本發(fā)明涉及直流充電領(lǐng)域，尤其涉及一種放電電路及放電控制方法。

背景技術(shù)：

在智能群充電系統(tǒng)中，配備了大量的直流充電模塊，以實(shí)現(xiàn)交流輸入向直流的轉(zhuǎn)換，為電動(dòng)汽車充電提供電能。按照國(guó)標(biāo)要求，有些直流充電模塊的輸出電壓上限比較高，通?？蛇_(dá)750V。直流充電模塊為減小輸出紋波，一般會(huì)在其輸出端口配置一定容量的濾波電容。但是，該濾波電容器在輸出高壓空載關(guān)機(jī)時(shí)使得端口電壓的自放電速度非常慢，影響到直流充電模塊在智能充電系統(tǒng)中的應(yīng)用，需設(shè)計(jì)專門的放電電路來完成指定工況下輸出端口電壓的快速下降。

一般的直流充電模塊的放電電路的主要功能有兩點(diǎn)：

(1)直流充電模塊從充電系統(tǒng)中脫離(被拔出)時(shí)，輸出端口電壓應(yīng)迅速降低至設(shè)定電壓以下；

(2)智能充電系統(tǒng)中的直流充電模塊應(yīng)根據(jù)所在系統(tǒng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)直流充電模塊位于智能充電系統(tǒng)中時(shí)的主動(dòng)放電，配合智能充電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。

目前直流充電模塊常用的放電電路如圖1所示，利用放電使能信號(hào)控制放電電路是否動(dòng)作。當(dāng)直流充電模塊處于系統(tǒng)中時(shí)，放電使能信號(hào)為低電平，開關(guān)管S斷開，放電電路不動(dòng)作；當(dāng)直流充電模塊從系統(tǒng)中脫離時(shí)，放電使能信號(hào)為高電平，開關(guān)管S導(dǎo)通，放電電路動(dòng)作開始放電。

雖然該放電電路的控制簡(jiǎn)單，放電速度快。但是，由于輸出電壓較高，一般直流充電模塊輸出750V時(shí)，電容C1上存儲(chǔ)的能量可達(dá)134焦?fàn)枺烹姇r(shí)放電電阻R1上將承受較大的電流，并在放電電阻R1上產(chǎn)生大量的熱積累。這種放電控制方式有兩個(gè)缺點(diǎn)：

(1)為使放電電阻R1能承受瞬間大電流所產(chǎn)生的熱積累，需要選擇大功率的電阻器件，這就意味著要選擇高成本和大體積的功率電阻，甚至風(fēng)道設(shè)計(jì)上也要將放電電阻考慮在內(nèi)，間接增加了模塊設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度；

(2)輸出放電由硬件放電使能信號(hào)控制，僅在模塊從系統(tǒng)中脫離時(shí)執(zhí)行放電動(dòng)作，無法實(shí)現(xiàn)處于充電系統(tǒng)中輸出端的主動(dòng)放電，影響系統(tǒng)功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種放電電路及放電控制方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種放電控制方法，用于通過放電電阻和開關(guān)管對(duì)濾波電容上的電壓進(jìn)行放電控制，且所述放電電阻與所述開關(guān)管串聯(lián)后再與所述濾波電容并聯(lián)，其特征在于，包括：

步驟S10.判斷是否滿足放電條件，若是，則執(zhí)行下一步驟；

步驟S20.在每個(gè)放電周期開始時(shí)，獲取當(dāng)前放電周期的放電起始電壓，且判斷當(dāng)前放電周期的放電起始電壓是否大于設(shè)定電壓，若是，則執(zhí)行下一步驟；

步驟S30.根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓產(chǎn)生當(dāng)前放電周期的脈沖信號(hào)，其中，所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)使得有效脈沖放電時(shí)間內(nèi)所述放電電阻的泄放能量及放電周期內(nèi)所述放電電阻的平均功率均滿足所述放電電阻的降額要求；

步驟S40.向所述開關(guān)管輸出所述脈沖信號(hào)，以控制所述開關(guān)管的通斷，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前放電周期的放電功能。

優(yōu)選地，所述步驟S30包括：

根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓獲取當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間，并根據(jù)預(yù)先設(shè)置的放電周期時(shí)間及所獲取的當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間產(chǎn)生當(dāng)前放電周期的脈沖信號(hào)。

優(yōu)選地，根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓獲取當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間，具體包括：

根據(jù)公式1計(jì)算當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間：

其中，t_on為當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間，R為所述放電電阻的阻值，Q_Rmax為所述放電電阻可承受的最大泄放能量，k_c為降額系數(shù)，V_o為當(dāng)前放電周期的放電起始電壓。

優(yōu)選地，根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓獲取當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間，具體包括：

步驟S301.預(yù)先存儲(chǔ)放電起始電壓數(shù)組及有效脈沖放電時(shí)間數(shù)組，而且，所述放電起始電壓數(shù)組中的放電起始電壓與所述有效脈沖放電時(shí)間數(shù)組中的有效脈沖放電時(shí)間滿足以下關(guān)系：

其中，V_oi為所述放電起始電壓數(shù)組中的放電起始電壓，且所述放電起始電壓是從最小放電截止電壓到所需放電的最高電壓之間選取的，t_oni為所述有效脈沖放電時(shí)間數(shù)組中的有效脈沖放電時(shí)間，R為所述放電電阻的阻值，Q_Rmax為所述放電電阻可承受的最大泄放能量，k_c為降額系數(shù)；

步驟S302.根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓從所述放電起始電壓數(shù)組中確定目標(biāo)放電起始電壓，再從所述有效脈沖放電時(shí)間數(shù)組中確定與所述目標(biāo)放電起始電壓所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)有效脈沖放電時(shí)間，并將所述目標(biāo)有效脈沖放電時(shí)間作為當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間，其中，所確定的目標(biāo)放電起始電壓高于當(dāng)前放電周期的放電起始電壓，且差值最小。

優(yōu)選地，所述步驟S30包括：

根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓獲取當(dāng)前放電周期時(shí)間，并根據(jù)預(yù)先設(shè)置的有效脈沖放電時(shí)間及所獲取的當(dāng)前放電周期時(shí)間產(chǎn)生當(dāng)前放電周期的脈沖信號(hào)。

優(yōu)選地，根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓獲取當(dāng)前放電周期時(shí)間，具體包括：

根據(jù)公式2計(jì)算當(dāng)前放電周期時(shí)間：

其中，T為當(dāng)前放電周期時(shí)間，V_o為當(dāng)前放電周期的放電起始電壓，R為所述放電電阻的阻值，P_e為所述放電電阻的額定功率，t_on為有效脈沖放電時(shí)間，k_c為降額系數(shù)，k為預(yù)先確定的放電周期內(nèi)所述放電電阻可承受的最大脈沖功率倍數(shù)。

優(yōu)選地，根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓獲取當(dāng)前放電周期時(shí)間，具體包括：

步驟S303.預(yù)先存儲(chǔ)放電起始電壓數(shù)組及放電周期時(shí)間數(shù)組，而且，所述放電起始電壓數(shù)組中的放電起始電壓與所述放電周期時(shí)間數(shù)組中的放電周期時(shí)間滿足以下關(guān)系：

其中，V_oi為所述放電起始電壓數(shù)組中的放電起始電壓，且所述放電起始電壓是從最小放電截止電壓到所需放電的最高電壓之間選取的，T_i為所述放電周期時(shí)間數(shù)組中的放電周期時(shí)間，R為所述放電電阻的阻值，P_e為所述放電電阻的額定功率，t_on為有效脈沖放電時(shí)間，k_c為降額系數(shù)，k為預(yù)先確定的放電周期內(nèi)所述放電電阻可承受的最大脈沖功率倍數(shù)；

步驟S304.根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓從所述放電起始電壓數(shù)組中確定目標(biāo)放電起始電壓，再從所述放電周期時(shí)間數(shù)組中確定與所述目標(biāo)放電起始電壓所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)放電周期時(shí)間，并將所述目標(biāo)放電周期時(shí)間作為當(dāng)前放電周期時(shí)間，其中，所確定的目標(biāo)放電起始電壓高于當(dāng)前放電周期的放電起始電壓，且差值最小。

優(yōu)選地，所述步驟S40包括：

步驟S401.判斷故障標(biāo)志位是否置位，若是，則執(zhí)行步驟S410；若否，則執(zhí)行步驟S402；

步驟S402.計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)；

步驟S403.判斷計(jì)時(shí)時(shí)間是否到達(dá)當(dāng)前放電周期的有效脈沖放電時(shí)間，若否，則執(zhí)行步驟S404；若是，則執(zhí)行步驟S405；

步驟S404.輸出高電平，以控制開關(guān)管導(dǎo)通，然后執(zhí)行步驟S403；

步驟S405.輸出低電平，以控制開關(guān)管關(guān)斷；

步驟S406.判斷計(jì)時(shí)時(shí)間是到達(dá)到當(dāng)前放電周期時(shí)間，若否，則執(zhí)行步驟S405；若是，則執(zhí)行步驟S407；

步驟S407.計(jì)時(shí)器清零；

步驟S408.獲取當(dāng)前放電周期的放電起始電壓和放電截止電壓，并判斷當(dāng)前放電周期的放電截止電壓與放電起始電壓的比值是否大于預(yù)設(shè)值，若是，則發(fā)生外部高壓持續(xù)施加在輸出端口的單一故障，執(zhí)行步驟S409；若否，則開始進(jìn)行下一放電周期的步驟；

步驟S409.置位所述故障標(biāo)志位；

步驟S410.停止放電。

優(yōu)選地，在所述步驟S30中，所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)使得有效脈沖放電時(shí)間內(nèi)放電電阻的泄放能量及放電周期內(nèi)所述放電電阻的平均功率均滿足所述放電電阻的降額要求，具體為：

有效脈沖放電時(shí)間及放電周期時(shí)間滿足以下條件：

其中，Q為當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間內(nèi)所述放電電阻的泄放能量，V_o為所述當(dāng)前放電周期的放電起始電壓，R為所述放電電阻的阻值，τ為充放電時(shí)間常數(shù)，且為所述放電電阻阻值與濾波電容容值的乘積，t_on為當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間，T為當(dāng)前放電周期時(shí)間，P為當(dāng)前放電周期內(nèi)放電電阻的平均功率，k為預(yù)先確定的當(dāng)前放電周期內(nèi)所述放電電阻可承受的最大脈沖功率倍數(shù)，k_c為降額系數(shù)，P_e為所述放電電阻的額定功率，Q_Rmax為所述放電電阻可承受的最大泄放能量。

本發(fā)明還構(gòu)造一種放電電路，與濾波電容相連，包括放電電阻、開關(guān)管和控制器，其中，所述放電電阻的第一端連接所述濾波電容的第一端，所述放電電阻的第二端連接所述開關(guān)管的第一端，所述開關(guān)管的第二端連接所述濾波電容的第二端；

所述控制器，用于在檢測(cè)到滿足放電條件時(shí)，在每個(gè)放電周期開始時(shí)，獲取當(dāng)前放電周期的放電起始電壓，若所述放電起始電壓大于設(shè)定電壓，則根據(jù)所述放電起始電壓產(chǎn)生當(dāng)前放電周期的脈沖信號(hào)，且向所述開關(guān)管輸出所述脈沖信號(hào)，以控制所述開關(guān)管的通斷，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前放電周期的放電功能，其中，所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)使得有效脈沖放電時(shí)間內(nèi)所述放電電阻的泄放能量及放電周期內(nèi)所述放電電阻的平均功率均滿足所述放電電阻的降額要求。

優(yōu)選地，所述控制器，還用于在每個(gè)放電周期結(jié)束時(shí)，獲取當(dāng)前放電周期的放電截止電壓，若判斷當(dāng)前放電周期的放電截止電壓與當(dāng)前放電周期的放電起始電壓的比值大于預(yù)設(shè)值，則發(fā)生外部高壓持續(xù)施加在輸出端口的單一故障，停止放電。

實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，控制器在判斷滿足放電條件時(shí)，根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓(如當(dāng)前所檢測(cè)的直流充電模塊輸出端口的電壓)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，且該脈沖信號(hào)使得有效脈沖放電時(shí)間內(nèi)放電電阻的泄放能量及放電周期內(nèi)放電電阻的平均功率均滿足放電電阻的降額要求，然后，向開關(guān)管輸出該脈沖信號(hào)，以控制開關(guān)管間斷導(dǎo)通，避免放電電阻上因承受瞬間大電流而所產(chǎn)生的熱積累，保證放電電路可靠放電的同時(shí)，可快速降低濾波電容上的電壓，同時(shí)擴(kuò)大了放電電阻選型范圍，有利于降低器件成本。另外，這種放電電路除了應(yīng)用在直流充電模塊從充電系統(tǒng)中脫離(被拔出)時(shí)的情況外，還可根據(jù)所在系統(tǒng)需求實(shí)現(xiàn)直流充電模塊處于系統(tǒng)中的主動(dòng)放電，因此擴(kuò)展了放電電路的應(yīng)用范圍。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。附圖中：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種直流充電模塊輸出端口濾波電容及放電電路的電路圖；

圖2是本發(fā)明直流充電模塊輸出端口濾波電容及放電電路實(shí)施例一的電路圖；

圖3是本發(fā)明中脈沖信號(hào)與直流充電模塊輸出端口電壓的示意圖；

圖4是本發(fā)明放電控制方法實(shí)施例一的流程圖；

圖5是放電電阻的脈沖功率特性曲線圖；

圖6是有效脈沖放電時(shí)間與放電起始電壓關(guān)系曲線實(shí)施例一的示意圖；

圖7是有效脈沖放電時(shí)間與放電起始電壓關(guān)系曲線實(shí)施例二的示意圖；

圖8是不同電壓等級(jí)下放電過程中直流充電模塊輸出端口實(shí)施例一的電壓波形圖；

圖9是放電周期時(shí)間與放電起始電壓關(guān)系曲線實(shí)施例一的示意圖；

圖10是不同電壓等級(jí)下放電過程中直流充電模塊輸出端口實(shí)施例二的電壓波形圖；

圖11是圖4中步驟S40實(shí)施例一的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖2是本發(fā)明輸出端口濾波電容及放電電路實(shí)施例一的電路圖，該實(shí)施例的直流充電模塊包括電壓轉(zhuǎn)換電路(未示出)、濾波電容C1及放電電路，其中，電壓轉(zhuǎn)換電路用于將交流市電轉(zhuǎn)換成直流電，并為電動(dòng)汽車提供電能。濾波電容C1設(shè)定在直流充電模塊的輸出端口處，且用于減小輸出電壓的紋波。放電電路包括放電電阻R1、開關(guān)管S和控制器U1。其中，放電電阻R1優(yōu)選有一定具有一定抗沖擊能力的功率電阻，且該放電電阻R1的第一端連接濾波電容C1的第一端，放電電阻R1的第二端連接開關(guān)管S的第一端，開關(guān)管S的第二端連接濾波電容C1的第二端，控制器U1連接開關(guān)管S的控制端，而且，控制器U1用于在檢測(cè)到滿足放電條件時(shí)，在每個(gè)放電周期開始時(shí)，獲取直流充電模塊輸出端口的電壓，并將其作為當(dāng)前放電周期的放電起始電壓V_o，若該放電起始電壓大于設(shè)定電壓，則根據(jù)該放電起始電壓產(chǎn)生當(dāng)前放電周期的脈沖信號(hào)，且向開關(guān)管S輸出該脈沖信號(hào)，以控制開關(guān)管S的通斷，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前放電周期的放電功能，具體地：當(dāng)該脈沖信號(hào)為高電平時(shí)，開關(guān)管S導(dǎo)通，放電電路開始放電；當(dāng)該脈沖信號(hào)為低電平時(shí)，開關(guān)管S關(guān)斷，放電電路停止放電。而且，所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)使得有效脈沖放電時(shí)間內(nèi)放電電阻R1的泄放能量及放電周期內(nèi)放電電阻R1的平均功率均滿足放電電阻R1的降額要求。

結(jié)合圖3，所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的放電周期時(shí)間為T，有效脈沖放電時(shí)間為t_on，放電脈沖間隔時(shí)間為t_off，且T＝t_on+t_off。控制器U1在向開光管S輸出脈沖信號(hào)時(shí)，t₁時(shí)刻發(fā)出高電平信號(hào)，在有效脈沖放電時(shí)間t_on內(nèi)開關(guān)管S持續(xù)導(dǎo)通，直到t₂時(shí)刻直流充電模塊輸出端口的電壓由V₀下降到V₁，此時(shí)脈沖信號(hào)由高電平變?yōu)榈碗娖?，開關(guān)管S關(guān)斷，直流充電模塊輸出端口的電壓在放電脈沖間隔時(shí)間t_off內(nèi)保持V₁不變，直到下一個(gè)放電脈沖到來。

在該實(shí)施例中，所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)使得有效脈沖放電時(shí)間內(nèi)放電電阻R1的泄放能量及放電周期內(nèi)放電電阻R1的平均功率均滿足放電電阻的降額要求，即，滿足以下兩個(gè)條件：有效脈沖放電時(shí)間內(nèi)放電電阻R1的泄放能量不超過放電電阻R1的最大承受能力；放電周期內(nèi)放電電阻R1的平均功率不超過放電電阻R1的脈沖功率降額。

另外，該實(shí)施例的放電條件例如包括：直流充電模塊從充電系統(tǒng)中脫離(被拔出)且其輸出端口的電壓大于設(shè)定電壓；或者，直流充電模塊根據(jù)充電系統(tǒng)需求進(jìn)行主動(dòng)放電，例如，該直流充電模塊所在系統(tǒng)要求模塊電壓迅速降低以完成某種特定功能。

通過實(shí)施該實(shí)施例的技術(shù)方案，控制器在判斷滿足放電條件時(shí)，根據(jù)當(dāng)前所檢測(cè)的直流充電模塊輸出端口的電壓產(chǎn)生脈沖信號(hào)，且該脈沖信號(hào)使得有效脈沖放電時(shí)間內(nèi)放電電阻R1的泄放能量及放電周期內(nèi)放電電阻R1的平均功率均滿足放電電阻R1的降額要求，然后，向開關(guān)管S輸出該脈沖信號(hào)，以控制開關(guān)管S間斷導(dǎo)通，可避免放電電阻R1上因承受瞬間大電流而所產(chǎn)生的熱積累，進(jìn)而可快速降低直流充電模塊輸出端口的電壓，因此，在保證直流充電模塊的放電電路可靠放電的同時(shí)，可有效縮短放電時(shí)間，同時(shí)擴(kuò)大了放電電阻選型范圍，有利于降低器件成本。另外，這種放電電路除了應(yīng)用在直流充電模塊從充電系統(tǒng)中脫離(被拔出)時(shí)的情況外，還可根據(jù)所在充電系統(tǒng)需求實(shí)現(xiàn)直流充電模塊在位時(shí)的主動(dòng)放電，因此擴(kuò)展了放電電路的應(yīng)用范圍。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，控制器U1還用于在每個(gè)放電周期結(jié)束時(shí)，獲取直流充電模塊輸出端口的電壓，并將其作為當(dāng)前放電周期的放電截止電壓，若判斷當(dāng)前放電周期的放電截止電壓與當(dāng)前放電周期的放電起始電壓的比值大于預(yù)設(shè)值，則發(fā)生外部高壓持續(xù)施加在輸出端口的單一故障，停止放電。

通過實(shí)施該實(shí)施例的技術(shù)方案，由于控制器還能在放電周期結(jié)束時(shí)進(jìn)行故障診斷，可有效提高脈沖放電電路的可靠性，避免放電電阻R1的過熱損壞。

在此需說明的是，上述實(shí)施例均是以放電電路應(yīng)用在直流充電模塊為例進(jìn)行說明的，應(yīng)理解，本發(fā)明的放電電路還可應(yīng)用在其它帶濾波電容的裝置中，當(dāng)需要使濾波電容的電壓快速下降時(shí)，可使用該放電電路對(duì)濾波電容進(jìn)行放電。

圖4是本發(fā)明放電控制方法實(shí)施例一的流程示意圖，該控制方法用于通過放電電阻和開關(guān)管對(duì)濾波電容上的電壓進(jìn)行放電控制，且放電電阻與開關(guān)管串聯(lián)后再與濾波電容并聯(lián)，該實(shí)施例的放電控制方法包括以下步驟：

