利用电机驱动系统对车辆的电池充电的系统技术方案

本发明专利技术涉及利用电机驱动系统对车辆的电池充电的系统。所述电机驱动系统操作具有多个绕组的电机。所述系统包括第一逆变器、第二逆变器和控制器，所述第一逆变器具有多个第一开关元件、与电池连接的直流端子以及与多个绕组的一个端子连接的交流端子；所述第二逆变器具有多个第二开关元件、选择性地与第一逆变器的直流端子短路/开路的直流端子以及与多个绕组的另一个端子连接的交流端子；所述控制器配置为控制第一逆变器的直流端子与第二逆变器的直流端子之间的电连接状态以及第一开关元件和第二开关元件的开路/短路状态。和第二开关元件的开路/短路状态。和第二开关元件的开路/短路状态。

【技术实现步骤摘要】
利用电机驱动系统对车辆的电池充电的系统


[0001]本专利技术涉及一种利用电机驱动系统对车辆的电池充电的系统，更具体地，涉及这样一种利用电机驱动系统对车辆的电池充电的系统：其可以通过利用开放端部绕组电机驱动系统对设置于车辆的电池充电，所述开放端部绕组电机驱动系统通过利用分别与安装在电机中的绕组的两端连接的多个逆变器来操作电机。

技术介绍

[0002]由于诸如利用电机产生的扭矩作为动力的电动车辆的环保车辆的燃料效率(或电效率)由逆变器
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电机(inverter
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motor)电力转换效率决定，因此，为了提高燃料效率，重要的是使逆变器的电力转换效率和电机的效率最大化。
[0003]因此，本申请的申请人已经提出了一种能够通过选择性地确定闭合端部绕组模式(closed
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end winding mode)和开放端部绕组模式(open
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end winding mode)来操作驱动电机的技术，在所述闭合端部绕组模式中，在通过使设置在车辆的驱动电机中的绕组的一端彼此连接形成Y型连接之后，驱动电机操作，在所述开放端部绕组模式中，电机绕组的两端分别与逆变器连接，使得驱动电机在电机绕组两端开放的情况下操作。
[0004]同时，一般来说，电动车辆或插电式混合动力车辆将从外部充电设施提供的电力转换为适于对设置在车辆中的电池充电的状态，并且将其提供至电池，从而对电池充电。
[0005]传统上，用于快速充电的充电设备制造成输出400V的单一电压标准，但是用于车辆的电池往往设计成具有800V或更高的电压，以提高效率和行驶里程。因此，为了对具有各种电压水平的车辆的电池进行充电，应当提供满足电池电压规格的各种电压区段的充电设施，或者应当实现一种充电设施，使得能够输出多个电压区段。
[0006]建造这样的充电基础设施不仅耗费大量资金，而且由于充电设施的充电电流限制，当电压降低时，可能会导致充电时间随着充电功率的降低而增加的问题。
[0007]因此，在本领域中，在通过利用多个逆变器以开放端部绕组模式操作电机的电机驱动系统中，需要一种电池充电技术，该技术可以通过转换由作为现有基础设施建造的充电设施提供的充电电压的水平来对电池充电，而无需额外的设备和额外的成本。
[0008]前述内容仅旨在帮助理解本专利技术的
技术介绍
，并且不旨在意味着本专利技术落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

