用于对电池进行充电的方法和设备以及机动车辆技术

本方法包括：对供电网络所传递的电流进行滤波，并且通过降压级(3)和升压级(4)将电力从所述网络馈送至电池(B)，同时控制所述降压级和升压级的斩波占空比。此外，使用可变增益放大级来补偿谐波。而且，确定所述供电网络的阻抗并且根据所述网络的阻抗来适配可变增益。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于对电池进行充电的方法和设备，并且更具体地涉及一种被设计成整合在具有至少部分电力牵引的机动车辆中以使得能够直接从供电网络给车辆电池再充电的方法和充电设备。
技术介绍
在高压电池再充电系统中，网络的电力按顺序通过两个变换器被引至电池：一个降压(“Buck”)和一个升压(“Boost”)。这两个变换器分别允许以一定频率通过依次打开和关闭一系列开关降低和增高其输入端子与其输出端子之间的电压比，根据输出电流和/或期望输出电压来控制所述频率。例如，此类再充电系统在专利申请FR2943188中有所描述，所述专利申请涉及一种由机动车辆携带的再充电系统，所述再充电系统允许从三相或单相电路对车辆电池再充电，所述再充电电路包括电机的线圈，所述电机还提供其他功能，比如产生电流或车辆推进。还可以参照：文件FR2964510，所述文件描述了从三相电路对电池进行再充电；或者文件FR2974253，所述文件描述了从单相电源来对电池进行再充电，并且所述文件还描述了能够控制充电功率的构架。降压级的运行所引起的对从供电网络中汲取的电流的斩波在输入电流中引起高频分量，即比配电网的基本频率(一般是50Hz)更高阶的谐波。由于电力分配器对输出电流的谐波规定了标准，这种再充电系统还包括在所述降压级的输入端处的RLC(电阻-电感-电容)类型的滤波器。这种输入滤波器能够对吸收的电流进行滤波，从而使得它满足网络运营商就谐波而言所规定的连接网络的条件以及汽车工程的条件。这种输入滤波器同样被设计成用于使能充电器的适当运行功率。事实上，不适合吸收由充电设备发送给网络的谐波含量。换言之，所传输的电流不是完美正弦的。事实上，滤波器仅适用于通过在降压级中对电流进行斩波来吸收以预定频率(在当前情况下为10kHz)产生的谐波含量。因为，在尚未公开的法国专利申请号FR1358969中提出了通过使用能够对从网络中汲取的电流应用传递函数(使其满足理想电流)的规定来补偿降压级所引起的谐波。
技术实现思路
鉴于上述内容，本专利技术的目的是提出一种用于电池的充电设备，所述充电设备被适配成连接至供电网络并且能够防止供电网络中产生谐波含量，同时使其自身适配供电网络的阻抗。因而，在第一方面，本专利技术的目的是一种对电池、尤其是具有至少部分电力牵引的机动车辆的电池进行充电的方法，其中，对供电网络所提供的电流进行滤波，并且通过降压级和升压级将所述网络的电力馈送至所述电池，同时控制所述降压级和升压级的斩波占空比，并且其中，通过利用可变增益放大级来补偿由所述降压级所引起的谐波。根据本专利技术的总体特征，确定所述供电网络的阻抗并且根据所述网络的阻抗来适配所述可变增益。因而可以对从网络中汲取的电流与理想电流之间的传递函数进行更改，以便将网络的阻抗考虑在内。可以在充电器内完成这种适配，所述充电器还可以根据网络的阻抗来适配谐波调节并且预留最佳稳定性裕度。此外，还确定的是，当旨在由个人使用充电器时，测量所述网络的阻抗以便对由充电器所实施的调节的可变增益进行适配使得可以(如果合适的话)通知用户关于其电气装置的故障或失灵。如根据本专利技术的另一特征，通过使用从其中存储有不同对应阻抗值的增益适配值的映射中获得的所述放大器的增益值来适配所述增益。在一个实施例中，根据本专利技术的方法涉及将增益值存储在所述映射中的预备步骤，在所述步骤过程中：a)针对第一相对低阻抗值测量第一允许增益裕度；b)针对第二相对高阻抗值测量第二允许增益裕度；c)基于所述第一和第二增益裕度针对所述第二值确定增益适配值；并且d)针对不同的第二阻抗值重复步骤b)和c)。依照根据本专利技术的方法的另一特征，所述网络的阻抗是从在对电池充电之前以及在充电之后的电流和电压测量结果确定的。可以安排所述网络的阻抗是基于在所述供电网络的额定频率上的测量信号分量的幅值和相位确定的。在一个实施例中，根据所述网络的电阻适配可变放大器的增益。根据第二方面本专利技术还涉及一种用于电池、尤其是具有至少部分电力牵引的机动车辆的电池的充电设备，包括：滤波级，所述滤波级被设计成连接至供电网络；降压级，所述降压级连接至所述滤波级；和升压级，所述升压级耦合至所述降压级并且被设计成连接至所述电池；以及调节单元，所述调节单元能够对所述降压级和所述升压级施加斩波占空比，并且包括对在所述滤波级中由所述降压级所引起的谐波进行补偿的装置，所述装置作用于所述降压级并且包括可变增益放大级。所述调节单元包括确定所述供电网络的阻抗的装置以及根据所述网络阻抗的值来适配放大级的增益的装置。在一个实施例中，所述调节单元包括：主调节器，所述主调节器能够确定所述降压级的切换控制信号的占空比；以及副调节器，所述副调节器用于补偿谐波，能够确定与所述控制信号相组合的谐波补偿信号的占空比。