车载供能系统技术方案

本申请提供了一种车载供能系统，该车载供能系统包括采样电路、电压比较控制电路、功率变换电路以及电机。采样电路用于获取功率变换电路的输出端的输出电压值；电压比较控制电路用于在输出电压值小于第一目标电压值时，向功率变换电路输出第一功率调节信号；功率变换电路用于基于第一功率调节信号提升输出电压至第一目标电压，可以将输出电压输出给电机，并提升电机的输入电压。采用本申请，可在电源电压较低时维持电机的输入电压在所需的水平，确保车辆获取所需的加速度和速度，提升用户体验，电路简单，提高了系统的适用性。提高了系统的适用性。提高了系统的适用性。

【技术实现步骤摘要】
车载供能系统


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种车载供能系统。

技术介绍

[0002]在车载供能
中，例如在电动二轮车或电动三轮车中，大多采用直流无刷电机进行驱动。其中，电机与电动车电池(也即，电源)连接，电机通过控制电机绕组的端电压大小，获取所需的电磁转矩(对应车辆的加速度)和转子的转速(对应车辆的速度)。电动车的加速度和速度受限于电机的输入电压，而电机的输入电压受限于电池的端电压(也即，电源输出端电压)。由于电池在放电过程中，电池的端电压会逐渐下降，当电压下降到一定程度时，会影响电机的输入电压，进而影响车辆的加速度和速度。本申请的专利技术人在研究和实践过程中发现，对于车载供能系统而言，现有技术通常通过对电流进行精确控制(例如，磁场定向控制(Field
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Oriented Control，FOC)控制)，通过调整电机的输出电流调整车辆的行驶参数(也即，车辆的加速度和速度)，或者通过提高电池的充电速度，以提高电池在行驶前的电量，进而保证行驶性能。但这些方法都无法直接解决在行驶过程中，因为电池电压降低而导致电机的输入电压不足的问题，无法在行驶过程中保持车辆的行驶速度和加速度。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种车载供能系统，可在电源电压较低时维持电机的输入电压在所需的水平，确保车辆获取所需的加速度和速度，提升用户体验，电路简单，提高了系统的适用性。
[0004]第一方面，本申请提供了一种车载供能系统，该车载供能系统包括采样电路、电压比较控制电路、功率变换电路以及电机；采样电路连接功率变换电路的输出端和电压比较控制电路，电压比较控制电路连接功率变换电路，功率变换电路连接电源和电机。
[0005]采样电路可用于获取功率变换电路的输出端的输出电压值。这里，功率变换电路的输出电压作用于电机(这里，电机可以包括电机控制器和电机中的定子、转子以及三相绕组等元件)，以使得电机产生与功率变换电路的输出电压(也即，电机的输入电压)成正相关的电磁转矩，进而使得车辆产生与电磁转矩成正相关的加速度，从而提高车辆的行驶速度。电压比较控制电路可以用于在输出电压值小于第一目标电压值时，向功率变换电路输出第一功率调节信号。这里，功率变换电路可基于第一功率调节信号提升输出电压至第一目标电压，以将输出电压输出给电机，以提升电机的输入电压。也即，当功率变换电路的输出电压值(也即，电机的输入电压)小于第一目标电压(也即，电机的额定输入电压)时，电机无法获得足够大的电磁转矩和转子转速。可以理解，车载供能系统可以将功率变换电路的输出电压提升至第一目标电压，以在电源电压较低时维持电机的输入电压在所需的水平，确保车辆获取所需的加速度和速度。
[0006]在本申请提供的实施方式中，采样电路可以通过获取功率变换电路的输出端的输
出电压值，电压比较控制电路可以根据输出电压值和第一目标电压值向功率变换电路输出第一功率调节信号，功率变换电路可以基于第一功率调节信号提升输出电压至第一目标电压，以将输出电压输出给电机，以提升电机的输入电压。在车辆中电源电压较低时，车载供能系统可以通过提升输出电压，进而使得车辆仍然可以保持较高的行驶速度和加速度，提升用户体验。同时，通过采样电路实时获取输出电压值，增加了系统的灵活性，通过电压比较控制电路和功率变换电路对输出电压进行控制，电路简单，提高了系统的适用性。
[0007]结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，电压比较控制电路可包括比例积分电路和控制电路，比例积分电路(也可以是比例积分器)与采样电路和控制电路相连，控制电路与功率变换电路相连。比例积分电路可基于输出电压值和第一目标电压值得到第一调制占空比。控制电路用于在输出电压值小于第一目标电压值时，基于第一调制占空比输出第一功率调节信号。可以理解，比例积分电路可以通过比较输出电压值和第一目标电压值得到将输出电压值调制为第一目标电压值所需要的第一调制占空比。这里，第一调制占空比可以根据输出电压值和第一目标电压值的差值计算得到，也可以根据输出电压值和第一目标电压值的比值计算得到，或者通过其他与比例积分电路功能类似的电路计算得到。控制电路可以根据第一调制占空比输出第一功率调节信号(例如，占空比为第一调制占空比的调制信号)。这里，比例积分电路和控制电路也可以集成为比例积分控制器(例如，PI控制器或其他控制器)。比例积分控制器(例如，PI控制器)可以根据给定值(也即，第一目标电压值)与实际输出值(也即，输出电压值)构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象(也即，功率调节信号的调制占空比)进行控制，进而得到第一功率调节信号。可以理解，车载供能系统通过比例积分电路计算第一调制占空比，并通过控制电路基于第一调制占空比输出第一功率调节信号，可以简化系统中的元件。
[0008]结合第一方面或第一方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，采样电路还可用于连接电源，并获取电源的输出电流值。这里，电源的输出电流值与电机的转矩正相关，输出电流值的最大值与功率变换电路的输出电压值正相关(也即，输出电流值受限于功率变换电路的输出电压值)。当电机的转矩(对应车辆的加速度)增大时，输出电流值相应地增大。为保障系统的安全性能，通常会限制电源的输出电流值不超过目标电流值。这里，目标电流值可以是系统在初始状态下设定的值，也可以根据系统中各部分元件的参数(例如，电源的电芯温度)实时对应得到。这里，电压比较控制电路可以在电源的输出电流值大于目标电流值时，向功率变换电路输出第二功率调节信号，以使得功率变换电路可以基于第二功率调节信号降低输出电压至第二目标电压，进而使得电源的输出电流值小于或等于目标电流值。
[0009]在本申请提供的实施方式中，采样电路可以获取电源的输出电流值，电压比较控制电路可以在电源的输出电流值大于目标电流值时，向功率变换电路输出第二功率调节信号，功率变换电路可以基于第二功率调节信号降低输出电压至第二目标电压，进而降低电源的输出电流值，使得电源的输出电流值小于或等于目标电流值。车载供能系统可以通过降低输出电压，进而保证车辆在行驶的过程中，电源的输出电流保持在安全的范围内，提高系统的安全性，同时，通过采样电路实时获取电源的输出电流值，增加了系统的灵活性，通过电压比较控制电路和功率变换电路对输出电压进行控制，电路简单，提高了系统的适用性。
[0010]结合第一方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，在电源的输出电流值大于目标电流值时，比例积分电路(也可以是比例积分器)可基于电源的输出电流值和第二目标电压值得到第二调制占空比。控制电路还可基于第二调制占空比输出第二功率调节信号，以降低功率变换电路的输出电压至第二目标电压。可以理解，比例积分电路可以通过比较电源的输出电流值和目标电流值得到将输出电压值调制为第二目标电压值所需要的第二调制占空比(也即，将电源的输出电流值调制为目标电流值的第二调制占空比)。这里，第二调制占空比可以根据电源的输出电流值和目标电流值的差值计算得到，也可以根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载供能系统，其特征在于，所述车载供能系统包括采样电路、电压比较控制电路、功率变换电路以及电机；所述采样电路用于获取所述功率变换电路的输出端的输出电压值；所述电压比较控制电路用于在所述输出电压值小于第一目标电压值时，向所述功率变换电路输出第一功率调节信号；所述功率变换电路用于基于所述第一功率调节信号提升输出电压至第一目标电压，以将所述输出电压输出给所述电机。2.根据权利要求1所述的车载供能系统，其特征在于，所述电压比较控制电路包括比例积分电路和控制电路；所述比例积分电路用于基于所述输出电压值和所述第一目标电压值得到第一调制占空比；所述控制电路用于在所述输出电压值小于第一目标电压值时，基于所述第一调制占空比输出所述第一功率调节信号。3.根据权利要求2所述的车载供能系统，其特征在于，所述采样电路还用于连接电源，并获取所述电源的输出电流值；所述电压比较控制电路还用于在所述电源的输出电流值大于目标电流值时，输出第二功率调节信号；所述功率变换电路还用于基于所述第二功率调节信号降低输出电压至第二目标电压，其中，所述输出电压为第二目标电压时，所述电源的输出电流值小于或者等于所述目标电流值。4.根据权利要求3所述的车载供能系统，其特征在于，所述比例积分电路还用于在所述电源的输出电流值大于所述目标电流值时，基于所述电源的输出电流值和所述目标电流值得到第二调制占空比；所述控制电路还用于根据所述第二调制占空比输出所述第二功率调节信号。5.根据权利要求1所述的车载供能系统，其特征在于，所述采样电路还用于连接电源，并获取所述电源的输出电流值；所述电压比较控制电路还用于在所述输出电压值小于第一目标电压值且所述电源的输出电流值小于目标电流值时，输出第三功率调节信号；所述功率变换电路还用于基于所述第三功率调节信号提升输出电压至第三目标电压，其中，所述输出电压为第三目标电压时，所述电源的输出电流值小于或者等于所述目标电流值。6.根据权利要求5所述的车载供能系统，其特征在于，所述电压比较控制电路包括比例积分电路、控制电路和比较电路；所述比例积分电路用于基于所述输出电压值和所述第一目标电压值得到第一调制占空比，并基于所述电源的输出电流值和所述目标电流值得到第二调制占空比；...

【专利技术属性】
技术研发人员：林全喜，王桐，庹鸿，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：