用于平衡电动车辆推进系统中的荷电状态的系统和方法技术方案

用于电动车辆的推进系统(100)，该系统包括高压电池单元(102)和至少一个电源逆变器(105、106)，高压电池单元具有与第二高压电池(104)串联连接的第一高压电池(103)，使得高压电池单元的标称工作电压是第一高压电池(103)的电压和第二高压电池(104)的电压之和；至少一个电源逆变器(105、106)布置成将高压电池单元(102)和第一高压电池(103)连接到至少一个电机(107、108)；其中，电源逆变器配置为将由至少一个电机产生的能量分配给第一高压电池和第二高压电池，以平衡第一高压电池和第二高压电池的荷电状态。

【技术实现步骤摘要】
用于平衡电动车辆推进系统中的荷电状态的系统和方法
本专利技术涉及用于平衡车辆的电推进系统中的荷电状态的系统和方法。
技术介绍
电动车辆通常涉及具有存储能量的电池或电池单元的车辆，其中电池被设计为提供电力用于推进和加速车辆并且还用于向车辆中使用的电气系统提供电力。所存储的能量在驱动电动车辆时被消耗，因而电池需要通过连接到外部电源重新充电以补充所存储能量的水平。由于现有充电基础设施具有不同性能的充电站，已经发现能够使用不同的充电电压(诸如400V和800V)对车辆充电是有利的。此外，存在用于在400V或800V操作的推进系统。用于能够在400V和800V下充电的一个解决方案是为车辆配备双电池宝(dualbatterybanks，本文也称双电池组)，其中电池宝(或称电池组)可以是串联布置的两个400V组，从而允许在400V和800V两者下充电。电池组通常包含电池元平衡电路(cell-balancingcircuitry)，以确保电池内的电池元处于近似相同的荷电状态。然而，对于双电池宝系统，平衡两个电池宝之间的荷电状态也是重要的。例如，如果连接到一个电池宝的负载比连接到另一个电池宝的负载消耗更多的电力，则可能发生电池组之间的不平衡。在现有800V推进系统中，双向DC/DC转换器可用于与400V充电站兼容。DC/DC转换器还可用于在再生制动期间在电池宝之间平衡。然而，仍然期望找到用于车辆电推进系统中的电池宝平衡的改进的解决方案。
技术实现思路
考虑到用于电动车辆的现有技术系统的上述性能，本专利技术的一个目的是提供一种用于电动车辆的改进的推进系统。本文描述的推进系统包括高压电池单元，所述高压电池单元具有与第二高压电池串联连接的第一高压电池，使得所述高压电池单元的标称工作电压是所述第一高压电池的电压和所述第二高压电池的电压之和。所述第一高压电池的标称工作电压和所述第二高压电池的标称工作电压可以例如是400V，使得所述高压电池单元的标称工作电压是800V。所述推进系统还包括至少一个电源逆变器(powerinverter)，所述至少一个电源逆变器被布置成将所述高压电池单元和所述第一高压电池连接到至少一个电机。此外，所述电源逆变器被配置为将由所述至少一个电机生成的能量分配给所述第一高压电池和第二高压电池，以平衡所述第一高压电池和第二高压电池的荷电状态。借助于所描述的推进系统的配置和电源逆变器的性能，可以在不使用DC/DC转换器的情况下实现电池组平衡。如将在以下描述中更详细地描述的，所描述的系统架构和功能可以使用电源逆变器和电机的不同配置的范围来实现，其中在下面的描述中将描述用于控制所述系统的系统和方法。当研究所附的权利要求和以下描述时，本专利技术的其它特征和优点将变得明显。本领域技术人员认识到，在不脱离本专利技术的范围的情况下，可以组合本专利技术的不同特征以创建除下面描述的那些之外的实施例。附图说明现在将参照示出本专利技术的示例性实施例的附图更详细地描述本专利技术的这些和其它方面：图1示意性地示出了根据本专利技术的一个实施例的推进系统；图2示意性地示出了根据本专利技术的一个实施例的推进系统；图3示意性地示出了根据本专利技术的一个实施例的推进系统；图4示意性地示出了根据本专利技术的一个实施例的推进系统；图5示意性地示出了根据本专利技术的一个实施例的推进系统；图6示意性地示出了根据本专利技术的一个实施例的推进系统。具体实施方式现在将在下文中参照附图更全面地描述本专利技术，在附图中示出了本专利技术的目前优选实施例。然而，本专利技术可以以许多不同的形式来实施，并且不应当被解释为限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底性和完整性，并且将本专利技术的范围完全传达给技术人员。在全文中，相同的附图标记指代相同的要件。图1示意性地示出了用于电动车辆的推进系统100。系统100包括高压电池单元102，高压电池电压102具有与第二高压电池104串联连接的第一高压电池103，使得高压电池单元102的工作电压是第一高压电池103的电压和第二高压电池104的电压之和。第一高压电池103和第二高压电池104也可被称为电池宝或电池组。系统100还包括第一电源逆变器105和第二电源逆变器106，第一电源逆变器105和第二电源逆变器106布置成将包括第一高压电池103和第二高压电池104的高压电池单元102连接到第一电机107和第二电机108。第一电源逆变器105和第二电源逆变器106配置为将由第一电机107和第二电机108生成的能量分配给第一高压电池103和第二高压电池104，以平衡第一高压电池103和第二高压电池104的荷电状态。在图1的示例性实施例中，推进系统100包括两个电源逆变器105、106和两个电机107、108，其中第一电机107可以连接到车辆的前轴并且第二电机108可以连接到车辆的后轴。用于控制图1的推进系统100的方法因此包括控制所述电源逆变器105、106以将由第一电机107和第二电机108中任一个产生的能量分配给第一高压电池103和第二高压电池104以平衡第一高压电池103和第二高压电池104的荷电状态。因此，根据第一高压电池103和第二高压电池104的各自荷电状态来控制再生制动期间的能量分配。在制动模式下，即在车辆的再生制动期间，逆变器电流和电压可以以在电机内产生负扭矩的方式进行控制。电池组103、104之间的平衡可以通过在前电动驱动系统中生成与后电驱动系统相比不同量的负扭矩来实现。在驱动模式中，逆变器电流和电压可以以在电机内产生正扭矩的方式进行控制。电池组之间的平衡可以通过在前电驱动系统中产生与在后电驱动系统中相比不同量的正扭矩来实现。在以下示例中，第一高压电池103和第二高压电池104的标称工作电压被取为400V。这意味着根据例如电池的荷电状态和其它工况，实际工作电压可以在任何给定时间点稍微高于或低于标称工作电压。因此，高压电池单元102的标称工作电压在这里是800V。由于逆变器105、106的DC侧连接到第一高压电池103和高压电池单元102两者，因此可以控制逆变器105、106以根据需要来平衡电池组103、104。因此，逆变器105、106基于各自高压电池103、104的荷电状态来操作，使得当能量被电机107、108例如通过再生制动而回收时，可对具有最低荷电状态的电池组103、104进行充电。图示的推进系统100进一步包括多个负载110、112、114，它们在此布置为由第一高压电池103供电。应当注意的是，同样地，这些负载也可以由第二高压电池104供电。通过将负载连接到400V电池组103、104中的一个，常规的400V部件也可以在800V推进系统中使用以便与400V系统一样最大化该特征，从而降低800V系统100的成本和复杂性。负载110、112、114可以例如是诸如在加热器、气候控制系统等处在400V下操作的部件，或者其可以是向48V系统和/或12V系统供电的DC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电动车辆的推进系统(100)，所述系统包括：/n高压电池单元(102)，其具有与第二高压电池(104)串联连接的第一高压电池(103)，使得所述高压电池单元(102)的标称工作电压是所述第一高压电池(103)的电压和所述第二高压电池(104)的电压之和；以及/n至少一个电源逆变器(105、106)，其布置成将所述高压电池单元(102)和所述第一高压电池(103)连接到至少一个电机(107、108)；其中，所述电源逆变器配置成将由所述至少一个电机生成的能量分配给所述第一高压电池和所述第二高压电池，以平衡所述第一高压电池和所述第二高压电池的荷电状态。/n