所述副调节器可以与比较器相关联，所述比较器能够将从所述网络中汲取的电流与理想补偿电流进行比较，从而由所述比较的结果来产生所述补偿信号的占空比。例如，理想补偿电流由锁相环产生。依照根据本专利技术的充电设备的另一特征，所述副调节器包括使得能够对所述比较的结果进行滤波的椭圆滤波器，所述椭圆滤波器与具有连接至分流器的输出的可调增益放大级相关联，从而使得所述补偿信号的所述占空比(α谐波)是通过以下关系式产生的：其中：Kp是可调增益；ΔI滤波是所述椭圆滤波器的输出；并且In是所述降压级的输出电流。本专利技术还涉及一种具有至少部分电力牵引的机动车辆，所述机动车辆包括如上限定的充电设备。附图说明通过细读仅作为非限制性示例并参照的以下说明，本专利技术的其他目的、特征和优点将变得清楚，在附图中：-图1示出了根据本专利技术的一个实施例的电池再充电设备；-图2是总体上展示了调节单元的结构的简图；-图3示出了展示理想电流的产生的曲线；-图4是展示了调节单元的一个实施例的简图；-图5和图6示出了展示椭圆滤波器的运行的曲线；-图7示出了网络阻抗的变化对图5的曲线(尤其是对椭圆滤波器的运行)的影响；-图8是展示了充电器的总体结构的简图，用于展示用于修改充电器的可变增益的网络阻抗测量结果；并且-图9a、图9b、图9c和图9d示出了不充电和充电时在具有低阻抗的网络的情况下以及在具有强阻抗的网络的情况下的电压和电流变化。具体实施方式图1根据一个实施例示意性地示出了用于从三相供电网络对具有电力牵引的机动车辆的电池进行充电的设备。再充电设备1包括滤波级2、耦合至滤波级2的降压级3、以及经由电机5耦合至降压级3的升压级4。这里，例如，设备1被设计成连接至三相电源。所述装置包括三个端子B1、B2、B3，这些端子连接在滤波级2的输入端并且能够连接至供电网络。将要注意的是，在单相再充电过程中，只有输入端B1和B2连接至单相供电网络。每个输入端子B1、B2和B3连接至滤波级2的滤波支路上。每个滤波支路都包括两个并联的支路，一个支路具有值为L2的电感并且另一个支路具有串联的值为L1的电感和值为R的电阻。这两个滤波支路各自在每个所述滤波支路的分别指定为D1、D2、D3的点处在输出端连接至具有电容C的电容器，这些具有电容C的电容器的相反端连接在一起形成星形电容式滤波器。这组值为R的电阻、值为L1或L2的电容、和值为C的电容器在降压级3的输入端形成RLC类型的滤波器。降压级3通过点D1、D2和D3连接至滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对电池、尤其是具有至少部分电力牵引的机动车辆的电池进行充电的方法，其中，对供电网络所提供的电流进行滤波，并且通过降压级(3)和升压级(4)将所述网络的电力馈送至所述电池(B)，同时控制所述降压级和升压级的斩波占空比，并且其中，通过利用可变增益放大级(28)来补偿由所述降压级(3)所引起的谐波，其特征在于，确定所述供电网络的阻抗并且根据所述网络的阻抗来适配所述可变增益。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.31 FR 14574251.一种对电池、尤其是具有至少部分电力牵引的机动车辆的电池进行充电的方法，其中，对供电网络所提供的电流进行滤波，并且通过降压级(3)和升压级(4)将所述网络的电力馈送至所述电池(B)，同时控制所述降压级和升压级的斩波占空比，并且其中，通过利用可变增益放大级(28)来补偿由所述降压级(3)所引起的谐波，其特征在于，确定所述供电网络的阻抗并且根据所述网络的阻抗来适配所述可变增益。2.如权利要求1所述的方法，其中，通过使用从其中存储有针对不同对应阻抗值的增益适配值的映射中获得的所述放大级(28)的增益值来适配所述增益。3.如权利要求2所述的方法，涉及将增益值存储在所述映射中的预备步骤，在所述步骤过程中：a)针对第一相对低阻抗值测量第一增益裕度；b)针对第二相对高阻抗值测量第二允许增益裕度；c)基于所述第一和第二增益裕度针对所述第二值确定增益适配值；并且d)针对不同的第二阻抗值重复步骤b)和c)。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述网络的阻抗是从在对所述电池进行所述充电之前与在所述充电之后的电流和电压测量结果中确定的。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述网络的阻抗是基于在所述供电网络的额定频率上的测量信号分量的幅值和相位确定的。6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，根据所述网络的电阻来适配所述可变放大器的增益。7.一种用于电池、尤其是具有至少部分电力牵引的机动车辆的电池的充电设备，所述充电设备包括：滤波级(2)，所述滤波级被设计成连接至供电网络；降压级(3)，所述降压级连接至所述滤波级；...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·克维斯卡，L·梅里耶纳，
申请(专利权)人：雷诺股份公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR