本发明公开一种多能互补车载电源装置及控制方法，包括：太阳能光伏组件、柴油发电机、交流充电机、底盘发电机、第一选通模块、同相DCAC模块、第一PDU模块、双向ACDC模块、双向DCDC模块、双电池隔离器、升压DCDC模块、第二选通模块、第二PDU模块、降压DCDC模块及DSP控制器、低压蓄电池、高压蓄电池、交流负载、直流负载；本发明可接入外部补能设备有交流充电桩、柴油发电机、太阳能电池组件、底盘发电机、直流充电桩；可接入外部储能设备有低压蓄电池和高压蓄电池；可接入外部用电负载有直流负载和交流负载。
1.一种多能互补车载电源装置的控制方法，其特征在于：
所述装置包括：太阳能光伏组件、柴油发电机、交流充电机、底盘发电机、第一选通模块、同相DCAC模块、第一PDU模块、双向ACDC模块、双向DCDC模块、双电池隔离器、升压DCDC模块、第二选通模块、第二PDU模块、降压DCDC模块及DSP控制器、低压蓄电池、高压蓄电池、交流负载、直流负载；
所述第一选通模块用于自动切换来自所述交流充电机或柴油发电机的电能，并将其馈送至第一PDU模块；
所述同相DCAC模块用于转化来自太阳能光伏组件的电能，并调节相序同步至第一PDU模块；
所述第一PDU模块用于汇聚来自第一选通模块、同相DCAC模块、双向AC/DC模块的电能，并自动调节和分配给交流负载；
所述双向ACDC模块分别与第一PDU模块、双向DCDC模块连接，用于高压蓄电池的充电和放电双向变换，并将其交流电能馈送至第一PDU模块；
所述双向DCDC模块用于对高压蓄电池进行充放电调节，并将其直流电能馈送至第二PDU模块；
所述双电池隔离器用于自动隔离所述底盘发电机对低压蓄电池和高压蓄电池的充电控制，在低压蓄电池充电完成后自动切换到高压蓄电池充电；
所述升压DCDC模块用于提升来自双电池隔离器对高压蓄电池的充电电压；
所述第二选通模块用于自动切换来自直流充电机或升压DCDC模块的电能，并馈送至第二PDU模块；
所述第二PDU模块用于汇聚来自第二选通模块、双向DC/DC模块的电能，并通过降压DCDC模块自动分配给直流负载；
所述降压DCDC模块用于调节来自第二PDU模块的高压直流电能，使其降至安全的低电压直流供电；
所述DSP控制器，分别与升压DCDC模块、双向ACDC模块、双向DCDC模块、同相DCAC模块连接，用于控制相应模块的电能调节和电力变换；
所述第一选通模块包括：接触器KM1、接触器KM2和接触器KM3、触点开关K1、K1'、K2、K3；
当交流充电机接入第一选通模块时，接触器KM1线圈通电，触点开关K1接通，接触器KM2线圈通电后，触点开关K1'和K2断开，触点开关K3保持接通状态，则交流充电机的电能经第一选通模块输送到第一PDU模块；
当柴油发电机接入第一选通模块时，接触器KM1线圈断电，触点开关K1断开，接触器KM2线圈断电，触点开关K1'和K2保持接通状态，接触器KM3线圈通电，触点开关K3断开，则柴油发电机的电能经第一选通模块输送到第一PDU模块；
所述同相DCAC模块包括：DC/DC调节器、DC/AC变流器和第一LC滤波器；
当太阳能电池组件接入同相DCAC模块时，在其输入端产生的直流电压Ui，经DC/DC调节器调节升压或降压为u1，当第一A/D转换器检测到u1大于DC/AC变流器的启动电压u0时，DSP控制器通过第二A/D转换器和第一电压锁相检测到由第一电感L1、第二电感L2和第三电容C3构成的第一LC滤波器的输出端基波电压Ud1，在1/f周期内调节DC/AC变流器的输出电压U0，其中，Rs为等效电路的内阻，Ud1＝0.9u1，i1为DC/DC调节器调节后的电流，f表示频率；
所述双向ACDC模块用于高压蓄电池的充电和放电双向变换，并将其交流电能馈送至第一PDU模块，包括：当来自第一PDU模块的交流电压Uac经由第三电感L3和第四电容C4所构成的第二LC滤波器接入第一双向全桥时：当交流电压Uac处于正半周期，且t＝0时刻，DSP控制器通过第二谐波检测和第三A/D转换器采集交流电压Uac的基波电压有效值Uc2，并给第一双向全桥的第一MOS管和第四MOS管施加触发脉冲使其开通，则第一双向全桥的输出端产生直流电压Ud2＝Uac；
