[发明专利]用于基于控制策略向负载提供功率的系统和方法

说明书

关于联邦资助的研究或开发的声明

本发明在政府支持下依据由美国能源部授予的协议No.DE-FC26-07NT43123完成。政府享有本发明中的某些权利。

技术领域

此处所描述的主题的实施例大体涉及汽车车辆中的电气系统，并且更具体地，该主题的实施例涉及一种用于能量输送系统的控制策略。

背景技术

插入式混合和全电动车辆在近年来变得日益受欢迎。这些车辆通常具有要花费很多小时来充电同时消耗大量功率的大电池系统。电流充电系统具有固定的充电策略，该充电策略需要将车辆插入到住宅或商用电网。

因此，期望具有一种用于对负载提供功率的灵活且有效的电气系统和方法。其它期望的特征和特性将从随后结合附图和该背景技术所作的详细描述和所附权利要求变得明显。

发明内容

根据一个实施例，提供了一种充电系统。该充电系统包括：可再充电电池；接口，其被配置成从电压源接收电压；以及控制器，其被配置成通过该接口从电压源接收电压以及使用收到的电压对该可再充电电池再充电。该控制器进一步被配置成：接收关于电连接到电压源的交流电流(AC)负载的信息，确定返回到电压源的无功电流量，以使得由充电系统和AC负载从电压源提取的电流基本上是实际的，以及在可充电电池被再充电的同时对电压源提供已确定的无功电流。

根据另一个实施例，提供了一种电气系统。该电气系统包括：第一负载；接口，其被配置成从电压源接收电压；以及控制器，其被配置成通过该接口接收电压以及对该第一负载提供电压和电流。此外，该控制器还可以进一步被配置成：接收关于电连接到电压源的第二负载的信息，确定返回到电压源的无功电流量，以使得由电气系统和第二负载从电压源提取的电流基本上是实际的，以及对电压源提供已确定的无功电流。

在又一个实施例中，提供了一种由控制器对第一负载提供电压和电流的方法。该方法包括：当控制器处于恒定电流模式下时，对第一负载提供恒定电流充电；当控制器处于恒定电压模式下时，对第一负载提供恒定电压；当控制器处于恒定功率模式下时，对第一负载提供恒定功率充电；当控制器处于恒定电流模式、恒定电压模式或恒定功率模式下时，对电压源提供无功电源，以使得从电压源提取的电流基本上是实际的。

本发明提供以下技术方案：

1. 一种充电系统，包括：

可充电电池；

接口，其被配置成联接到提供电压的电压源；以及

控制器，其被配置成通过所述接口接收电压以及使用所述接收的电压对所述可充电电池再充电，

其中所述控制器进一步被配置成：

接收关于电连接到所述电压源的交流（AC）负载的信息；

确定返回到所述电压源的无功电流量，以使得由所述充电系统和所述AC负载从所述电压源提取的电流基本上是实际的；以及

在所述可充电电池被再充电的同时，对所述电压源提供所述已确定的无功电流。

2. 根据方案1所述的充电系统，其中当所述控制器在恒定电压模式下时，所述控制器对所述可充电电池提供恒定电压，当所述控制器在恒定电流模式下时，所述控制器对所述可充电电池提供恒定电流，并且当所述控制器在恒定功率模式下时，所述控制器对所述可充电电池提供恒定功率。

3. 根据方案1所述的充电系统，其中所述控制器进一步被配置成：

确定并算出在预定时段内由所述充电系统和所述AC负载提取的无功电流的平均量；以及

基于所述已确定的无功电流的平均量，在随后的预定时段内对所述电压源提供无功电流。

4. 根据方案3所述的充电系统，其中所述预定时段是所述电压源的三个循环。

5. 根据方案1所述的充电系统，其中所述控制器进一步被配置成：当由所述充电系统提取的电流超过预定阈值时，减少提供给所述电压源的无功电流量。

6. 根据方案1所述的充电系统，其中所述控制器进一步包括矩阵转换模块，所述矩阵转换模块包括多个门，所述多个门控制从所述电压源到所述可充电电池的电流的流动，其中所述控制器基于所述控制器所处的模式可选择地操纵所述门。

7. 根据方案6所述的充电系统，其中所述控制器进一步被配置成：取决于所述控制器所处的模式产生参考电流，并且使用所述参考电流来建立非运行时间比率以控制所述多个门。

8. 一种电气系统，包括：

第一负载；

接口，其被配置成从电压源接收电压；以及