技术实现思路

[0009]因此，本专利技术已经考虑到相关技术中出现的上述问题，并且本专利技术旨在提供一种利用电机驱动系统对车辆的电池充电的系统，以在无需单独的专用转换装置的情况下，通过利用电机驱动系统适当地转换从外部充电设备提供的充电电压的水平对电池充电，所述电机驱动系统以开放端部绕组模式操作电机。
[0010]为了实现这一点，根据本专利技术，利用电机驱动系统(其操作具有分别对应于多个相的多个绕组的电机)对车辆的电池充电的系统可以包括：第一逆变器、第二逆变器和控制
器，所述第一逆变器包括多个第一开关元件，并且具有与电池连接的直流端子以及与多个绕组的一个端子连接的交流端子；所述第二逆变器包括多个第二开关元件，并且具有选择性地与第一逆变器的直流端子短路/开路的直流端子以及与多个绕组的另一端子连接的交流端子；所述控制器配置为在对电池充电的充电模式下，基于施加至第二逆变器的直流端子的直流充电电压的水平和电池电压的水平来控制第一逆变器的直流端子与第二逆变器的直流端子之间的电连接状态以及多个第一开关元件和多个第二开关元件的开路/短路状态。
[0011]根据本专利技术的一个实施方案，电池充电系统可以进一步包括：第一充电电力施加开关和第二充电电力施加开关，所述第一充电电力施加开关配置为使得一个端子与第二逆变器的直流端子的高电位端子连接并且将直流充电电压的高电位施加至另一个端子；所述第二充电电力施加开关配置为使得一个端子与第二逆变器的直流端子的低电位端子连接并且将直流充电电压的低电位施加至另一个端子，其中，在充电模式下，所述控制器可以将第一充电电力施加开关和第二充电电力施加开关控制为处于短路状态。
[0012]根据本专利技术的一个实施方案，在充电模式下，当直流充电电压的水平是能够对电池充电的电压时，所述控制器可以使多个第一开关元件和多个第二开关元件开路，并且使第一逆变器的直流端子和第二逆变器的直流端子电连接。
[0013]根据本专利技术的一个实施方案，在充电模式下，当直流充电电压的水平小于电池的电压时，所述控制器可以使第一逆变器的直流端子和第二逆变器的直流端子彼此电开路，使多个第二开关元件中与第二逆变器的高电位端子连接的开关元件短路，使多个第二开关元件中与第二逆变器的低电位端子连接的开关元件开路，使多个第一开关元件中与第一逆变器的高电位端子连接的开关元件开路，并且通过对多个第一开关元件中与第一逆变器的低电位端子连接的开关元件的脉宽调制控制对直流充电电压进行升压，以将升压的直流充电电压施加至电池。
[0014]根据本专利技术的一个实施方案，在充电模式下，当直流充电电压的水平大于电池的电压时，所述控制器可以使第一逆变器的直流端子和第二逆变器的直流端子彼此电开路，使多个第一开关元件开路，使多个第二开关元件中与第二逆变器的直流端子的低电位端子连接的开关元件开路，并且通过对多个第二开关元件中与第二逆变器的直流端子的高电位端子连接的开关元件的脉宽调制控制对直流充电电压进行降压，以将降压的直流充电电压施加至电池。
[0015]根据本专利技术的一个实施方案，电池充电系统可以进一步包括第三充电电力施加开关，所述第三充电电力施加开关配置为使得一个端子与第一逆变器的直流端子连接并且使得另一个端子与第二逆变器的直流端子连接。
[0016]根据本专利技术的一个实施方案，在充电模式下，当直流充电电压的水平是能够对电池充电的电压时，所述控制器可以使多个第一开关元件和多个第二开关元件开路，并且使第三充电电力施加开关短路。
[0017]根据本专利技术的一个实施方案，在充电模式下，当直流充电电压的水平小于电池的电压时，所述控制器可以使第三充电电力施加开关开路，使多个第二开关元件中与第二逆变器的高电位端子连接的开关元件短路，使多个第二开关元件中与第二逆变器的直流端子的低电位端子连接的开关元件开路，使多个第一开关元件中与第一逆变器的高电位端子连
接的开关元件开路，并且通过对多个第一开关元件中与第一逆变器的低电位端子连接的开关元件的脉宽调制控制对直流充电电压进行升压，以将升压的直流充电电压施加至电池。
[0018]根据本专利技术的一个实施方案，在充电模式下，当直流充电电压的水平大于电池的电压时，所述控制器可以使第三充电电力施加开关开路，使多个第一开关元件开路，使多个第二开关元件中与第二逆变器的直流端子的低电位端子连接的开关元件开路，并且通过对多个第二开关元件中与第二逆变器的直流端子的高电位端子连接的开关元件的脉宽调制控制对直流充电电压进行降压，以将降压的直流充电电压施加至电池。
[0019]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池充电系统，其用于对与电机连接的电池充电，所述电机具有分别对应于多个相的多个绕组，所述电池充电系统包括：第一逆变器，其包括多个第一开关元件，并且具有与电池连接的直流端子以及与多个绕组的第一端子连接的交流端子；第二逆变器，其包括多个第二开关元件，并且具有选择性地与第一逆变器的直流端子短路/开路的直流端子以及与多个绕组的第二端子连接的交流端子；以及控制器，其配置为：在对电池充电的充电模式下，基于施加至第二逆变器的直流端子的直流充电电压的水平和电池电压的水平来控制第一逆变器的直流端子与第二逆变器的直流端子之间的电连接状态以及多个第一开关元件和多个第二开关元件的开路/短路状态。2.根据权利要求1所述的电池充电系统，其进一步包括：第一充电电力施加开关，其包括与第二逆变器的直流端子的高电位端子连接的第一端和施加直流充电电压的高电位的第二端；以及第二充电电力施加开关，其包括与第二逆变器的直流端子的低电位端子连接的第一端和施加直流充电电压的低电位的第二端，其中，所述控制器配置为：在充电模式下，将第一充电电力施加开关和第二充电电力施加开关控制为处于短路状态。3.根据权利要求1所述的电池充电系统，其中，在充电模式下，当直流充电电压的水平是能够对电池充电的电压时，所述控制器配置为：使多个第一开关元件和多个第二开关元件开路，并且使第一逆变器的直流端子和第二逆变器的直流端子电连接。4.根据权利要求1所述的电池充电系统，其中，在充电模式下，当直流充电电压的水平小于电池的电压时，所述控制器配置为：使第一逆变器的直流端子和第二逆变器的直流端子彼此电开路，使多个第二开关元件中与第二逆变器的高电位端子连接的开关元件短路，使多个第二开关元件中与第二逆变器的低电位端子连接的开关元件开路，使多个第一开关元件中与第一逆变器的高电位端子连接的开关元件开路，并且通过对多个第一开关元件中与第一逆变器的低电位端子连接的开关元件的脉宽调制控制对直流充电电压进行升压，以将升压的直流充电电压施加至电池。5.根据权利要求1所述的电池充电系统，其中，在充电模式下，当直流充电电压的水平大于电池的电压时，所述控制器配置为：使第一逆变器的直流端子和第二逆变器的直流端子彼此电开路，使多个第一开关元件开路，使多个第二开关元件中与第二逆变器的直流端子的低电位端子连接的开关元件开路，并且通过对多个第二开关元件中与第二逆变器的直流端子的高电位端子连接的开关元件的脉宽调制控制对直流充电电压进行降压，以将降压的直流充电电压施加至电池。6.根据权利要求1所述的电池充电系统，其进一步包括：第三充电电力施加开关，其包括与第一逆变器的直流端子连接的第一端以及与第二逆变器的直流端子连接的第二端。7.根据权利要求6所述的电池充电系统，其中，在充电模式下，当直流充电电压的水平是能够对电池充电的电压时，所述控制器配置为：使多个第一开关元件和多个第二开关元件开路，并且使第三充电电力施加开关短路。8.根据权利要求6所述的电池充电系统，其中，在充电模式下，当直流充电电压的水平
小于电池的电压时，所述控制器配置为：使第三充电电力施加开关开路，使多个第二开关元件中与第二逆变器的高电位端子连接的开关元件短路，使多个第二开关元件中与第二逆变器的直流端子的低电位端子连接的开关元件开路，使多个第一开关元件中与第一逆变器的高电位端子连接的开关元件开路，并且通过对多个第一开关元件中与第一逆变器的低电位端子连接的开关元件的脉宽调制控制对直流充电电压进...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑岡镐，金明镐，申相哲，林英卨，
申请(专利权)人：起亚株式会社，
类型：发明
国别省市：