具有比例积分器(PI)控制器的情况。在非线性系统中，PI控制器表现出可变动态。
第一低通滤波器(过滤框66)使用第一截止频率(wc1)过滤初级侧桥间相移(αp)以产生经过滤的初级侧桥间相移(αp_filt)。第二低通滤波器(过滤框68)使用第二截止频率(wc2)过滤次级侧桥间相移(αp)以产生经过滤的次级侧桥间相移(αs_filt)。第三低通滤波器(过滤框70)使用第三截止频率(wc3)过滤有效相移值(φf)以产生经过滤的有效相移值(φf_filt)。在各种实施方案中，第二截止频率(wc2)和第三截止频率(wc3)是等效的。经过滤的初级侧桥间相移(αp_filt)、经过滤的次级侧桥间相移(αs_filt)和经过滤的有效相移值(φf_filt)被发送到控制信号发生器74，该控制信号发生器被配置成生成被发送到初级切换装置S1-4和次级切换装置S1S-4S的控制信号CS1-4和CS1S-4S。在各种实施方案中，第一截止频率(wc1)大于第二截止频率(wc2)。截止频率可以由变压器的设计者预先定义。截止频率也可以是可调节的。
另外参考图5，在各种实施方案中，例示性图形80包括初级侧电压VP(vP)、次级侧电压VS(vS)、以及在上述第一功率区域中执行的切换装置S1、S4、S1S和S4S的激活时间的位置。αp是初级侧桥间相移。αs是次级侧桥间相移。αs选择所示的切换装置激活的时序以便生成在第一功率区域中公式(5)的有效相移值(φf)。所示值的关系是理论的，并且可以在各种实施方案中使用。其他实施方案，诸如图4所示的实施方案，包括对图5中所示的理论值进行过滤。
另外参考图6，在各种实施方案中，例示性图形90包括初级侧电压VP(vP)、次级侧电压VS(vS)、以及用于切换装置S1、S4、S1S和S4S的控制信号的激活时间的位置。αp是初级侧桥间相移。选择所示的切换装置激活的时序以便生成在第二功率区域中公式(7)的有效相移值(φf)。所示值的关系是理论的，并且可以在各种实施方案中使用。其他实施方案，诸如图4所示的实施方案，包括对图5中所示的理论值进行过滤。
另外参考图7，在各种实施方案中，上述控制过程的例示性结果100提供功率输出Pout(P_out)，当所请求的功率Pref(Pref)从0kW平稳地增加到50kW时，该功率输出跟踪所请求的功率Pref。例示性结果100包括在此控制过程中经过滤的值的变化(φf_filt、αp_filt和αs_filt)。
另外参考图8和图9，在各种实施方案中，上述控制过程的例示性结果110提供功率输出Pout(P_out)，当所请求的功率Pref(Pref)在步骤中从0kW增加到50kW时，该功率输出跟踪所请求的功率Pref。图9中的例示性结果110是图8的请求功率Pref的第二步骤的扩展。例示性结果110包括在此控制过程中经过滤的值的变化(φf_filt、αp_filt和αs_filt)。在各种实施方案中，用于低通滤波器(过滤框66-70(图4))的时间常数可以是tφf＝2ms，tαp＝20ms，并且tαs＝20ms。可以使用其他时间常数以便改变适当的响应动态。响应于步骤请求功率Pref的动态与低通滤波器(过滤框66-70(图4))的动态相当。
现在参考图10，在各种实施方案中，提供了用于生成DAB DC-DC转换器的功率转换器控制信号的例示性方法140。应当理解，在一些实施方案中，方法140可以适合于由控制器模块和/或执行存储在存储器中的指令的功率转换器控制器执行。在框142和框144处，由控制器接收DC-DC转换器的输入电压(Vin)和输出电压(Vo)。在框146处，从电池负载装置(诸如EV)接收所请求的功率值。在框148处，响应于所接收的输入电压和输出电压而确定初级侧桥间相移值(αp)。在框150处，响应于所接收的输入电压和输出电压而确定次级侧桥间相移值(αs)。在框152处，响应于第一截止频率而过滤初级侧桥间相移值。在框154处，响应于第二截止频率而过滤次级侧桥间相移值。在框156处，响应于输入电压、输出电压和经过滤的初级侧桥间相移值(αp_filt)而确定有效相移值(φf)。在框157处，响应于第三截止频率而过滤有效相移值(φf)。在框158处，响应于经过滤的初级侧桥间相移值、经过滤的次级侧桥间相移值(αs_filt)和经过滤的有效相移值(φf_filt)而生成控制信号。在框160处，将所生成的控制信号输出到DAB DC-DC转换器的切换装置。