【技术特征摘要】
20190507 EP 19173020.91.一种用于电动车辆的推进系统(100)，所述系统包括：
高压电池单元(102)，其具有与第二高压电池(104)串联连接的第一高压电池(103)，使得所述高压电池单元(102)的标称工作电压是所述第一高压电池(103)的电压和所述第二高压电池(104)的电压之和；以及
至少一个电源逆变器(105、106)，其布置成将所述高压电池单元(102)和所述第一高压电池(103)连接到至少一个电机(107、108)；其中，所述电源逆变器配置成将由所述至少一个电机生成的能量分配给所述第一高压电池和所述第二高压电池，以平衡所述第一高压电池和所述第二高压电池的荷电状态。


2.根据权利要求1所述的推进系统，包括连接到第一三相电机(107)的第一三相电源逆变器(105)和连接到第二三相电机(108)的第二三相电源逆变器(106)，其中所述第一电机和第二电机配置为提供比请求的推进功率更高的组合推进功率，以及在所述第一电机和第二电机中的一个中回收能量以平衡所述第一高压电池和第二高压电池的荷电状态。


3.根据权利要求1所述的推进系统，包括第一电源逆变器(105)和第二电源逆变器(106)，所述第一电源逆变器(105)连接到双绕组三相电机(202)的第一组三相(204)，所述第二电源逆变器(106)连接到所述双绕组三相电机的第二组三相(206)，其中所述第一电源逆变器和第二电源逆变器配置为向所述双绕组三相电机提供高于所请求功率的组合功率，并且其中所述双绕组三相电机配置为在所述第一组三相和第二组三相的一组中回收能量以平衡所述第一高压电池和所述第二高压电池的荷电状态。


4.根据权利要求1所述的推进系统，包括连接到六相电机(304)的六相电源逆变器(302)，并且其中所述六相电机配置为将功率从第一组三相转移到第二组三相以平衡所述第一高压电池和所述第二高压电池的荷电状态。


5.根据权利要求1所述的推进系统，包括连接到六相电机(402)的第一组三相(406)的第一三相逆变器(105)和连接到所述六相电机的第二组三相(408)的第二三相逆变器(106)，其中所述六相电机配置为将功率从所述第一组三相传输到所述第二组三相以平衡所述第一高压电池和所述第二高压电池的荷电状态。


6.根据权利要求1所述的推进系统，包括连接到电机(504)的多级逆变器(502)，其中所述多级逆变器配置为从所述电机接收AC电压并且向所述第一高压电池提供对应于所述第一高压电池的标称工作电压的第一DC电压和向所述高压电池单元提供对应于所述高压电池单元的标称工作电压的第二DC电压，以平衡所述第一高压电池和第二高压电池的荷电状态。


7.根据权利要求1所述的推进系统，包括电机(602)，所述电机(602)具有联接到三相AC充电入口(606)的三个绕组(604)，并且其中所述电机配置为经由至少一个逆变器(608、610)将从所述AC充电入口接收的电力提供到所述第一高压电池和所述第二高压电池，以平衡所述第一高压电池和所述第二高压电池的荷电状态。


8.根据前述权利要求中任一项所述的推进系统，还包括至少一个负载(110、112、114)，其布置为由所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·埃里克松，N·西迪罗普洛斯，
申请(专利权)人：沃尔沃汽车公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE