本申请涉及具有可变DC链路电压的交通工具机载充电器。一种机载充电器，该机载充电器设置有用于将来自外部电源的交流(AC)电压转换成直流(DC)电压的第一级。电容器耦合到第一级以接收DC电压并提供DC链路电压。第二级耦合到电容器以升高DC链路电压，并供应升高的DC链路电压以给电池充电。处理器被编程为基于电池电压值在第一设定点和第二设定点之间调节DC链路电压。链路电压。链路电压。
【技术实现步骤摘要】
具有可变DC链路电压的交通工具机载充电器
[0001]一个或更多个实施例涉及包括可变DC链路电压的交通工具机载充电器。
[0002]背景
[0003]电气化交通工具(包括纯电动交通工具和混合电动交通工具)包括用于交通工具的推进或“牵引”并可被称为牵引电池的高压电池组。这种电气化交通工具包括用于转换供应到牵引电池和从牵引电池供应的电力的电力电子器件(power electronics)。许多电气化交通工具被设计成连接或“插入(plug
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in)”到85伏
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265伏的交流(AC)电源，这取决于该区域的标准电压。例如，在美国，插入式电气化交通工具被设计成从主电源或AC电网接收110 VAC或220 VAC。这种插入式电气化交通工具的电力电子器件将AC电压转换成直流(DC)电压，然后调节DC电压，为牵引电池充电。
[0004]概述
[0005]在一个实施例中，机载充电器设置有用于将来自外部电源的交流(AC)电压转换成直流(DC)电压的第一级。电容器耦合到第一级以接收DC电压并提供DC链路电压。第二级耦合到电容器以升高DC链路电压，并提供升高的DC链路电压以给电池充电。处理器被编程为基于电池电压值在第一设定点和第二设定点之间调节DC链路电压。
[0006]在另一个实施例中，机载充电器设置有整流器，该整流器用于将来自外部电源的交流(AC)电压转换成直流(DC)电压。功率因数校正(PFC)电路耦合到整流器。电容器耦合到PFC电路以提供DC链路电压。转换器耦合到电容器以调节DC链路电压，并且适于耦合到电池。处理器被编程为基于电池电压值在第一设定点和第二设定点之间调节DC链路电压。
[0007]在又一实施例中，提供了一种用于调节机载充电器的直流(DC)链路电压的方法。交流(AC)电压被转换成直流(DC)电压。基于DC电压提供DC链路电压。DC链路电压升高。基于电池电压值在第一设定点和第二设定点之间调节DC链路电压，其中DC链路电压基于增加的电池电压值线性增加。
[0008]附图简述
[0009]图1是根据一个或更多个实施例的具有机载充电器的电气化交通工具的示意图。
[0010]图2是示出机载充电器在不同输入电压的效率的曲线图。
[0011]图3是示出在不同输入电压机载充电器的不同级之间的电压转换的曲线图。
[0012]图4是示出机载充电器在不同DC链路电压和在不同输出电压的效率的曲线图。
[0013]图5是示出调节DC链路电压的方法的流程图。
[0014]图6是示出根据图5的方法基于电池电压调节DC链路电压的曲线图。
[0015]详细描述
[0016]根据需要，本文公开了本专利技术的详细实施例；然而，应当理解的是，所公开的实施例仅仅是本专利技术的示例，其可以以各种和替代的形式体现。附图不必是按比例的；一些特征可以被夸大或者最小化以便示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体的结构上和功能上的细节不得解释为限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本专利技术的代表性基础。
[0017]参考图1，根据一个或更多个实施例示出了机载充电器(OBC)，并且机载充电器(OBC)通常由数字100表示。OBC 100被描绘在交通工具102内，并且将外部电源104电连接到牵引电池106以促进充电。OBC100调节从外部电源104供应的电力以向牵引电池106提供适当的电压和电流电平。
[0018]外部电源104电气地耦合到电动交通工具供电设备(EVSE)108，例如充电器或充电站。外部电源104是如由电力公司(electric utility company)提供的配电网络或AC电网，并向EVSE108提供交流(AC)电力。EVSE 108提供电路和控制机构以调节和管理在外部电源104和交通工具102之间的能量的输送。EVSE 108包括用于插入到交通工具102的充电端口112内的充电连接器110。充电端口112可以是将电力从EVSE 108输送到OBC 100的任何类型的端口。
[0019]OBC 100将在充电端口112处接收的AC电力转换成高压(HV)直流(DC)电力输出，以用于对牵引电池106充电。OBC 100包括两个级联的功率转换级114、116，功率转换级114、116被大容量电容器118彼此分开。第一级114包括整流器120，以用于将AC电力转换成DC电力。第一级114还包括功率因数校正(PFC)电路122，其负责保持功率因数(PF)接近1。大容量电容器118将AC电力去耦以提供稳定的DC链路电压。DC链路电压指的是大容量电容器118两端的电压。第二级116包括DC
