本發(fā)明涉及充電控制，尤其涉及一種模塊化大功率充電樁控制系統(tǒng)、方法、設(shè)備及介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、直流充電是電動(dòng)汽車直接從直流充電系統(tǒng)取相應(yīng)的直流電，對動(dòng)力電池進(jìn)行充電。此充電模式可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池的快速充電。為了提高使用安全和延長設(shè)備壽命，需要引入功率單元間均衡控制的策略。傳統(tǒng)充電樁使用硬件濾波或者簡易的低通濾波對采樣信號進(jìn)行處理，由其引入的延遲對系統(tǒng)性能有所影響。例如有的方案僅僅使用濾波放大電路對采樣信號進(jìn)行處理，并未在控制系統(tǒng)中另做處理。或者電壓采樣使用硬件二階rc低通濾波（截止頻率2khz）濾除開關(guān)噪聲。濾波環(huán)節(jié)在6khz（對應(yīng)6次諧波）處產(chǎn)生-90°相移，導(dǎo)致諧波補(bǔ)償算法失準(zhǔn)。電網(wǎng)電流thd從設(shè)計(jì)的<5%上升至8.2%，無法滿足國標(biāo)gb/t?18487.1-2015要求。
2、因此，亟需設(shè)計(jì)一種用于模塊化大功率dc-dc充電樁的控制系統(tǒng)，解決由于采樣信號帶入的干擾對控制系統(tǒng)的影響，導(dǎo)致模塊化大功率dc-dc充電樁的內(nèi)部模塊間無法進(jìn)行有效均衡控制的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供了一種模塊化大功率充電樁控制系統(tǒng)、方法、設(shè)備及介質(zhì)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)由于采樣信號帶入的干擾對控制系統(tǒng)的影響，容易導(dǎo)致模塊化大功率dc-dc充電樁的內(nèi)部模塊間無法進(jìn)行有效均衡控制的問題。
2、有鑒于此，本發(fā)明第一方面提供了一種模塊化大功率充電樁控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
3、若干個(gè)控制模塊，各所述控制模塊包括：均值低通濾波單元、巴特沃斯濾波單元、pi控制單元以及調(diào)制單元；
4、所述均值低通濾波單元，用于對由硬件電路采集的電壓信號的高頻段能量進(jìn)行削弱，并通過平滑時(shí)域信號降低所述電壓信號的隨機(jī)噪聲方差后輸入至所述巴特沃斯濾波單元；
5、所述巴特沃斯濾波單元，用于對所述電壓信號進(jìn)行高頻成分濾除，并通過頻域截?cái)嘁种扑鲭妷盒盘柕母蓴_信號后輸入至所述pi控制單元；
6、所述pi控制單元，用于利用滑?？刂茖λ鲭妷盒盘栠M(jìn)行均壓控制，并通過所述調(diào)制單元調(diào)制后輸入至充電樁的功率單元。
7、可選地，所述利用滑模控制對所述電壓信號進(jìn)行均壓控制，包括：利用滑?？刂颇Ｐ蛯λ鲭妷盒盘栠M(jìn)行均壓控制：
8、其中，所述滑模控制模型的表達(dá)式為：
9、；
10、式中，為移相控制量，為等效控制量，為切換控制量，為切換控制系數(shù)，為輸出電壓參考值，即為巴特沃斯濾波單元輸出的電壓信號，為輸出電壓，，、、為定義的狀態(tài)變量，為滑膜控制函數(shù)，表示飽和函數(shù)，為增益系數(shù)，為滑動(dòng)模態(tài)切換面的邊界層。
11、可選地，所述滑?？刂颇Ｐ偷臉?gòu)建過程包括：
12、建立一個(gè)開關(guān)周期中充電樁的功率電路的平均開關(guān)方程并加入小信號擾動(dòng)，構(gòu)建充電控制模型；
13、通過所述充電控制模型分析控制系統(tǒng)的工作特性，基于所述控制系統(tǒng)的工作特性構(gòu)建滑?？刂颇Ｐ?。
14、可選地，所述基于控制系統(tǒng)的工作特性構(gòu)建滑模控制模型，包括：
15、設(shè)置充電樁充電的功率單元的輸出電壓偏差參數(shù)；
16、根據(jù)所述輸出電壓偏差參數(shù)建立狀態(tài)變量方程，根據(jù)所述狀態(tài)變量方程設(shè)計(jì)滑膜切換超平面的等效控制方程；
17、將所述狀態(tài)變量方程代入所述等效控制方程中，構(gòu)建滑?？刂颇Ｐ?。
18、本發(fā)明第二方面提供一種模塊化大功率充電樁控制方法，所述方法包括：
19、對由硬件電路采集的電壓信號的高頻段能量進(jìn)行削弱，并通過平滑時(shí)域信號降低所述電壓信號的隨機(jī)噪聲方差，得到第一電壓信號；
20、對所述第一電壓信號進(jìn)行高頻成分濾除，并通過頻域截?cái)嘁种扑龅谝浑妷盒盘柕母蓴_信號，得到第二電壓信號；
21、利用滑?？刂茖λ龅诙妷盒盘栠M(jìn)行均壓控制，并通過信號調(diào)制后輸入至充電樁的功率單元。
22、可選地，所述利用滑?？刂茖λ龅诙妷盒盘栠M(jìn)行均壓控制，包括：利用滑?？刂颇Ｐ蛯λ龅诙妷盒盘栠M(jìn)行均壓控制：
23、其中，所述滑?？刂颇Ｐ偷谋磉_(dá)式為：
24、；
25、式中，為移相控制量，為等效控制量，為切換控制量，為切換控制系數(shù)，為輸出電壓參考值，即為巴特沃斯濾波單元輸出的電壓信號，為輸出電壓，，、、為定義的狀態(tài)變量，為滑膜控制函數(shù)，表示飽和函數(shù)，為增益系數(shù)，為滑動(dòng)模態(tài)切換面的邊界層。
26、可選地，所述滑模控制模型的構(gòu)建過程包括：
27、建立一個(gè)開關(guān)周期中充電樁的功率電路的平均開關(guān)方程并加入小信號擾動(dòng)，構(gòu)建充電控制模型；
28、通過所述充電控制模型分析控制系統(tǒng)的工作特性，基于所述控制系統(tǒng)的工作特性構(gòu)建滑模控制模型。
29、可選地，基于控制系統(tǒng)的工作特性構(gòu)建滑?？刂颇Ｐ停ǎ?/p>
30、設(shè)置充電樁充電的功率單元的輸出電壓偏差參數(shù)；
31、根據(jù)所述輸出電壓偏差參數(shù)建立狀態(tài)變量方程，根據(jù)所述狀態(tài)變量方程設(shè)計(jì)滑膜切換超平面的等效控制方程；
32、將所述狀態(tài)變量方程代入所述等效控制方程中，構(gòu)建滑模控制模型。
33、本發(fā)明第三方面提供一種模塊化大功率充電樁控制設(shè)備，所述設(shè)備包括處理器以及存儲(chǔ)器：
34、所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序代碼，并將所述程序代碼傳輸給所述處理器；
35、所述處理器用于根據(jù)所述程序代碼中的指令，執(zhí)行如上述第二方面所述的模塊化大功率充電樁控制方法的步驟。
36、本發(fā)明第四方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)程序代碼，所述程序代碼用于執(zhí)行上述第二方面所述的模塊化大功率充電樁控制方法。
37、從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
38、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種模塊化大功率充電樁控制系統(tǒng)，在控制模塊中，一方面串聯(lián)了均值低通濾波器和巴特沃斯的濾波器，兩者串聯(lián)組合通過頻域特性互補(bǔ)，形成寬頻帶噪聲抑制。均值濾波器削弱高頻段能量，巴特沃斯進(jìn)一步濾除殘余高頻成分。可有效抑制載波諧波和傳感器量化噪聲。均值濾波器通過平滑時(shí)域信號降低隨機(jī)噪聲方差，而巴特沃斯通過頻域截?cái)嘁种拼_定性干擾，提升了系統(tǒng)對寬頻譜干擾的魯棒性。另一方面，利用滑?？刂茖λ鲭妷盒盘栠M(jìn)行均壓控制并經(jīng)過調(diào)制單元調(diào)制后輸入至充電樁的功率單元，進(jìn)而達(dá)到功率單元輸出功率均衡的目標(biāo)，從而解決了由于采樣信號帶入的干擾對控制系統(tǒng)的影響，容易使得模塊化大功率dc-dc充電樁的內(nèi)部模塊間無法進(jìn)行有效均衡控制的問題。本發(fā)明這種模塊化大功率充電樁控制系統(tǒng)，通過結(jié)合均值低通濾波器和巴特沃斯濾波器的優(yōu)勢，不僅提高了對寬頻譜干擾的抑制能力，還通過滑?？刂撇呗詫?shí)現(xiàn)了功率單元的均壓控制，進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中，該系統(tǒng)能夠顯著提高充電樁的充電效率和安全性，為電動(dòng)汽車等設(shè)備的快速充電提供了有力的技術(shù)支持。
1.一種模塊化大功率充電樁控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：若干個(gè)控制模塊，各所述控制模塊包括：均值低通濾波單元、巴特沃斯濾波單元、pi控制單元以及調(diào)制單元；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化大功率充電樁控制系統(tǒng)，其特征在于，所述利用滑?？刂茖λ鲭妷盒盘栠M(jìn)行均壓控制，包括：利用滑?？刂颇Ｐ蛯λ鲭妷盒盘栠M(jìn)行均壓控制：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化大功率充電樁控制系統(tǒng)，其特征在于，所述滑?？刂颇Ｐ偷臉?gòu)建過程包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊化大功率充電樁控制系統(tǒng)，其特征在于，所述基于控制系統(tǒng)的工作特性構(gòu)建滑?？刂颇Ｐ?，包括：
5.一種模塊化大功率充電樁控制方法，其特征在于，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模塊化大功率充電樁控制方法，其特征在于，所述利用滑?？刂茖λ龅诙妷盒盘栠M(jìn)行均壓控制，包括：利用滑?？刂颇Ｐ蛯λ龅诙妷盒盘栠M(jìn)行均壓控制：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模塊化大功率充電樁控制方法，其特征在于，所述滑?？刂颇Ｐ偷臉?gòu)建過程包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模塊化大功率充電樁控制方法，其特征在于，基于控制系統(tǒng)的工作特性構(gòu)建滑?？刂颇Ｐ?，包括：
9.一種模塊化大功率充電樁控制設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括處理器以及存儲(chǔ)器：
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)程序代碼，所述程序代碼用于執(zhí)行權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的模塊化大功率充電樁控制方法。