[发明专利]用于车辆的车载电池充电器的控制系统和方法

说明书

本发明提供一种用于车辆的车载电池充电器(OBC)的控制系统和方法，通过比例积分控制生成DC链电压指令，所述比例积分控制将LLC转换器的谐振电容和谐振电感确定的谐振开关频率视为指令，并且允许LLC转换器的开关频率在谐振频率下操作，从而因此提高OBC的效率。

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的车载电池充电器(OBC)的控制系统和方法，并且更具体地涉及一种用于车辆的OBC的控制系统和方法，以用于通过比例积分控制生成DC链电压指令，所述比例积分控制将LLC转换器的谐振电容和谐振电感确定的谐振开关频率视为指令，并且允许LLC转换器的开关频率在谐振频率下操作，从而因此提高OBC的效率。

背景技术

环保型车辆包括混合动力车辆、插电式混合动力车辆、电动车辆、燃料车辆等。插电式混合动力车辆和电动车辆可由使用家用AC电源的用户充电，并且被装备有车载电池充电器(OBC)。

安装在插入式混合动力车辆和电动车辆中的OBC由用于从AC电源移除噪声的EMI滤波器、用于控制功率因数的PFC转换器以及用于控制绝缘和输出电流的DC-DC转换器组成。

作为谐振型PWM转换器的LLC转换器硬件上使用开关方法来提高效率。然而，传统的非谐振型PWM转换器使用通过调整占空比来控制输出电压和电流的方法，而LLC谐振型PWM转换器使用通过调整开关频率来控制输出电压和电流的方法。LLC谐振型PWM转换器的效率在很大程度上取决于开关频率的工作范围，并且开关频率对于定位谐振频率是非常重要的。

传统上，通过感测LLC转换器的输出电压和输出电流来生成DC链电压(LLC转换器的输入电压＝PFC转换器的输出电压)指令，并且因此当发生感测错误时不产生所需的DC链电压。为此，LLC转换器不在谐振频率下工作，并且因此存在降低OBC效率的问题。此外，在传统上，由于直流链电压指令是通过映射图提取而产生的，因此需要在输出电压和输出电流的所有区间中检查开关频率的步骤，并且因此，不可避免的额外人力和成本的问题可能存在。

因此，需要一种允许LLC转换器的开关频率在谐振频率下操作并解决这些问题的解决方案。

前述内容仅旨在帮助理解本公开的背景，而不旨在意味着本公开落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

发明内容

考虑到相关技术中出现的上述问题而做出本公开，并且本公开旨在提出一种用于车辆的车载电池充电器(OBC)的控制系统和方法，以用于通过比例积分控制生成DC链电压指令，所述比例积分控制将LLC转换器的谐振电容和谐振电感确定的谐振开关频率视为指令，并且允许LLC转换器的开关频率在谐振频率下操作，从而因此提高OBC的效率。

用于实现以上目的的根据本公开的用于车辆的OBC的控制系统包括：功率因数校正(PFC)转换器，其将从外部AC电源输入的AC功率转换成DC功率并输出DC功率；LLC转换器，其相对于从功率因数校正转换器输入的DC功率，通过开关来调整输出电压或输出电流的电平；以及控制器，其输出LLC转换器的开关频率，并接收LLC转换器的输出的开关频率以及LLC转换器中的谐振电路的谐振频率，并且调整LLC转换器的输入端子电压，使得LLC转换器的开关频率变为谐振频率。

控制器包括LLC转换器控制器，其接收LLC转换器的输出电流指令值和输出电流感测值，并输出LLC转换器的开关频率；电压指令发生器，其接收LLC转换器控制器输出的开关频率以及LLC转换器中的谐振电路的谐振频率，并且输出LLC转换器的输入端子的电压指令值，使得LLC转换器的开关频率变为谐振频率；以及功率因数校正转换器控制器，其接收从电压指令发生器输出的LLC转换器的输入端子的电压指令值以及LLC转换器的输入端子的电压感测值，并且调整功率因数校正转换器的输出电压。

控制器的特征在于进一步包括转换补偿器，其将LLC转换器的输出电压感测值乘以增益值的值与电压指令发生器的输出值相加，并输出LLC转换器的输入端子的电压指令值。