[发明专利]基于飞跨电容器的可变电压转换器

说明书

本发明涉及基于飞跨电容器的可变电压转换器。一种用于车辆的动力传动系统可包括可变电压转换器(VVC)和控制器。所述可变电压转换器可包括电感器、总线电容器和飞跨电容器。所述控制器可被配置为：响应于功率需求信号超过阈值，对所述可变电压转换器的开关进行调制，使得由所述电感器的正在瓦解的场产生的电感器电流被引导到所述飞跨电容器或所述总线电容器中，以使总线电容器电压超过飞跨电容器电压；响应于所述功率需求降低到所述阈值以下，对所述开关进行调制使得所述飞跨电容器与所述总线电容器并联连接。

技术领域

本申请总体上涉及一种具有飞跨电容器的DC/DC转换器，所述DC/DC转换器被配置为在电动车辆的推进模式期间向电机提供升高的电压。

背景技术

电气化车辆(EV)(包括混合动力电动车辆(HEV)和电池电动车辆(BEV))依靠牵引电池向用于推进的牵引马达提供电力，并且依靠牵引电池与牵引马达之间的电力逆变器将直流(DC)电转换为交流(AC)电。典型的AC牵引马达是三相马达，所述三相马达可由三个正弦信号提供电力，所述三个正弦信号中的每个以120度的相位分离被驱动。牵引电池被配置为在特定电压范围内操作，并且提供最大电流。牵引电池可选地被称作高电压电池。然而，电机的改善的性能可通过在不同的电压范围内进行操作来实现，所述电压范围通常高于牵引电池的端电压。同样地，用于驱动车辆电机的电流需求通常被称作高电流。

此外，很多电气化车辆包括DC-DC转换器(还被称作可变电压转换器(VVC))，以将牵引电池的电压转换为电机的操作电压水平。电机(可包括牵引马达和发电机)可能需要高电压和高电流。由于电压需求和电流需求，电池模块和电力电子模块通常持续地进行通信。

发明内容

一种用于车辆的动力传动系统可包括可变电压转换器(VVC)和控制器。所述可变电压转换器可包括电感器、总线电容器和飞跨电容器。所述控制器可被配置为：响应于功率需求信号超过阈值，对所述可变电压转换器的开关进行调制，使得由所述电感器的正在瓦解的场产生的电感器电流被引导到所述飞跨电容器或所述总线电容器中，以使总线电容器电压超过飞跨电容器电压；响应于所述功率需求信号降低到所述阈值以下，对所述开关进行调制使得所述飞跨电容器与所述总线电容器并联连接。

根据本发明的一个实施例，所述飞跨电容器连接在所述第一开关和所述第二开关之间的上方接点与所述第三开关和所述第四开关之间的另一接点之间，所述电感器连接在正极输入端子与位于所述第二开关和所述第三开关之间的中点之间。

根据本发明的一个实施例，所述控制器还被配置为：交替地使所述电感器电流流到通过所述开关串联连接的所述飞跨电容器和总线电容器中，或者当所述飞跨电容器通过所述开关与所述总线电容器串联连接并且被二极管旁路时，使所述电感器电流流到所述总线电容器中。

根据本发明的一个实施例，所述控制器还被配置为：响应于功率需求信号转变为负向，将所述飞跨电容器与所述总线电容器并联连接，并且在稳态下以通过模式操作所述开关以使电荷流动，其中，所述第一开关、所述第二开关和所述第四开关导通，所述第三开关截止。

一种控制动力传动系统的转换器的方法包括：将电流引导到所述转换器的电感器中以产生场；然后，响应于功率需求信号超过阈值，使所述场瓦解以使电荷流到飞跨电容器来升高总线电容器的电压，使得所述总线电容器的电压超过所述飞跨电容器的电压。

一种车辆包括电机、可变电压转换器(VVC)和控制器。所述电机可被配置为推进所述车辆。所述可变电压转换器可包括电感器、总线电容器和飞跨电容器。所述控制器可被配置为：对所述可变电压转换器的开关进行调制，使得在所述电机的驱动电压下由所述电感器的正在瓦解的场产生的电感器电流通过所述飞跨电容器被升高并且被引导到所述总线电容器中。

附图说明

图1是具有电机、逆变器和可变电压转换器的电气化车辆的示图，所述可变电压转换器被配置为减小在电动车辆通过AC电网充电期间的电流纹波。