【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变换器控制领域，具体涉及一种燃料电池用高效率dc/dc变换器的控制方法。
技术介绍
1、汽车是交通运输中最主要的运输工具，化石能源自燃油发动机诞生起一直是汽车的主要能量来源，但是它是不可再生的，其尾气排放也对我们的生活环境造成极大污染。燃料电池汽车以质子交换膜燃料电池为能量源，并且没有污染、能量转换效率高，相比于只用电作为动力汽车，燃料电池汽车每次补充满电池后行驶的路程更长，而且燃料补充更加方便快捷。但是燃料电池输出特性“软”，输出电压低，电流大，不能满足电机驱动直流母线的要求。
2、dc/dc变换器作为燃料电池汽车驱动系统的重要部件，就是为了解决上述问题。由于燃料电池的特点，对变换器有一定的要求，要求高电压放大能力要足够强，功率器件上的承受的电压不能太大，电压输入范围足够宽，输入电流纹波要小以及不能占用太多空间，效率高等。这些要求对提高汽车每次补充满燃料后的行驶里程、节约能源有很大的帮助。
3、现有的dc/dc变换器控制方法存在响应速度慢、超调量大、稳定性差、调控较为复杂、效率低并且变换器不均流的问题。因此，亟需一种实现简单，控制器少的控制方法。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种燃料电池用高效率dc/dc变换器的控制方法，解决了现有技术效率低且变换器不均流的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种燃料电池用高效率dc/dc变换器的控制方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：根据多通道变换器运行时的效率与输
4、步骤s2：对完成电流分配后的多通道变换器设定通道切换规则；多通道变换器的控制器实时采集输入功率，根据设定的通道切换规则自适应切换效率最高的通道数量。
5、优选地，步骤s1中根据变换器的开关损耗、电感损耗和二极管导通损耗，计算得到单通道变换器的效率；根据单通道变换器的效率得到多通道变换器运行时的效率与输入电流的函数关系，计算所述单通道变换器的效率的表达式为：
6、
7、
8、上式中，ηo为单通道变换器的工作效率；vin为单通道变换器的输入电压；il为单通道变换器的输入电流；d为开关管占空比；ron为开关管导通电阻；rdc为电感直流电阻；fs为开关管的开关频率；ton和toff分别为开关管导通和关断时电压于电流的交越时间；von为二极管导通压降；δil为电感电流变化量；iac为电感电流交流分量；rac为电感交流电阻；pgate和pcoss分别为开关管驱动损耗与电容放电损耗；pfe为电感铁损。
9、优选地，步骤s1中所述多通道变换器运行时的效率与输入电流的函数关系的表达式为：
10、
11、
12、上式中，n为变换器的通道总数量；pi为第i个通道的输出功率；ii为第i个通道变换器的输入电流，且ii＝2il；ηi为第i个通道变换器的效率；c1i、c2i、c3i为第i个通道变换器的效率系数，且c1＝h1,c2＝2h2,c3＝4h3；iload为输入侧总电流。
13、优选地，步骤s1中所述效率优化模型的表达式为：
14、
15、优选地，步骤s1中对所述效率优化模型进行求解得到的第i个通道内的电流为：
16、
17、第n个通道的电流为：
18、
19、优选地，步骤s2中对完成电流分配后的多通道变换器设定通道切换规则的方法包括：假设变换器中工作的通道数量为m，得到m个通道运行时的变换器效率与输入电流的函数关系；根据所述函数关系得到m个通道运行时变换器的效率曲线，计算所述效率曲线中相交点对应的输入电流，根据所述相交点对应的输入电流设定多通道变换器的通道切换规则。
20、当变换器中工作的通道数量为m时，变换器的效率与输入电流的函数关系的表达式为：
21、
22、假设当有k个通道与k+1个通道运行时变换器的效率曲线相交于点(iin_k，η(k,iin_k))，该工作点对应的输入电流为：
23、
24、在此输入电流附近工作的变换器，若输入电流低于iin_k，k个通道工作的效率大于k+1个通道工作的效率；反之，若输入电流大于iin_k，k个通道工作的效率小于k+1个通道工作的效率。
25、所述多通道变换器的通道切换规则为：
26、
27、式中，iin_1为1个通道与2个通道运行时变换器的效率曲线相交点对应的输入电流；iin_k-1为k-1个通道与k个通道运行时变换器的效率曲线相交点对应的输入电流。
28、优选地，该控制方法还包括设定多通道变换器通道内的占空比补偿策略，当通道内两相不均匀度过大时根据各通道内电流不均匀度的大小对占空比进行补偿，实现通道内的电流均衡，所述多通道变换器通道内的占空比补偿策略为：
29、
30、
31、式中，nav为通道内两相电流不均匀度；ila、ilb分别为通道内两相输入电流平均值；ex(x＝1,2,3)为电流不均匀度临界值；stepx(x＝1,2,3)为补偿步数。
