双有源桥变换器的优化方法和装置、存储介质及电子设备与流程

本技术涉及数据处理、电子及其他相关，具体而言，涉及一种双有源桥变换器的优化方法和装置、存储介质及电子设备。

背景技术：

1、随着能源互联网、固态变压器、电动汽车等技术的快速发展，能实现电气隔离、电压匹配、双向功率传输、宽电压范围运行等多种功能的dc/dc变换器得到越来越广泛的关注。双有源桥(dual active bridge，dab)变换器能满足上述应用场合的多种需求，拥有易于实现软开关、功率密度高等优点，有着巨大的应用前景。因此，如何高效地对双有源桥变换器进行优化成为了研究者的主要关注点。现有大多数研究，只针对双有源桥变换器的单个变量或者多变量进行优化控制，从而实现回流功率优化或实现电流应力优化，虽然能有效的提高一定的效率，但未在多个优化目标中确定出最佳的优化目标。同时，在进行优化控制时也未能考虑到软开关特性对损耗的影响，进而导致对双有源桥变换器的优化效果较差。

2、针对相关技术中通过回流功率优化或电流应力优化等单一的优化方式对双有源桥变换器进行优化，导致双有源桥变换器的优化效果比较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种双有源桥变换器的优化方法和装置、存储介质及电子设备，以解决相关技术中通过回流功率优化或电流应力优化等单一的优化方式对双有源桥变换器进行优化，导致双有源桥变换器的优化效果比较差的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种双有源桥变换器的优化方法。该方法包括：确定待优化的双有源桥变换器的目标损耗模型；对所述目标损耗模型进行分析，得到多个待优化的初始对象，其中，所述多个待优化的初始对象至少包括：所述双有源桥变换器的电流有效值和所述双有源桥变换器的电流瞬时值；依据所述双有源桥变换器的软开关实现条件，从所述多个待优化的初始对象中确定目标对象和所述目标对象对应的优化条件，其中，所述优化条件为是否在所述软开关实现条件下对所述目标对象进行优化；依据所述目标对象对应的优化条件，对所述目标对象进行优化处理，得到优化后的双有源桥变换器。

3、进一步地，确定待优化的双有源桥变换器的目标损耗模型包括：依据所述双有源桥变换器的额定电流和导通电阻进行计算，得到所述双有源桥变换器的开关管导通损耗模型；依据所述双有源桥变换器的原边电压、输出电荷、反向恢复电荷、开关管电流瞬时值和开关管关断时间进行计算，得到所述双有源桥变换器的开关管开关损耗模型；依据所述双有源桥变换器的铁芯损耗密度、变压器体积、绕组电阻和所述额定电流进行计算，得到所述双有源桥变换器的变压器损耗模型；依据所述开关管导通损耗模型、所述开关管开关损耗模型和所述变压器损耗模型进行计算，得到所述双有源桥变换器的目标损耗模型。

4、进一步地，依据所述双有源桥变换器的原边电压、输出电荷、反向恢复电荷、开关管电流瞬时值和开关管关断时间进行计算，得到所述双有源桥变换器的开关管开关损耗模型包括：依据所述原边电压、所述输出电荷和所述反向恢复电荷进行计算，得到所述双有源桥变换器的滞回损耗；依据所述开关管电流瞬时值和所述开关管关断时间进行计算，得到所述双有源桥变换器的开关管开通损耗和开关管关断损耗；依据所述滞回损耗、所述开关管开通损耗和所述开关管关断损耗进行计算，得到所述双有源桥变换器的开关管开关损耗模型。

5、进一步地，依据所述双有源桥变换器的铁芯损耗密度、变压器体积、绕组电阻和所述额定电流进行计算，得到所述双有源桥变换器的变压器损耗模型包括：依据所述铁芯损耗密度和所述变压器体积进行计算，得到所述双有源桥变换器的铁损耗模型；依据所述额定电流和所述绕组电阻进行计算，得到所述双有源桥变换器的铜损耗模型；依据所述铁损耗模型和所述铜损耗模型进行计算，得到所述双有源桥变换器的变压器损耗模型。

6、进一步地，在依据所述双有源桥变换器的软开关实现条件，从所述多个待优化的初始对象中确定目标对象和所述目标对象对应的优化条件之前，所述方法还包括：确定所述双有源桥变换器中的多个开关管和所述多个开关管对应的多个第一零电压开关实现条件；依据所述多个第一零电压开关实现条件进行化简计算，得到第二零电压开关实现条件；对所述第二零电压开关实现条件进行求解，得到所述软开关实现条件。

7、进一步地，依据所述双有源桥变换器的软开关实现条件，从所述多个待优化的初始对象中确定目标对象和所述目标对象对应的优化条件包括：依据所述双有源桥变换器的模拟实现过程，确定每个待优化的初始对象对应的初始优化函数；依据目标算法对所述初始优化函数进行模拟求解，得到第一求解结果；依据所述目标算法基于所述软开关实现条件对所述初始优化函数进行模拟求解，得到第二求解结果；依据所述第一求解结果和所述第二求解结果，从所述多个待优化的初始对象中确定所述目标对象和所述目标对象对应的优化条件。

8、进一步地，依据所述第一求解结果和所述第二求解结果，从所述多个待优化的初始对象中确定所述目标对象和所述目标对象对应的优化条件包括：对所述第一求解结果和所述第二求解结果进行排序，得到排序后的求解结果列表；获取所述排序后的求解结果列表中的目标求解结果，其中，所述目标求解结果在所述排序后的求解结果列表中的次序小于剩余求解结果在所述排序后的求解结果列表中的次序；依据所述目标求解结果，从所述多个待优化的初始对象中确定所述目标对象和所述目标对象对应的优化条件。

9、为了实现上述目的，根据本技术的另一方面，提供了一种双有源桥变换器的优化装置。该装置包括：第一确定单元，用于确定待优化的双有源桥变换器的目标损耗模型；分析单元，用于对所述目标损耗模型进行分析，得到多个待优化的初始对象，其中，所述多个待优化的初始对象至少包括：所述双有源桥变换器的电流有效值和所述双有源桥变换器的电流瞬时值；第二确定单元，用于依据所述双有源桥变换器的软开关实现条件，从所述多个待优化的初始对象中确定目标对象和所述目标对象对应的优化条件，其中，所述优化条件为是否在所述软开关实现条件下对所述目标对象进行优化；优化单元，用于依据所述目标对象对应的优化条件，对所述目标对象进行优化处理，得到优化后的双有源桥变换器。

10、进一步地，第一确定单元包括：第一计算模块，用于依据所述双有源桥变换器的额定电流和导通电阻进行计算，得到所述双有源桥变换器的开关管导通损耗模型；第二计算模块，用于依据所述双有源桥变换器的原边电压、输出电荷、反向恢复电荷、开关管电流瞬时值和开关管关断时间进行计算，得到所述双有源桥变换器的开关管开关损耗模型；第三计算模块，用于依据所述双有源桥变换器的铁芯损耗密度、变压器体积、绕组电阻和所述额定电流进行计算，得到所述双有源桥变换器的变压器损耗模型；第四计算模块，用于依据所述开关管导通损耗模型、所述开关管开关损耗模型和所述变压器损耗模型进行计算，得到所述双有源桥变换器的目标损耗模型。

11、进一步地，第二计算模块包括：第一计算子模块，用于依据所述原边电压、所述输出电荷和所述反向恢复电荷进行计算，得到所述双有源桥变换器的滞回损耗；第二计算子模块，用于依据所述开关管电流瞬时值和所述开关管关断时间进行计算，得到所述双有源桥变换器的开关管开通损耗和开关管关断损耗；第三计算子模块，用于依据所述滞回损耗、所述开关管开通损耗和所述开关管关断损耗进行计算，得到所述双有源桥变换器的开关管开关损耗模型。

12、进一步地，第三计算模块包括：第四计算子模块，用于依据所述铁芯损耗密度和所述变压器体积进行计算，得到所述双有源桥变换器的铁损耗模型；第五计算子模块，用于依据所述额定电流和所述绕组电阻进行计算，得到所述双有源桥变换器的铜损耗模型；第六计算子模块，用于依据所述铁损耗模型和所述铜损耗模型进行计算，得到所述双有源桥变换器的变压器损耗模型。

13、进一步地，所述装置还包括：第三确定单元，用于在依据所述双有源桥变换器的软开关实现条件，从所述多个待优化的初始对象中确定目标对象和所述目标对象对应的优化条件之前，确定所述双有源桥变换器中的多个开关管和所述多个开关管对应的多个第一零电压开关实现条件；计算单元，用于依据所述多个第一零电压开关实现条件进行化简计算，得到第二零电压开关实现条件；求解单元，用于对所述第二零电压开关实现条件进行求解，得到所述软开关实现条件。

14、进一步地，第二确定单元包括：第一确定模块，用于依据所述双有源桥变换器的模拟实现过程，确定每个待优化的初始对象对应的初始优化函数；第一求解模块，用于依据目标算法对所述初始优化函数进行模拟求解，得到第一求解结果；第二求解模块，用于依据所述目标算法基于所述软开关实现条件对所述初始优化函数进行模拟求解，得到第二求解结果；第二确定模块，用于依据所述第一求解结果和所述第二求解结果，从所述多个待优化的初始对象中确定所述目标对象和所述目标对象对应的优化条件。

15、进一步地，第二确定模块包括：排序子模块，用于对所述第一求解结果和所述第二求解结果进行排序，得到排序后的求解结果列表；获取子模块，用于获取所述排序后的求解结果列表中的目标求解结果，其中，所述目标求解结果在所述排序后的求解结果列表中的次序小于剩余求解结果在所述排序后的求解结果列表中的次序；确定子模块，用于依据所述目标求解结果，从所述多个待优化的初始对象中确定所述目标对象和所述目标对象对应的优化条件。

16、为了实现上述目的，根据本技术的一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述任意一项所述的双有源桥变换器的优化方法。

17、为了实现上述目的，根据本技术的另一个方面，还提供了一种电子设备，电子设备包括一个或多个处理器和存储器，存储器用于存储一个或多个处理器实现上述任意一项所述的双有源桥变换器的优化方法。

18、通过本技术，采用以下步骤：确定待优化的双有源桥变换器的目标损耗模型；对目标损耗模型进行分析，得到多个待优化的初始对象，其中，多个待优化的初始对象至少包括：双有源桥变换器的电流有效值和双有源桥变换器的电流瞬时值；依据双有源桥变换器的软开关实现条件，从多个待优化的初始对象中确定目标对象和目标对象对应的优化条件，其中，优化条件为是否在软开关实现条件下对目标对象进行优化；依据目标对象对应的优化条件，对目标对象进行优化处理，得到优化后的双有源桥变换器，通过本技术，解决了相关技术中通过回流功率优化或电流应力优化等单一的优化方式对双有源桥变换器进行优化，导致双有源桥变换器的优化效果比较差的问题。在本方案中，首先建立双有源桥变换器的目标损耗模型，并对其进行分析，确定与损耗最相关的多个待优化的初始对象，包括：电流有效值和电流瞬时值。然后结合软开关实现条件，得到双有源桥变换器的最佳优化目标(即目标对象和对应的优化条件)。根据最佳优化目标对双有源桥变换器进行优化。通过双有源桥变换器的目标损耗模型，可以快速地确定与损耗相关的多个待优化的初始对象，同时结合软开关条件，便于准确地确定双有源桥变换器的最佳优化目标，避免了传统方法中只针对双有源桥变换器的单个变量或者多变量进行优化控制，而忽略软开关特性对损耗的影响，进而提高了双有源桥变换器的优化效果。