当交流电压Uac处于负半周期，且t＝π时刻，DSP控制器给第一双向全桥的第二MOS管和第三MOS管施加触发脉冲使其开通，此时通过第一MOS管和第四MOS管的电流迅速转移到第二MOS管和第三MOS管上，则第一双向全桥的输出直流电压如下：其中，w表示角频率，α表示t＝0时刻的初相角；
当第一双向全桥在DSP控制器施加触发脉冲使第一MOS管和第四MOS管开通、第二MOS管和第三MOS管断开时，Uac电压为正；
当DSP控制器施加触发脉冲使第一MOS管和第四MOS管断开，第二MOS管和第三MOS管开通，Uac电压为负，第一双向全桥两端的直流电压Ud2在相差180°的两个半周期内被移相调节为交流电压Uac；
所述双向DCDC模块包括：第二双向全桥、原边谐振器、变压器、副边谐振器和第三双向全桥；
双向DCDC模块采用占空比控制的模式，根据充电电压大小不同，对高压蓄电池进行恒压、恒流或恒功率充放电控制，实现DC/DC调压与隔离；
双向DCDC模块采用占空比控制的模式，根据充电电压大小不同，对高压蓄电池进行恒压、恒流或恒功率充放电控制，包括：高压直流侧反馈电压u2经过第四A/D转换器接到DSP控制器，与设定好的基准电压u2_ref比较后，二者的差值为偏差电压信号PI(u)，经电压测量CV和极限运算Limit后产生压控信号VCO，并输入到DSP控制器的PWM模块，PWM模块根据偏差电压信号PI(u)在U‑I平面的第一象限分别调节第二双向全桥、第三双向全桥的MOS管所对应触发脉冲G1、G2的占空比，从而控制直流电压Ud2；
高压直流侧反馈电流i2经过第四A/D转换器接到DSP控制器，与设定好的基准电流i2_ref比较后，二者的差值为偏差电流信号PI(i)，经电流测量CC和极限运算Limit后产生压控信号VCO，并输入到DSP控制器的PWM模块，PWM模块根据偏差电流信号PI(i)在U‑I平面的第二象限分别调节第二双向全桥、第三双向全桥的MOS管所对应触发脉冲G1、G2的占空比，从而控制低压直流侧输出电流；
所述升压DCDC模块由隔离BOOST电路和N倍压电路构成，用于提升来自双电池隔离器对高压蓄电池的充电电压，其中N为正整数；
当双电池隔离器输出的低压直流V1通过DSP控制器给定隔离BOOST电路中MOS管D1和D2触发脉冲的占空比时，调节V1使其升至直流电压Vm，采用以下方法进行计算：令占空比D1＝1/2，Vm＝V1/(1‑D)；
所述升压DCDC模块的N倍压电路与隔离BOOST电路级联，将直流电压Vm升压至V2，采用以下方法进行计算：所述第二选通模块用于自动切换直流充电机或升压DCDC模块的电能，并馈送至第二PDU模块，其控制方法与第一选通模块的控制方法相同；
所述降压DCDC模块用于调节第二PDU模块的高压直流电能，使其降至安全的低电压直流供电，其控制方法采用BUCK型DCDC转换器实现。
2.一种多能互补车载电源装置，其特征在于，应用于权利要求1所述的多能互补车载电源装置的控制方法。
一种多能互补车载电源装置及控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及新能源汽车和移动电源车领域，具体涉及一种多能互补车载电源装置及其控制方法。
背景技术
[0002] 随着化石能源枯竭的趋势加剧以及燃油车尾气排放导致的空气污染日趋严重，新能源汽车的电动化已经大势所趋。然而，现有新能源汽车以插电式电动汽车为主，其行驶里程受到动力电池的能量密度和电池容量的影响，长续航的问题无法在短期内取得技术突破；同时，由于采用插电式充电接口，动力电池的能量再生完全依赖于交、直流充电桩，因此充电桩的配套建设的不足会引起充电不便的问题。