步驟S10.判斷是否滿足放電條件，若是，則執(zhí)行下一步驟；

步驟S20.在每個(gè)放電周期開始時(shí)，獲取當(dāng)前放電周期的放電起始電壓，且判斷當(dāng)前放電周期的放電起始電壓是否大于設(shè)定電壓，若是，則執(zhí)行下一步驟；若否，則停止放電；

步驟S30.根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓產(chǎn)生當(dāng)前放電周期的脈沖信號(hào)，其中，所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)使得有效脈沖放電時(shí)間內(nèi)放電電阻的泄放能量及放電周期內(nèi)放電電阻的平均功率均滿足放電電阻的降額要求；

步驟S40.向開關(guān)管輸出脈沖信號(hào)，以控制開關(guān)管的通斷，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前放電周期的放電功能。

在一種可選的實(shí)施例中，結(jié)合圖2，獲取當(dāng)前放電周期的放電起始電壓，可以為獲取直流充電模塊輸出端口的電壓，并將其作為當(dāng)前放電周期的放電起始電壓。

在步驟S30中，所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)使得有效脈沖放電時(shí)間內(nèi)放電電阻的泄放能量及放電周期內(nèi)放電電阻的平均功率均滿足放電電阻的降額要求，具體為：

有效脈沖放電時(shí)間及放電周期時(shí)間滿足以下條件：

其中，Q為當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間內(nèi)放電電阻的泄放能量，V_o為當(dāng)前放電周期的放電起始電壓，R為放電電阻的阻值，τ為充放電時(shí)間常數(shù)，且為放電電阻阻值與濾波電容容值的乘積，t_on為當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間，T為當(dāng)前放電周期時(shí)間，P為當(dāng)前放電周期內(nèi)放電電阻的平均功率，k為預(yù)先確定的當(dāng)前放電周期內(nèi)放電電阻可承受的最大脈沖功率倍數(shù)，k_c為降額系數(shù)，P_e為放電電阻的額定功率，Q_Rmax為放電電阻可承受的最大泄放能量。

關(guān)于步驟S30，在一個(gè)可選實(shí)施例中，步驟S30具體為：根據(jù)放電起始電壓獲取當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間，并根據(jù)預(yù)先設(shè)置的放電周期時(shí)間及所獲取的當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間產(chǎn)生當(dāng)前放電周期的脈沖信號(hào)。在該實(shí)施例中，放電周期時(shí)間T可根據(jù)直流充電模塊的硬件參數(shù)(例如，濾波電容C1的電容值C，放電電阻R1的阻值R等)來設(shè)置，即，放電周期時(shí)間T固定不變。而每個(gè)放電周期內(nèi)的有效脈沖放電時(shí)間t_on是根據(jù)直流充電模塊輸出端口的電壓而設(shè)置的，即，該實(shí)施例的放電控制方法為定頻自適應(yīng)脈寬的脈沖放電控制方法。具體地，通過t_on＝F(V_o)獲取有本放電周期內(nèi)與放電起始電壓V_o對(duì)應(yīng)的有效脈沖放電時(shí)間t_on，以達(dá)到對(duì)不同等級(jí)端口電壓進(jìn)行快速放電的目的。

實(shí)施該實(shí)施例的技術(shù)方案，在保證放電電路可靠性的同時(shí)，可在最短的時(shí)間內(nèi)將輸出端口電壓釋放到設(shè)定電壓以下。同時(shí)，由于每個(gè)放電周期內(nèi)的放電起始電壓是實(shí)時(shí)檢測(cè)的，放電周期內(nèi)有效脈沖放電時(shí)間也是實(shí)時(shí)更新的，具有較好的適應(yīng)性。

結(jié)合圖2，若濾波電容C1的容量為C，該直流充電模塊輸出端口的最高電壓為V_max，則該濾波電容C1所存儲(chǔ)的能量最高可達(dá)：

在放電時(shí)，該能量只能通過放電電阻R1以熱能的形式泄放掉，因此放電電阻R1一般采用具有一定抗沖擊能力的功率電阻。

假定放電電阻R1的額定功率為P_e，則可根據(jù)圖5所示的放電電阻的脈沖功率特性曲線，設(shè)計(jì)滿足放電電阻R1降額的脈沖放電策略。圖5中，橫軸t為放電脈沖時(shí)間，即放電周期時(shí)間，縱軸k為放電脈沖t時(shí)間內(nèi)放電電阻可承受的最大脈沖功率倍數(shù)。由圖可見，放電脈沖時(shí)間越短，放電電阻可承受的脈沖功率越大，但放電脈沖時(shí)間內(nèi)放電電阻上泄放的能量不變(即k*P_e*t為常數(shù))，為放電電阻可承受的最大泄放能量。

根據(jù)放電電阻的脈沖功率特性曲線，可計(jì)算出放電過程中放電電阻可承受的最大泄放能量Q_Rmax：

Q_Rmax＝k·P_e·t

對(duì)于已選定型號(hào)的放電電阻R1而言，其可承受的最大泄放能量是固定的，即Q_Rmax是常數(shù)?？紤]到直流充電模塊可能出現(xiàn)外部電壓V_o持續(xù)施加在輸出端口的故障工況，在該定頻自適應(yīng)脈寬脈沖放電控制方法中，需保證出現(xiàn)該故障時(shí)在有效脈沖放電時(shí)間t_on內(nèi)放電電阻R1不損壞。若出現(xiàn)外部電壓持續(xù)施加在直流充電模塊輸出端口的故障工況，此時(shí)放電電路以定頻自適應(yīng)脈寬方式放電，則單個(gè)放電周期內(nèi)在放電電阻R1上消耗的能量為：

取放電電阻R1以k_c系數(shù)降額，則在該定頻自適應(yīng)脈寬脈沖放電控制方法中，可計(jì)算出每個(gè)放電周期內(nèi)的有效脈沖放電時(shí)間t_on：

即直流充電模塊出現(xiàn)外部電壓持續(xù)施加在輸出端口的故障工況時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)即使以有效脈沖放電時(shí)間t_on進(jìn)行脈沖放電，放電電阻仍滿足能量和功率降額，不會(huì)導(dǎo)致放電電阻R1損壞。

當(dāng)放電電阻R1的型號(hào)選定后，放電電阻R1的阻值R、放電電阻R1可承受的最大泄放能量Q_Rmax、以及放電電阻R1的降額系數(shù)k_c均為常數(shù)，則有效脈沖放電時(shí)間t_on與放電起始電壓V_o之間是冪函數(shù)關(guān)系，如圖6所示，放電起始電壓越高，允許的有效脈沖放電時(shí)間就越短。同時(shí)也可以看出，即使放電電路持續(xù)導(dǎo)通，直流充電模塊輸出端口的電壓仍不能很快降到0V，因此，該放電控制方法中需要設(shè)定一個(gè)電壓，當(dāng)放電起始電壓不大于設(shè)定電壓時(shí)，則停止放電，以避免脈沖放電無限循環(huán)下去。

在根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓獲取當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間時(shí)，可有兩種實(shí)現(xiàn)方式，下面具體說明：

實(shí)現(xiàn)方式一：直接根據(jù)公式計(jì)算當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間。

在該實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)公式1計(jì)算當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間：

其中，t_on為當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間，R為放電電阻R1的阻值，Q_Rmax為放電電阻R1可承受的最大泄放能量，k_c為降額系數(shù)，V_o為當(dāng)前放電周期的放電起始電壓。

而且，在實(shí)現(xiàn)方式一中，控制器U1采用具有很強(qiáng)計(jì)算能力的微控制器，軟件設(shè)計(jì)出擬合曲線，即t_on＝F(V_o)，變量V_o是所檢測(cè)的當(dāng)前放電周期的放電起始電壓，F(xiàn)為上述公式1所示的冪函數(shù)，通過檢測(cè)放電起始電壓，逐周期計(jì)算當(dāng)前放電周期內(nèi)的有效脈沖放電時(shí)間t_on。

實(shí)現(xiàn)方式二：根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓獲取當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間，具體包括以下步驟：

步驟S301.預(yù)先存儲(chǔ)放電起始電壓數(shù)組及有效脈沖放電時(shí)間數(shù)組，而且，放電起始電壓數(shù)組中的放電起始電壓與有效脈沖放電時(shí)間數(shù)組中的有效脈沖放電時(shí)間滿足以下關(guān)系：

其中，V_oi為放電起始電壓數(shù)組中的放電起始電壓，且放電起始電壓是從最小放電截止電壓到所需放電的最高電壓之間選取的，在圖2所示的實(shí)施例中，所需放電的最高電壓可以為直流充電模塊輸出端口的最高電壓，t_oni為有效脈沖放電時(shí)間數(shù)組中的有效脈沖放電時(shí)間；

步驟S302.根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓從放電起始電壓數(shù)組中確定目標(biāo)放電起始電壓，再從有效脈沖放電時(shí)間數(shù)組中確定與目標(biāo)放電起始電壓所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)有效脈沖放電時(shí)間，并將目標(biāo)有效脈沖放電時(shí)間作為當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間，其中，所確定的目標(biāo)放電起始電壓高于當(dāng)前放電周期的放電起始電壓，且差值最小。

在實(shí)現(xiàn)方式二中，首先對(duì)公式1所示的冪函數(shù)離散化成數(shù)組序列，t_oni＝Fn(V_oi)，i＝1、2、3、…，F(xiàn)n為離散化數(shù)組表達(dá)式，軟件先獲取所檢測(cè)的放電起始電壓，逐周期查詢當(dāng)前放電周期內(nèi)的有效脈沖放電時(shí)間，既能滿足根據(jù)當(dāng)前輸出的放電起始電壓得到最大有效脈沖放電時(shí)間，縮短輸出放電時(shí)間，又能避免公式1的運(yùn)算，節(jié)省了控制器的計(jì)算開銷。

在根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓獲取當(dāng)前有效脈沖放電時(shí)間時(shí)，上述兩種實(shí)現(xiàn)方式的差異只體現(xiàn)在：前者采用軟件實(shí)時(shí)計(jì)算得到t_on，后者采用軟件查表法得到t_on。下文僅以實(shí)現(xiàn)方式二為例進(jìn)行說明：

直流充電模塊可輸出的最高電壓為V_max，最小放電截止電壓為V_end，可在V_max和V_end之間選取x個(gè)點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)放電起始電壓數(shù)組{V_max，V₁，V₂，...，V_x}，對(duì)應(yīng)的有效脈沖放電時(shí)間數(shù)組為{t_on0，t_on1，t_on2，...，t_onx}。其中，t_on0是以V_max為放電起始電壓的有效脈沖放電時(shí)間，t_onx是以V_x為放電起始電壓的有效脈沖放電時(shí)間，且有：

V_max＞V₁＞V₂＞…＞V_x＞V_end

t_on0＜t_on1＜t_on2＜…＜t_onx

得到有效脈沖放電時(shí)間數(shù)組{t_on0，t_on1，t_on2，...，t_onx}后，需要對(duì)應(yīng)放電起始電壓數(shù)組核算每個(gè)放電周期內(nèi)放電電阻上泄放的能量和平均功率。

例如，以直流充電模塊輸出端口的電壓為V_x為例，放電周期內(nèi)放電電阻R1上泄放的能量Q為：

放電周期內(nèi)放電電阻的平均功率P為：

在整個(gè)放電過程中，每個(gè)放電周期內(nèi)放電電阻R1上泄放的能量Q小于Q_Rmax*k_c，每個(gè)放電周期內(nèi)放電電阻R1上的平均功率P小于k*P_e*k_c。

當(dāng)直流充電模塊滿足放電條件時(shí)，控制器獲取直流充電模塊輸出端口的放電起始電壓等級(jí)，并選擇大于或等于當(dāng)前放電起始電壓所對(duì)應(yīng)的有效放電脈沖時(shí)間，作為當(dāng)前放電周期中的有效放電脈沖時(shí)間，以保證放電電阻不會(huì)過功率損壞。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，假定濾波電容C1的電容值C為475uF，放電周期T＝0.2s，放電電阻R1的阻值R為440ohm，放電電阻R1的額定功率P_e為12W，200ms內(nèi)放電電阻R1可承受的最大脈沖功率倍數(shù)k為20，放電電阻R1的降額系數(shù)k_c＝0.8，則放電電阻R1可承受的最大泄放能量Q_Rmax為：

Q_Rmax＝k·P_e·t＝20*12W*200ms＝48J

另外，設(shè)定直流充電模塊可輸出的最高電壓V_max為750V，最小放電截止電壓取V_end為50V，在V_max和V_end之間取14個(gè)點(diǎn)(即間隔50V)得到放電起始電壓數(shù)組{750V，700V，650V，...，100V}，根據(jù)放電電阻R1可承受的最大泄放能量計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的有效脈沖放電時(shí)間數(shù)組{30ms，34ms，40ms，...，200ms}。而且，在該實(shí)施例中，放電起始電壓與有效脈沖放電時(shí)間的關(guān)系曲線如圖7所示。

另外，當(dāng)放電起始電壓低于291V時(shí)，通過公式1計(jì)算可得此時(shí)所對(duì)應(yīng)的有效脈沖放電時(shí)間t_on已大于放電周期時(shí)間T，即放電起始電壓低于291V時(shí)，即使以100％占空比進(jìn)行脈沖放電，也不會(huì)導(dǎo)致放電電阻R1過功率損壞。

另外，還需對(duì)計(jì)算得到的有效脈沖放電時(shí)間數(shù)組中的有效脈沖放電時(shí)間和放電起始電壓進(jìn)行泄放能量和平均功率核算。

首個(gè)放電周期內(nèi)放電電阻R1上泄放的能量為：

首個(gè)放電周期內(nèi)放電電阻的平均功率為：

同理，可以核算出該實(shí)例中所有放電周期的有效脈沖放電時(shí)間均滿足放電電阻R1的降額要求。

若直流充電模塊滿足放電條件時(shí)的端口電壓為750V時(shí)，通過檢索放電起始電壓數(shù)組，可得到首個(gè)放電周期內(nèi)的有效脈沖放電時(shí)間為t_on0為30ms，并以該時(shí)間作為首個(gè)放電周期的有效脈沖放電時(shí)間。第二個(gè)放電周期到來時(shí)的放電起始電壓為649.598V(即首個(gè)放電周期結(jié)束時(shí)的放電截止電壓)，通過檢索放電起始電壓數(shù)組可知，V₃(600V)<649.598V<V₂(650V)，按照電壓取大的原則，可得第二個(gè)放電周期內(nèi)的有效脈沖放電時(shí)間為40ms，并以該時(shí)間作為第二個(gè)放電周期的有效脈沖放電時(shí)間。同理可得到每個(gè)放電周期內(nèi)放電起始電壓對(duì)應(yīng)的有效脈沖放電時(shí)間。

對(duì)直流充電模塊滿足放電條件時(shí)的端口電壓為620V的脈沖放電過程與上面類似，這里不再贅述。

采用該實(shí)施例所述的定頻自適應(yīng)脈寬脈沖放電控制方法，分別對(duì)輸出端口電壓為750V和620V進(jìn)行放電控制，直流充電模塊輸出端口的電壓波形如圖8所示。

采用定頻自適應(yīng)脈寬的脈沖放電控制方法，可在每個(gè)放電周期內(nèi)根據(jù)直流充電模塊輸出端口的放電起始電壓，通過檢索放電起始電壓數(shù)組和有效脈沖放電時(shí)間數(shù)組(或?qū)崟r(shí)計(jì)算)，即可得到當(dāng)前放電周期內(nèi)的有效脈沖放電時(shí)間。

關(guān)于步驟S30，在一個(gè)可選實(shí)施例中，步驟S30具體為：根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓獲取當(dāng)前放電周期時(shí)間，并根據(jù)預(yù)先設(shè)置的有效脈沖放電時(shí)間及所獲取的當(dāng)前放電周期時(shí)間產(chǎn)生當(dāng)前放電周期的脈沖信號(hào)。在該實(shí)施例中，有效脈沖放電時(shí)間t_on可根據(jù)直流充電模塊輸出最大電壓的最惡劣工況來設(shè)計(jì)，即，有效脈沖放電時(shí)間t_on固定不變。而放電周期時(shí)間T根據(jù)直流充電模塊輸出端口的電壓而設(shè)置，即，該實(shí)施例的放電控制方法為定脈寬自適應(yīng)周期的脈沖放電控制方法。具體地，通過T＝f(V_o)，獲取與放電起始電壓V_o對(duì)應(yīng)的放電周期時(shí)間，以達(dá)到對(duì)不同等級(jí)端口電壓進(jìn)行快速放電的目的。

實(shí)施該實(shí)施例的技術(shù)方案，在保證放電電路可靠性的同時(shí)，可在最短的時(shí)間內(nèi)將輸出端口電壓釋放到設(shè)定電壓以下。同時(shí)，由于每個(gè)放電周期內(nèi)的放電起始電壓實(shí)時(shí)檢測(cè)，放電周期時(shí)間也實(shí)時(shí)更新，具有較好的適應(yīng)性。

結(jié)合圖2，若濾波電容C1的容量為C，該直流充電模塊輸出端口的最高電壓為V_max，放電電阻R1的阻值為R，放電電阻R1的額定功率為P_e，根據(jù)圖5得到放電電阻R1可承受的最大泄放能量為Q_Rmax，放電電阻的降額系數(shù)為k_c?？紤]到直流充電模塊可能出現(xiàn)外部最高電壓V_max持續(xù)施加在輸出端口的故障工況，在定脈寬自適應(yīng)周期的脈沖放電控制方法中，需保證出現(xiàn)該故障時(shí)在每個(gè)放電周期內(nèi)放電電阻R1均不損壞。若出現(xiàn)外部高壓持續(xù)施加在直流充電模塊輸出端口的故障工況，此時(shí)放電電路以定脈寬方式放電，則單個(gè)放電周期內(nèi)在放電電阻R1上消耗的能量為常數(shù)：

此時(shí)的放電周期時(shí)間T需保證電阻上的平均功率滿足降額要求。取放電周期內(nèi)放電電阻可承受的最大脈沖功率倍數(shù)為k，則有：

即，

在根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓獲取當(dāng)前放電周期時(shí)間時(shí)，可有兩種實(shí)現(xiàn)方式，下面具體說明：

實(shí)現(xiàn)方式一：直接根據(jù)公式計(jì)算當(dāng)前放電周期時(shí)間。

在該實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)公式2計(jì)算當(dāng)前放電周期時(shí)間：

其中，T為當(dāng)前放電周期時(shí)間，V_o為當(dāng)前放電周期的放電起始電壓，R為放電電阻R1的阻值，P_e為放電電阻R1的額定功率，t_on為有效脈沖放電時(shí)間，k_c為降額系數(shù)，k為預(yù)先確定的放電周期內(nèi)放電電阻可承受的最大脈沖功率倍數(shù)，在此需說明的是，在確定k時(shí)，先預(yù)估一放電周期時(shí)間，并根據(jù)該預(yù)估的放電周期時(shí)間確定對(duì)應(yīng)的k值，然后通過放電周期內(nèi)放電電阻上泄放的能量和平均功率的核算不斷修正預(yù)估的放電周期時(shí)間及其所對(duì)應(yīng)的k值，使預(yù)估的放電周期時(shí)間最接近公式2所計(jì)算的放電周期時(shí)間。

而且，在實(shí)現(xiàn)方式一中，控制器U1采用具有較強(qiáng)計(jì)算能力的微控制器，軟件設(shè)計(jì)出擬合曲線，即T＝F(V_o)，變量V_o是所檢測(cè)的當(dāng)前放電周期的放電起始電壓，F(xiàn)為上述公式2所示冪函數(shù)，通過檢測(cè)放電起始電壓，逐周期計(jì)算當(dāng)前放電周期時(shí)間；

實(shí)現(xiàn)方式二：根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓獲取當(dāng)前放電周期時(shí)間，具體包括以下步驟：

步驟S303.預(yù)先存儲(chǔ)放電起始電壓數(shù)組及放電周期時(shí)間數(shù)組，而且，放電起始電壓數(shù)組中的放電起始電壓與放電周期時(shí)間數(shù)組中的放電周期時(shí)間滿足以下關(guān)系：

其中，V_oi為放電起始電壓數(shù)組中的放電起始電壓，且放電起始電壓是從最小放電截止電壓到所需放電的最高電壓之間選取的，在圖2所示的實(shí)施例中，所需放電的最高電壓可以為直流充電模塊輸出端口的最高電壓，T_i為放電周期時(shí)間數(shù)組中的放電周期時(shí)間；

步驟S304.根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓從放電起始電壓數(shù)組中確定目標(biāo)放電起始電壓，再從放電周期時(shí)間數(shù)組中確定與目標(biāo)放電起始電壓所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)放電周期時(shí)間，并將目標(biāo)放電周期時(shí)間作為當(dāng)前放電周期時(shí)間，其中，所確定的目標(biāo)放電起始電壓高于當(dāng)前放電周期的放電起始電壓，且差值最小。

在實(shí)現(xiàn)方式二種，首先對(duì)公式2所示冪函數(shù)曲線離散化成數(shù)組序列，T_i＝Fn(V_oi)，i＝1、2、3、…，F(xiàn)n為離散化數(shù)組表達(dá)式，軟件先獲取所檢測(cè)的放電起始電壓，逐周期查詢當(dāng)前放電周期所對(duì)應(yīng)的放電周期時(shí)間，既能滿足根據(jù)當(dāng)前輸出的放電起始電壓得到最大有效脈沖放電時(shí)間，縮短輸出放電時(shí)間；又能避免公式2的運(yùn)算，節(jié)省了控制器的計(jì)算開銷。

在根據(jù)當(dāng)前放電周期的放電起始電壓獲取當(dāng)前放電周期時(shí)間時(shí)，上述兩種實(shí)現(xiàn)方式的差異只體現(xiàn)在：前者采用軟件實(shí)時(shí)計(jì)算得到T，后者采用軟件查表法得到T，后文不再同時(shí)贅述，下文僅以實(shí)現(xiàn)方式二為例進(jìn)行說明：

直流充電模塊可輸出的最高電壓為V_max，最小放電截止電壓為V_end，可在V_max和V_end之間選取x個(gè)點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)與放電起始電壓數(shù)組{V_max，V₁，V₂，...，V_x}，對(duì)應(yīng)的放電周期時(shí)間數(shù)組為{T₀，T₁，T₂，...，T_x}。其中，T₀是以V_max為放電起始電壓的放電周期時(shí)間，T_x是以V_x為放電起始電壓的放電周期時(shí)間，且有：

V_max＞V₁＞V₂＞…＞V_x＞V_end

T₀＞T₁＞T₂＞…＞T_x

至此，便可得到與放電起始電壓數(shù)組對(duì)應(yīng)的脈沖放電周期時(shí)間數(shù)組{T₀，T₁，T₂，...，T_x}。然后，還需要對(duì)應(yīng)放電起始電壓數(shù)組核算每個(gè)放電周期內(nèi)放電電阻上泄放的能量和平均功率。

例如，以直流充電模塊輸出端口的電壓為V_x為例，放電周期內(nèi)放電電阻R1上泄放的能量Q為：

放電周期內(nèi)放電電阻的平均功率P為：

在整個(gè)放電過程中，每個(gè)放電周期內(nèi)放電電阻R1上泄放的能量和平均功率均要滿足降額要求。

當(dāng)直流充電模塊滿足放電條件時(shí)，控制器獲取直流充電模塊輸出端口的放電起始電壓等級(jí)，并選擇大于或等于當(dāng)前放電起始電壓所對(duì)應(yīng)的放電周期時(shí)間，作為本次脈沖放電的放電周期時(shí)間，以保證放電電阻不會(huì)過功率損壞。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，假定直流充電模塊輸出側(cè)濾波電容C1的電容值C為475uF，放電電阻R1的阻值R為440ohm，放電電阻R1的額定功率P_e為12W，放電電阻R1的降額系數(shù)k_c為0.8，初步取放電電阻R在200ms內(nèi)可承受的最大脈沖功率倍數(shù)k＝20，則放電過程中電阻可承受的最大泄放能量Q_Rmax為：

Q_Rmax＝k·P_e·t＝20*12W*200ms＝48J

以直流充電模塊輸出最大電壓的最惡劣工況設(shè)計(jì)脈沖放電周期內(nèi)的有效脈沖放電時(shí)間t_on，則有：

則在該實(shí)施例的定脈寬自適應(yīng)周期脈沖放電控制方法中，將有效脈沖放電時(shí)間設(shè)計(jì)為30ms，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)與放電起始電壓數(shù)組一一對(duì)應(yīng)的放電周期時(shí)間數(shù)組。

另外，設(shè)定直流充電模塊可輸出的最高電壓V_max為750V，最小脈沖放電截止電壓取V_end為50V，在V_max和V_end之間取14個(gè)點(diǎn)(即間隔50V)得到放電起始電壓數(shù)組{750V，700V，650V，...，100V}，根據(jù)放電電阻R1可承受的最大泄放能量計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的放電周期時(shí)間數(shù)組為{200ms，174ms，150ms，...，30ms}。而且，在該實(shí)施例中，放電起始電壓與放電周期時(shí)間的關(guān)系曲線如圖9所示。

另外，當(dāng)放電起始電壓低于291V時(shí)，計(jì)算得到的放電周期時(shí)間已小于有效脈沖放電時(shí)間，即放電起始電壓低于291V時(shí)，即使以100％占空比進(jìn)行脈沖放電，也不會(huì)導(dǎo)致放電電阻過功率損壞。

此時(shí)，還需對(duì)計(jì)算得到的放電周期時(shí)間數(shù)組中的放電周期時(shí)間和放電起始電壓進(jìn)平均功率核算。放電周期內(nèi)放電電阻R1上的平均功率P₀為：

同理，可以核算出當(dāng)放電起始電壓高于291V時(shí)，計(jì)算得到的放電周期時(shí)間內(nèi)放電電阻上的平均功率均為166.691W，均滿足放電電阻R1的功率降額要求。

若模塊滿足放電條件時(shí)的端口電壓為750V時(shí)，通過檢索放電起始電壓數(shù)組，可得到首個(gè)放電周期時(shí)間T₀為200ms，并以該時(shí)間作為首個(gè)放電周期時(shí)間。第二個(gè)放電周期到來時(shí)的放電起始電壓為649.598V(即首個(gè)放電周期結(jié)束時(shí)的放電截止電壓)，通過檢索放電起始電壓數(shù)組可知，V₃(600V)<649.598V<V₂(650V)，按照電壓取大的原則，可得第二個(gè)脈沖放電周期時(shí)間為150ms，并以該時(shí)間作為第二個(gè)放電周期時(shí)間。同理可得到與放電起始電壓對(duì)應(yīng)的放電周期時(shí)間。

對(duì)直流充電模塊滿足放電條件時(shí)的端口電壓為620V的脈沖放電過程與上面類似，這里不再贅述。

采用該實(shí)施例的定脈寬自適應(yīng)周期脈沖放電控制方法，對(duì)輸出端口的電壓分別為750V和620V時(shí)進(jìn)行放電控制時(shí)輸出端口的電壓波形如圖10所示。

采用定脈寬自適應(yīng)周期的脈沖放電控制方法，在有效脈沖放電時(shí)間固定的前提下，可在每個(gè)放電周期開始時(shí)，根據(jù)放電起始電壓，通過檢索放電起始電壓數(shù)組和放電周期時(shí)間數(shù)組(或?qū)崟r(shí)計(jì)算)，即可得到當(dāng)前放電周期的放電周期時(shí)間，使放電電阻在放電周期內(nèi)平均功率相等，在保證可靠性的同時(shí)，提高放電電阻利用率，在最短時(shí)間內(nèi)將輸出端口電壓下降到安全電壓以下。

關(guān)于步驟S40，在一個(gè)可選實(shí)施例中，結(jié)合圖11，步驟S40具體包括以下步驟：

步驟S401.判斷故障標(biāo)志位是否置位，若是，則執(zhí)行步驟S410；若否，則執(zhí)行步驟S402；

步驟S402.計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)；

步驟S403.判斷計(jì)時(shí)時(shí)間是否到達(dá)當(dāng)前放電周期的有效脈沖放電時(shí)間，若否，則執(zhí)行步驟S404；若是，則執(zhí)行步驟S405；

步驟S404.輸出高電平，以控制開關(guān)管導(dǎo)通，然后執(zhí)行步驟S403；

步驟S405.輸出低電平，以控制開關(guān)管關(guān)斷；

步驟S406.判斷計(jì)時(shí)時(shí)間是到達(dá)到當(dāng)前放電周期時(shí)間，若否，則執(zhí)行步驟S405；若是，則執(zhí)行步驟S407；

步驟S407.計(jì)時(shí)器清零；

步驟S408.獲取當(dāng)前放電周期的放電起始電壓和放電截止電壓，并判斷當(dāng)前放電周期的放電截止電壓與放電起始電壓的比值是否大于預(yù)設(shè)值，若是，則發(fā)生外部高壓持續(xù)施加在輸出端口的單一故障，執(zhí)行步驟S409；若否，則開始進(jìn)行下一放電周期的步驟；

步驟S409.置位故障標(biāo)志位；

步驟S410.停止放電。

關(guān)于步驟S408中的預(yù)設(shè)值，在此需說明的是：

當(dāng)直流充電模塊出現(xiàn)外部高壓持續(xù)施加在其輸出端口的單一故障時(shí)，即使輸出端口的放電電路經(jīng)過一個(gè)放電周期，其輸出端口的電壓仍然保持不變，未出現(xiàn)預(yù)期的輸出端口電壓下降的情況，則可判斷此時(shí)直流充電模塊發(fā)生了外部高壓持續(xù)施加在輸出端口的單一故障，此時(shí)應(yīng)禁止放電電路動(dòng)作。

當(dāng)直流充電模塊的輸出端口在正常放電時(shí)，在有效脈沖放電時(shí)間t_on內(nèi)，直流充電模塊的輸出端口的電壓由V0(放電起始電壓)逐漸減小到V1(放電截止電壓)，且兩者滿足下式關(guān)系：

由上式可知，在放電周期內(nèi)，放電截止電壓與放電起始電壓的比值與有效脈沖放電時(shí)間t_on有關(guān)，t_on時(shí)間越長(zhǎng)，則放電截止電壓與放電起始電壓的比值越小。

對(duì)于定頻自適應(yīng)脈寬的脈沖信號(hào)，首個(gè)放電周期內(nèi)的有效脈沖放電時(shí)間t_on最短，放電脈沖截止電壓與放電脈沖起始電壓的比值也最大，例如上述實(shí)施例中首個(gè)放電周期內(nèi)的放電截止電壓與放電起始電壓的比值為0.866，隨著放電周期個(gè)數(shù)的增加，該比值逐漸減小。因此，這種情況下，可根據(jù)放電過程中放電截止電壓與放電起始電壓比值的最大值來設(shè)置放電故障檢測(cè)的預(yù)設(shè)值，例如可設(shè)置成0.9。

對(duì)于定脈寬自適應(yīng)周期的脈沖信號(hào)，由于有效脈沖放電時(shí)間t_on固定不變，例如上述實(shí)施例中有效脈沖放電時(shí)間t_on固定為30ms，因此整個(gè)放電過程中，每個(gè)放電周期內(nèi)放電截止電壓與放電起始電壓的比值也固定不變，均為0.866，因此，這種情況下，可直接參照放電截止電壓與放電起始電壓的比值來設(shè)置放電故障檢測(cè)的預(yù)設(shè)值，例如可設(shè)置成0.866。

若k_f為所設(shè)置的放電故障檢測(cè)的預(yù)設(shè)值。每個(gè)放電周期結(jié)束時(shí)，將該放電周期內(nèi)的放電截止電壓和放電起始電壓進(jìn)行比較，若放電截止電壓大于放電起始電壓的k_f倍時(shí)，則可判斷此時(shí)直流充電模塊發(fā)生了外部高壓持續(xù)施加在輸出端口的單一故障，即可認(rèn)為直流充電模塊發(fā)生了放電失效故障，相關(guān)標(biāo)志置位，禁止下一放電周期的脈沖放電。另外，還需說明的是，該故障檢測(cè)邏輯嵌套在放電控制中執(zhí)行。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，若采用上述實(shí)施例所示的電路參數(shù)，直流充電模塊發(fā)生外部高壓持續(xù)施加在輸出端口的故障時(shí)，經(jīng)過首個(gè)有效脈沖放電時(shí)間t_on后，直流充電模塊輸出端口的電壓仍保持750V不變，在首個(gè)有效脈沖放電時(shí)間內(nèi)，放電電阻R1上泄放的能量為：

取放電電阻R1的降額系數(shù)k_c＝0.8，放電電阻R1上的平均功率P₁為：

即使直流充電模塊發(fā)生外部高壓持續(xù)施加的單一故障，直流充電模塊采用上述實(shí)施例的放電控制方法對(duì)直流充電模塊輸出端口的電壓進(jìn)行放電控制時(shí)，首個(gè)放電周期內(nèi)仍滿足放電電阻R1的降額要求，因此只要能及時(shí)判斷故障的發(fā)生，放電電阻就沒有風(fēng)險(xiǎn)。

上述實(shí)施例的故障檢測(cè)方法適用于所有采用脈沖放電控制的場(chǎng)合，可有效提高脈沖放電電路的可靠性，避免放電電阻過熱損壞。

另外，上述放電控制方法的應(yīng)用場(chǎng)合并不僅局限于直流充電模塊，本領(lǐng)域涉及到濾波電容放電的應(yīng)用場(chǎng)合，本發(fā)明所述放電控制方法都適應(yīng)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何纂改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。