基于EasyGo EGBox Mini平台的双向DC-DC电池充放电系统实时仿真解决方案

双向DC-DC变换器作为储能系统中的核心功率变换装置，能够实现电池的充电与放电双向能量流动，其广泛应用于电化学储能、电动汽车等领域。

本篇中我们基于EasyGo实时仿真器EGBox Mini，对双向DC-DC电池充放电系统进行仿真实验。通过离线与实时仿真对比，验证了EasyGo实时仿真平台在双向DC-DC电池充放电系统中的准确性与可靠性，可在科研与教学中替代真实设备完成仿真验证。

双向DC-DC电池充放电系统

DC-DC电池模型常用于控制电池的充电与放电，其广泛运用于储能系统中，电路拓扑结构如下图。

其中低压侧为电池模型，额定电压3.7V，高压侧为直流电源，电压24V；为使直流侧电流波形更加平滑，整体拓扑采用3路双向DC-DC并联的形式。

控制策略采用恒定电流闭环控制，该控制方式适用于储能类电源正常的充电或放电，其控制框图如下图。

通过改变电流给定值的正负可以实现对电池的充电或者放电。当电流给定值为正时，电流从电池流出，电池放电；当电流给定值为负时，电流流入电池，电池充电。

离线仿真

搭建双向DC-DC电池充放电模型如下所示。上方为主拓扑部分，下方为控制策略以及观测窗口。

模型运行时，设置初始电流给定值为3A，此时电池放电；在0.15s时，电流设定值变化为-3A，此时电池充电。0.01s时，脉冲发出。

实际波形如下图所示：

从波形可以看出：在0.01s使能信号发出之后，电流在短时间被控制到设定值 3A，SOC开始逐步减小，此时电池放电；在0.15s时，电流设定值变化为-3A，SOC开始逐步增大，此时电池充电。

EasyGo 实时仿真

EGBox Mini产品系列是基于CPU+FPGA 硬件架构设计的一体式紧凑型实时仿真产品，属于 EGBox 系列实时仿真器的入门级产品。其不同型号可完成硬件在环测试系统（HIL）或者快速控制原型系统（RCP）。 将控制模型和拓扑模型分别通过仿真上位机部署进两个实时仿真器（EGBox Mini），整体架构如下图所示：

运行模型，设定初始电流给定值为3A，实时模型运行结果如下图所示，视图参数如下表。

改变电流设定值变化为-3A，运行结果如下图：

可以看到：启动控制后，电流快速稳定至设定值3A，SOC 逐步减小，电池处于放电状态，功率约12W，系统响应迅速。电流设定值变为-3A后，电流反向，功率反向，电池从放电切换为充电状态，电池电流以及功率相应变化，与离线结果一致。

实验证明，EasyGo实时仿真平台可精准复现双向DC-DC电池充放电系统动态过程，仿真结果准确可靠，可替代真实设备完成控制算法验证、动态性能测试与系统调试。

基于EasyGo实时仿真平台的双向DC-DC电池充放电系统实时仿真就分享到这里了，欢迎感兴趣的工程师们留言沟通。

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