电动汽车用的电源系统技术方案

技术编号:18304263 阅读:58 留言:0更新日期:2018-06-28 13:18
一种电动汽车用的电源系统,具备:电池;变换器,其向行驶用的马达供给交流电力;第一电压转换器,其连接在所述电池和所述变换器之间;第二电压转换器,其与所述第一电压转换器并联地连接;温度取得部,其取得所述第一电压转换器的温度;电流取得部,其取得在所述第二电压转换器中流动的电流的大小;以及控制器。所述第一电压转换器和所述第二电压转换器分别具备两个开关元件、两个二极管以及电抗器。

Power supply system for electric vehicles

A power system for electric vehicles: a battery; a converter to supply AC power to a driving motor; the first voltage converter is connected between the battery and the converter; the second voltage converter is connected in parallel with the first voltage converter; the temperature acquisition unit is obtained. The temperature of the first voltage converter, the current acquisition section, the size of the current flowing in the second voltage converter, and the controller. The first voltage converter and the second voltage converter are respectively provided with two switching elements, two diodes and a reactor.

【技术实现步骤摘要】
电动汽车用的电源系统
本公开涉及向电动汽车的行驶用的马达供给电力的电源系统。本说明书中的“电动汽车”包括具备马达和发动机这两方的混合动力车。
技术介绍
电动汽车具备电源系统,所述电源系统包括电池和将所述电池的直流电力变换成马达驱动用的交流电力的变换器。在上述那样的电源系统中存在在电池与变换器之间具备电压转换器的电源系统(日本特开2009-159748、日本特开2016-100936)。在多数的电动汽车中,在制动时利用车辆的惯性能量来通过马达进行发电,变换器将该电力(再生电力)变换成直流并对电池进行充电。因此,电源系统的电压转换器需要具备对电池的电压进行升压并将其向变换器输出的升压功能和对从变换器供给的再生电力的电压进行降压并将其向电池输出的降压功能这两方的功能。上述那样的电压转换器被称为双向DC-DC转换器。典型的双向DC-DC转换器具备两个开关元件、两个二极管以及电抗器。两个开关元件串联地连接在变换器侧的正极端与负极端之间。各个二极管反向并联地连接在各个开关元件。电抗器连接在电池侧的正极端与两个开关元件的串联连接的中点之间。控制器控制各个开关元件。以下为了便于进行说明,有时将串联地连接的两个开关元件中的正极端侧的开关元件称为上臂元件,将负极端侧的开关元件称为下臂元件。在日本特开2009-159748、日本特开2016-100936中公开的电源系统的电压转换器也具备上述的电路构成。控制器对各个开关元件供给驱动信号。驱动信号典型地是预定的占空比的PWM(PulseWidthModulation:脉冲宽度调制)信号。日本特开2009-159748的电源系统的电压转换器在电抗器的温度变高时,限制下臂元件的导通(ON)断开(OFF)动作,抑制在电抗器中流动的电流。另外,在日本特开2016-100936的电源系统中,为了抑制电压转换器的部件的负载,将两个电压转换器并联地连接。此外,在日本特开2016-100936中,描述有将上臂元件固定为导通并且将下臂元件固定为断开的情况。在该情况下,电压转换器将电池的电压原样地向变换器侧输出。以下为了便于进行说明,将使上臂元件固定为导通、并且使下臂元件固定为断开的控制称为上臂导通固定控制。
技术实现思路
在将两个电压转换器并联地连接在电池与变换器之间的电源系统的情况下,由于电压转换器的个体差异等,有时一方的电压转换器的温度会比另一方的电压转换器的温度高。作为电压转换器的个体差异的例子,存在电压转换器所带有的冷却器的性能差异、额定电流的差异等。本说明书提供如下技术:在采用了两个电压转换器的并联连接的电源系统中,在执行将上臂元件固定为导通、并且将下臂元件固定为断开的控制(上臂导通固定控制)时,在一方的电压转换器的温度变得过高的情况下,尽可能不降低向变换器(马达)的供给功率地更加抑制所述电压转换器的温度上升。在本公开的技术方案中,电动汽车用的电源系统具备电池、变换器、第一电压转换器、第二电压转换器以及控制器。变换器向产生电动汽车的驱动力的马达供给交流电力。第一电压转换器配置在电池与变换器之间,连接于所述电池和变换器。第二电压转换器与第一电压转换器并联地连接。第一电压转换器和第二电压转换器分别具备一对的第一开关元件和第二开关元件、两个二极管以及电抗器。一对的第一开关元件和第二开关元件配置在变换器侧的正极端与负极端之间,串联地连接于正极端和负极端。第一开关元件连接于变换器的正极端,第二开关元件连接于所述变换器的负极端。两个二极管各自与各个开关元件反向并联地连接。电抗器连接在一对的第一开关元件和第二开关元件的串联连接的中点与电池侧的正极端之间。如前所述,一对的第一开关元件和第二开关元件中的正极端侧的第一开关元件相当于上臂元件、负极端侧的第二开关元件相当于下臂元件。在本公开的技术方案中,电动汽车用的电源系统还具备取得第一电压转换器的温度的温度取得部和取得在第二电压转换器中流动的电流的大小的电流取得部。控制器在执行所述上臂导通固定控制时监视第一电压转换器的温度和在第二电压转换器中流动的电流,并且能够执行以下的(1)和(2)的控制。(1)在第一电压转换器的温度变为比温度阈值高、且在第二电压转换器中流动的电流比电流阈值高的情况下,控制器对第一电压转换器及第二电压转换器继续进行上臂导通固定控制,并且降低电池的输出。(2)在第一电压转换器的温度变为比温度阈值高、且在第二电压转换器中流动的电流比电流阈值低的情况下,控制器解除对第一电压转换器的上臂导通固定控制。并且,控制器开始第一开关控制,所述第一开关控制为使第一电压转换器的第二开关元件按照第一占空比进行开关、并且使第一电压转换器的第一开关元件以成为第一电压转换器的第二开关元件的导通断开动作的反转动作的方式进行开关的控制。对于第二电压转换器,控制器继续进行上臂导通固定控制、或者解除上臂导通固定控制并开始下面的第二开关控制。第二开关控制为使第二电压转换器的第二开关元件按照比第一占空比小的第二占空比进行开关、并且使第二电压转换器的第一开关元件以成为第二电压转换器的第二开关元件的导通断开动作的反转动作的方式进行开关的控制。此外,通过使第一开关元件以成为第二开关元件的导通断开动作的反转动作的方式进行开关,从而在生成再生电力时,电压转换器能够对从变换器供给的再生电力的电压进行降压并将其向电池输出。第一占空比可以在除0以外的范围内任意地选定。第二占空比比第一占空比小即可,可以任意地选定。通过(2)的处理,在第一电压转换器中流动的电流减少,与其相应地,在第二电压转换器中流动的电流增加。因为在第一电压转换器中流动的电流减少,所以能够更加抑制第一电压转换器的温度上升。另一方面,因为第一电压转换器的输出功率的减少量由第二电压转换器补充,所以向变换器(马达)供给的电力不下降,汽车的行驶性能不下降。此外,可以将在第二电压转换器中流动的电流与电流阈值相等的情况任意地归于(1)与(2)中的其中一方。之所以通过(2)的处理使得在第一电压转换器中流动的电流减少是基于以下的理由。当解除上臂导通固定控制并且对第一电压转换器开始进行所述第一开关控制时,通过开关,电流的方向发生变化而成为交流电流,结果,由于电抗器的自感而电流减少。另外,之所以监视第二电压转换器的电流而不是监视第二电压转换器的温度是为了防止在第二电压转换器中瞬间有过电流流动、和为了知道第二电压转换器的负载。并且,也是因为,如果第二电压转换器的负载还有余裕(即,如果在第二电压转换器中流动的电流比电流阈值小),则由第二电压转换器补充第一电压转换器的输出减少量。在第二电压转换器中流动的电流比电流阈值高的情况下(即,在第二电压转换器的负载较大的情况下),无法由第二电压转换器补充因第一电压转换器而减小的输出功率,因此在该情况下,执行(1)的处理,适当地抑制在第一电压转换器和第二电压转换器中流动的电流。在该情况下,允许向变换器(马达)供给的电力的减少。所述电源系统在第一电压转换器过热的情况下,减少在第一电压转换器中流动的电流,并且如果可能,由第二电压转换器补充第一电压转换器的输出功率的减少量,从而保持两个电压转换器的总输出。在本公开的技术方案的电源系统中,也可以是,第一电压转换器具备取得多个部件的各自的温度的部件温度取得部,控制本文档来自技高网
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电动汽车用的电源系统

【技术保护点】
1.一种电动汽车用的电源系统,其特征在于,具备:电池;变换器,其向产生所述电动汽车的驱动力的马达供给交流电力;第一电压转换器,其配置在所述电池与所述变换器之间,连接于所述电池和所述变换器;第二电压转换器,其配置在所述电池与所述变换器之间,连接于所述电池和所述变换器,所述第二电压转换器与所述第一电压转换器并联地连接;温度取得部,其取得所述第一电压转换器的温度;电流取得部(8b),其取得在所述第二电压转换器中流动的电流的大小;以及控制器,所述第一电压转换器和所述第二电压转换器分别具备:一对的第一开关元件和第二开关元件,其串联地连接在所述变换器侧的正极端与负极端之间,所述第一开关元件连接于所述变换器的正极端,所述第二开关元件连接于所述变换器的负极端;两个二极管,其各自与一对的所述第一开关元件和所述第二开关元件分别反向并联地连接;以及电抗器,其连接在所述电池侧的正极端与一对的所述第一开关元件和所述第二开关元件的串联连接的中点之间,所述控制器,在对所述第一电压转换器和所述第二电压转换器中的各电压转换器执行将正极端侧的所述第一开关元件固定为导通、并且将负极端侧的所述第二开关元件固定为断开的上臂导通固定控制时,(1)在所述第一电压转换器的温度变为比温度阈值高、且在所述第二电压转换器中流动的电流比电流阈值高的情况下,对所述第一电压转换器以及所述第二电压转换器继续进行所述上臂导通固定控制,并且降低所述电池的输出,(2)在所述第一电压转换器的温度变为比所述温度阈值高、且在所述第二电压转换器中流动的电流比所述电流阈值低的情况下,解除对所述第一电压转换器的所述上臂导通固定控制并开始第一开关控制,所述第一开关控制为使所述第一电压转换器的所述第二开关元件按照第一占空比进行开关、并且使所述第一电压转换器的所述第一开关元件以成为所述第一电压转换器的所述第二开关元件的导通断开动作的反转动作的方式进行开关的控制,对于所述第二电压转换器继续进行所述上臂导通固定控制、或者解除所述上臂导通固定控制并开始第二开关控制,所述第二开关控制为使所述第二电压转换器的所述第二开关元件按照比所述第一占空比小的第二占空比进行开关、并且使所述第二电压转换器的所述第一开关元件以成为所述第二电压转换器的所述第二开关元件的导通断开动作的反转动作的方式进行开关的控制。...

【技术特征摘要】
2016.12.20 JP 2016-2468741.一种电动汽车用的电源系统,其特征在于,具备:电池;变换器,其向产生所述电动汽车的驱动力的马达供给交流电力;第一电压转换器,其配置在所述电池与所述变换器之间,连接于所述电池和所述变换器;第二电压转换器,其配置在所述电池与所述变换器之间,连接于所述电池和所述变换器,所述第二电压转换器与所述第一电压转换器并联地连接;温度取得部,其取得所述第一电压转换器的温度;电流取得部(8b),其取得在所述第二电压转换器中流动的电流的大小;以及控制器,所述第一电压转换器和所述第二电压转换器分别具备:一对的第一开关元件和第二开关元件,其串联地连接在所述变换器侧的正极端与负极端之间,所述第一开关元件连接于所述变换器的正极端,所述第二开关元件连接于所述变换器的负极端;两个二极管,其各自与一对的所述第一开关元件和所述第二开关元件分别反向并联地连接;以及电抗器,其连接在所述电池侧的正极端与一对的所述第一开关元件和所述第二开关元件的串联连接的中点之间,所述控制器,在对所述第一电压转换器和所述第二电压转换器中的各电压转换器执行将正极端侧的所述第一开关元件固定为导通、并且将负极端侧的所述第二开关元件固定为断开的上臂导通固定控制时,(1)在所述第一电压转换器的温度变为比温度阈值高、且在所述第二电压转换器中流动的电流比电流阈...

【专利技术属性】
技术研发人员:中山航
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

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