AC电压暂降时最大化电动车辆的充电功率传递的方法技术

本申请公开了在AC电压暂降时最大化电动车辆的充电功率传递的方法。一种用于对电动或混合动力车辆中的电池充电的方法提供了切换到低抽头的替代方案。根据这种方法，如果出现抽头交叉，OBCM会将其功率限制降低一个可配置的量，然后在较低的电平下重试充电。这个过程可以重复尽可能多的次数，以找到防止抽头交叉的功率电平。有利的是，电池可以在最短的时间内充电，而不是将功率限制在低抽头电平。还提供了实施该方法的充电系统。

A Method of Maximizing Charging Power Transfer of Electric Vehicles during AC Voltage Sag

【技术实现步骤摘要】
AC电压暂降时最大化电动车辆的充电功率传递的方法
本专利技术涉及用于对混合动力车辆和电动车辆中的电池充电的系统和方法。背景电动车辆和混合动力车辆通常使用一般可用的电插座充电。世界各地的插座通常在120VAC范围(低抽头)或220VAC范围(高抽头)内。由于这种可用性，PFC(功率因数校正)集成电路的制造商已经将他们的集成电路设计成在低抽头范围或高抽头范围内操作。高抽头和低抽头范围之间的功率限制可以是高抽头限制的1/2。当插电式混合动力车辆和/或电动车辆充电时，有时AC电源暂降(sag)得太低，以至于电压电平太低而无法在高抽头范围内工作，从而导致抽头交叉(tapcross)。AC电压暂降是由于车载控制模块(OBCM)将AC电源向下加载。当这种情况发生时，利用功率因数校正的电池充电器将不得不切换到较低的抽头。因此，存在用于对混合动力车辆和电动车辆中的电池充电的系统。概述在至少一个实施例中，本专利技术通过提供一种用于对混合动力车辆或电动车辆中的电池充电的方法来解决现有技术的一个或更多个问题。一般来说，该方法提供了切换到低抽头的替代方案，因为OBCM将使其功率限制降低可配置的量(X)并在较低电平下重试充电。这个过程可以重复尽可能多的次数，以找到防止抽头交叉的功率电平。以这种方式，电池可以在最短的时间内充电，而不是将功率限制在低抽头电平。在另一实施例中，提供了一种用于从交流电压电源对电池充电的方法。该方法包括测量从交流电压电源提供给电压转换器的输入电压的步骤。特征在于，电压转换器从交流电压电源中汲取预定的最大功率限制。最初，预定的最大功率限制被设置为初始最大功率限制。如果输入电压低于预定的输入电压设定点，则更新的最大功率限制被确定为预定的最大功率限制减去预定量X。预定的最大功率限制被设置为更新的最大功率限制。迭代地重复这些步骤，直到从交流电压电源提供给电压转换器的输入电压高于或等于预定的输入电压设定点。在另一实施例中，提供了用于使用本文中阐述的方法对电动或混合动力车辆中的电池充电的系统。该系统包括电压转换器，该电压转换器具有接收AC电压输入的输入端和输出直流电压的输出端。电压转换器具有电压转换器可汲取的可配置的最大功率限制。电压传感器执行对电压转换器的AC输入电压的电压测量。计算机处理器从电压传感器接收电压测量结果。有利的是，计算机处理器被配置为向电压转换器发送控制信号，以迭代地将其功率限制降低可配置量(X)，然后在较低电平下重试充电，直到避免抽头交叉。附图说明图1是用于对电动或混合动力电动车辆中的高电压电池充电的电池充电系统的示意图；图2是说明避免低抽头充电的对高电压电池充电的方法的流程图；以及图3是用于使用计算机处理器的对电动或混合动力电动车辆中的高电压电池充电的电池充电系统的示意图。详细描述现在将详细参考本专利技术的目前优选的组合物、实施例和方法，它们构成了专利技术人目前已知的实践本专利技术的最佳模式。附图不一定按比例进行绘制。然而，将理解的是，所公开的实施例仅仅是本专利技术的示例，其可以以各种和替换形式实施。因此，本文中所公开的特定细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为本专利技术的任何方面的代表性基础和/或用于教导本领域中的技术人员以各种方式利用本专利技术的代表性基础。除了在示例中，或者在另外明确指出的地方，在描述本专利技术的最广泛的范围时，本说明书中表示材料量或反应和/或使用条件的所有数值量应理解为由词语“大约”修饰。在所述的数值限制内的实践通常是优选的。此外，除非明确相反地说明，首字母缩略词或其他缩写词的第一个定义适用于本文中相同缩写词的所有后续使用，并经适当修改适用于最初定义的缩写词的正常语法变体；以及除非明确相反地说明，属性的测量是通过与先前或以后针对相同属性引用的相同技术来确定的。还应该理解，本专利技术不限于下面描述的具体实施例和方法，因为具体的部件和/或条件当然可以变化。此外，本文使用的术语仅为了描述本专利技术的特定实施例的目的而使用，而不旨在以任何方式进行限制。还必须注意的是，除非上下文另外明确指示，否则如说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该”包括复数指示物。例如，对部件的单数提及旨在包括多个部件。术语“包括(comprising)”与“包括(including)”、“具有”、“包含”或“特征在于”同义。这些术语是包容性和开放性，并不排除额外的、未提到的元素或方法步骤。短语“由...组成”不包括权利要求中未指定的任何元素、步骤或成分。当这个短语出现在权利要求的正文的条款中而不是紧接在序言之后时，它只限制了该条款中阐述的元素；其他元素没有被排除在整个权利要求之外。短语“基本上由...组成”将权利要求的范围限制于指定的材料或步骤，以及那些实质上不影响所要求保护的主题的基本和新颖特征的材料或步骤。关于术语“包括(comprising)”、“由...组成”和“基本上由...组成”，在这三个术语之一在本文中使用的情况下，当前公开和要求保护的主题可以包括对另外两个术语中的任一个的使用。参考图1，提供了车辆充电系统的示意图。车辆充电系统10包括位于车辆14外部的外部部件12和在车辆内的内部部件16。外部部件12包括与交流(AC)电压电源20(例如，电网)通信的电动车辆供电设备(EVSE)18。EVSE18附接到适配器22(例如，插头)，提供从AC电压电源20向电气总线20充电的电力。通常，交流(AC)电压用于充电。内部部件16包括车载控制器模块(OBCM)24，其通过电气总线20从EVSE18接收电力。OBCM24将输入信号从AC电压转换成直流(DC)电压，以用于对与OBCM24电通信的高电压电池26充电。在改进中，高电压电池26在大约180到600伏特的电压下工作。通常，电压转换由电压转换器28完成。如下面更详细地阐述的，OBCM通过迭代地将其功率限制降低可配置的量(X)并且然后在较低电平下重试充电直到避免抽头交叉，来提供了一种在充电期间切换到低抽头的替代方案。参考图2，提供了描绘使用图1的系统对电动和/或混合动力车辆中的电池(例如，高电压电池)充电的方法的流程图。如框100所示，该方法包括确定车辆是否插入EVSE18中的步骤，这是启动电池充电的先决条件。如框105所示，当车辆从EVSE18拔出时，充电周期停止，并且预定的功率限制被重置为其初始值(例如，制造商的额定功率，见下文)。如果车辆插入EVSE18中，则测量从AC电压电源20提供给电压转换器的输入AC电压。特征在于，电压转换器24从AC电压电源20汲取预定的最大功率限制(即，高抽头/低抽头限制)。最初，预定的最大功率限制可以设置为初始最大功率限制。通常，该初始最大功率限制是制造商为电压转换器24规定的最大功率限制或其值的+/-10％。如框110所示，做出关于AC输入电压是否低于预定的输入电压设定点的确定。如果AC输入电压不低于设定点，则该方法循环返回以执行与框100相关联的步骤，如循环i)所示。如果AC输入电压低于设定点，那么在输入电压低于预定的输入电压设定点时，更新的最大功率限制被确定为预定的最大功率限制减去预定量X。然后，预定的最大功率限制被设置为更新的最大功率限制。具体地，预定的最大功率限制是：对于框110的步骤的第一次执行，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过电压转换器从交流电压电源对电池充电的方法，所述方法包括：a)测量从所述交流电压电源提供给所述电压转换器的输入电压，所述电压转换器从所述交流电压电源汲取预定的最大功率限制，所述预定的最大功率限制最初被设置为初始最大功率限制；b)如果所述输入电压低于预定的输入电压设定点，则将更新的最大功率限制确定为所述预定的最大功率限制减去预定量X；c)将所述预定的最大功率限制设置为所述更新的最大功率限制；以及d)迭代地重复步骤a)、b)和c)，直到从所述交流电压电源提供给所述电压转换器的所述输入电压高于或等于所述预定的输入电压设定点。

【技术特征摘要】
2017.11.02 US 15/801,7721.一种用于通过电压转换器从交流电压电源对电池充电的方法，所述方法包括：a)测量从所述交流电压电源提供给所述电压转换器的输入电压，所述电压转换器从所述交流电压电源汲取预定的最大功率限制，所述预定的最大功率限制最初被设置为初始最大功率限制；b)如果所述输入电压低于预定的输入电压设定点，则将更新的最大功率限制确定为所述预定的最大功率限制减去预定量X；c)将所述预定的最大功率限制设置为所述更新的最大功率限制；以及d)迭代地重复步骤a)、b)和c)，直到从所述交流电压电源提供给所述电压转换器的所述输入电压高于或等于所述预定的输入电压设定点。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定的最大功率限制是：对于步骤a)的第一次执行，mpl＝ipl；和对于步骤a的每次重复执行，mpl＝upl；其中mpl是所述预定的最大功率限制；ipl是所述初始最大功率限制；以及upl是所述更新的最大功率限制，所述更新的最大功率限制等于当前预定的最大功率限制减去所述预定量X。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述交流电压电源在空载时提供210和230VAC之间。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述交流电压电源在空载时提供大约180VAC。5.根据权利要求1所述的方法，其中，计算机处理器设置所述电压转换器的所述预定的最大功率限制。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述输入电压用电压传感器测量，所述电压传感器向所述计算机处理器提供电压测量结果。7.根据权利要求1所述的方法，其中，车载控制模块包括所述电压转换器。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述交流电压电源通过电动车辆供电设备耦合到所述电压转换器。9.根据权利要求8所述的方法，其中，当车辆与所述电动车辆供电设备断开连接时，所述电压转换器的预定的最大功率限制被重置为所述初始最大功率限制。10.根据权利要求1所述的方法，其中，在每次迭代之间存在预定的延迟。11.一种用于对电动或混合动力车辆中的电池充电的系统，所述系统包括：电压转换器，其具有接收AC电压输入的输入端和输出直流电压的...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·斯科特·吉本斯，卡尔·L·吉尔伯特，曼吉利·S·德什潘德，
申请(专利权)人：李尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US