电力变换系统技术方案

本发明专利技术涉及电力变换系统。所述电力变换系统的电子控制单元被配置为当第一电池和第二电池的电压被并行升压并且公共开关元件的温度超过阈值温度时执行接通时间改变控制，使得满足以下条件i)和ii)：i)第一PWM信号和第二PWM信号中的一个的后沿和第一PWM信号和第二PWM信号中的另一个的前沿彼此连接；以及ii)在单个PWM控制周期中第一PWM信号的接通时间和第二PWM信号的接通时间的总和落入从该单个PWM控制周期到容许期间的范围内。该电子控制单元被配置为在该接通时间改变控制中改变第一PWM信号和第二PWM信号中的至少一个的接通时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能够使两个直流电源的电压彼此并行地升压或降压的电力变换系统。
技术介绍
在使用旋转电机作为驱动源的混合动力车辆或电动车辆中，旋转电机由交流电力驱动，该交流电力由逆变器从电池的直流电力加以变换。此外，在电池和逆变器之间提供升压/降压变换器。升压/降压变换器使电池电压升压或使由旋转电机再生的电力降压。电压变换器例如在日本专利申请公开No.2014-193090(JP 2014-193090 A)中被描述为具有升压/降压变换器的扩展功能的电压变换器。电压变换器包括四个开关元件，并且连接到两个电池。电压变换器能够将两个电池在串联连接和并联连接之间进行切换。上述电压变换器在并联连接(并联模式)的时候使两个电池的电压彼此并行地升压或降压。经由向升压/降压电路中的每个升压/降压电路指示占空比的PWM信号来控制升压/降压操作。占空比是接通时间对单个PWM控制周期的比率。在JP 2014-193090 A中描述的电压变换器具有使得在两个升压/降压电路之间共享开关元件的电路配置。基于所谓的叠加原则根据两个PWM信号的逻辑相加来控制每个开关元件的接通/关断操作。例如，当基于用于升压/降压电路中的一个的PWM信号PWM1和用于升压/降压电路中的另一个的PWM信号PWM2来控制开关元件中的预定的一个开关元件时，通过PWM1和PWM2的复合信号来控制开关元件中的该预定的一个开关元件的接通/关断操作。每个开关元件的接通/关断操作出现电力损失(在下文中也简称为损失)。具体地说，损失的示例包括当每个开关元件从关断状态(电流中断)切换到接通状态(电流传导)的时候出现的开关损失(接通损失)和当每个开关元件从接通状态切换到关断状态的时候出现的开关损失(关断损失)，如图17的上部的时序图所示。损失的另一个示例包括由于当每个开关元件处于接通状态的时候的接通电压(集电极-发射极饱和电压)和在此时间流动的电流而出现的稳态损失。稳态损失分为重叠损失和接通状态损失。重叠损失在来自两个升压/降压电路的电流被重叠地提供到每个开关元件时引起。接通状态损失在两个升压/降压电路中的仅一个升压/降压电路的电流被提供到每个开关元件时引起。由于电流的大小关系，重叠损失大于接通状态损失。每个开关元件由在开关元件中出现的损失加热。为了防止每个开关元件的过热，在JP 2014-193090 A中使针对两个升压/降压电路的PWM信号的相位彼此移位(相移控制)。在相移控制中，如图17的下部的时序图所示，使PWM信号PWM1、PWM2的相位中的一个或两个移位，以便使PWM信号PWM1的接通负载(OnDuty1)的前沿与PWM信号PWM2的接通负载(OnDuty2)的后沿一致(连接)。因此，相比于图17的上部的时序图所示的PWM信号，切换的次数被减少，其结果是开关损失降低。此外，重叠损失的持续时间也缩短。
技术实现思路