在一些实施方案中，确定初级侧桥间相移值、次级侧桥间相移值和有效相移值还响应于DAB DC-DC转换器的变压器的初级侧上的线圈线匝量的比值。
在一些实施方案中，控制器还响应于所请求的功率值小于与输入电压、输出电压和线圈线匝量的比值相关联的值而识别第一功率区域，以及响应于所请求的功率值大于与输入电压、输出电压和线圈线匝量的比值相关联的值而识别第二功率区域。响应于与所识别的第一功率区域相关联的第一算法(例如，上文公式(3))而确定初级侧桥间相移值。响应于与所识别的第一功率区域相关联的第二算法(例如，上文公式(4))而确定次级侧桥间相移值。响应于与所识别的第一功率区域相关联的第三算法(例如，上文公式(5))而确定相移值。响应于与所识别的第二功率区域相关联的第四算法(例如，上文公式(6))而确定初级侧桥间相移值。响应于所识别的第二功率区域而将次级侧桥间相移值制成等于零。响应于与所识别的第二功率区域相关联的第五算法(例如，上文公式(7))而确定有效相移值。
在一些实施方案中，响应于来自连接到DAB DC-DC转换器的装置的请求功率值和DAB DC-DC转换器的先前定义的基础功率值而确定所请求的功率值。
在一些实施方案中，响应于DAB DC-DC转换器的先前定义的切换频率而确定基础功率值。
在一些实施方案中，响应于DAB DC-DC转换器的先前定义的泄漏电感值而确定基础功率值。
在一些实施方案中，第二截止频率和第三截止频率是等效的。
应当理解，PCC 34可以是特定应用所期望的任何类型的控制器，诸如但不限于微控制器等。在各种实施方案中，PCC 34可以包括一个或多个通用或专用处理器，诸如：微处理器；中央处理器(CPU)；数字信号处理器(DSP)；定制处理器，诸如网络处理器(NP)或网络处理单元(NPU)、图形处理单元(GPU)等；现场可编程门阵列(FPGA)；等，以及用于控制其的唯一存储的程序指令(包括软件和固件两者)，以结合某些非处理器电路实施本文所述的方法和/或系统的一些、大多数或所有功能。在一些实施方案中，一些或所有功能可由不具有存储的程序指令的状态机或者在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实施，其中每个功能或某些功能的一些组合被实施为定制逻辑或电路。应当理解，可使用上述方法的组合。对于本文所述的一些实施方案，硬件中并且任选地具有软件、固件及其组合的对应装置可被称为“被配置成对如本文针对各种实施方案所述的数字和/或模拟信号执行一组操作、步骤、方法、过程、算法、功能、技术等的控制器”。
如上所述，各种实施方案包括具有存储在其上以致使PCC 34执行如本文所描述和要求保护的功能的计算机可读代码(指令)的非暂态计算机可读存储介质(例如存储器36)。此类计算机可读存储介质的示例包括但不限于硬盘、光学存储装置、磁存储装置、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存存储器等。当存储在非暂态计算机可读介质中时，软件可以包括可由PCC34执行的指令，该指令响应于此类执行而致使执行如本文针对各种实施方案所述的一组操作、步骤、方法、过程、算法、功能、技术等。
本领域的技术人员将认识到，本文所述的控制器、装置、单元和/或过程的至少一部分可集成到数据处理系统中。本领域的技术人员将认识到，数据处理系统通常包括以下中的一个或多个：系统单元壳体、视频显示设备、存储器(诸如易失性或非易失性存储器)、处理器(诸如微处理器或数字信号处理器)、计算实体(诸如操作系统)、驱动器、图形用户界面和应用程序、一个或多个交互设备(例如，触摸板、触摸屏、天线等)和/或包括反馈回路和控制马达(例如，用于感测位置和/或速度的反馈；用于移动和/或调节部件和/或量的控制马达)的控制系统。数据处理系统可利用合适的可商购获得的部件来实现，诸如通常存在于数据计算/通信和/或网络计算/通信系统中的那些部件。
如前面/后面的公开内容中所用，术语控制器可以指以特定方式布置的一个或多个部件的集合、或一个或多个通用部件的集合，该一个或多个通用部件可被配置成在一个或多个特定时间点以特定方式操作和/或还被配置成在一个或多个另外时间以一种或多种另外的方式操作。例如，相同硬件或硬件的相同部分可以按顺序/并行时间被配置/重新配置为第一类型的控制器(例如，在第一时间)、第二类型的控制器(例如，在第二时间，第二时间在一些情况下可与第一时间重合、重叠，或在第一时间之后)，和/或第三类型的控制器(例如，在第三时间，第三时间在一些情况下可与第一时间和/或第二时间重合、重叠、或在第一时间和/或第二时间之后)等。可重新配置和/或可控部件(例如，通用处理器、数字信号处理器、现场可编程门阵列等)能够被配置为具有第一目的的第一控制器，然后被配置为具有第二目的的第二控制器，然后被配置为具有第三目的的第三控制器等。可重新配置和/或可控部件的转变可在少至几纳秒内发生，或者可在数分钟、数小时或数天的时间段内发生。
在一些此类示例中，在控制器被配置成执行第二目的时，控制器可能不再能够执行该第一目的，直到其被重新配置。控制器可在少至几纳秒内作为不同部件/模块在配置之间切换。控制器可动态地重新配置，例如，控制器从第一控制器重新配置到第二控制器可恰好在需要第二控制器时发生。控制器可分阶段重新配置，例如，不再需要的第一控制器的部分可重新配置到第二控制器中，即使是在第一控制器完成其操作之前。此类重新配置可自动发生，或者可通过外部源的提示发生，无论该源是另一部件、指令、信号、状况、外部刺激还是类似的。
例如，控制器的中央处理器等可在各种时间通过根据其指令配置其逻辑门而作为用于在屏幕上显示图形的部件/模块、用于将数据写入存储介质的部件/模块、用于接收用户输入的部件/模块，以及用于乘以两个大素数的部件/模块来操作。此类重新配置可能是肉眼不可见的，并且在一些实施方案中可包括对部件的各个部分(例如，切换装置、逻辑门、输入和/或输出)的激活、停用和/或重新路由。因此，在前面/后面的公开内容中存在的示例中，如果示例包括或叙述多个部件/模块，则该示例包括相同硬件可以同时或在离散的时间或时序实现所叙述部件/模块中的多于一个部件/模块的可能性。无论是使用更多的部件/模块、更少的部件/模块还是数量与部件/模块的数量相同的部件/模块，多个部件/模块的实现仅仅是实现选择，并且通常不影响部件/模块本身的操作。因此，应当理解，本公开中对多个离散部件/模块的任何叙述包括将这些部件/模块实现为任何数量的底层部件/模块，包括但不限于随时间推移重新配置其自身以执行多个部件/模块的功能的单个部件/模块和/或类似地重新配置的多个部件/模块，和/或专用可重新配置的部件/模块。
在一些情况下，一个或多个部件在本文中可被称为“被配置成”、“由…配置”、“可被配置成”、“可操作/操作为”、“适于/可适于”、“能够”、“可适形/适形于”等。本领域的技术人员将认识到，除非上下文另有要求，否则此类术语(例如“被配置成”)通常涵盖有源状态部件和/或无源状态部件和/或待机状态部件。
虽然已经示出和描述了本文所述的本主题的特定方面，但是对于本领域的技术人员将显而易见的是，基于本文的教导，在不脱离本文所述主题以及其更广泛的方面的情况下，可作出改变和修改，因此所附权利要求将所有此类改变和修改涵盖在其范围内、如在本文所述主题的真实精神和范围内。本领域的技术人员应当理解，一般来讲，本文所用的术语、尤其是在所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中所用的术语通常旨在表示“开放式”术语(例如，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包含”应解释为“包含但不限于”等)。本领域的技术人员应当进一步理解，如果类意图是特定数量的引入的权利要求叙述，则此类意图将在权利要求中明确叙述，并且在不存在此类叙述的情况下，不存在此类意图。例如，为了有助于理解，以下所附权利要求可包含使用引导短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求叙述。然而，此类短语的使用不应理解为暗示通过不定冠词“一个”或“一种”引入权利要求叙述将包含此类引入的权利要求叙述的任何特定权利要求限制为仅包含一个此类叙述的权利要求，即使当同一权利要求包括引导短语“一个或多个”或“至少一个”和不定冠词诸如“一个”或“一种”(例如，“一个”和/或“一种”通常应被解释为意指“至少一个”或“一个或多个”)时；这同样适用于使用用于引入权利要求叙述的定冠词。此外，即使明确叙述特定数量的引入的权利要求叙述，本领域的技术人员也将认识到，这种叙述通常应解释为意指至少所叙述的数量(例如，仅叙述“两个叙述”而不做其他修饰，通常意指至少两个叙述、或者两个或更多个叙述)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一者”的约定的那些情况下，一般来讲，此类构造所意图的含义是本领域的技术人员将理解该约定(例如，“具有A、B和C中的至少一者的系统”将包括但不限于具有单独的A、具有单独的B、具有单独的C、具有A和B、具有A和C、具有B和C和/或A、B和C等的系统)。本领域的技术人员将进一步理解，除非上下文另有规定，否则通常呈现两个或更多个另选术语(无论在说明书、权利要求书还是附图中)的析取词和/或短语应被理解为设想包括术语中的一个、术语中的任一个或两个术语的可能性。例如，短语“A或B”将通常被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
上述具体实施方式已经通过使用框图、流程图和/或示例阐述了设备和/或过程的各种实施方案。在此类框图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作的情况下，本领域的技术人员将理解，可通过宽范围的限于35U.S.C.101下可专利的主题的硬件、软件(例如，用作硬件规范的高级计算机程序)、固件或几乎它们的任何组合单独地和/或共同地实现此类框图、流程图或示例内的每个功能和/或操作。在实施方案中，本文所述主题的若干部分可经由专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或其他集成格式来实现。然而，本领域的技术人员将认识到，本文所公开的实施方案的一些方面整体或部分地可在集成电路中等效地实现为限于35U.S.C.101下可专利的主题的在一个或多个计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个程序)、在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)、固件或它们的几乎任何组合，并且根据本公开，设计电路和/或写入软件(例如，用作硬件规范的高级计算机程序)和/或固件的代码将完全在本领域技术人员的技术范围内。此外，本领域的技术人员将理解，本文所述主题的机制能够以多种形式作为程序产品分发，并且本文所述主题的例示性实施方案适用，而不管用于实际进行分发的信号承载介质的具体类型如何。信号承载介质的示例包括但不限于以下项：可记录型介质，诸如软盘、硬盘驱动器、光盘(CD)、数字视频盘(DVD)、数字带、计算机存储器等；以及传输型介质，诸如数字和/或模拟通信介质(例如，光纤电缆、波导、有线通信链路、无线通信链路(例如，发射器、接收器、传输逻辑、接收逻辑等)等)。
相对于所附权利要求，本领域的技术人员将理解，其中所列举的操作通常可按任何次序执行。另外，尽管各种操作流程按序列呈现，但应当理解，各种操作可按除所示次序之外的其他次序执行或者可同时执行。除非上下文另有规定，否则此类替代排序的示例可包括重叠、交错、中断、重新排序、递增、预备、补充、同时、反向或其他变体排序。此外，除非上下文另有规定，否则术语如“响应于”、“与…相关”或其他过去时形容词通常并非旨在排除此类变体。
虽然已经根据例示性实施方案描述了本发明所公开的主题，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离权利要求书中所阐述的要求保护的主题的范围的情况下，可对该主题进行各种修改。

Claims (20)

1.一种用于双有源桥(DAB)直流(DC)-DC转换器的控制器模块，所述控制器模块包括：
控制器；和
计算机可读介质，所述计算机可读介质被配置成存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被配置成致使所述控制器：
接收输入电压、输出电压和所请求的功率值；
响应于所述请求的功率值、所述输入电压和所述输出电压而确定初级侧桥间相移值和次级侧桥间相移值；
响应于所述请求的功率值、所述输入电压、所述输出电压和所述初级侧桥间相移值而确定有效相移值；
响应于所述初级侧桥间相移值、所述次级侧桥间相移值和所述有效相移值而生成用于所述DC-DC转换器的切换装置的控制信号；以及
输出所生成的控制信号。
2.根据权利要求1所述的控制器模块，其中：
所述计算机可执行指令被进一步配置成致使所述控制器：
响应于第一预先定义的截止频率而过滤所述初级侧桥间相移值，由此生成经过滤的初级侧桥间相移值；
响应于第二预先定义的截止频率而过滤所述次级侧桥间相移值，由此生成经过滤的次级侧桥间相移值；以及
响应于第三预先定义的截止频率而过滤所述有效相移值，由此生成经过滤的有效相移值；并且
生成所述控制信号还响应于所述经过滤的初级侧桥间相移值、所述经过滤的次级侧桥间相移值和所述经过滤的有效相移值。
3.根据权利要求2所述的控制器模块，其中确定所述有效相移值还响应于所述经过滤的初级侧桥间相移值。
4.根据权利要求1所述的控制器模块，其中确定所述初级侧桥间相移值、所述次级侧桥间相移值和所述有效相移值还响应于所述DAB DC-DC转换器的变压器的初级侧上的线圈线匝量与所述变压器的次级侧上的线圈线匝量的比值。
5.根据权利要求4所述的控制器模块，其中所述计算机可执行指令被进一步配置成致使所述控制器：
响应于所述请求的功率值小于与所述输入电压、所述输出电压和所述比值相关联的值而识别第一功率区域；以及
响应于所述请求的功率大于与所述输入电压、所述输出电压和所述比值相关联的值而识别第二功率区域，
其中：
确定所述初级侧桥间相移值还响应于与所识别的第一功率区域相关联的第一算法；
确定所述次级侧桥间相移值还响应于与所识别的第一功率区域相关联的第二算法；
确定所述有效相移值还响应于与所识别的第一功率区域相关联的第三算法；
确定所述初级侧桥间相移值还响应于与所识别的第二功率区域相关联的第四算法；
确定所述次级侧桥间相移值还包括响应于所识别的第二功率区域而分配等于零的所述次级侧桥间相移值；并且
确定所述有效相移值还响应于与所识别的第二功率区域相关联的第五算法。
6.根据权利要求5所述的控制器模块，其中所述计算机可执行指令被进一步配置成致使所述控制器：
响应于所述DAB DC-DC转换器的先前定义的切换频率和先前定义的泄漏电感值而确定基础功率值；以及
响应于来自连接到所述DAB DC-DC转换器的装置的请求功率值和所述基础功率值而确定所述请求的功率值。
7.根据权利要求2所述的控制器模块，其中所述第二截止频率和所述第三截止频率是等效的。
8.一种直流快速充电(DCFC)单元，包括：
交流(AC)-DC转换器，所述AC-DC转换器被配置成响应于所接收的AC电压而生成输入DC电压；
DAB DC-DC转换器，所述DAB DC-DC转换器被配置成响应于所述输入DC电压而生成输出电压；和
控制器模块，所述控制器模块包括：
控制器；和
计算机可读介质，所述计算机可读介质被配置成存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被配置成致使所述控制器：
接收输入DC电压、输出电压和所请求的功率值；
响应于所述请求的功率值、所述输入DC电压和所述输出电压而确定初级侧桥间相移值和次级侧桥间相移值；
响应于所述请求的功率值、所述输入DC电压、所述输出电压和所述初级侧桥间相移值而确定有效相移值；
响应于所述初级侧桥间相移值、所述次级侧桥间相移值和所述有效相移值而生成用于所述DC-DC转换器的切换装置的控制信号；以及
输出所生成的控制信号。
9.根据权利要求8所述的直流快速充电(DCFC)单元，其中：
所述计算机可执行指令被进一步配置成致使所述控制器：
响应于第一预先定义的截止频率而过滤所述初级侧桥间相移值；
响应于第二预先定义的截止频率而过滤所述次级侧桥间相移值；以及
响应于第三预先定义的截止频率而过滤所述有效相移值；并且
生成所述控制信号还响应于所述经过滤的初级侧桥间相移值、所述经过滤的次级侧桥间相移值和所述经过滤的有效相移值。
10.根据权利要求9所述的直流快速充电(DCFC)单元，其中确定所述有效相移值还响应于所述经过滤的初级侧桥间相移值。
11.根据权利要求8所述的直流快速充电(DCFC)单元，其中确定所述初级侧桥间相移值、所述次级侧桥间相移值和所述有效相移值还响应于所述DAB DC-DC转换器的变压器的初级侧上的线圈线匝量与所述变压器的次级侧上的线圈线匝量的比值。
12.根据权利要求11所述的直流快速充电(DCFC)单元，其中所述计算机可执行指令被进一步配置成致使所述控制器：
响应于所述请求的功率值小于与所述输入DC电压、所述输出电压和所述比值相关联的值而识别第一功率区域；以及
响应于所述请求的功率大于与所述输入DC电压、所述输出电压和所述比值相关联的值而识别第二功率区域，
其中：
确定所述初级侧桥间相移值还响应于与所识别的第一功率区域相关联的第一算法；
确定所述次级侧桥间相移值还响应于与所识别的第一功率区域相关联的第二算法；
确定所述有效相移值还响应于与所识别的第一功率区域相关联的第三算法；
确定所述初级侧桥间相移值还响应于与所识别的第二功率区域相关联的第四算法；
确定所述次级侧桥间相移值还包括响应于所识别的第二功率区域而分配等于零的所述次级侧桥间相移值；并且
确定所述有效相移值还响应于与所识别的第二功率区域相关联的第五算法。
13.根据权利要求12所述的直流快速充电(DCFC)单元，其中所述计算机可执行指令被进一步配置成致使所述控制器：
响应于所述DAB DC-DC转换器的先前定义的切换频率和先前定义的泄漏电感值而确定基础功率值；以及
响应于来自连接到所述DAB DC-DC转换器的装置的请求功率值和所述基础功率值而确定所述请求的功率值。
14.根据权利要求9所述的直流快速充电(DCFC)单元，其中所述第二截止频率和所述第三截止频率是等效的。
15.一种用于控制DC-DC转换器的方法，所述方法包括：
接收到达所述DAB DC-DC转换器的输入电压；
接收来自所述DAB DC-DC转换器的输出电压；
接收所请求的功率值；
响应于所述请求的功率值、所述输入电压和所述输出电压而确定初级侧桥间相移值和次级侧桥间相移值；
响应于所述请求的功率值、所述输入电压、所述输出电压和所述经过滤的初级侧桥间相移值而确定有效相移值；
响应于所述经过滤的初级侧桥间相移值、所述经过滤的次级侧桥间相移值和所述经过滤的有效相移值而生成用于所述DABDC-DC转换器的切换装置的控制信号；以及
将所生成的控制信号输出到所述DAB DC-DC转换器。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
响应于第一预先定义的截止频率而过滤所述初级侧桥间相移值；
响应于第二预先定义的截止频率而过滤所述次级侧桥间相移值；以及
响应于第三预先定义的截止频率而过滤所述有效相移值，所述有效相移值响应于第三预先定义的截止频率，
其中：
确定所述有效相移值还响应于所述经过滤的初级侧桥间相移值；并且
生成所述控制信号还响应于所述经过滤的初级侧桥间相移值、所述经过滤的次级侧桥间相移值和所述经过滤的有效相移值。
17.根据权利要求15所述的方法，其中确定所述初级侧桥间相移值、所述次级侧桥间相移值和所述有效相移值还响应于所述DABDC-DC转换器的变压器的初级侧上的线圈线匝量与所述变压器的次级侧上的线圈线匝量的比值。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
响应于所述请求的功率值小于与所述输入电压、所述输出电压和所述比值相关联的值而识别第一功率区域；以及
响应于所述请求的功率大于与所述输入电压、所述输出电压和所述比值相关联的值而识别第二功率区域，
其中：
确定所述初级侧桥间相移值还响应于与所识别的第一功率区域相关联的第一算法；
确定所述次级侧桥间相移值还响应于与所识别的第一功率区域相关联的第二算法；
确定所述有效相移值还响应于与所识别的第一功率区域相关联的第三算法；
确定所述初级侧桥间相移值还响应于与所识别的第二功率区域相关联的第四算法；
确定所述次级侧桥间相移值还包括响应于所识别的第二功率区域而分配等于零的所述次级侧桥间相移值；并且
确定所述有效相移值还响应于与所识别的第二功率区域相关联的第五算法。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
响应于所述DAB DC-DC转换器的先前定义的切换频率和先前定义的泄漏电感值而确定基础功率值；以及
响应于来自连接到所述DAB DC-DC转换器的装置的请求功率值和所确定的基础功率值而确定所述请求的功率值。
20.根据权利要求16所述的方法，其中所述第二截止频率和所述第三截止频率是等效的。
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