[0003] 移动电源车作为专用汽车在雪灾、火灾、地震等自然灾害抢险救灾中发挥了不可替代的作用。而房车作为一种多功能移动电源车，给人们的远行和度假带来极大的便利。然而，现有移动电源车采用柴油发电机组提供应急电力，对工作环境提出苛刻的要求，在一些环境恶劣、路面情况复杂的野外很难正常运行，而且柴油发电机组存在燃料消耗、烟气排放及噪音污染等诸多问题。
发明内容
[0004] 随着新能源汽车和移动电源车的市场规模不断扩大，为了有效解决燃料消耗、烟气排放、噪音污染及充电难和里程焦虑等问题，本发明提供一种多能互补车载电源装置及控制方法，可适用于以电池动力源或储能源的小型汽车、应急救援车、厢式货车、旅行房车等，行车中由太阳能电池和底盘发电机提供电能补给，也可以在驻车后由交流充电桩、直流充电桩或柴油发电机提供电能补给。
[0005] 当车辆上配置有低压蓄电池和高压蓄电池分别作为启动电池和储能电池使用时，由于两组电池的电压、电流和电量相差较大，如果采用现有调压、换流装置，则接口复杂多样、系统设计庞大，难以适应车辆在多通道充电和放电时的电力变换要求。因此，有必要提出一种双向电力变换电源装置及控制方法。
[0006] 此外，为了适应车辆在行驶和驻停两种状态下的多种充电蓄能方式的要求，提高多能互补充电的综合效应，使充电方式更灵活，电能转换更智能、更高效。因此，有必要提出一种耦合式电力变换电源装置及控制方法。
[0007] 综上所述，本发明提出一种双向、耦合式电力变换电源装置及控制方法，以满足车辆在行驶和驻停两种状态下的多能互补充电和多通道放电的一般要求。
[0008] 具体如下：
[0009] 一种多能互补车载电源装置，包括：太阳能光伏组件、柴油发电机、交流充电机、底盘发电机、第一选通模块、同相DCAC模块、第一PDU模块、双向ACDC模块、双向DCDC模块、双电池隔离器、升压DCDC模块、第二选通模块、第二PDU模块、降压DCDC模块及DSP控制器、低压蓄电池、高压蓄电池、交流负载、直流负载；
[0010] 所述第一选通模块用于自动切换来自所述交流充电机或柴油发电机的电能，并将其馈送至第一PDU模块；
[0011] 所述同相DCAC模块用于转化来自太阳能电池组件的电能，并调节相序同步至第一PDU模块；
[0012] 所述第一PDU模块用于汇聚来自第一选通模块、同相DCAC模块、双向AC/DC模块的电能，并自动调节和分配给交流负载；
[0013] 所述双向ACDC模块分别与第一PDU模块、双向DCDC模块连接，用于高压蓄电池的充电和放电双向变换，并将其交流电能馈送至第一PDU模块；
[0014] 所述双向DCDC模块用于对高压蓄电池进行充放电调节，并将其直流电能馈送至第二PDU模块；
[0015] 所述双电池隔离器用于自动隔离所述底盘发电机对低压蓄电池和高压蓄电池的充电控制，在低压蓄电池充电完成后自动切换到高压蓄电池充电；
[0016] 所述升压DCDC模块用于提升来自双电池隔离器对高压蓄电池的充电电压；
[0017] 所述第二选通模块用于自动切换来自直流充电机或升压DCDC模块的电能，并馈送至第二PDU模块；
[0018] 所述第二PDU模块用于汇聚来自第二选通模块、双向DC/DC模块的电能，并通过降压DCDC模块自动分配给直流负载；
[0019] 所述降压DCDC模块用于调节来自第二PDU模块的高压直流电能，使其降至安全的低电压直流供电；
[0020] 所述DSP控制模块，分别与升压DCDC模块、双向ACDC模块、双向DCDC模块、同相DCAC模块连接，用于控制相应模块的电能调节和电力变换。
[0021] 另一方面，本发明还提供一种多能互补车载电源装置的控制方法，应用于多能互补车载电源装置，所述控制方法包括：
[0022] 所述第一选通模块包括：接触器KM1、接触器KM2和接触器KM3、触点开关K1、K1'、K2、K3；
[0023] 第一选通模块的控制方法如下：
[0024] 当交流充电机接入第一选通模块时，接触器KM1线圈通电，触点开关K1接通，接触器KM2线圈通电后，触点开关K1'和K2断开，触点开关K3保持接通状态，则交流充电机的电能经第一选通模块输送到第一PDU模块；