顺便说一句，期望损失的进一步降低，以防止开关元件的过热。本专利技术提供一种电力变换系统，相比于现有的电力变换系统，该系统能够减少被提供有来自两个升压电路的电流的每个开关元件中的电力损失，特别是在并行升压操作的时候。本专利技术涉及一种电力变换系统。该系统包括第一电池、第二电池和电压变换器。该电压变换器包括多个开关元件。该电压变换器通过根据PWM信号接通或关断该多个开关元件而双方向地使该第一电池和该第二电池中的每一个和输出线之间的电压升压或降压。在其中该第一电池的电压和该第二电池的电压被彼此并行地升压的并行升压操作的时候，该电压变换器被配置为通过使用第一升压电路来使该第一电池的电压升压并且将该升压的电压输出到该输出线，并且被配置为通过使用第二升压电路来使该第二电池的电压升压并且将该升压的电压输出到该输出线。该电力变换系统进一步包括电子控制单元，该电子控制单元被配置为通过生成用于对该第一升压电路执行升压控制的第一PWM信号和用于对该第二升压电路执行升压控制的第二PWM信号来控制该第一升压电路和该第二升压电路。该多个开关元件包括在该并行升压操作的时候被提供有来自该第一升压电路和该第二升压电路两者的电流的公共开关元件。该电子控制单元被配置为在该并行升压操作的时候并且当该公共开关元件的温度超过阈值温度时执行用于改变该第一PWM信号和该第二PWM信号中的至少一个的接通时间的接通时间改变控制，使得该第一PWM信号和该第二PWM信号中的一个的后沿和该第一PWM信号和该第二PWM信号中的另一个的前沿彼此连接并且在单个PWM控制周期中该第一PWM信号的接通时间和该第二PWM信号的接通时间的总和落入从该单个PWM控制周期到通过将该单个PWM控制周期加上预定的时间获得的容许期间的范围内。在上面的专利技术中，该电子控制单元可以被配置为执行该接通时间改变控制，使得在该单个PWM控制周期中该第一PWM信号的接通时间和该第二PWM信号的接通时间的总和与该单个PWM控制周期一致。在上面的专利技术中，该电子控制单元可以被配置为当在该接通时间改变控制的执行前在该单个PWM控制周期中该第一PWM信号的接通时间和该第二PWM信号的接通时间的总和超过该单个PWM控制周期
时将该容许期间设定为使得该容许期间比该第一PWM信号的接通时间和该第二PWM信号的接通时间的总和短。在上面的专利技术中，该电子控制单元可以被配置为当在该接通时间改变控制的执行前在该单个PWM控制周期中该第一PWM信号的接通时间和该第二PWM信号的接通时间的总和比该单个PWM控制周期短时并且当在该接通时间改变控制的执行后基于该第一PWM信号和该第二PWM信号在该公共开关元件中出现的电力损失比在该接通时间改变控制的执行前基于该第一PWM信号和该第二PWM信号在该公共开关元件中出现的电力损失小时执行该接通时间改变控制。在上面的专利技术中，该电子控制单元可以被配置为当在该接通时间改变控制的执行后基于该第一PWM信号和该第二PWM信号在该公共开关元件中出现的电力损失比在用于将该第一PWM信号和该第二PWM信号中的至少一个的后沿移位到该第一PWM信号和该第二PWM信号中的另一个的前沿而不延长或缩短在该接通时间改变控制的执行前该第一PWM信号的接通时间或在该接通时间改变控制的执行前该第二PWM信号的接通时间的相移控制的时候在该公共开关元件中出现的电力损失小时执行该接通时间改变控制。在上面的专利技术中，该电力变换系统可以进一步包括被配置为将从该第一升压电路和该第二升压电路输出的直流电力变换成交流电力的逆变器，并且该电子控制单元可以被配置为响应于在该接通时间改变控制的执行前该第一升压电路的输出电压和该第二升压电路的输出电压和在该接通时间改变控制的执行后该第一升压电路的输出电压和该第二升压电路的输出电压之间的改变而改变该逆变器的导通比。在上面的专利技术中，该电力变换系统可以进一步包括被配置为被提供有由该逆变器变换的交流电力的旋转电机，并且该电子控制单元可以被配置为响应于与在该接通时间改变控制的执行前该第一升压电路
的输出电压和该第二升压电路的输出电压和在该接通时间改变控制的执行后该第一升压电路的输出电压和该第二升压电路的输出电压之间的改变相称的该旋转电机的效率的改变而改变该逆变器的导通比。