一种基于电驱系统的BOOST电源转换器的方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于电驱系统的BOOST电源转换的方法及系统，所述方法包括，充电桩释放出充电电流，电流经过PDU系统进入到电机系统；电流从电机系统流出进入电机控制器系统，通过电机控制器系统对电流进行BOOST升压；升压后的电流进入到电池进行充电；电池中电流流出回到充电桩，实现闭合回路。所述系统包括，充电桩、PDU系统、电机系统、电机控制器系统和电池，其中，电机系统用于实现BOOST升压。本发明专利技术成功将三相交错BOOST电路成功应用400V充电桩升800V电池，共用现有电机控制器平台，完成BOOST环路控制及功能保护，充电效率较高，实测满载效率更高。效率更高。效率更高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电驱系统的BOOST电源转换器的方法与系统


[0001]本专利技术属于电源转换器
，特别涉及一种基于电驱系统的BOOST电源转换器的方法与系统。

技术介绍

[0002]由于目前400V动力电池和电驱系统技术不断趋于成熟，故在未来一段时间内，动力电池仍然会以400V系统为主。但800V系统的高续航里程以及超级充电的优势，且可以减少导体的横截面积以降低重量和成本，必然是未来的发展趋势。
[0003]目前市场充电桩都是400V系统充电桩，想要为800V电池充电必然需要设计高性能的DCDC转换器，目前市面现有方案比较少且并不成熟，应用比较多的是BOOST升压系统,BOOST升压电路是六种基本斩波电路之一，是一种开关直流升压电路，它可以使输出电压比输入电压高。主要应用于直流电动机传动、单相功率因数校正电路及其他交直流电源中。
[0004]现有的通过OBC（即车载充电机，电动汽车在充电时，不是外接充电器直接接通大蓄电池，而是通过OBC再给电动汽车的蓄电池充电，主要是起到一个保护的作用）对800V电池进行充电，主要问题是充电功率低，充电时间较长，且目前OBC多为400V系统服务，800V需要对OBC电路重新设计，器件需要重新选型，选用更高耐压等级，增加成本；或使用外置BOOST升压电路，主要是BOOST的三相电感不使用电机绕组，三相电感重新设计，此方案三相电感量较稳定，可以对电感做最优设计，且不需要外置电感L4，但缺点在于会增加成本并且电感体积较大，过多占用车内空间。
[0005]本方案基于三相交错BOOST系统，对单相Boost方案做出改进，电机控制器系统功率管使用SIC
‑
MOS，BOOST工作时上管同步整流，提高开关频率，减小电机谐波损耗。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术提供一种基于电驱系统的BOOST电源转换的方法，所述方法包括；充电桩释放出充电电流，电流经过PDU系统进入到电机系统；电流从电机系统流出进入电机控制器系统，通过电机控制器系统对电流进行BOOST升压；升压后的电流进入到电池进行充电；电池中电流流出回到充电桩，实现闭合回路。
[0007]优选地，所述BOOST升压具体包括，电机控制器系统中同一桥臂上的上MOS管和下MOS管互补导通，进而对电机系统中的与每个桥臂对应的电感上的电流进行调节。
[0008]优选地，所述PDU系统中的电感上的电流为电机系统中每个电感上的电流之和。
[0009]本专利技术还提供了一种基于电驱系统的BOOST电源转换的系统，所述系统包括：充电桩、PDU系统、电机系统、电机控制器系统和电池；其中，电机系统用于实现BOOST升压；
所述系统还能实现对电压的检测，当充电桩的输出电压小于阈值时，执行BOOST升压；当充电桩的输出电压大于或者等于阈值时，充电桩直接对电池系统进行充电。
[0010]优选地，所述PDU系统包括相互并联的继电器K1和继电器K2，还包括相互并联的继电器K3和继电器K4，继电器K3和继电器K4所在电路与继电器K1串联。
[0011]优选地，所述充电桩的正极与继电器K1连接，充电桩的负极与继电器K2连接。
[0012]优选地，所述PDU系统还包括输入滤波组件，所述继电器K1与继电器K2均与输入滤波组件连接；所述PDU系统还包括电容Cin，所述电容Cin两端分别与继电器K1和继电器K2所在电路连接。
[0013]优选地，所述PDU系统还包括电感L4，电感L4与继电器K3串联。
