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原文传递车载充放电系统及其所适用的控制方法

专利名称：	车载充放电系统及其所适用的控制方法
摘要：	本公开提供一种车载充放电系统及其所适用的控制方法，其中车载充放电系统的双向充电器在对高压电池充放电时，是以变频方式运行，且低压变换器亦跟随双向充电器而以变频方式运行，此外，双向充电器可依据输出增益的不同而有不同的开关时序配置，因此本公开的车载充放电系统不但可优化体积，降低成本，还可在输出增益小于1、等于1或大于1时皆进入软开关运行，进而提升效率。更甚者，当低压变换器独立工作时，双向充电器的第一桥臂的中点和第二桥臂的中点之间短路，而第三至第四桥臂的开关频率大于谐振电路的谐振频率，故防止总线电容的电压超过其耐压而损坏。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	台达电子企业管理(上海)有限公司
发明人：	孙浩;贾民立;章进法
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201811608920.6
公开号：	CN109703399A
代理机构：	隆天知识产权代理有限公司
代理人：	黄艳;李琛
分类号：	B60L53/20(2019.01);B;B60;B60L;B60L53
申请人地址：	201209 上海市浦东新区华东路1675号1幢1层,7-8层
主权项：	1.一种车载充放电系统，包含：一双向充电器，电连接于一总线电容以及一高压电池之间，用以于运行时对该高压电池进行充电或放电，且包含：一第一桥式电路，包含一第一桥臂以及一第二桥臂；一谐振电路，与该第一桥式电路电连接；一变压器，包含一第一绕组以及一第二绕组，该第一绕组是与该谐振电路电连接，且该第一绕组以及该第二绕组相互磁耦合；以及一第二桥式电路，通过一第一电容电连接于该第二绕组，且电连接该高压电池，且包含一第三桥臂以及一第四桥臂；以及一低压变换器，电连接一低压负载，用以于运行时将所接收的电能转换而供电给该低压负载，且包含：为中心抽头的一第三绕组，是与该第一绕组以及该第二绕组相互磁耦合；一同步整流电路，包含分别与该第三绕组的两端电连接的一第一同步整流开关以及一第二同步整流开关；以及一功率开关电路，电连接于该第三绕组的一中心抽头端以及该低压负载之间，且包含一第一开关以及一第二开关，该第一开关系电连接于该中心抽头端以及该低压负载之间，该第二开关与该第一开关及该同步整流电路电连接，且该第一开关以及该第二开关的开关状态为互补；其中该车载充放电系统是运行于一第一模式、一第二模式、一第三模式、一第四模式或一第五模式，在该第一模式下，该双向充电器对该高压电池进行充电而该低压变换器不运行，在该第二模式下，该双向充电器对该高压电池进行充电而该低压变换器运行，在该第三模式下，该双向充电器对该高压电池放电而该低压变换器不运行在该第三模式下且该双向充电器的输出增益小于1时，该第一桥臂的一上臂开关、一下臂开关与该第二桥臂的一上臂开关、一下臂开关进行同步整流运行，而在该第三模式下且该双向充电器的输出增益大于或等于1时，该第一桥臂的该下臂开关及该第二桥臂的该下臂开关分别在流过该谐振电路的一谐振电流过零点时且经过一移相时间后进行状态切换，而该第一桥臂的该上臂开关与该第二桥臂的该上臂开关进行同步整流运行，而在该第四模式下，该双向充电器对该高压电池放电而该低压变换器运行，且该双向充电器在该第四模式下的运行方式相同于在该第三模式下的运行方式，而该第一开关切换导通的时刻是与该第三桥臂的一下臂开关、该第四桥臂的一上臂开关及该第一同步整流开关切换导通的时刻同步，且与该第三桥臂的一上臂开关、该第四桥臂的一下臂开关及该第二同步整流开关的切换导通的时刻同步，而该第一开关的关断切换时刻是依据该低压负载的需求控制，在该第五模式下，该低压变换器是独立运行，且该第一桥臂的中点和该第二桥臂的中点之间是通过该第一桥臂以及该第二桥臂的运行而短路，而该第三桥臂及该第四桥臂的开关频率大于该谐振电路的谐振频率。 2.如权利要求1所述的车载充放电系统，其中该第一模式下，该第一桥臂的该上臂开关以及该下臂开关的开关状态为互补，该第二桥臂的该上臂开关以及该下臂开关的开关状态为互补，且该第一桥臂的该上臂开关以及该第二桥臂的该下臂开关的开关状态相同，该第一桥臂的该下臂开关以及该第二桥臂的该上臂开关的开关状态相同，而该第二桥式电路进行二极管整流运行或同步整流运行。 3.如权利要求2所述的车载充放电系统，其中在该第一模式下，且该双向充电器的输出增益小于1时，该第三桥臂的该上臂开关以及该下臂开关的开关状态为互补，该第四桥臂的该上臂开关以及该下臂开关的开关状态为互补，且该第三桥臂的该上臂开关、该下臂开关与该第四桥臂的该上臂开关、该下臂开关进行同步整流运行。 4.如权利要求2所述的车载充放电系统，其中在该第一模式下，且该双向充电器的输出增益大于或等于1时，该第三桥臂的该下臂开关与该第四桥臂的该下臂开关的开关状态为互补，且该第三桥臂的该下臂开关及该第四桥臂的该下臂开关分别在该谐振电流过零点且经过该移相时间后进行状态切换，而该第三桥臂的该上臂开关与该第四桥臂的该上臂开关进行同步整流运行。 5.如权利要求2所述的车载充放电系统，其中该第二模式下，该双向充电器在该第二模式下的运行方式相同于在该第一模式下的运行方式，而该第一开关切换导通的时刻是与该第三桥臂的该下臂开关、该第四桥臂的该上臂开关及该第一同步整流开关切换导通的时刻同步，且与该第三桥臂的该上臂开关、该第四桥臂的该下臂开关及该第二同步整流开关切换导通的时刻同步，而该第一开关的关断切换时刻是依据该低压负载的需求控制。 6.如权利要求1所述的车载充放电系统，其中在该第五模式下，该第一桥臂的该上臂开关及该第二桥臂的该上臂开关常通，或该第一桥臂的该下臂开关及该第二桥臂的该下臂开关常通，或该第一桥臂的该上臂开关、该下臂开关及该第二桥臂的该上臂开关、该下臂开关常通。 7.如权利要求6所述的车载充放电系统，其中在该第五模式下，该第三桥臂的该上臂开关、该下臂开关及该第四桥臂的该上臂开关以及该第四桥臂的该下臂开关为移相控制。 8.如权利要求6所述的车载充放电系统，其中在该第五模式下，该第三桥臂的该上臂开关及该下臂开关的开关状态为互补，该第四桥臂的该上臂开关以及该第四桥臂的该下臂开关的开关状态为互补，且于第三桥臂的中点电压和该第四桥臂的中点电压之差的一桥臂电压不为零期间，该第三桥臂的该上臂开关与该第四桥臂的该上臂开关导通。 9.如权利要求7所述的车载充放电系统，其中在该第五模式下，该第三桥臂的该上臂开关、该下臂开关及该第四桥臂的该上臂开关以及该第四桥臂的该下臂开关是变频控制。 10.如权利要求1所述的车载充放电系统，其中该谐振电流的过零点是直接以检测流过该谐振电路的该谐振电流得到。 11.如权利要求1所述的车载充放电系统，其中该谐振电流的过零点是间接以该第一桥臂的该中点电压的波形的下降沿、该第二桥臂的该中点电压的波形的下降沿、该第三桥臂的一中点电压的波形的下降沿以及该第四桥臂的一中点电压的波形的下降沿来得到。 