车载高压逆变转换装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种车载高压逆变转换装置及控制方法，其中，所述车载高压逆变转换装置包括转换电路；所述转换电路包括串联的DC‑DC电路和DC‑AC电路。本发明专利技术的车载高压逆变转换装置，其能够提供相比低压逆变转换装置更高功率及效率的交流220V电源给用户使用。同时，在内部拓扑中直接采用前级Buck电路，后级逆变的拓扑结构，取消变压器耦合方式，降低控制复杂度及单件成本；通过在车辆端设置两种不同功率的车载放电插座，可提供两种不同功率交流电源供用户使用，可满足整车V2V功能。

【技术实现步骤摘要】
车载高压逆变转换装置及控制方法
本专利技术属于新能源汽车控制
，涉及新能源商用车车载高压逆变转换装置及控制方法。
技术介绍
目前，车载低压逆变转换装置已广泛应用于传统中高端汽车，解决了用户在行车过程中需要使用220V交流电进行办公及娱乐等方面用电需求。近些年来，随着新能源汽车产业的大规模普及和推广，大批整车企业开始投身新能源汽车研发及生产，而新能源汽车不同于传统汽车，其自身存在两个电池：高压动力电池及低压蓄电池。所以，对于新能源汽车220V交流电输出可以提供新的能量来源，即从高压动力电池提供高压直流电，通过高压逆变转换装置转换为220V交流电，解决用户交流用电需求。采用传统低压取电方式，相比采用高压动力电池取电方式，具有如下缺点：(1)转换效率较低。对于新能源汽车，如采用传统车低压逆变方案，则需由DC/DC将高压动力电池电压转换为低压后，再由低压逆变为220V交流电。中间增加了DC/DC转换的环节，进而导致损失了一部分功率；(2)可提供的交流放电功率较低。对于传统车低压逆变方案，为了防止过放电损伤低压蓄电池或者低压蓄电池亏电，一般可提供的功率不超过200W。而高压动力电池容量远远大于低压蓄电池，可以承受的放电电流能力较强，故采用高压逆变方案理论上可以大幅提升交流用电所需功率，进一步满足用户用电需求；(3)提高了单件成本及内部控制复杂程度。传统的车载逆变装置内部拓扑均通过变压器耦合形式，将稳压后的直流电压首先逆变为交流电，通过变压器进行变压以后再进行整流稳压，然后进行逆变滤波输出。极大的增加了控制复杂程度及元器件数量。对于新能源乘用车而言，现有双向车载充电装置具备该交流放电功能。但是对于新能源商用车而言，由于目前均采用直流快充技术为高压动力电池充电，所以新能源商用车没有配置车载充电装置，故没有提供可供给用户的高压逆变转换装置。对于高压逆变转换装置的控制方案，目前国内外暂无相应专利给出确切方案，属于空白状态。
技术实现思路
本专利技术目的是提出了一种车载高压逆变转换装置及控制方法，填补了空白。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：一种车载高压逆变转换装置，其包括转换电路；所述转换电路包括串联的DC-DC电路和DC-AC电路；所述DC-DC电路包括并联的电容C1、二极管D1和电容C2；在电容C1和二极管D1负极之间的电路上设置有开关器件S1，所述开关器件S1的源极连接于二极管D1负极，所述开关器件S1的漏极连接于电容C1的一端；在电容C2和二极管D1负极之间的电路上设置有电感L1；所述电容C1的两端为DC-DC输入端子；所述DC-AC电路包括开关器件S2、开关器件S3、开关器件S4和开关器件S5；所述开关器件S2的漏极连接于所述电容C2的一端，所述开关器件S2的源极连接于开关器件S3的漏极，所述开关器件S3的源极连接于所述电容C2的另一端；所述开关器件S4的漏极连接于所述电容C2的一端，所述开关器件S4的源极连接于开关器件S5的漏极，所述开关器件S5的源极连接于所述电容C2的另一端；所述开关器件S2的源极通过串联的电感L2和电容C3连接于所述开关器件S4的源极，电容C3的两端为DC-AC输出端子。可选的，所述的车载高压逆变转换装置还包括控制系统，所述控制系统包括电压检测单元、电流检测单元、温度检测单元、主控制器、SPWM控制器、第一驱动单元和第二驱动单元；所述电压检测单元和电流检测单元、温度检测单元均信号连接于所述主控制器，用于将检测的电压信号、电流信号和温度信号传递至所述主控制器，所述主控制器通过CAN总线与HCU连接，所述主控制器与第一驱动单元信号连接，以通过所述第一驱动单元对转换电路进行通断控制；所述主控制器还通过SPWM控制器与第二驱动单元连接，以通过所述第二驱动单元控制DC-AC电路。可选的，所述电压检测单元包括输入电压传感器VS1和输出电压传感器VS2；所述输入电压传感器VS1并联于电容C1，用于检测直流母线输入电压，并将直流母线输入电压信号Vin传递给主控制器；所述输出电压传感器VS2并联于电容C3，用于检测交流输出电压，将整流后的交流输出电压信号Vo传递给主控制器。可选的，所述电流检测单元包括输入电流传感器IS1和输出电流传感器IS2；所述输入电流传感器IS1用于检测直流母线输入电流，并将直流母线输入电流信号Iin传递给主控制器；所述输出电流传感器IS2用于检测交流输出电流，并将整流后的交流输出电流信号Io给主控制器。可选的，所述温度检测单元用于检测功率器件所安装的散热器温度，并将温度信号T传递给主控制器。可选的，主控制器用于对直流母线输入电压信号Vin，直流母线输入电流信号Iin，交流输出电压信号Vo，交流输出电流信号Io和温度信号T与内置保护阈值比较判断，用于故障判断。可选的，所述第一驱动单元用于将主控制器输出的PWM控制信号转化为驱动开关器件S1的驱动信号DS1；所述第二驱动单元用于将SPWM控制器输出SPWM控制信号转化为驱动开关器件S2、开关器件S3、开关器件S4和开关器件S5的驱动信号DS2、驱动信号DS3、驱动信号DS4和驱动信号DS5。可选的，所述的车载高压逆变转换装置还包括高压动力电池、HCU、仪表及至少一个车载放电插座；所述高压动力电池连接于所述转换电路的DC-DC输入端子，用于向转换电路提供高压直流电；所述车载放电插座用于提供220V交流电源给用户使用；在每个车载放电插座上均设置有放电使能开关按键，放电使能开关通过硬线与HCU连接，如果用户按下放电使能开关按键，HCU检测回路导通，表示此时用户请求使用该车载放电插座放电；如果放电使能开关按键复位，HCU检测回路断开，则表示此时用户停止请求使用该插座，并停止放电；HCU通过CAN总线与仪表进行通信。本专利技术解决技术问题还采用如下技术方案：一种车载高压逆变转换装置的控制方法，其包括：S10、当整车同时满足如下三点条件时：(1)车载高压逆变转换装置无故障；(2)高压动力电池SOC≥30％；(3)放电使能开关被用户按下，则整车交流放电功能激活；如任一条件不满足，则整车禁止对外交流放电；S20、HCU根据用户按下的放电使能开关，发送不同的放电请求指令给车载高压逆变转换装置；S30、HCU时刻检测放电使能开关是否复位或车载高压逆变转换装置有无故障；如此时放电使能开关复位，则HCU发送停止放电请求指令给车载高压逆变转换装置，车载高压逆变转换装置在接收到HCU停止放电请求指令后，停止对外放电；交流放电流程结束；如果车载高压逆变转换装置发生故障，则HCU将故障信息发送仪表，并通过仪表显示相关故障；HCU发送停止放电请求指令给车载高压逆变转换装置，车载高压逆变转换装置在接收到HCU停止放电请求指令后，停止对外放电；交流放电流程结束。可选的，S20中：如果第一放电使能开关被按下，则HCU发送给车载高压逆变转换装置16A放电请求指令；如果第二放电使能开关被按下，则HCU发送给车载高压逆变转换装置10A放电请求指令；如果第一放电使能开关和第二放电使能开关同时被按下，则HCU仅发送放电请求指令，车载高压逆变转换装置按照同时满足两个放电功率进行输出。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的车载高压逆变转换装置，其能够提供相比低压逆变转换装置更高功率及效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载高压逆变转换装置，其特征在于，包括转换电路；所述转换电路包括串联的DC‑DC电路和DC‑AC电路；所述DC‑DC电路包括并联的电容C1、二极管D1和电容C2；在电容C1和二极管D1负极之间的电路上设置有开关器件S1，所述开关器件S1的源极连接于二极管D1负极，所述开关器件S1的漏极连接于电容C1的一端；在电容C2和二极管D1负极之间的电路上设置有电感L1；所述电容C1的两端为DC‑DC输入端子；所述DC‑AC电路包括开关器件S2、开关器件S3、开关器件S4和开关器件S5；所述开关器件S2的漏极连接于所述电容C2的一端，所述开关器件S2的源极连接于开关器件S3的漏极，所述开关器件S3的源极连接于所述电容C2的另一端；所述开关器件S4的漏极连接于所述电容C2的一端，所述开关器件S4的源极连接于开关器件S5的漏极，所述开关器件S5的源极连接于所述电容C2的另一端；所述开关器件S2的源极通过串联的电感L2和电容C3连接于所述开关器件S4的源极，电容C3的两端为DC‑AC输出端子。

【技术特征摘要】
1.一种车载高压逆变转换装置，其特征在于，包括转换电路；所述转换电路包括串联的DC-DC电路和DC-AC电路；所述DC-DC电路包括并联的电容C1、二极管D1和电容C2；在电容C1和二极管D1负极之间的电路上设置有开关器件S1，所述开关器件S1的源极连接于二极管D1负极，所述开关器件S1的漏极连接于电容C1的一端；在电容C2和二极管D1负极之间的电路上设置有电感L1；所述电容C1的两端为DC-DC输入端子；所述DC-AC电路包括开关器件S2、开关器件S3、开关器件S4和开关器件S5；所述开关器件S2的漏极连接于所述电容C2的一端，所述开关器件S2的源极连接于开关器件S3的漏极，所述开关器件S3的源极连接于所述电容C2的另一端；所述开关器件S4的漏极连接于所述电容C2的一端，所述开关器件S4的源极连接于开关器件S5的漏极，所述开关器件S5的源极连接于所述电容C2的另一端；所述开关器件S2的源极通过串联的电感L2和电容C3连接于所述开关器件S4的源极，电容C3的两端为DC-AC输出端子。2.根据权利要求1所述的车载高压逆变转换装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括电压检测单元、电流检测单元、温度检测单元、主控制器、SPWM控制器、第一驱动单元和第二驱动单元；所述电压检测单元和电流检测单元、温度检测单元均信号连接于所述主控制器，用于将检测的电压信号、电流信号和温度信号传递至所述主控制器，所述主控制器通过CAN总线与HCU连接，所述主控制器与第一驱动单元信号连接，以通过所述第一驱动单元对转换电路进行通断控制；所述主控制器还通过SPWM控制器与第二驱动单元连接，以通过所述第二驱动单元控制DC-AC电路。3.根据权利要求2所述的车载高压逆变转换装置，其特征在于，所述电压检测单元包括输入电压传感器VS1和输出电压传感器VS2；所述输入电压传感器VS1并联于电容C1，用于检测直流母线输入电压，并将直流母线输入电压信号Vin传递给主控制器；所述输出电压传感器VS2并联于电容C3，用于检测交流输出电压，将整流后的交流输出电压信号Vo传递给主控制器。4.根据权利要求3所述的车载高压逆变转换装置，其特征在于，所述电流检测单元包括输入电流传感器IS1和输出电流传感器IS2；所述输入电流传感器IS1用于检测直流母线输入电流，并将直流母线输入电流信号Iin传递给主控制器；所述输出电流传感器IS2用于检测交流输出电流，并将整流后的交流输出电流信号Io给主控制器。5.根据权利要求4所述的车载高压逆变转换装置，其特征在于，所述温度检测单元用于检测功率器件所安装的散热器温度，并将温度信号T传递给主控制器。6.根据权利要求5所述的车载高压逆...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘健，胡越，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22