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DC转换器124，以调节(例如升压和降压)供应给牵引电池106的DC链路电压。
[0020]OBC 100设计用于接收宽范围的AC电压，并供应宽范围的DC电压。取决于该区域的标准电压，由外部电源104供应的AC电压可以在85伏AC(VAC)
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265伏AC(VAC)之间。例如，美国的AC电网根据相数供应120 VAC或240 VAC；而且西班牙的AC电网是230 VAC。牵引电池106的电压可以基于电池状况(例如，充电状态、寿命、环境温度、负载等)在250伏DC
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470伏DC之间变化。OBC 100还包括控制器126，以用于控制第一级114和第二级116内的电力电子器件，以将输入电压的电压调节或转换成输出电压的电压。例如，PFC电路128包括由控制器126控制的开关，以启用/禁用不同的电路来调节DC链路电压。这种电力转换导致低效率或损失。
[0021]图2是曲线图200，其示出了输入电压值对OBC 100的效率的影响。曲线图200包括五个区域(每个区域对应于不同的输入电压)，包括：第一区域202，其对应于85 VAC的输入电压；第二区域204，其对应于120 VAC的输入电压；第三区域206，其对应于175 VAC的输入电压；第四区域208，其对应于230 VAC的输入电压；和第五区域210，其对应于265 VAC的输入电压。对于每个输入电压，当提供给牵引电池106的输出电压在其工作范围(即在250伏DC
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470伏DC之间)内变化时，OBC 100被控制以在大容量电容器118处提供400V的固定DC链路电压。
[0022]现有OBC(未显示)通常设计为适应世界上不同的AC电网电压。这种OBC通常设计为提供固定的DC链路电压，该电压的大小适应最大的AC电网电压。例如，世界上最大的AC电网电压等于265 VAC，该电压为正弦信号，其均方根(rms)值为265V，且峰值电压大约为375V。现有的OBC通常选择大约400V的固定DC链路电压来适应265 VAC输入，但当OBC连接到低压AC电网时，这种方法效率低下。
[0023]如曲线图200所示，当OBC 100连接到小于140 VAC的AC电压(例如85 VAC(区域1，202)和120 V本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机载充电器，包括：第一级，所述第一级用于将来自外部电源的交流(AC)电压转换成直流(DC)电压；电容器，所述电容器耦合到所述第一级以接收所述DC电压并提供DC链路电压；第二级，所述第二级耦合到所述电容器以升高所述DC链路电压并供应升高的DC链路电压以给电池充电；和处理器，所述处理器被编程为基于电池电压值在第一设定点和第二设定点之间调节所述DC链路电压。2.根据权利要求1所述的机载充电器，其中，所述处理器还被编程为基于增加的电池电压值在所述第一设定点和所述第二设定点之间逐渐增加所述DC链路电压。3.根据权利要求1所述的机载充电器，其中，所述处理器还被编程为基于增加的电池电压值在所述第一设定点和所述第二设定点之间线性增加所述DC链路电压。4.根据权利要求1所述的机载充电器，其中，所述处理器还被编程为响应于来自所述外部电源的AC电压超过阈值，将所述DC链路电压设置为恒定电压值。5.根据权利要求1所述的机载充电器，其中，所述第一设定点大于来自所述外部电源的AC电压的峰值。6.根据权利要求1所述的机载充电器，其中，所述处理器还被编程为响应于所述电池电压值小于低压阈值，将所述DC链路电压设置为所述第一设定点。7.根据权利要求1所述的机载充电器，其中，所述第二设定点指示小于所述电池电压值的DC链路电压值。8.根据权利要求1所述的机载充电器，其中，所述处理器还被编程为响应于所述电池电压值超过高压阈值，将所述DC链路电压设置为所述第二设定点。9.根据权利要求1所述的机载充电器，其中，所述第一级包括：整流器，所述整流器用于将所述AC电压转换成所述DC电压；和功率因数校正(PFC)电路，所述功率因数校正(PFC)电路耦合在所述整流器和所述电容器之间，以调节所述DC链路电压。10.根据权利要求1所述的机载充电器，其中，所述第二级包括耦合到所述电容器以升高所述DC链路电压的DC
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DC转换器。11.一种机载充电器，包括：整流器，所述整流器用于将来自外部电源的交流(AC)电压转换成直流(DC)电压；功率因数校正(PFC)电路，所述功率因数校正(...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿德里亚，
申请(专利权)人：李尔公司，
类型：发明
国别省市：
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