[0014]优选地，所述电机系统具体包括电感L1、电感L2、电感L3，所述电感L1、电感L2与电感L3三者并联。
[0015]优选地，所述电机控制器系统包括三个桥臂，三个桥臂相互并联；所述电机控制器系统还包括电容C0，电容C
O
与三个桥臂并联；所述电机控制器系统还包括输出滤波组件，输出滤波组件与三个桥臂并联。
[0016]优选地，每个所述桥臂上均设有两个MOS管，位于上方的三个所述MOS管组成上MOS管，位于下方的三个所述MOS管组成下MOS管。
[0017]优选地，位于同一所述桥臂上的上MOS管与下MOS管互补导通。
[0018]优选地，所述阈值为750V。
[0019]本专利技术的具有以下有益效果：（1）本专利技术利用现有电机控制器系统逆变三级桥臂作为BOOST功率开关管，BOOST辅助电路与现有控制器平台共用，最大程度上节约方案成本以及结构空间；（2）BOOST电路采用SIC
‑
MOS代替SI
‑
MOS，更小的寄生参数和导通阻抗，有助于提高系统效率，上管采用同步整流方式，下管错相120
°
交替导通，大大减小输入或输出电流纹波，充电质量较高；（3）开关频率提升至30Khz,有助于提高整体系统效率，并减轻电机内磁芯的磁滞伸缩效应，减小噪声，通过提升开关频率，来减小电流纹波，从而减小了电机和电感绕组的AC损耗以及磁芯损耗；（4）对PDU的结构和功能进行一体化设计，直充模式和BOOST模式切换逻辑简单，且继电器个数较少，传统的PDU结构多为5个继电器，本方案通过直充和BOOST模式共用地回路的方式（通过继电器K2形成回路），节省一个继电器，且实验验证了磁环单边过电流的能力，验证了该方案的有效性；（5）成功将三相交错BOOST电路成功应用400V充电桩升800V电池，共用现有电机控制器平台，完成BOOST环路控制及功能保护，相当于在电驱系统上集成了快充功能，且充电效率较高，实测满载效率更高。
[0020]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1示出本专利技术实施例中BOOST升压示意框图；图2示出本专利技术实施例中BOOST升压架构图；图3示出本专利技术实施例中电感电流波形图；图4示出本专利技术实施例中直充模式电压电流走势图；图5示出本专利技术实施例中Boost模式电压电流走势图；图6示出本专利技术实施例中应用传统PDU系统时的电路示意图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]本专利技术实施例介绍一种基于电驱系统的BOOS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电驱系统的BOOST电源转换的方法，其特征在于，所述方法包括；充电桩释放出充电电流，电流经过PDU系统进入到电机系统；电流从电机系统流出进入电机控制器系统，通过电机控制器系统对电流进行BOOST升压；升压后的电流进入到电池进行充电；电池中电流流出回到充电桩，实现闭合回路。2.根据权利要求1所述的一种基于电驱系统的BOOST电源转换的方法，其特征在于，所述BOOST升压具体包括，电机控制器系统中同一桥臂上的上MOS管和下MOS管互补导通，进而对电机系统中的与每个桥臂对应的电感上的电流进行调节。3.根据权利要求2所述的一种基于电驱系统的BOOST电源转换的方法，其特征在于，所述PDU系统中的电感上的电流为电机系统中每个电感上的电流之和。4.一种基于电驱系统的BOOST电源转换的系统，其特征在于，所述系统包括：充电桩、PDU系统、电机系统、电机控制器系统和电池；其中，电机系统用于实现BOOST升压；所述系统还能实现对电压的检测，当充电桩的输出电压小于阈值时，执行BOOST升压；当充电桩的输出电压大于或者等于阈值时，充电桩直接对电池系统进行充电。5.根据权利要求4所述的一种基于电驱系统的BOOST电源转换的系统，其特征在于，所述PDU系统包括相互并联的继电器K1和继电器K2，还包括相互并联的继电器K3和继电器K4，继电器K3和继电器K4所在电路与继电器K1串联。6.根据权利要求5所述的一种基于电驱系统的BOOST电源转换的系统，其特征在于，所述充电桩的正极与继电器K1连接，充电桩的负极与继电器K...

【专利技术属性】
技术研发人员：范佳伦，黄炜，焦民胜，于海燕，陈峰，
申请(专利权)人：一巨自动化装备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：