对牵引电池充电而限制寄生电容的电流抽取的系统和方法技术方案

技术编号:15112117 阅读:12 留言:0更新日期:2017-04-09 02:47
用于对牵引电池充电而限制寄生电容的电流抽取的系统和方法。本发明专利技术涉及一种用于对车辆的连接至供电网络(RES)的牵引电池充电的方法,该方法包括:用于对该车辆的充电器的多个寄生电容充电而不对该电池传递能量的控制步骤(E1);当一个时间帧高于或等于一个预定时间帧期限时将一个电容(Cf)连接在该网络的一个相位与该充电器的地之间的步骤(E2);以及在该网络与该电池(Batt)之间传递能量的步骤(E3),跟随连接该电容(Cf)的步骤(E2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及电技术和汽车的领域。更确切地说,本专利技术涉及一种用于对电动或混合动力车辆的牵引电池充电的系统。
技术介绍
用于这种类型的车辆的充电系统各自包括一个或多个电流转换器,该一个或多个电流转换器使得由对应车辆所连接的电源网络供应的电流能够被适配成可以对该车辆的牵引电池充电的电流。在这种电流转换过程中产生的泄漏电流传输穿过所谓共模的多个寄生电容然后穿过该车辆经由接地连接器连接到的地,这些寄生电容各自将充电系统的多个元件连接至车辆底盘。取决于这些泄漏电流的幅值和频率,它们有可能导致保护电路断路器跳闸并且因此阻止或停止车辆电池的充电。为了限制这些泄漏电流,第一种可能性是经由一个流电变压器使网络充电系统隔离。然而,尤其当牵引电池的充电功率较高时,这种变压器是庞大且昂贵的,这不利于开发具有令人满意的自主性的低成本电动车辆。专利FR2964506为了限制这些泄漏电流提出了一种车辆充电系统,该车辆充电系统包括用于限制泄漏电流的电容,该电容被连接在该车辆所连接的电源网络的中性相位与车辆底盘之间,该车辆底盘与地连接。在充电系统运行过程中产生的泄漏电流的一部分将因此被转向至电源网络的中性点。这种可适用于电动或混合动力车辆的内置式充电器的解决方案不通过流电变压器与电源网络隔离,然而具有一个缺点:在这种充电器的功率转换的初始定位过程中,在充电器的高电压电位上存在的电容部件很可能与滤波部件(例如用于限制泄漏电流的电容)一起与电源网络相互作用。实际上,这些电容部件在瞬时相位的过程中导致电流抽取,从而使其能够将自身充电至接近电源网络的电压。在这种瞬时相位的过程中,电流的环路在充电器输入端处循环,该环路可以由一个电路来建模,该电路包括地、电源网络、等效充电器输入共模电感和等效充电器输入共模电容,其同样与地连接。在这个输入环路中的电流在几kHz(千赫兹)数量级的频率下谐振。因此共模电流在电源网络上产生了循环、并且很可能使上游保护装置(例如差分断路器或传统断路器)反应、并且还很有可能产生可能与电气设备(家用电器)的其余部分反应的瞬时电源电压。因为用于限制泄漏电流的电容大大有助于等效充电器输入共模电容,例如,通过将一个阻尼电容和一个阻尼电阻与用于限制泄漏电流的电容并联连接以便减小这些瞬态振荡的幅值而补救了这个缺点。然而,这种补救不总是足够的。应注意的是,术语“高压”在此指的是由牵引电池供电的电力网络与由服务电池供电的车辆车载网络相比的电压的数量级,该牵引电池的电压在充满电时接近400V(伏特),该服务电池的电压具有14V的数量级。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是通过提供一种方法和一种系统来补救现有技术中的至少一些缺点,该方法和该系统用于对电动或混合动力车辆的牵引电池充电,用于在充电开始时限制从充电系统的电容部件抽取的电流。为此目的,本专利技术提出一种用于对至少部分电力的牵引车辆的牵引电池充电的系统,该系统包括被设计为连接至一个电源网络的一个输入滤波级,所述输入滤波级包括用于限制泄漏电流的一个电容,该电容能够通过该滤波级的一个开关被连接在一方面所述充电系统的一个电源相位连接或中性连接与另一方面所述充电系统的地之间,所述充电系统的特征在于,其进一步包括:-多个控制装置,这些控制装置用于当所述电源网络被连接至所述充电系统时对所述充电系统的多个寄生电容充电而不将能量从所述电源网络传递至所述牵引电池,-多个延时装置,这些延时装置由所述控制装置激活并且能够当一个延时帧高于或等于一个预定时间帧期限时关闭该滤波级的所述开关,-以及多个充电激活装置,这些充电激活装置用于在所述电源网络与所述牵引电池之间传递能量,该滤波级的所述开关是关闭的。由于本专利技术,用于限制泄漏电流的电容不直接连接至网络电源,从而允许其他电容部件以比当用于限制泄露电流的电容与网络电源连接时更低的抽取电流充电。在这些其他电容部件已经充电之后,在激活电荷转移方面的抽取电流更低,因此减少了位于充电系统输入端处的电流环路中的振荡瞬态电流的强度。因此,甚至当车辆牵引电池在充电开始时由于其充电系统的电容部件经受瞬变现象时,用于保护电源网络的上游装置也允许对车辆牵引电池充电。本专利技术可以用于使用单相或多相电源网络的充电系统。应注意的是,根据本专利技术的充电器的用于限制泄漏电流的电容被连接至电源网络的一个相位、或连接至电源网络的中性点,这个中性点能够如文件FR2964506中所描述地来重构。根据本专利技术的充电系统的有利特征,所述激活装置能够使在所述电源网络与所述牵引电池之间的能量传递延迟直到如下瞬间:在该瞬间,所述电源网络的一个电源相位的电压的幅值与其最大幅值相比变得非常低。因此,在开始对该牵引电池充电时,减小了以下风险:被添加到与该充电系统的变换器的运行相关联的其他泄露电流上的输入环路瞬态电流导致共模电流的峰值、从而很可能出现电路断路器反应。根据本专利技术的充电系统的另一个有利特征,所述延时帧在如下瞬间到期:在该瞬间,所述电源网络的电源相位的电压的幅值与其最大幅值相比变得非常低,所述激活装置从该滤波级的所述开关关闭开始在所述电源网络与所述电池之间传递能量。同样地,当电源电压幅值低时,用于限制泄漏电流的电容与电源网络的连接允许了输入环路振荡瞬时状态的电流幅值的几kHz的降低以及因此对断路器跳闸风险的限制。与这种连接同时地从电源网络到牵引电池的能量传递允许了充电系统的初始化时间的减少。根据本专利技术的充电系统的另一个有利特征,一个阻尼电容和一个阻尼电阻也通过该滤波级的所述开关被连接在一方面所述充电系统的所述至少一个电源相位连接或所述中性连接与另一方面所述充电系统的所述地之间。这个阻尼电容和这个阻尼电阻进一步允许了在瞬时状态过程中减小输入环路振荡的幅值。有利地,当根据本专利技术的充电系统包括能够经由该输入滤波级来连接至该电源网络的一个整流级以及被连接在所述整流级与所述牵引电池之间的一个阶跃升压级时,所述整流级和阶跃升压级包括多个开关,所述控制装置能够在所述延时帧期间通过一个脉冲宽度调制控制使该整流级的这些开关切换,该阶跃升压级的这些开关保持打开。因此,在该电源网络与该牵引电池之间传递能量之前进行对该充电系统的电容部件的充电,而无需将任何辅助部件添加到该充电系统上。替代地,当根据本专利技术的充电系统包括能够经由该输入滤波级来连接至该电源网络的一个整流级以及被连接在所述整流级与所述牵引本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于对至少部分电力的牵引车辆的牵引电池(Batt)充电的系统(SYS),该系统包括被设计为连接至一个电源网络(RES)的一个输入滤波级(EF),所述滤波级(EF)包括用于限制泄漏电流的一个电容(Cf),该电容能够通过该滤波级(EF)的一个开关(If)被连接在一方面所述充电系统(SYS)的至少一个电源相位连接或中性连接与另一方面所述充电系统(SYS)的地之间,所述充电系统(SYS)的特征在于,该充电系统进一步包括:‑控制装置(ECU),这些控制装置用于当所述电源网络(RES)被连接至所述充电系统(SYS)时对所述充电系统(SYS)的多个寄生电容(Cp1,Cp2,Cmot)充电而不将能量从所述电源网络(RES)传递至所述牵引电池(Batt),‑延时装置,这些延时装置由所述控制装置(ECU)激活并且能够当一个延时帧高于或等于一个预定时间帧期限时关闭该滤波级(EF)的所述开关(If),‑以及多个充电激活装置,这些充电激活装置用于在所述电源网络(RES)与所述牵引电池(Batt)之间传递能量,该滤波级(EF)的所述开关(If)是关闭的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.01 FR 13594831.一种用于对至少部分电力的牵引车辆的牵引电池(Batt)充电的系
统(SYS),该系统包括被设计为连接至一个电源网络(RES)的一个输
入滤波级(EF),所述滤波级(EF)包括用于限制泄漏电流的一个电容(Cf),
该电容能够通过该滤波级(EF)的一个开关(If)被连接在一方面所述充
电系统(SYS)的至少一个电源相位连接或中性连接与另一方面所
述充电系统(SYS)的地之间,
所述充电系统(SYS)的特征在于,该充电系统进一步包括:
-控制装置(ECU),这些控制装置用于当所述电源网络(RES)被
连接至所述充电系统(SYS)时对所述充电系统(SYS)的多个寄生电容
(Cp1,Cp2,Cmot)充电而不将能量从所述电源网络(RES)传递至所
述牵引电池(Batt),
-延时装置,这些延时装置由所述控制装置(ECU)激活并且能够当
一个延时帧高于或等于一个预定时间帧期限时关闭该滤波级(EF)的所述
开关(If),
-以及多个充电激活装置,这些充电激活装置用于在所述电源网络
(RES)与所述牵引电池(Batt)之间传递能量,该滤波级(EF)的所述
开关(If)是关闭的。
2.如权利要求1所述的用于对牵引电池(Batt)充电的系统(SYS),
其特征在于,所述激活装置能够使在所述电源网络(RES)与所述牵引电
池(Batt)之间的能量传递延迟直到如下瞬间:在该瞬间,所述电源网络
的一个电源相位的电压的幅值与其最大幅值相比变得非常低。
3.如权利要求2所述的用于对牵引(cons)电池(Batt)充电的系统
(SYS),其特征在于,所述延时帧在如下瞬间到期:在该瞬间,所述电
源网络的电源相位的电压的幅值与其最大幅值相比变得非常低,所
述激活装置从该滤波级(EF)的所述开关(If)关闭开始在所述电源网络
(RES)与所述电池(Batt)之间传递能量。
4.如权利要求1至3中任一项所述的用于对牵引(cons)电池(Batt)
充电的系统(SYS),其特征在于,一个阻尼电容(Cfa)和一个阻尼电阻
(Rfa)也通过该滤波级(EF)的所述开关(If)被连接在一方面所述充电
系统(SYS)的所述至少一个电源相位连接或所述中性连接与另一
方面所述充电系统(SYS)的所述地之间。
5.如权利要求1至4中任一项所述的用于对牵引(cons)电池(Batt)
充电的系统(SYS),其特征在于,所述充电系统(SYS)包括能够经由
该输入滤波级(EF)来连接至该电源网络(RES)的一个整流级(ER)
以及被连接在所述整流级(ER)与所述牵引电池(Batt)之间的一个阶跃
升压级(EE),所述整流级(ER)和阶跃升压级(EE)包括多个开关,
所述控制装置(ECU)能够在所述延时帧期间通过脉冲宽度调制(PWM)
控制使该整流级(ER)的这些开关(I1,I2,I3,I4,I5,I6)切换,该
阶跃升压级(EE)的这些开关保持打开。
6.如权利要求1至4中任一项所述的用于对牵引(cons)电池(Batt)
充电的系统(SYS),其特征在于,所述充电系统(SYS)包括能够经由
该输入滤波级(EF)来连接至该电源网络(RES)的一个整流级(ER)
以及被连接在所述整流级(ER)与所述牵引电池(Batt)之间的一个阶跃
升压级(EE),所述整流级(ER)和阶跃升压级(EE)包括多个开关,
这些开关最初是打开的,并且所述电源网络(RES)是单相的,所述控制
装置(ECU)能够在所述延时装置激活之前在如下瞬间控制所述整流级...

【专利技术属性】
技术研发人员:C·里波尔M·加蒂O·雷斯
申请(专利权)人:雷诺股份公司
类型:发明
国别省市:法国;FR

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