根据本专利技术，相比于现有的系统，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变换系统，其特征在于包括：第一电池；第二电池；电压变换器，所述电压变换器包括多个开关元件，所述电压变换器被配置为通过根据PWM信号接通或关断所述多个开关元件，来在所述第一电池和输出线之间以及在所述第二电池和所述输出线之间双方向地进行升压和降压，在所述第一电池的电压和所述第二电池的电压彼此被并行地升压的并行升压操作中，所述电压变换器被配置为：通过使用第一升压电路来对所述第一电池的电压进行升压并且将被升压的电压输出到所述输出线，以及通过使用第二升压电路来对所述第二电池的电压进行升压并且将被升压的电压输出到所述输出线，并且所述多个开关元件包括公共开关元件，所述公共开关元件在所述并行升压操作时被提供有来自所述第一升压电路和所述第二升压电路这两者的电流；以及电子控制单元，所述电子控制单元被配置为通过生成用于对所述第一升压电路进行升压控制的第一PWM信号和用于对所述第二升压电路进行升压控制的第二PWM信号来控制所述第一升压电路和所述第二升压电路，所述电子控制单元被配置为在所述并行升压操作时并且当所述公共开关元件的温度超过阈值温度时执行接通时间改变控制，以使得满足以下条件i)和条件ii)，所述电子控制单元被配置为在所述接通时间改变控制中改变所述第一PWM信号和所述第二PWM信号中的至少一个PWM信号的接通时间，i)所述第一PWM信号和所述第二PWM信号中的一个PWM信号的后沿和所述第一PWM信号和所述第二PWM信号中的另一个PWM信号的前沿彼此连接，以及ii)在单个PWM控制周期中的所述第一PWM信号的接通时间和所述第二PWM信号的接通时间的总和落入从所述单个PWM控制周期到通过将所述单个PWM控制周期加上预定的时间而获得的容许期间的范围内。...

【技术特征摘要】
2015.04.21 JP 2015-0868671.一种电力变换系统，其特征在于包括：第一电池；第二电池；电压变换器，所述电压变换器包括多个开关元件，所述电压变换器被配置为通过根据PWM信号接通或关断所述多个开关元件，来在所述第一电池和输出线之间以及在所述第二电池和所述输出线之间双方向地进行升压和降压，在所述第一电池的电压和所述第二电池的电压彼此被并行地升压的并行升压操作中，所述电压变换器被配置为：通过使用第一升压电路来对所述第一电池的电压进行升压并且将被升压的电压输出到所述输出线，以及通过使用第二升压电路来对所述第二电池的电压进行升压并且将被升压的电压输出到所述输出线，并且所述多个开关元件包括公共开关元件，所述公共开关元件在所述并行升压操作时被提供有来自所述第一升压电路和所述第二升压电路这两者的电流；以及电子控制单元，所述电子控制单元被配置为通过生成用于对所述第一升压电路进行升压控制的第一PWM信号和用于对所述第二升压电路进行升压控制的第二PWM信号来控制所述第一升压电路和所述第二升压电路，所述电子控制单元被配置为在所述并行升压操作时并且当所述公共开关元件的温度超过阈值温度时执行接通时间改变控制，以使得满足以下条件i)和条件ii)，所述电子控制单元被配置为在所述接通时间改变控制中改变所述第一PWM信号和所述第二PWM信号中的至少一个PWM信号的接通时间，i)所述第一PWM信号和所述第二PWM信号中的一个PWM信号的后沿和所述第一PWM信号和所述第二PWM信号中的另一个PWM信号的前沿彼此连接，以及ii)在单个PWM控制周期中的所述第一PWM信号的接通时间和所述第二PWM信号的接通时间的总和落入从所述单个PWM控制周期到
\t通过将所述单个PWM控制周期加上预定的时间而获得的容许期间的范围内。2.根据权利要求1所述的电力变换系统，其特征在于：所述电子控制单元被配置为执行所述接通时间改变控制，以使得满足以下条件iii)，iii)在所述单个PWM控制周期中的所述第一PWM信号的接通时间和所述第二PWM信号的接通时间的总和与所述单个PWM控制周期一致。3.根据权利要求1所述的电力变换系统，其特征在于：所述电子控制单元被配置为：当在执行所述接通时间改变控制前在所述单个PWM控制周期中的所述第一PWM信号的接通时间和所述第二PWM信号的接通时间的总和超过所述单个PWM控制周期时，将所述容许期间设定为使得所述容许期间比所述第一PWM信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：井手晓彦，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP