[发明专利]一种自适应双向DCDC充放电控制方法及装置

说明书

本发明涉及蓄电池充放电控制领域，更具体的说，涉及一种自适应双向DCDC充放电控制方法及装置。本发明提供了一种自适应双向DCDC充放电控制方法，包括以下步骤：S1、采集当前的中间直流电压值，与中间直流电压目标值进行比较，所述中间直流电压为牵引变流器中间回路的电压；S2、如果当前中间直流电压的采样值高于中间直流电压目标值，则充电机转为降压充电模式；S3、如果当前中间直流电压值低于中间直流电压目标值，则充电机转为升压放电模式。本发明直接以中间直流电压为控制目标，通过对中间直流电压的PI闭环控制以及滞环控制，让充电机自适应地选择工作模式，判断方法更加简单准确，能够安全柔性地相互切换，快速响应机车复杂运行工况。

技术领域

本发明涉及蓄电池充放电控制领域，更具体的说，涉及一种自适应双向DCDC充放电控制方法及装置。

背景技术

纯蓄电池供电机车作为一种新型机车，采用牵引蓄电池电源供电方案，能够实现纯蓄电池模式下电力机车牵引和制动工况的正常运行，有效克服了传统纯内燃机车存在的燃油效率较低、柴油发电机组运行噪音很大、励磁系统复杂和故障率偏高以及交流电力机车只能在弓网线路运行机动性较差和需要交流转直流复杂的变换等问题，其有着机动性能强，结构紧凑，运行维护简单便捷，整备时间短等优点。目前广泛应用于非电气化铁路正线救援，厂内调车，战略储备车，集成轨道检测、限界检测和弓网检测的工程车等领域。

为了提高机车的牵引功率，牵引蓄电池一般采用多节小容量单体电池组合成一组蓄电池，然后通过成熟可靠的降压斩波(Buck)电路对蓄电池进行充电；此外蓄电池电压一般比较低，需要通过升压斩波(Boost)电路才能将蓄电池的低电压升高到满足机车牵引需要的高电压，充电机采用升降压斩波(Buck-Boost)电路就能实现蓄电池的充放电，并将其集成在牵引变流器里面，能够很容易地实现双向DCDC充放电自适应控制方案。

当机车处于牵引工况时，充电机工作在Boost升压放电模式；当机车处于电制动工况时，充电机工作在Buck降压充电模式。

现有技术中，通过单纯的机车工况模式判断来决定充电机是工作在Boost还是Buck方式，不仅很难准确判断工作模式，而且也不能及时响应机车在牵引和制动工况之间频繁快速切换要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种自适应双向DCDC充放电控制方法、装置、系统及介质，解决现有技术中双向DCDC充放电难以准确判断及快速响应工作模式切换的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种自适应双向DCDC充放电控制方法，包括以下步骤：

S1、采集当前的中间直流电压值，与中间直流电压目标值进行比较，所述中间直流电压为牵引变流器中间直流回路的电压；

S2、如果当前中间直流电压的采样值高于中间直流电压目标值，则充电机转为降压充电模式；

S3、如果当前中间直流电压值低于中间直流电压目标值，则充电机转为升压放电模式。

在一实施例中，采用滞环控制器控制充电机切换工作模式，滞环控制器设置一定带宽ε：

所述步骤S2中，如果当前中间直流电压的采样值U_d高于则充电机转为降压充电模式，为中间直流电压目标值；

所述步骤S3中，如果当前中间直流电压的采样值U_d低于则充电机转为升压放电模式，为中间直流电压目标值。

在一实施例中，采用PI控制器的输出量u(t)，作为工作模式的切换条件：

所述步骤S2中，如果当前中间直流电压的采样值且u(t)0，则充电机转为降压充电模式；

所述步骤S3中，如果当前中间直流电压的采样值且u(t)≥0，则充电机转为升压放电模式，为中间直流电压目标值。