电动汽车放电系统的双向DC/DC变换器切换控制方法

技术特征：
1.电动汽车放电系统的双向dc/dc变换器切换控制方法，包括以下步骤：步骤1，建立双向buck/boost变换器切换模型；步骤2，基于切换模型设计切换控制器。2.根据权利要求1所述的电动汽车放电系统的双向dc/dc变换器切换控制方法，其特征在于，所述步骤1，具体做法是：采用公式(1)、公式(2)组建双向buck/boost变换器切换模型，采用公式(1)、公式(2)组建双向buck/boost变换器切换模型，公式(1)中，x(t)＝[i
l
,u
c1
,u
c2
]
t
为系统状态变量，为系统状态变量x(t)的导数，t为时间变量；d/dt为对时间求导数函数；r1是低压侧负载电阻；r2是电机内阻；c1是低压侧端电容；c2是高压侧端电容；l是电感；i
l
为电感电流；u
c1
表示电容c1两端电压，u
c2
表示电容c2两端电压；u1表示电源侧电压；u2表示电机侧电压；s为开关函数，表示开关s1，s2的组合，当s1导通、s2截止时，s＝1；当s2导通、s1截止时，s＝0；q为电流方向函数，表示双向buck/boost变换器电路中的能量流动方向，当电感电流为正方向，即工作在boost模式时q＝1，当电感电流为负方向，即工作在buck模式时q＝0；分别表示不同s及q值下系统状态参数矩阵和输入参数矩阵，由于s和q的参数组合共有4种，因此矩阵a
i
，b
i
的矩阵取值状态共有4种，即其下标i＝{1，2，3，4}，公式(1)和(2)共同组成了所建立的双向buck/boost变换器切换模型。3.根据权利要求2所述的电动汽车放电系统的双向dc/dc变换器切换控制方法，其特征在于，所述步骤1中，依据开关函数s及电流方向函数q取值的不同，双向buck/boost变换器工作过程被划分为4个子系统(i＝{1，2，3，4})，具体做法是：当双向dc/dc变换器电流方向
函数q＝1且开关函数s＝0时，为子系统1，当双向dc/dc变换器电流方向函数q＝1且开关函数s＝1时，为子系统2，当双向dc/dc变换器电流方向函数q＝0且开关函数s＝0时，为子系统3，当双向dc/dc变换器电流方向函数q＝0且开关函数s＝1时，为子系统4。4.根据权利要求1所述的电动汽车放电系统的双向dc/dc变换器切换控制方法，其特征在于，所述步骤2，具体做法是：建立双向buck/boost变换器李雅普诺夫函数式v()为：v(e(t))＝e(t)
t
pe(t)＞0
ꢀꢀ
(3)其中e(t)＝[i
l-i
lr
,u
c1-u
c1r
,u
c2-u
c2r
]
t
是系统状态变量与期望值间的差值状态；e(t)
t
表示e(t)的转置；i
lr
为电感电流i
l
的期望值；u
c1r
为电压u
c1
的期望值，u
c2r
为电压u
c2
的期望值；p为正定矩阵，选择为：由式(1)可得，式(3)李雅普诺夫函数导数为：其中，是系统状态的导数；min
i
表示选择取子系统i条件下的最小值；由李雅普诺夫稳定性定理可知，式(5)结论满足李雅普诺夫稳定性条件，即基于双向buck/boost变换器切换模型且具有最小李雅普诺夫函数导数的子系统i是稳定的，进一步，可设计切换控制器，即切换规则表示为：其中，σ(t)为切换规则函数；表示取i＝{1，2，3，4}个子系统中平均值最小操作，由式(6)可见，通过设计切换规则，即选取公式(6)计算结果最小的子系统状态所对应开关函数s在下一控制周期作用于双向buck/boost变换器，即可实现双向buck/boost变换器控制。

技术总结
电动汽车放电系统的双向DC/DC变换器切换控制方法，用以实现电动汽车动力电池驱动电机运行及实现电机能量回馈。包括以下步骤：步骤1，建立以双向BUCK/BOOST变换器为例的双向DC/DC变换器切换系统模型；步骤2，基于步骤1所建立切换模型，设计切换控制器以实现双向BUCK/BOOST变换器直接切换控制；具有控制策略能够实现电动汽车放电系统中能量双向流动控制；切换模型能够精确描述变换器工作过程；切换控制器简单无需复杂的控制参数整定过程，能够直接输出开关状态，无需复杂的脉冲宽度调制过程；对于电路参数不敏感，在电路参数不确定或发生变化时具有强鲁棒性的优点。变化时具有强鲁棒性的优点。变化时具有强鲁棒性的优点。


技术研发人员：郭鑫 李伟鹏 高阳 邓飞
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：2022.04.02
技术公布日：2022/7/15