用于车辆的逆变器系统技术方案

一种用于车辆的逆变器系统，包括：能量存储设备，被配置为存储电能；第一逆变器，包含多个第一开关元件并且被配置为将存储在能量存储设备中的电能转换为交流(AC)电力；第二逆变器，包含与多个第一开关元件不同的多个第二开关元件；电动机，被配置为通过接收第一逆变器和第二逆变器所转换的AC电力而被驱动；电流传感器，分别设置在第一逆变器与电动机之间和第二逆变器与电动机之间并且被配置为检测输入电动机的电流；以及控制器，被配置为生成用于控制电动机的驱动的脉宽调制(PWM)信号。

Inverter system for vehicle

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的逆变器系统
本公开涉及一种用于车辆的逆变器系统，并且更具体地，涉及以下一种用于车辆的逆变器系统，其能够通过根据车辆的需求输出量驱动逆变器提高效率和输出并且因此在逆变器出故障时允许根据跛行回家模式驱动车辆。
技术介绍
近来，作为对大气污染和石油枯竭危机的响应，积极开发与使用电能作为车辆动力的环境友好型车辆有关的技术。环境友好型车辆包括混合动力电动车辆、燃料电池电动车辆、电动车辆等等。参考图1，在用于输出高输出的传统车辆用逆变器系统中，为了高输出，通过并联连接多个开关元件S1至S6来驱动电动机。然而，在传统逆变器系统中，可通过将多个开关元件并联连接至电动机获得高输出，但是在电动机的需求输出量相对较低的燃料经济性驾驶模式中，开关元件中出现过多的开关损耗和传导损耗使得存在车辆的燃料效率整个降低的局限。此外，在用于车辆的传统逆变器系统中，存在这样的局限，即当电动机与逆变器之间出现诸如断线等故障时跛行回家驱动是不行的。
技术实现思路
因此，牢记相关技术中出现的上述问题而作出本公开，并且本公开旨在提出一种用于车辆的逆变器系统，其能够通过基于电动机的输出量不同地控制第一逆变器和第二逆变器打开和关闭的时间点来提高车辆的效率和输出，并且在电动机与第一逆变器或第二逆变器之间出现故障(诸如断线等)时通过跛行回家驱动维持车辆的驱动。根据本公开的示例性实施方式，一种用于车辆的逆变器系统，包括：能量存储设备，被配置为存储电能；第一逆变器，包含多个第一开关元件，并且被配置为将存储在能量存储设备中的电能转换为交流(AC)电力；第二逆变器，包含与多个第一开关元件不同的多个第二开关元件，以与第一逆变器并联的关系连接至能量存储设备，并且被配置为将存储在能量存储设备中的电能转换为AC电力；电动机，被配置为通过接收第一逆变器和第二逆变器转换的AC电力而被驱动；电流传感器，分别设置在第一逆变器与电动机之间和第二逆变器与电动机之间，并且被配置为检测输入电动机的电流；以及控制器，被配置为生成用于控制电动机的驱动的脉宽调制(PWM)信号，基于所检测的电流确定第一逆变器与电动机或第二逆变器与电动机之间的故障发生位置，被配置为根据故障发生位置控制电动机由第一逆变器或第二逆变器驱动。当确定第一逆变器与电动机之间发生故障时，控制器可以允许电动机由第二逆变器驱动，并且当确定第二逆变器与电动机之间发生故障时，控制器可以允许电动机由第一逆变器驱动。当确定第一逆变器和第二逆变器与电动机之间未发生故障时，控制器可以基于电动机的需求输出量控制第一逆变器和第二逆变器的运行。当电动机的需求输出量小于预定参考时，控制器可以控制多个第一开关元件运行(drive，驱动)第一逆变器。当电动机的需求输出量大于预定参考时，控制器可以控制多个第二开关元件运行第二逆变器。当电动机的需求输出量大于预定参考时，控制器可以向第一逆变器输入通过转换PWM信号而获得的第一PWM信号以控制多个第一开关元件在多个第二开关元件之前接通并且在多个第二开关元件之后断开。当电动机的需求输出量大于预定参考时，控制器可以向第二逆变器输入通过转换PWM信号而获得的第二PWM信号以控制多个第二开关元件在多个第一开关元件之后接通并且在多个第一开关元件之前断开。多个第一开关元件中的每一个可以是碳化硅-场效应晶体管(SiC-FET)并且多个第二开关元件中的每一个可以是硅-绝缘栅型双极晶体管(IGBT)。第一逆变器的开关损耗和传导损耗可以小于第二逆变器的开关损耗和传导损耗。第一逆变器可具有的用于驱动电动机的额定输出小于第二逆变器的额定输出。电动机可以是通过根据电动机的需求的输出而选择性地或同时地接收由第一逆变器和第二逆变器转换的电力进行运转的单个电动机。电动机可以包括通过接收由第一逆变器转换的电力而驱动的第一电动机和通过接收由第二逆变器转换的电力而驱动的第二电动机。附图说明根据结合附图而作出的以下详细描述，将更清楚地理解本公开的以上和其他目标、特征和其他优点，在附图中：图1是示出了根据现有技术的传统逆变器系统的示图；图2是示出了根据本公开的一个实施方式的用于车辆的逆变器系统的示图；图3是示出在根据本公开的一个实施方式的用于车辆的逆变器系统中根据第一逆变器和第二逆变器与电动机之间的故障发生位置通过第一逆变器或第二逆变器驱动电动机的流程的流程图；图4是示出在根据本公开的一个实施方式的车辆的逆变器系统中当电动机的需求输出量大于参考时输入至第一逆变器和第二逆变器的脉宽调制(PWM)信号的示图；以及图5是示出了根据本公开的另一实施方式的用于车辆的逆变器系统的示图。具体实施方式在下文中，将参考附图描述根据本公开的示例性实施方式的用于车辆的逆变器系统。图2是示出了根据本公开的一个实施方式的用于车辆的逆变器系统的示图，图3是示出根据第一逆变器和第二逆变器与电动机之间的故障发生位置，通过第一逆变器或第二逆变器驱动电动机的流程的流程图，以及图4是示出了当电动机的需求输出量大于参考时输入至第一逆变器和第二逆变器的脉宽调制(PWM)信号的示图。如图2中所示，根据本公开的一个实施方式的用于车辆的逆变器系统可以包括能量存储设备100、第一逆变器200、第二逆变器300、电动机M、控制器400及电流传感器500。在下文中，将详细描述根据本公开的用于车辆的逆变器系统的详细配置。能量存储设备100存储电能并且可用于提供用于驱动电动机M的电能。根据本实施方式，能量存储设备100可以是存储和提供用于驱动车辆的电动机M的电能的电池。然而，这仅仅是一个实例，并且包含超级电容器等的各种设备可以用作本公开的能量存储设备，只要它们可用于存储并且提供用于驱动车辆的电动机的电能即可。第一逆变器200包括多个第一开关元件210并且用于将存储在能量存储设备100中的电能转换为交流(AC)电力。在此，如图2中所示，多个第一开关元件210彼此并联连接并且并联连接的第一开关元件210的多个输出端子可以连接到电动机M的各个相位a、b及c。此外，第一逆变器200中的多个第一开关元件210可以将从能量存储设备100发送的直流(DC)电力转换为AC电力并且将DC电力通过逆变器转换为AC电力是众所周知的技术，因此将省去对其的详细说明。多个第一开关元件210中的每一个可以是碳化硅-场效应晶体管(SiC-FET)。在本公开中，将SiC-FET用作多个第一开关元件210中的每一个的理由是，SiC-FET具有的开关损耗和传导损耗与低负载下的Si-绝缘栅双极晶体管(IGBT)的开关损耗和传导损耗相比显著较低。即，当电动机M的需求输出量小时，电动机M通过包含SiC-FET的第一逆变器200驱动，使得可以减少开关损耗和传导损耗并且因此可以提高车辆的整体燃料效率。配置有多个第一开关元件210的第一逆变器200具有的开关损耗和传导损耗可低于下面将描述的第二逆变器300的开关损耗和传导损耗。此外，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的逆变器系统，包括：/n能量存储设备，被配置为存储电能；/n第一逆变器，包含多个第一开关元件，其中，所述第一逆变器被配置为将存储在所述能量存储设备中的电能转换为交流电力；/n第二逆变器，包含与所述多个第一开关元件不同的多个第二开关元件，其中，所述第二逆变器以与所述第一逆变器并联的关系连接至所述能量存储设备，并且被配置为将存储在所述能量存储设备中的电能转换为交流电力；/n电动机，被配置为通过接收由所述第一逆变器和所述第二逆变器转换的交流电力而被驱动；/n电流传感器，分别布置在所述第一逆变器与所述电动机之间和所述第二逆变器与所述电动机之间，其中，每一个所述电流传感器被配置为检测输入所述电动机的电流；以及/n控制器，被配置为：生成用于控制所述电动机的驱动的脉宽调制信号，基于检测的所述电流确定所述第一逆变器与所述电动机之间或者所述第二逆变器与所述电动机之间的故障发生位置，根据所述故障发生位置控制所述电动机由所述第一逆变器或所述第二逆变器来驱动。/n

