使用电机驱动系统的多输入充电系统和方法技术方案

一种使用电机驱动系统的多输入充电系统和方法能够迅速使形成在中性点电容器中并且形成在逆变器和电池之间的DC电容器中的高充电电压强制放电，中性点电容器在充电过程中形成中性点电压。

【技术实现步骤摘要】
使用电机驱动系统的多输入充电系统和方法
本公开涉及一种使用电机驱动系统的多输入充电系统和多输入充电方法，更具体地，涉及一种使用电机驱动系统的多输入充电系统和多输入充电方法，通过该多输入充电系统和多输入充电方法，用于在电池充电过程中形成特定电压的电容器可以在充电完成后迅速放电。
技术介绍
通常，电动车辆或插电式混合动力车辆通过将从外部电动车辆供电设备提供的电力转换成适于对车辆中的电池充电的状态并将转换后的电力提供给电池来对电池充电。例如，根据相关技术的用于快速充电的电动车辆供电设备被制造成输出400伏的单一额定电压，但是为了提高效率和行驶距离，车辆中使用的电池倾向于被设计成具有800伏或更高的电压。因此，快速充电的电动车辆供电设备仍然提供400伏的充电电压，但是因为车辆中使用的电池具有800伏或更高的电压规格，所以需要用于提高从外部电动车辆供电设备提供的电压的升压转换器来对电池充电。然而，由于重量大、体积大和价格高，用于提高宽范围电压的大容量转换器不能安装在车辆中，并且可能导致车辆价格增加。因此，在
中，一种使用能够接收电动车辆供电设备的电压的电机中性点(motorneutralpoint)的电池充电技术，该电动车辆供电设备被建立为现有基础设施并且提供较低的充电电压，在没有额外装置和成本额外增加的情况下提升电压，向电池提供提升的电压，并且对电池充电。使用电机中性点的电池充电技术是向电机中性点施加外部充电电力的充电方案，通过使用电机的线圈和逆变器的开关元件将电机中性点的电压提升到可以对电压充电的电压水平。如果外部充电电压具有适合于电池充电电压的幅值，则外部充电电压可以直接施加到电池，而不是将外部电力施加到电机中性点。以这种方式，当外部充电电压低于充电电压时通过使用电机和逆变器来提高外部充电电压或者当外部充电电压适合于电池充电电压时直接向电池提供充电电力的充电系统在电池可以通过施加各种外部充电电压来充电的方面可以称为多输入充电系统。在多输入充电系统中，可以应用各种电容器，例如，当施加外部充电电压时用于形成电机中性点电压的电容器或者用于形成提供给电池的电压的电容器。在电池充电过程中，电容器可以被非常高的电压充电。例如，在形成中性点电压的电容器和形成逆变器输出电压的电容器中形成至少400至800伏的高电压，并且如果在电池充电的同时，由高电压存储在电容器中的电荷没有迅速强制放电，则存在电击技术员或操作者的危险。因此，为了使用电机中性点稳定地实现电池的多输入充电技术，不可避免地需要在充电完成后迅速强制对电容器放电的措施。被描述为
技术介绍
的项目仅仅是为了提高对本公开背景的理解而提供的，并且不应当理解，人们承认，这些项目对应于本公开所属领域的技术人员已知的传统技术。
技术实现思路
本公开提供了一种使用电机驱动系统的多输入充电系统和方法，在向电机的中性点提供DC电力并通过控制电机的逆变器和逆变器中的开关元件生成期望的充电电压的过程中，该系统和方法迅速使形成电机的中性点电压的电容器和形成逆变器的输出电压的电容器强制放电。根据本公开的一个方面，一种使用电机驱动系统的多输入充电系统可以包括：能充电的电池；逆变器，其连接到电池，并且包括多个开关元件；电机，其连接到逆变器，并且被配置为向逆变器提供电力，该电力提供给电机的中性点；第一继电器，其一端连接到电池，对端连接到充电电力输入端子，DC充电电力从外部输入到该充电电力输入端子；第二继电器，其一端连接到中性点，对端连接到充电电力输入端子；中性点电容器，其连接到所述第一继电器的对端和所述第二继电器的对端，并且被配置为形成输入充电电压；第三继电器，其一端连接到中性点电容器，对端连接到充电电力输入端子；以及控制器，其被配置为：在用于对电池充电的充电模式下，基于所述DC充电电压的幅值，接通所述第三继电器并选择性地接通所述第一继电器和所述第二继电器，以向电池提供DC充电电力，并且当电池充电完成时，控制逆变器的多个开关元件使中性点电容器强制放电。