[0025] 当柴油发电机接入第一选通模块时，接触器KM1线圈断电，触点开关K1断开，接触器KM2线圈断电，触点开关K1'和K2保持接通状态，接触器KM3线圈通电，触点开关K3断开，则柴油发电机的电能经第一选通模块输送到第一PDU模块。
[0026] 进一步地，所述同相DCAC模块由DC/DC调节器、DC/AC变流器和第一LC滤波器构成。
[0027] 当太阳能电池组件接入同相DCAC模块时，在其输入端产生的直流电压Ui，经DC/DC调节器调节升压或降压为u1，当第一A/D转换器检测到u1大于DC/AC变流器的启动电压u0时，DSP控制器通过第二A/D转换器和第一电压锁相检测到由第一电感L1、第二电感L2和第三电容C3构成的第一LC滤波器的输出端基波电压Ud1，在1/f周期内调节DC/AC变流器的输出电压U0，
[0028]
[0029] 其中，Ud1为第一电压锁相的电压，Rs为等效电路的内阻，Ud1＝0.9u1，i1为DC/DC调节器调节后的电流。
[0030] 进一步地，所述双向ACDC模块用于高压蓄电池的充电和放电双向变换，并将其交流电能馈送至第一PDU模块，包括：
[0031] 当来自第一PDU模块的交流输入电压Uac经由第三电感L3和第四电容C4所构成的第二LC滤波器接入第一双向全桥时：
[0032] 当Uac处于正半周期，且t＝0时刻，DSP控制器通过第二谐波检测和第三A/D转换器采集交流输入端Uac的基波电压Uc2，并给第一双向全桥的第一MOS管和第四MOS管施加触发脉冲使其开通，则第一双向全桥的输出端产生直流电压Ud2＝Uac；
[0033] 当Uac处于负半周期，且t＝π时刻，DSP控制器给第一双向全桥的第二MOS管和第三MOS管施加触发脉冲使其开通，此时通过第一MOS管和第四MOS管的电流迅速转移到第二MOS管和第三MOS管上，则第一双向全桥的输出直流电压如下：
[0034]
[0035] 其中，w表示角频率，α表示t＝0时刻的初相角；
[0036] 当第一双向全桥在DSP控制器施加触发脉冲使第一MOS管和第四MOS管开通、第二MOS管和第三MOS管断开时，Uac电压为正；
[0037] 当DSP控制器施加触发脉冲使第一MOS管和第四MOS管断开，第二MOS管和第三MOS管开通，Uac电压为负，第一双向全桥两端的直流电压Ud2在相差180°的两个半周期内被移相调节为交流电压Uac；
[0038]
[0039] 其中，n为正整数；
[0040] 其中，交流电压Uac的基波电压幅值
[0041] 交流电压Uac的基波电压有效值
[0042] 进一步地，所述双向DCDC模块包括：第二双向全桥、原边谐振器、变压器、副边谐振器和第三双向全桥；
[0043] 双向DCDC模块采用占空比控制的模式，根据充电电压大小不同，对高压蓄电池进行恒压、恒流或恒功率充放电控制，实现DC/DC调压与隔离；
[0044] 进一步地，双向DCDC模块采用占空比控制的模式，根据充电电压大小不同，对高压蓄电池进行恒压、恒流或恒功率充放电控制，包括：
[0045] 高压直流侧反馈电压u2经过第四A/D转换器接到DSP控制器，与设定好的基准电压u2_ref比较后，二者的差值为偏差电压信号PI(u)，经电压测量CV和极限运算Limit后产生压控信号VCO，并输入到DSP控制器的PWM模块，PWM模块根据偏差电压信号PI(u)在U‑I平面的第一象限分别调节第二双向全桥、第三双向全桥的MOS管所对应触发脉冲G1、G2的占空比，从而控制低压直流侧输出电压Ud2；
[0046] 高压直流侧反馈电流i2经过第四A/D转换器接到DSP控制器，与设定好的基准电流i2_ref比较后，二者的差值为偏差电流信号PI(i)，经电流测量CC和极限运算Limit后产生压控信号VCO，并输入到DSP控制器的PWM模块，PWM模块根据偏差电流信号PI(i)在U‑I平面的第二象限分别调节第二双向全桥、第三双向全桥的MOS管所对应触发脉冲G1、G2的占空比，从而控制低压直流侧输出电流。
