电池充电系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及电池充电系统和方法。该电池充电系统包括：PFC转换器，将从电源输入的交流输入电压转换成直流输出电压；DC-DC转换器，改变PFC转换器的输出电压；电池，通过DC-DC转换器充电，以及控制器，基于电源的输入电压、输入电流、电池充电电压以及电池充电电流计算功率转换效率，并且根据功率转换效率更新PFC转换器的输出电压。一种电池充电方法包括以下步骤：使用来自电源的输入电流和输入电压，以及电池的充电电流和充电电压计算功率转换效率；以及根据计算出的功率转换效率更新PFC转换器的输出电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于为车辆的高压电池充电的系统和方法，并且更加具体地，涉及可 以通过使用最佳功率转换效率为电池充电来增加燃料效率的系统和方法。
技术介绍
在使用具有全桥或半桥结构的隔离型DC-DC转换器的拓扑中，必须使用最大占空 t匕。安装在车辆上的慢充电器的功率因数校正（PFC)转换器处的输出电压被控制为保持在 恒定值。然而，当电池的充电电压低时，在隔离型DC-DC转换器中不能使用最大占空比。因 此，由于续流电流导致出现显著的传导损耗。这个问题使得慢充电器的总效率显著劣化，导 致充电时间的增加。 具体地，当慢充电器的PFC转换器的输出电压被控制为保持在预定恒定值时，连 接至慢充电器的DC-DC转换器的输出端子的电池的电压取决于充电状态（S0C)。因为当 电池充电时电池的电压在很大的范围内波动，所以如果PFC转换器的输出电压保持在恒定 值，那么效率降低。慢充电器的降低的平均充电效率导致汽油等效的英里/加仑（MPGe)的 减少以及充电时间的增加。 图1(现有技术）示出了根据常规技术的电池充电系统。参照图1，电池充电系统 100包括交流输入电源100、PFC转换器120、DC-DC转换器130、高压电池140以及控制器 150。控制器150将电压固定命令传送到PFC转换器120使得PFC转换器120的输出电压 可以被固定。 上述内容仅旨在帮助对本专利技术的
技术介绍
进行理解，而并非旨在表示本专利技术落入 已为本领域中技术人员所知的现有技术的范围内。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是用于为电池充电的系统和方法，该系统和方法可使用最佳 功率转换效率为电池充电。 根据一个方面，提供一种电池充电系统，该系统包括：PFC转换器，将从电源输入 的交流输入电压转换成直流输出电压；DC-DC转换器，改变PFC转换器的输出电压；电池， 由DC-DC转换器的输出电流充电；以及控制器，利用第一时段，基于输入电压、输入电流、电 池的充电电压以及电池充电电流计算功率转换效率，并且根据计算出的功率转换效率更新 PFC转换器的输出电压。 控制器可利用第二时段根据输入电压设定PFC转换器的输出电压的下限值和上 限值，并且设定的下限值可高于输入电压的峰值。 当PFC转换器的更新的输出电压与前一时段获得的输出电压相同时，控制器可确 定是否改变根据输入电压设定的上限值和下限值。 当上限值和下限值改变时，控制器可将PFC转换器的输出电压设定为改变后的上 限值。 当上限值和下限值不改变时，控制器可将PFC转换器的输出电压设定为前一时段 中设定的输出电压。 控制器可基于当PFC转换器的输出电压被设定为改变后的上限值时获得的输入 电压和输入电流并且基于电池充电电压和电池充电电流计算功率转换效率。 控制器可利用第一时段将当前时段中计算出的功率转换效率与前一时段中计算 出的功率转换效率进行比较，并且更新PFC转换器的输出电压。 根据另一方面，提供一种电池充电方法，该方法包括以下步骤：用预先设定的第一 时段，利用从电源输入的交流电的输入电流和输入电压，以及分别与所述输入电流和所述 输入电压相对应的电池的充电电流和充电电压，计算功率转换效率；以及根据计算出的功 率转换效率更新将交流电的输入电流和输入电压转换为直流电的输出电压的PFC转换器 的输出电压。 电池充电方法可进一步包括用第二时段根据输入到PFC转换器的输入电压设置 PFC转换器的输出电压的上限值和下限值，上限值和下限值的设定在计算功率转换效率之 前执行。 电池充电方法可进一步包括确定当前设定的上限值和下限值是否是由前一时段 中设定的上限值和下限值变化来的。 电池充电方法可进一步包括当上限值和下限值改变时，将PFC转换器的输出电压 设定为上限值。 上限值和下限值的更新可包括：当上限值和下限值不变时，将PFC转换器的输出 电压设定为与前一时段中使用的相同的输出电压。 功率转换效率的计算可包括：使用当PFC转换器的输出电压被设定为上限值时的 输入电压和输入电流，以及电池的充电电压和充电电流计算功率转换效率。 电池充电方法可进一步包括将当前时段计算出的功率转换效率与前一时段计算 出的功率转换效率相比较。 当当前时段计算出的功率转换效率高于前一时段计算出的功率转换效率时，更新 可包括改变PFC转换器的输出电压，并且根据改变后的输出电压和下限值之间的比较结果 更新PFC转换器的输出电压。 当改变后的输出电压大于下限值时，更新可包括使用PFC转换器的改变后的输出 电压更新PFC转换器的输出电压。 当改变的输出电压小于下限值时，更新可包括将PFC转换器的输出电压设定为与 前一时段使用的相同的输出电压。 当计算出的功率转换效率低于前一时段计算出的功率转换效率时，更新可包括将 PFC转换器的输出电压设定为与前一时段使用的相同的输出电压。【附图说明】 结合附图，通过下面的详细描述，将更为清晰地理解本专利技术的上述以及其他目标、 特性和其他优点，其中： 图1(现有技术）是示出了根据常规技术的电池充电系统的示意图； 图2是示出了根据本专利技术实施方式的电池充电系统的示意图；以及 图3和图4是示出了根据本专利技术实施方式的电池充电方法的流程图。【具体实施方式】 本文所公开的本专利技术实施方式的特定结构和功能的说明仅用于本专利技术实施方式 的说明性目的。在不背离本专利技术的精神和显著特征的情况下，本专利技术可以以很多不同的形 式来实施。因此，所公开的本专利技术的实施方式仅用于说明性目的，并不应被解释为对本专利技术 的限制。 由于本专利技术的实施方式可以以多种不同的形式进行各种修改，所以以下将详细地 作出本专利技术的各种实施方式的参考，其各种实施方式的具体实例在附图中示出并在下面进 行描述。尽管将结合其示例性实施方式描述本专利技术，但应理解，本说明书不旨在将本专利技术限 定于那些示例性实施方式。相反，本专利技术旨在不仅覆盖示例性实施方式，而且覆盖可包括在 由所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的各种替代、变形、等价物以及其他实施方 式。 应当理解，尽管本文中可以使用术语"第一"、"第二"等来于描述各种元件，但是这 些元件并不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个区分开。例如，在不 背离本专利技术的教导的情况下，以下讨论的第一元件可以被称为第二元件。类似地，第二元件 也可被称为第一元件。 应当理解，当元件被称为被"耦接"或"连接"至另一个元件时，其可以直接耦接或 连接至另一个元件或者在其间可以存在中间元件。相反，应理解，当元件被称为被"直接耦 接"或"直接连接"至另一元件时，则不存在中间元件。解释元件之间的关系的其他表述，诸 如"在…之间"、"直接在…之间"、"相邻"或"直接相邻"应当以相同的方式解释。 本文所用的措辞仅是为了描述特定实施方式的目的，而不旨在限制。除非上下文 另有明确说明，否则如本文所用的单数形式"一（a)"、"一（an)"和"该"旨在也包括复数形 式。应进一步理解，当在本说明书中使用的术语"包括"和/或"包含"、"具有"等指定所述 特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在时，并不排除一个或多个其他特征、 整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或附加。如本专利技术中使用的，术语"和/或" 包括一种或者多种关联列出项的任何和所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池充电系统，包括：PFC转换器，将从电源输入的交流输入电压转换成直流输出电压；DC‑DC转换器，改变所述PFC转换器的输出电压；电池，通过所述DC‑DC转换器充电；以及控制器，利用第一时段基于从所述电源输入的输入电流和输入电压以及所述电池的充电电压和充电电流计算功率转换效率，并且根据计算出的所述功率转换效率更新所述PFC转换器的输出电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：成玄旭，郭武信，全信慧，张熙崇，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR