[发明专利]一种降低新能源电动汽车充电设备电容容值的控制方法

权利要求书

1.一种降低新能源电动汽车充电设备电容容值的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据电容输入和输出功率以及电容上脉动功率和电容电压之间的关系得计算电容容值与充电电流的关系表达式；

步骤二、给出充电电流和电容脉动峰值的约束条件；

步骤三、根据电容容值与充电电流的关系，在充电电流和电容脉动峰值的约束条件下计算电容容值的最小值。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤一中电容容值与充电电流的关系表达式如下：

输入和输出的实时功率分别为

其中u_ac和i_ac分别为输入电压和电流，它们的有效值分别为V_ac和I_ac，ω为基波频率，i_b为电池充电电流，I_b为其平均电流，i_brip为充电电流的脉动分量，V_b为电池的电压直流量，P₂为第二路负载所消耗的功率；忽略线路和开关管的损耗，根据功率平衡可以推导出如下表达式

其中p_crip(t)为电容上的脉动功率，u_c(t₀)是电容电压的初始值，V_dc为电容上电压u_c(t)的平均值，u_crip(t)为其脉动电压，i_crip(t)为电容上的电流，C为其容值；

计算得出电容容值和充电电流之间的关系

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，步骤二包括：

电池的充电方式主要分为两种，直流充电和正弦充电；由公式(2)可知，当采用直流的充电方式时，即i_brip＝0；此时，输入的脉动功率全部由电容来吸收，在u_crip(t)峰值受限的情况下，则电容的容值会比较大；因此，需通过改变电池的充电方式来转移电容上的脉动功率，且保证充电电流恒大于零；

基于以上分析，得出以下结论：

其中△V为电容电压脉动量；P_lim(t)代表V_acI_ac(1-cos(2ωt))-P₂；

电容的最小容值只跟p_crip(t)小于零时的波形有关；但是，当p_crip(t)大于零时，其必须满足上述公式条件，还有半个基波周期内其平均为零且波形是对称的；也就是说p_crip(t)大于零时，只要满足上述要求，其波形没有其他任何限制。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，步骤三中：

在充电机的工作过程中，通过控制充电电流的波形来跟踪参考信号，从而实现调节电池所吸收功率的目的，也间接地调节电容上的脉动功率p_crip(t)；p_crip(t)的波形直接决定了电容的容值；充电电流的参考信号间接决定了电容的容值和体积；

p_crip(t)的波形是通过调节充电电流来实现的；当p_crip(t)0时，其波形在约束条件下满足公式条件，还有半个基波周期内其平均为零且波形是对称的条件下，可以自由设定；因此，充电策略也是在相对应的约束条件使得p_crip(t)满足其约束条件下，可以自由设定。