[0047] 进一步地，所述升压DCDC模块由隔离BOOST电路和N倍压电路构成，用于提升来自双电池隔离器对高压蓄电池的充电电压；
[0048] 当双电池隔离器输出的低压直流V1通过DSP控制器给定隔离BOOST电路中MOS管D1和D2触发脉冲的占空比时，调节V1使其升至直流电压Vm，采用以下方法进行计算：
[0049] 令占空比D1＝1/2，Vm＝V1/(1‑D)；
[0050] 所述升压DCDC模块的N倍压电路与隔离BOOST电路级联，将直流电压Vm升压至V2，采用以下方法进行计算：
[0051]
[0052] 进一步地，所述第二选通模块用于自动切换直流充电机或升压DCDC模块的电能，并馈送至第二PDU模块，其控制方式与第一选通模块相同。
[0053] 进一步地，所述降压DCDC模块用于调节第二PDU模块的高压直流电能，使其降至安全的低电压直流供电，其控制方式采用现有BUCK型DCDC转换器实现。
[0054] 技术效果：本电源装置可接入外部补能设备有交流充电桩、柴油发电机、太阳能电池组件、底盘发电机、直流充电桩；可接入外部储能设备有低压蓄电池和高压蓄电池；可接入外部用电负载有直流负载和交流负载。
附图说明
[0055] 图1为本发明提供的装置系统工作原理图
[0056] 图2为本发明提供的第一选通模块的工作原理图
[0057] 图3为本发明提供的同相DC/AC模块工作原理图
[0058] 图4为本发明提供的双向AC/DC模块和双向DCDC工作原理图
[0059] 图5为本发明提供的双向DC/DC模块控制算法模型
[0060] 图6为本发明提供的升压DC/DC模块倍压电路正半周等效电路图
[0061] 图7为本发明提供的升压DC/DC模块倍压电路负半周等效电路图
[0062] 图8为本发明提供的升压DC/DC模块倍压电路多级联等效电路图
具体实施方式
[0063] 下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0064] 具体如下：
[0065] 如图1所示，一种多能互补车载电源装置，包括：太阳能光伏组件、柴油发电机、交流充电机、底盘发电机、第一选通模块、同相DCAC模块、第一PDU模块、双向ACDC模块、双向DCDC模块、双电池隔离器、升压DCDC模块、第二选通模块、第二PDU模块、降压DCDC模块及DSP控制器、低压蓄电池、高压蓄电池、交流负载、直流负载；
[0066] 所述第一选通模块用于自动切换来自所述交流充电机或柴油发电机的电能，并将其馈送至第一PDU模块；
[0067] 所述同相DCAC模块用于转化来自太阳能电池组件的电能，并调节相序同步至第一PDU模块；
[0068] 所述第一PDU模块用于汇聚来自第一选通模块、同相DCAC模块、双向AC/DC模块的电能，并自动调节和分配给交流负载；
[0069] 所述双向ACDC模块分别与第一PDU模块、双向DCDC模块连接，用于高压蓄电池的充电和放电双向变换，并将其交流电能馈送至第一PDU模块；
[0070] 所述双向DCDC模块用于对高压蓄电池进行充放电调节，并将其直流电能馈送至第二PDU模块；
[0071] 所述双电池隔离器用于自动隔离所述底盘发电机对低压蓄电池和高压蓄电池的充电控制，在低压蓄电池充电完成后自动切换到高压蓄电池充电；
[0072] 所述升压DCDC模块用于提升来自双电池隔离器对高压蓄电池的充电电压；
[0073] 所述第二选通模块用于自动切换来自直流充电机或升压DCDC模块的电能，并馈送至第二PDU模块；
[0074] 所述第二PDU模块用于汇聚来自第二选通模块、双向DC/DC模块的电能，并通过降压DCDC模块自动分配给直流负载；
[0075] 所述降压DCDC模块用于调节来自第二PDU模块的高压直流电能，使其降至安全的低电压直流供电；
[0076] 所述DSP控制模块，分别与升压DCDC模块、双向ACDC模块、双向DCDC模块、同相DCAC模块连接，用于控制相应模块的电能调节和电力变换。
[0077] 另一方面，本发明还提供一种多能互补车载电源装置的控制方法，应用于多能互补车载电源装置，所述控制方法包括：
[0078] 如图2所示，所述第一选通模块包括：接触器KM1、接触器KM2和接触器KM3、触点开关K1、K1'、K2、K3；图2中L，L1，L2均表示交流电的火线，N，N1，N2均表示交流电的零线。
[0079] 第一选通模块的控制方法如下：
[0080] 当交流充电机接入第一选通模块时，接触器KM1线圈通电，触点开关K1接通，接触器KM2线圈通电后，触点开关K1'和K2断开，触点开关K3保持接通状态，则交流充电机的电能经第一选通模块输送到第一PDU模块；
[0081] 当柴油发电机接入第一选通模块时，接触器KM1线圈断电，触点开关K1断开，接触器KM2线圈断电，触点开关K1'和K2保持接通状态，接触器KM3线圈通电，触点开关K3断开，则柴油发电机的电能经第一选通模块输送到第一PDU模块。
[0082] 进一步地，如图3所示，所述同相DCAC模块由DC/DC调节器、DC/AC变流器和第一LC滤波器，用于转化来自太阳能电池组件的电能并调节相序同步至第一PDU模块。
[0083] 当太阳能电池组件接入同相DCAC模块时，在其输入端产生的直流电压Ui，经DC/DC调节器调节升压或降压为u1，当第一A/D转换器检测到u1大于DC/AC变流器的启动电压u0时，DSP控制器通过第二A/D转换器和第一电压锁相检测到由第一电感L1、第二电感L2和第三电容C3构成的第一LC滤波器的输出端基波电压Ud1，在1/f周期内调节DC/AC变流器的输出电压U0，
[0084]
[0085] 其中，Ud1为第一电压锁相的电压，Rs为等效电路的内阻，Ud1＝0.9u1，i1为DC/DC调节器调节后的电流，f表示频率。
[0086] 进一步地，所述双向ACDC模块用于高压蓄电池的充电和放电双向变换，并将其交流电能馈送至第一PDU模块，
[0087] 进一步地，所述双向DCDC模块包括：第二双向全桥、原边谐振器、变压器、副边谐振器和第三双向全桥，
[0088] 其中原边谐振器由电容Cr1、电容Cr2、电感Lr及变压器T1和T2的原边线圈组成；副边谐振器由电容Cr3和变压器T1、T2的副边线圈组成；E1和E2分别是双向DCDC模块的直流低压侧和高压侧的滤波电容。
[0089] 如图4所示。
[0090] 当来自第一PDU模块的交流电压Uac经由第三电感L3和第四电容C4所构成的第二LC滤波器接入第一双向全桥时：
[0091] 当Uac处于正半周期，且t＝0时刻，DSP控制器通过第二谐波检测和第三A/D转换器采集交流电压Uac的基波电压Uc2，并给第一双向全桥的第一MOS管和第四MOS管施加触发脉冲使其开通，则第一双向全桥的输出端产生直流电压Ud2＝Uac；
[0092] 当Uac处于负半周期，且t＝π时刻，DSP控制器给第一双向全桥的第二MOS管和第三MOS管施加触发脉冲使其开通，此时通过第一MOS管和第四MOS管的电流迅速转移到第二MOS管和第三MOS管上，则第一双向全桥的输出直流电压如下：
[0093]
[0094] 其中，w表示角频率，α表示t＝0时刻的初相角；
[0095] 当第一双向全桥在DSP控制器施加触发脉冲使第一MOS管和第四MOS管开通、第二MOS管和第三MOS管断开时，Uac电压为正；
[0096] 当DSP控制器施加触发脉冲使第一MOS管和第四MOS管断开，第二MOS管和第三MOS管开通，Uac电压为负，第一双向全桥两端的直流电压Ud2在相差180°的两个半周期内被移相调节为交流电压Uac；
[0097]
[0098] 其中，n为正整数；
[0099] 其中，交流电压Uac的基波电压幅值
[0100]
[0101] 交流电压Uac的基波电压有效值
[0102] 进一步地，所述双向DCDC模块包括：第二双向全桥、原边谐振器、变压器、副边谐振电容和第三双向全桥，如图4所示；
[0103] 双向DCDC模块采用占空比控制的模式，根据充电电压大小不同，对高压蓄电池进行恒压、恒流或恒功率充放电控制，实现DC/DC调压与隔离；
[0104] 进一步地，双向DCDC模块采用占空比控制的模式，根据充电电压大小不同，对高压蓄电池进行恒压、恒流或恒功率充放电控制，包括：
[0105] 高压直流侧反馈电压u2经过第四A/D转换器接到DSP控制器，与设定好的基准电压u2_ref比较后，二者的差值为偏差电压信号PI(u)，经电压测量CV和极限运算Limit后产生压控信号VCO，并输入到DSP控制器的PWM模块，PWM模块根据偏差电压信号PI(u)在U‑I平面的第一象限分别调节第二双向全桥、第三双向全桥的MOS管所对应触发脉冲G1、G2的占空比，从而控制低压直流侧输出电压Ud2；
[0106] 高压直流侧反馈电流i2经过第四A/D转换器接到DSP控制器，与设定好的基准电流i2_ref比较后，二者的差值为偏差电流信号PI(i)，经电流测量CC和极限运算Limit后产生压控信号VCO，并输入到DSP控制器的PWM模块，PWM模块根据偏差电流信号PI(i)在U‑I平面的第二象限分别调节第二双向全桥、第三双向全桥的MOS管所对应触发脉冲G1、G2的占空比，从而控制低压直流侧输出电流，如图5所示。
[0107] 进一步地，所述升压DCDC模块由隔离BOOST电路和N倍压电路构成，用于提升来自双电池隔离器对高压蓄电池的充电电压；N为正整数，优选的，N＝6。
[0108] 当双电池隔离器输出的低压直流V1通过DSP控制器给定隔离BOOST电路中MOS管D1和D2触发脉冲的占空比时，调节V1使其升至直流电压Vm，采用以下方法进行计算：
[0109] 令占空比D1＝1/2，Vm＝V1/(1‑D)；
[0110] 所述升压DCDC模块的N倍压电路与隔离BOOST电路级联，将直流电压Vm升压至V2，采用以下方法进行计算：
[0111]
[0112] 令n＝6，由
[0113] 具体地，DSP控制器通过控制前级隔离BOOST电路中MOS管D1和D2的导通和截止来调整输出电压Vm的极性，后级6倍压电路在Vm正半周时，D1导通，D2截止，电容Cm1充电到Vm，其电流路径及电容Cm1的极性如下图6所示，图6中D2断开连接表示截止；在Vm负半周时，D1截止，D2导通，电容器Cm2充电到Vm，其电流路径及电容Cm2的极性如下图7所示，图7中D1断开连接表示截止；
[0114] 由于Cm1与Cm2串联，D1和D2的导通占空比为1/2，因此Vm＝2V1。
[0115] 通过如图8所示进行的多级联倍压电路，可得到的升压DC/DC模块输出直流电压为优选的，取n＝6倍，则 Cm3和Cm4均为电容，D3和D4均为MOS管。
[0116] 进一步地，所述第二选通模块用于自动切换直流充电机或升压DCDC模块的电能，并馈送至第二PDU模块，其控制方式第一选通模块相同。
[0117] 进一步地，所述降压DCDC模块用于调节第二PDU模块的高压直流电能，使其降至安全的低电压直流供电，其控制方式采用BUCK型DCDC转换器实现。
[0118] 技术效果：本电源装置可接入外部补能设备有交流充电桩、柴油发电机、太阳能电池组件、底盘发电机、直流充电桩；可接入外部储能设备有低压蓄电池和高压蓄电池；可接入外部用电负载有直流负载和交流负载。本发明可以不受车载设备安装空间的限制，本发明提出的双向AC/DC模块、升压DC/DC模块和双向DC/DC模块均具有高转换效率和高功率密度，且高度集成双向变流和转换功能，极大地节省了车载设备的占用空间，极大地提高了车辆的轻量化、集成化水平。此外，本发明提供的多能互补电源装置，将太阳能、动能和热能转换为电能，通过提高可再生能源的利用率，降低化石能源的投入比，有利于能源的清洁化利用，减少能源利用对环境的污染。