在本公开的示例性实施例中，所述控制器还可以被配置为：当DC充电电压的幅值是允许电池在充电模式下充电的幅值时，接通第一继电器并断开第二继电器，以直接向电池提供DC充电电力。在本公开的示例性实施例中，所述控制器还可以被配置为：当电池充电完成时，在断开DC充电电力之后，保持第一继电器的接通状态；以及执行控制多个开关元件的零转矩控制(zerotorquecontrol)，使得从逆变器提供给电机的电流的d轴分量是除0之外的预设值，并且电流的q轴分量是0。在本公开的示例性实施例中，多输入充电系统还可以包括：主继电器，其一端连接到电池，对端连接到第一继电器的一端；以及DC电容器，其连接到主继电器的对端，以形成电池的输出端子的DC电压，并且，所述控制器还被配置为：电池充电完成时，断开DC充电电力之后，关断主继电器。在本公开的示例性实施例中，所述控制器还可以被配置为：当充电模式中DC充电电压的幅值小于电池的电压的幅值时，接通第二继电器并断开第一继电器，以向电机的中性点提供DC充电电力；并且通过控制逆变器的开关元件来提升中性点的电压，并且施加中性点的提升电压，以向电池提供充电电力。在本公开的示例性实施例中，所述控制器还可以被配置为：当电池充电完成时，在断开DC充电电力之后，保持第二继电器的接通状态，并且执行以下中的至少一个：零转矩控制，用于控制多个开关元件，使得从逆变器提供给电机的电流的d轴分量是除0之外的预设值，并且其q轴分量是0；接通逆变器的多个开关元件中的在电机和电池的负极端子之间连接的多个下部开关元件中的至少一个的技术；或者接通逆变器的多个开关元件中的在电池的对端子之间连接的多个上部开关元件中的至少一个的技术。在本公开的示例性实施例中，所述控制器还可以被配置为执行以下中的任一个：零转矩控制；在执行零转矩控制之后，接通多个下部开关元件中的至少一个的技术；或者接通多个上部开关元件中的至少一个的技术。在本公开的示例性实施例中，多输入充电系统还包括：主继电器，其一端连接到电池，对端连接到第一继电器的一端；以及DC电容器，其连接到主继电器的对端，以形成电池的输出端子的DC电压，并且，所述控制器还可以被配置为：电池充电完成时，断开DC充电电力之后，关断主继电器。根据本公开的另一方面，一种使用多输入充电系统的充电方法可以包括：确定电池的充电是否完成；当确定电池充电完成时，断开DC充电电力的供应；并且基于所述DC充电电力确定用于对中性点电容器放电的逆变器控制方案，并且根据所确定的逆变器控制方案通过控制逆变器中的多个开关元件来对中性点电容器放电。在本公开的示例性实施例中，所述断开可以包括：识别充电电力输入端子的电压；并且当充电电力输入端子的电压不为零时，关断第三继电器。在本公开的示例性实施例中，所述断开可以包括：识别充电电力输入端子的电压；并且当充电电力输入端子的电压不为零时，保持第三继电器的状态。在本公开的示例性实施例中，对中性点电容器放电可以包括：当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用电机驱动系统的多输入充电系统，所述多输入充电系统包括：/n逆变器，连接到能充电的电池，并且所述逆变器包括多个开关元件；/n电机，连接到所述逆变器，并且所述电机被配置为将提供至所述电机的中性点的电力提供给所述逆变器；/n第一继电器，所述第一继电器的一端连接到所述电池，所述第一继电器的对端连接到充电电力输入端子，其中，DC充电电力从外部输入到所述充电电力输入端子；/n第二继电器，所述第二继电器的一端连接到所述中性点，所述第二继电器的对端连接到所述充电电力输入端子；/n中性点电容器，连接到所述第一继电器的所述对端和所述第二继电器的所述对端，并且所述中性点电容器被配置为形成输入充电电压；/n第三继电器，所述第三继电器的一端连接到所述中性点电容器，所述第三继电器的对端连接到所述充电电力输入端子；以及/n控制器，被配置为：在对所述电池充电的充电模式下，/n基于所述DC充电电压的幅值，接通所述第三继电器并选择性地接通所述第一继电器和所述第二继电器，以向所述电池提供所述DC充电电力，并且/n当所述电池充电完成时，控制所述逆变器的所述多个开关元件使所述中性点电容器强制放电。/n

【技术特征摘要】
20190517 KR 10-2019-00579901.一种使用电机驱动系统的多输入充电系统，所述多输入充电系统包括：
逆变器，连接到能充电的电池，并且所述逆变器包括多个开关元件；
电机，连接到所述逆变器，并且所述电机被配置为将提供至所述电机的中性点的电力提供给所述逆变器；
第一继电器，所述第一继电器的一端连接到所述电池，所述第一继电器的对端连接到充电电力输入端子，其中，DC充电电力从外部输入到所述充电电力输入端子；
第二继电器，所述第二继电器的一端连接到所述中性点，所述第二继电器的对端连接到所述充电电力输入端子；
中性点电容器，连接到所述第一继电器的所述对端和所述第二继电器的所述对端，并且所述中性点电容器被配置为形成输入充电电压；
第三继电器，所述第三继电器的一端连接到所述中性点电容器，所述第三继电器的对端连接到所述充电电力输入端子；以及
控制器，被配置为：在对所述电池充电的充电模式下，
基于所述DC充电电压的幅值，接通所述第三继电器并选择性地接通所述第一继电器和所述第二继电器，以向所述电池提供所述DC充电电力，并且
当所述电池充电完成时，控制所述逆变器的所述多个开关元件使所述中性点电容器强制放电。


2.根据权利要求1所述的多输入充电系统，其中，所述控制器还被配置为
当所述DC充电电压的幅值是允许所述电池在所述充电模式下充电的幅值时，接通所述第一继电器并断开所述第二继电器，以直接向所述电池提供所述DC充电电力。


3.根据权利要求2所述的多输入充电系统，其中，所述控制器还被配置为：
当所述电池充电完成时，在断开所述DC充电电力之后，保持所述第一继电器的接通状态，以及
执行控制所述多个开关元件的零转矩控制，使得从所述逆变器提供给所述电机的电流的d轴分量是除0之外的预设值，并且所述电流的q轴分量是0。


4.根据权利要求3所述的多输入充电系统，还包括：
主继电器，所述主继电器的一端连接到所述电池，所述主继电器的对端连接到所述第一继电器的所述一端；以及
DC电容器，连接到所述主继电器的所述对端，以形成所述电池的输出端子的DC电压，
其中，所述控制器还被配置为
在所述电池充电完成时，断开所述DC充电电力之后，关断所述主继电器。


5.根据权利要求1所述的多输入充电系统，其中，所述控制器还被配置为：
当所述DC充电电压的幅值小于所述充电模式中所述电池的电压的幅值时，接通所述第二继电器并断开所述第一继电器，以向所述电机的所述中性点提供DC充电电力，并且
通过控制所述逆变器的所述开关元件来提升所述中性点的电压，并且施加所述中性点的所提升的电压，以向所述电池提供充电电力。


6.根据权利要求5所述的多输入充电系统，其中，所述控制器还被配置为：
当所述电池充电完成时，在断开所述DC充电电力之后，保持所述第二继电器的接通状态，并且
执行以下各项中的至少一项：
零转矩控制，用于控制所述多个开关元件，使得从所述逆变器提供给所述电机的电流的d轴分量是除0之外的预设值，并且所述电流的q轴分量是0，
接通所述逆变器的所述多个开关元件中的在所述电机和所述电池的负极端子之间连接的多个下部开关元件中的至少一者的技术，或者
接通所述逆变器的所述多个开关元件中的在所述电池的相对端子之间连接的多个上部开关元件中的至少一者的技术。


7.根据权利要求6所述的多输入充电系统，其中，所述控制器被配置为执行以下各项中的任一项：
所述零转矩控制，
在执行所述零转矩控制之后，接通所述多个下部开关元件中的至少一者的技术，或者
接通所述多个上部开关元件中的至少一者的技术。


8.根据权利要求6所述的多输入充电系统，还包括：
主继电器，所述主继电器的一端连接到所述电池，所述主继电器的对端连接到所述第一继电器的所述一端；以及
DC电容器，连接到所述主继电器的所述对端，以形成所述电池的输出端子的DC电压，
其中，所述控制器还被配置为
在所述电池的充电完成时，断开所述DC充电电力之后，关断所述主继电器。


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【专利技术属性】
技术研发人员：全宰德，金重辉，郑泰熙，鲁成汉，
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