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申请/专利权人：常熟理工学院

摘要：本发明公开了一种新能源汽车DC‑DC驱动模块的全自由度控制方法及系统，包括针对电控系统中的DC‑DC驱动模块，对全自由度控制方法进行分析并得到全自由度控制模型。通过采用最优软开关算法，使DC‑DC驱动工作在软开关模式下，优化新能源汽车的切换损耗。在此模式下，对新能源汽车不同行驶状态时的DC‑DC驱动进行具体分析，得到新能源汽车的运行功率模型。基于此运行功率模型，对DC‑DC驱动采用最优电流轨迹算法，得到最优运行损耗模型，减小新能源汽车运行中产生的损耗，完成最终优化，得到新能源汽车电控系统的高效低损优化方法。

主权项：1.一种新能源汽车DC-DC驱动模块的全自由度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S01：构建全自由度控制模型，控制DC-DC驱动模块的原边功率侧产生一个具有三电平的非对称电压波形vab，控制DC-DC驱动模块的副边功率侧产生一个具有三电平的非对称电压波形vcd；构建全自由度控制模型包括：S11：控制DC-DC驱动模块的原边功率侧开关管Sw1的脉冲宽度为0到α，开关管Sw2的脉冲宽度为α到2π，开关管Sw3的脉冲宽度为α-θm到2π-θn，开关管Sw4的脉冲宽度为2π-θn到2π+α-θn-θm，由此产生一个具有三电平的非对称电压波形vab，其正脉宽为α-θm，负脉宽为2π-α-θn，两个零电平脉宽分别为θm和θn；S12：控制DC-DC驱动模块的副边功率侧开关管Sw5的脉冲宽度为φ到2π+φ-β，开关管Sw6的脉冲宽度为2π+φ-β到2π+φ，开关管Sw7的脉冲宽度为2π+φ-β+δm到2π+φ+δn，开关管Sw8的脉冲宽度为φ+δn到2π-β+δm，由此产生一个具有三电平的非对称电压波形vcd，其正脉宽为2π-β-δn，负脉宽为β-δm，两个零电平脉宽分别为δm和δn，vab与vcd之间移相为φ；S02：优化软开关算法，使DC-DC驱动模块工作在软开关模式下，得到最优切换损耗模型；S03：对新能源汽车不同行驶状态时的DC-DC驱动模块进行分析，得到新能源汽车的运行功率模型，基于此模型对DC-DC驱动模块优化电流轨迹，得到最优运行损耗模型；得到新能源汽车的运行功率模型的方法包括：通过软开关优化后的标幺化电压表达式，为： ， ，其中，M为驱动增益，n1为隔离变压器模块变比；建立DC-DC驱动模块的等效电路模型，得到标幺化驱动电流表达式为： ，式中，XLC,n为DC-DC驱动模块的标幺化阻抗，表示为： ，为标幺化开关频率，为标幺化品质因数，ωs为开关角频率，标幺化谐振角频率，为转换至原边功率侧的标幺化电压，Crt1为原边功率侧谐振电容，为转换至原边功率侧的副边功率侧谐振电容，Lrt1为原边功率侧谐振电感，为转换至原边功率侧的副边功率侧谐振电容，为标幺化阻抗，RL为负载电阻，Irt,pn为标幺化电流峰值，为电流移相；由此得到DC-DC驱动模块的标幺化运行功率模型为： ，包括采用最优电流轨迹算法对DC-DC驱动模块优化电流轨迹；所述最优电流轨迹算法表达式为： ，其中，Irt,rms,pn为标幺化电流峰值有效值，表示为，为特定功率值，λ为最优电流轨迹乘数；得到最优运行损耗模型的方法包括：分别对采用的最优电流轨迹算法表达式中各控制角度进行偏导并使其等于0，得到运行损耗优化方程组： ，对得到的运行损耗优化方程组进行化简，得到使DC-DC驱动模块工作在最优运行损耗下的最佳算法为：保持驱动增益M1，，，，得到最优运行损耗模型表达式为： 。

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