32、本专利技术的有益之处至少包括：
33、1、本专利技术的控制方法实现简单，控制器少，并且可以在一台燃料电池用6通道12相交错并联变换器中通道间电流分配和通道内均流，并提高变换器效率和降低电流纹波的控制方法，以克服现有技术效率低，变换器不均流的不足；
34、2、本专利技术通过各通道的电流分配提高了变换器的效率，并且对三相占空比进行补偿后两相电流不均匀问题明显改善。
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1.一种燃料电池用高效率DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高效率DC/DC变换器的控制方法，其特征在于：步骤S1中根据变换器的开关损耗、电感损耗和二极管导通损耗，计算得到单通道变换器的效率；根据单通道变换器的效率得到多通道变换器运行时的效率与输入电流的函数关系，计算所述单通道变换器的效率的表达式为：
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池用高效率DC/DC变换器的控制方法，其特征在于：步骤S1中所述多通道变换器运行时的效率与输入电流的函数关系的表达式为：
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池用高效率DC/DC变换器的控制方法，其特征在于：步骤S1中所述效率优化模型的表达式为：
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池用高效率DC/DC变换器的控制方法，其特征在于：步骤S1中对所述效率优化模型进行求解得到的第i个通道内的电流为：
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高效率DC/DC变换器的控制方法，其特征在于：步骤S2中对完成电流分配后的多通道变换器设定通道切换规则的
7.根据权利要求3所述的一种燃料电池用高效率DC/DC变换器的控制方法，其特征在于：当变换器中工作的通道数量为m时，变换器的效率与输入电流的函数关系的表达式为：
8.根据权利要求6所述的一种燃料电池用高效率DC/DC变换器的控制方法，其特征在于：假设当有k个通道与k+1个通道运行时变换器的效率曲线相交于点(Iin_k，η(k,Iin_k))，该工作点对应的输入电流为：
9.根据权利要求6所述的一种燃料电池用高效率DC/DC变换器的控制方法，其特征在于：所述多通道变换器的通道切换规则为：
10.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高效率DC/DC变换器的控制方法，其特征在于：该控制方法还包括设定多通道变换器通道内的占空比补偿策略，当通道内两相不均匀度过大时根据各通道内电流不均匀度的大小对占空比进行补偿，实现通道内的电流均衡，所述多通道变换器通道内的占空比补偿策略为：
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池用高效率dc/dc变换器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高效率dc/dc变换器的控制方法，其特征在于：步骤s1中根据变换器的开关损耗、电感损耗和二极管导通损耗，计算得到单通道变换器的效率；根据单通道变换器的效率得到多通道变换器运行时的效率与输入电流的函数关系，计算所述单通道变换器的效率的表达式为：
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池用高效率dc/dc变换器的控制方法，其特征在于：步骤s1中所述多通道变换器运行时的效率与输入电流的函数关系的表达式为：
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池用高效率dc/dc变换器的控制方法，其特征在于：步骤s1中所述效率优化模型的表达式为：
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池用高效率dc/dc变换器的控制方法，其特征在于：步骤s1中对所述效率优化模型进行求解得到的第i个通道内的电流为：
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高效率dc/dc变换器的控制方法，其特征在于：步骤s2中对完成电流分配后的多通道变换器设定通道切换规则的方法包括：假设变换器中工作的通道数量为...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈启宏，任凯伦，张立炎，周泽，赵东琦，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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