电力变换装置、配备电力变换装置的车辆及电力变换方法制造方法及图纸

技术编号:3379887 阅读:127 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
电源(120)提供输入电压(V1)。电压转换电路(130)将来自电源(120)的输入电压(V1)转换为可用于驱动电负载(150)的工作电压(V2)。检测电路(170)测量电压转换电路(130)输出侧的绝缘电阻值(R)。控制电路(160)依据由检测电路(170)检测到的绝缘电阻值(R),控制电压转换电路(130)中的电压转换比(K(K=V2/V1)),其被表示为工作电压(V2)与输入电压(V1)之间的比。控制电路(160)设置电压转换比(K),使得绝缘电阻老化时的工作电压(V2)低于其正常工作时的工作电压(V2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电力变换装置。更确切地说,本专利技术涉及一种具有检测绝缘电阻功能的电力变换装置,并且还涉及配备了该电力变换装置的车辆。
技术介绍
为保证电气化安全,ISO(国际标准化组织)标准以及ECE(欧洲经济委员会)标准要求对于一定的电压,必须保证一定的绝缘电阻值。也即,在具有被规定为标准值的绝缘电阻率KR(Ω/V)以及工作电压Vs的系统中,需要保证绝缘电阻R=KR×Vs(Ω)。因此,从安全角度来看,在操作期间准确检测绝缘电阻是非常重要的,日本专利申请公开2002-325302披露了一种漏电检测器,其能够准确检测电力单元中的漏电,该电力单元用于驱动电动机,使得混合动力车、电动车等电驱动车辆得以行驶。此外,在由电负载和产生驱动该电负载的电力的电力变换装置(电力单元)所组成的系统中,还已知一种结构,其中电力变换装置不仅具有在直流电和交流电之间进行电力转换的功能,还具有转换电压电平的功能。例如,日本专利申请公开2003-134606披露了一种混合动力车驱动单元,其具有这样的结构,其中,输入电压被升压变换器升压,然后被转换为用于驱动电动机单元的交流电压。然而,无论日本专利申请公开2002-325302还是日本专利申请公开2003-134606都没有披露这样的结构,其中,电力变换装置(电力单元)的工作条件在绝缘电阻老化时发生变化。因此,如果此绝缘电阻老化,除了停止变换器(单元)的工作,没有其它办法可保证安全,或者,在相同的条件下让变换器(单元)继续工作,而不考虑改进安全性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种电力变换装置,其能够通过校正工作条件得以连续地工作,以这种方式即使在绝缘电阻老化时,也可确保安全。本专利技术的另一个目的是提供一种配备了此电力变换装置的车辆。在本专利技术的第一方面,电力变换装置配备了电压转换电路,控制电路,以及检测电路。电压转换电路接收输入电压,并将其转换为可用于驱动电负载的工作电压。检测电路检测电压转换电路输出侧的绝缘电阻。控制电路确定工作电压的设定值,并在检测电路所检测到的绝缘电阻老化时,将此时的工作电压设置为低于绝缘电阻正常工作时的工作电压。根据本专利技术的上述第一方面,绝缘电阻可在操作期间得到检测,而且工作电压可在绝缘电阻老化时降低。因此,即使绝缘电阻已经老化,在确保安全的条件下仍可继续操作。特别地,设置工作电压使其保持低于某受控电压,此受控电压可以表示为预定标准比率的倒数与检测到的绝缘电阻的乘积,其中所述比率指所要保证的绝缘电阻关于工作电压的比。从而,ISO标准或ECE标准中规定的绝缘电阻的标准值可以得到满足。此外,如果电压转换电路被设计为允许电压升压,在上述受控电压低于输入电压的情况下,工作电压被设置为与未进行电压提升操作的电压转换电路的输入电压电平相同。结果,相对抵消了由于绝缘电阻老化导致的安全性降低。在前述第一方面中,控制电路可依照检测到的绝缘电阻设置工作电压,从而使得此工作电压将不超过由绝缘电阻确定的受控电压。在与前述第一方面相关的方面中,受控电压可表示为预定标准比率的倒数与检测到的绝缘电阻的乘积,其中所述比率指所要保证的绝缘电阻关于工作电压的比。在前述第一方面中,如果受控电压高于最大电压,控制电路可将工作电压设置在某个范围内,使得工作电压的上限值等于电压转换电路所能输出的最大电压。如果受控电压低于最小电压,控制电路可设置工作电压,使其等于电压转换电路所能输出的最小电压。如果受控电压高于最小电压而低于最大电压,控制电路可将工作电压设置在某个范围内,使得工作电压的上限值等于上限电压。在与前述第一方面相关的一个方面中,电压转换电路可以升高输入电压,并且,如果受控电压低于输入电压,控制电路可将工作电压设置为等于此输入电压。在前述第一方面或者与之相关的方面中,电压转换电路可配备非绝缘变换器。在前述第一方面或者与之相关的方面中,电压转换电路可配备绝缘变换器,构造此绝缘变换器使得变压器配备在电源和电负载之间。在本专利技术的第二方面中,披露了一种车辆,其具有直流电力单元,用于提供为直流电压的输入电压,根据前述第一方面的电力变换装置,以及交流电动机,其被配备作为电负载,并且能够驱动至少一个车轮。电力变换装置配备在电压转换电路和交流电动机之间,并且还包括逆变器,用于进行工作电压与用于驱动式地控制交流电动机的交流电压之间的电力转换。根据前述第二方面,此车辆可以在电力变换装置的工作期间检测绝缘电阻,其中该电力变换装置驱动式地控制用于驱动车轮的交流电动机,并且当绝缘电阻老化时,其可以降低工作电压。这样,即使不能容易地保证车辆中的绝缘特性,但由于防止了绝缘电阻老化所引起的安全恶化,还可以继续操作,从而满足了ISO标准、ECE标准等所规定的绝缘电阻的标准比率(Ω/V)。在前述第二方面中,电压转换电路可以升高输入电压。在前述第二方面或者与之相关的方面中,电压转换电路可配备非绝缘变换器。在前述第二方面或者与之相关的方面中,电压转换电路可配备绝缘变换器,构造此绝缘变换器使得变压器配备在电源和电负载之间。附图说明图1为原理框图,用于解释装配了根据本专利技术的电力变换装置的混合动力车的构造;图2为电路图,示出了根据本专利技术的电力变换装置的构造;图3为流程图,用于解释图2所示的控制电路的操作;图4为由控制电路确定工作电压的技术的详细解释视图;图5为电路图,用于解释作为根据本专利技术的电力变换装置的代表例的示于图1中的PCU的构造。具体实施例方式下面,将参照附图详细描述本专利技术的实施例。需要注意的是,附图中相同或者相似的部分用同样的参考符号标注,并且对这些部分不进行重复描述。图1为原理框图,用于解释装配了根据本专利技术的电力变换装置的混合动力车的构造。参照图1,根据本专利技术本实施例的混合动力车100装配了电池100,PCU(电力控制单元)20,电力输出装置30,差速齿轮(DG差速齿轮)40,前轮50L、50R,后轮60L、60R,前座70L、70R,以及后座80。作为“直流电力单元”的电池10由,比如,镍氢、锂离子等类型的二次电池构成。电池10向PCU 20提供直流电压,并由来自PCU 20的直流电压充电。电池10置于后座80后面。电力输出装置30置于位于仪表板90前面的发动机室中。PCU 20与电力输出装置30电连接。电力输出装置30与DG 40相连接。PCU 20升高来自电池10的直流电压,将升高后的直流电压转换为交流电压,从而驱动式地控制包含在电力输出装置30中的电动发电机MG。此外,PCU 20将由包含在电力输出装置30中的电动发电机MG产生的交流电压转换为直流电压,并给电池10充电。即,所述PCU 20响应于“电力变换装置”,此电力变换装置进行在由电池10提供的直流电与用于驱动式地控制电动发电机MG的交流电之间的电力转换。电力输出装置30将由发动机和/或电动发电机MG获得的电能经由DG 40传送给前轮50L、50R,从而驱动前轮50L、50R。此外,电力输出装置30产生归因于由前轮50L、50R获得的电动发电机MG的回转力的电能,并将所产生的电能提供给PCU 20。即,电动发电机MG扮演着能驱动至少一个车轮的“交流电动机”的角色。DG 40将来自电力输出装置30的电力传送给前轮50L、50R,并将前轮50L、50R的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变换装置,其配备了电压转换电路,用于接收输入电压,并将该输入电压转换为可用于驱动电负载的工作电压,其还配备了检测电路,用于检测所述电压转换电路输出侧的绝缘电阻,其特征在于:控制电路确定所述工作电压的设定值,并当所述检测电路检 测到的所述绝缘电阻老化时,将所述工作电压设置为低于所述绝缘电阻正常工作时的所述工作电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:中山宽
申请(专利权)人:丰田自动车株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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