【技术特征摘要】
20181102 KR 10-2018-01332651.一种用于车辆的逆变器系统，包括：
能量存储设备，被配置为存储电能；
第一逆变器，包含多个第一开关元件，其中，所述第一逆变器被配置为将存储在所述能量存储设备中的电能转换为交流电力；
第二逆变器，包含与所述多个第一开关元件不同的多个第二开关元件，其中，所述第二逆变器以与所述第一逆变器并联的关系连接至所述能量存储设备，并且被配置为将存储在所述能量存储设备中的电能转换为交流电力；
电动机，被配置为通过接收由所述第一逆变器和所述第二逆变器转换的交流电力而被驱动；
电流传感器，分别布置在所述第一逆变器与所述电动机之间和所述第二逆变器与所述电动机之间，其中，每一个所述电流传感器被配置为检测输入所述电动机的电流；以及
控制器，被配置为：生成用于控制所述电动机的驱动的脉宽调制信号，基于检测的所述电流确定所述第一逆变器与所述电动机之间或者所述第二逆变器与所述电动机之间的故障发生位置，根据所述故障发生位置控制所述电动机由所述第一逆变器或所述第二逆变器来驱动。


2.根据权利要求1所述的逆变器系统，其中，当所述第一逆变器与所述电动机之间出现故障时，所述控制器控制所述电动机由所述第二逆变器来驱动，并且
当所述第二逆变器与所述电动机之间出现故障时，所述控制器控制所述电动机由所述第一逆变器来驱动。


3.根据权利要求1所述的逆变器系统，其中，当所述第一逆变器与所述电动机之间以及所述第二逆变器与所述电动机之间未出现故障时，所述控制器基于所述电动机的需求输出量来控制所述第一逆变器和所述第二逆变器的运行。


4.根据权利要求3所述的逆变器系统，其中，当所述电动机的所述需求输出量小于参考值时，所述控制器控制所述多个第一开关元件来运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：金凡植，郑镇焕，申相哲，张智雄，张基永，李基宗，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR