[发明专利]多模块并联式车用大功率DC‑DC系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车驱动领域，尤其涉及一种多模块并联式车用大功率DC-DC系统及其控制方法。

背景技术

随着政府和人民对城市环境的不断重视，新能源汽车发展迅速，需求也随之不断增加。现有电动汽车用电池仍存在容量不够、充电时间长、价格高昂等缺陷，电池仍然是新能源汽车发展的最大瓶颈。无轨电车既能实现零排放又不需要使用大容量的电池，符合现有新能源汽车的发展现状，而大功率DC-DC的实现为无轨电车最为关键的部分，起着举足轻重的作用。

无轨电车常用作城市公共汽车，电车用隔离DC-DC须满足大功率、低故障率、平稳运行等要求。受大功率IGBT模块价格以及IGBT模块直接并联等技术难点的影响，大功率隔离DC-DC常采用多个小功率DC-DC模块并联使用的拓扑结构。

传统的多模块并联式大功率DC-DC常使所有小功率DC-DC模块同时工作，每个DC-DC模块的工作功率是按照平均分配的工作方式。由于作为城市公交使用的电车会经常或者长时间工作于轻载模式，在这种情况之下，每个DC-DC模块的输出功率较小，工作效率低下、能量损耗大、经济效益低下，不符合现有节约能源保护环境的理念。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述工作效率低下、能量损耗大、经济效益低下的缺陷，提供一种多模块并联式车用大功率DC-DC系统及其控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多模块并联式车用大功率DC-DC系统的控制方法，所述大功率DC-DC系统包括主控模块以及多个并联的DC-DC模块，所述方法包括：

根据所述DC-DC模块的额定功率和基于该额定功率的高效区间，以及主控模块接收的整车控制器发送的目标功率的信息，实时计算需要投入运行的DC-DC模块的最佳个数以及最佳区间；

如果当前运行的DC-DC模块的个数不在所述最佳区间时，则切除/并入DC-DC模块以使当前运行的DC-DC模块的个数等于所述最佳个数；如果当前运行的DC-DC模块的个数在所述最佳区间时，则维持当前运行的DC-DC模块继续运行；

所述最佳个数以及最佳区间基于以下公式计算：

N_rat＝[P_ask/P_rat]+1

N_min＝[P_ask/P_max]+1

N_max＝[P_ask/P_min]+1

其中，P_ask代表目标功率，P_rat代表所述额定功率，P_min代表高效区间的下限值，P_max代表高效区间的上限值，P_min≤P_rat≤P_max；N_rat代表所述最佳个数，N_min和N_max分别表示所述最佳区间的下限值和上限值，[]表示取整数运算。

在本发明所述的多模块并联式车用大功率DC-DC系统的控制方法中，所述DC-DC模块的状态包括：离线状态、在线且无故障状态、在线且继续运行故障状态、在线且停机故障状态，

所述方法还包括：主控模块实时检测各个DC-DC模块的状态，并将当前运行的DC-DC模块中检测到的进入离线状态或者在线且停机故障状态的DC-DC模块切除。

在本发明所述的多模块并联式车用大功率DC-DC系统的控制方法中，所述切除/并入DC-DC模块包括：

(a)、如果当前运行的DC-DC模块的个数大于所述最佳区间的上限值，主控模块基于以下公式控制从正在运行的DC-DC模块中切除对应数量的DC-DC模块：

N_out＝N_real–N_rat

(b)、如果当前运行的DC-DC模块的个数小于所述最佳区间的下限值，主控模块基于以下公式控制从空闲的DC-DC模块中并入对应数量的DC-DC模块至运行：

N_in＝N_rat–N_real