[发明专利]一种非均流并联直流变换装置及多目标优化控制方法

摘要

一种非均流并联直流变换装置及多目标优化控制方法，包括直流母线、至少两个直流能量源及与直流能量源数量相同的双向直流变换器，直流能量源与双向直流变换器连接，双向直流变换器与直流母线连接，各双向直流变换器之间并联连接；还包括控制系统，该控制系统包括一个电压调节器、一个多目标优化控制器及与双向直流变换器数量相同的电流调节器，电压调节器的输出端与多目标优化控制器连接，各电流调节器分别通过线路与基于多目标优化的控制器连接，电流调节器的输出端通过线路与双向直流变换器连接，各电流调节器之间并联连接。本发明实现电流给定在不同能量源之间的优化分配，增强电动汽车续航里程，延长使用寿命，增强动态性能。

主权项

1.一种非均流并联直流变换装置的多目标优化控制方法，该方法基于非均流并联直流变换装置，所述非均流并联直流变换装置包括直流母线、至少两个直流能量源及与直流能量源数量相同的双向直流变换器，直流能量源与双向直流变换器连接，一个直流能量源对应一个双向直流变换器，双向直流变换器与直流母线连接，各双向直流变换器之间并联连接；以及包括控制系统，该控制系统包括一个电压调节器、一个多目标优化控制器及与双向直流变换器数量相同的电流调节器，电压调节器的输出端与多目标优化控制器连接，各电流调节器分别通过线路与基于多目标优化的控制器连接，一个电流调节器对应一个双向直流变换器，电流调节器的输出端通过线路与双向直流变换器连接，各电流调节器之间并联连接，直流能量源包括至少一个电池类能量源和一个超级电容，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1建立电池使用寿命目标函数：y0＝(ibat_k‑ibat_k‑1)‑ΔIbat_lim其中，ibat_k是k时刻采样的电池类能量源电流，ibat_k‑1是k‑1时刻采样的电池类能量源电流，ΔIbat_lim是电池类能量源电流变换率，该ΔIbat_lim为常数；建立续航里程目标函数：y1＝1‑soc(battery)其中soc(battery)是电池类能量源荷电状态，通过以下公式计算获得：soc(battery)＝∫ibat_feddt，其中，ibat_fed是电池类能量源实际电流；建立动态性能目标函数：y2＝iref‑ifed其中，iref是电压调节器输出，该iref为总电流给定，ifed是电池类能量源和超级电容输出总电流，ifed＝ibat_fed+iuc_fed，其中，iuc_fed是超级电容实际电流；通过线性加权法，将多目标优化转化为单目标优化，单目标优化函数如下所示：y＝α0y0+α1y1+α2y2其中，α0、α1和α2是权重系数；步骤2，根据边界条件：并且以k+1时刻电池电流给定ibat_ref_k+1替换电池使用寿命目标函数中的ibat_k和动态性能目标函数中的ibat_fed，以k时刻电流采样值ibat_k替换电池使用寿命目标函数中的ibat_k‑1，以k+1时刻超级电容电流给定iuc_ref_k+1替换iuc_fed，从而求解得到k+1时刻电池电流给定ibat_ref_k+1和k+1时刻超级电容电流给定iuc_ref_k+1，将求解得到的ibat_ref_k+1和iuc_ref_k+1代入边界条件中进行验证，若符合边界条件，则该ibat_ref_k+1和iuc_ref_k+1为当前时刻电池类能量源对应的电流调节器和超级电容对应的电流调节器的电流给定；其中，iuc为超级电容当前电流，vuc为超级电容当前电压，vuc_rate为超级电容额定电压，iuc_max为超级电容允许最大电流，ibat为电池类能量源当前电流，ibat_max为电池类能量源允许最大电流。