12.如权利要求1所述的车载充放电系统，其中该双向充电器的最大输出功率为6.6KW，该低压变换器的最大输出功率为3KW。 13.一种控制方法，是应用于权利要求1所述的车载充放电系统中，包含： (a)驱动该车载充放电系统执行该第一模式、该第二模式、该第三模式、该第四模式或该第五模式；以及 (b)在该车载充放电系统执行该第一模式时，该双向充电器对该高压电池进行充电，该低压变换器不运行，在该车载充放电系统执行该第二模式时，该双向充电器对该高压电池进行充电，该低压变换器运行，在该车载充放电系统执行该第三模式时，该双向充电器对该高压电池放电，该低压变换器不运行，在该第三模式下且该双向充电器的输出增益小于1时，该第一桥臂的该上臂开关、该下臂开关与该第二桥臂的该上臂开关、该下臂开关进行同步整流运行，在该第三模式下且该双向充电器的输出增益大于或等于1时，该第一桥臂的该下臂开关及该第二桥臂的该下臂开关分别在该谐振电流过零点且经过该移相时间后进行状态切换，而该第一桥臂的上臂开关与该第二桥臂的该上臂开关系进行同步整流运行，在该车载充放电系统执行该第四模式时，该双向充电器对该高压电池放电，而该低压变换器运行，且该双向充电器在该第四模式下的运行方式相同于在该第三模式下的运行方式，而该第一开关切换导通的时刻是与该第三桥臂的该下臂开关、该第四桥臂的该上臂开关及该第一同步整流开关切换导通的时刻同步，且与该第三桥臂的该上臂开关、该第四桥臂的该下臂开关及该第二同步整流开关的切换导通的时刻同步，而该第一开关的关断切换时刻是依据该低压负载的需求控制，在该车载充放电系统执行该第五模式时，该低压变换器是独立运行，且该第一桥臂的中点和该第二桥臂的中点之间是通过第一桥臂以及第二桥臂的运行而短路，而该第三桥臂以及该第四桥臂的开关频率大于该谐振电路的谐振频率。 14.如权利要求13所述的控制方法，其中在该步骤(b)中且该第一模式下，该第一桥臂的该上臂开关以及该下臂开关的开关状态为互补，该第二桥臂的该上臂开关以及该下臂开关的开关状态为互补，且该第一桥臂的该上臂开关以及该第二桥臂的该下臂开关的开关状态相同，该第一桥臂的该下臂开关以及该第二桥臂的该上臂开关的开关状态相同，而该第二桥式电路进行二极管整流运行或同步整流运行。 15.如权利要求14所述的控制方法，其中在该步骤(b)中且该第一模式下，而该双向充电器的输出增益小于1时，该第三桥臂的该上臂开关以及该下臂开关的开关状态为互补，该第四桥臂的该上臂开关以及该下臂开关的开关状态为互补，且该第三桥臂的该上臂开关、该下臂开关与该第四桥臂的该上臂开关、该下臂开关进行同步整流运行。 16.如权利要求14所述的控制方法，其中在该步骤(b)中且该第一模式下，而该双向充电器的输出增益大于或等于1时，该第三桥臂的该下臂开关与该第四桥臂的该下臂开关的开关状态为互补，且该第三桥臂的该下臂开关及该第四桥臂的该下臂开关分别在该谐振电流过零点且经过该移相时间后进行状态切换，而该第三桥臂的该上臂开关与该第四桥臂的该上臂开关进行同步整流运行。 17.如权利要求14所述的控制方法，其中在该步骤(b)中且该第二模式下，该双向充电器在该第二模式下的运行方式相同于在该第一模式下的运行方式，而该第一开关切换导通的时刻是与该第三桥臂的该下臂开关、该第四桥臂的该上臂开关及该第一同步整流开关切换导通的时刻同步，且与该第三桥臂的该上臂开关、该第四桥臂的该下臂开关及该第二同步整流开关切换导通的时刻同步，而该第一开关的关断切换时刻是依据该低压负载的需求控制。 18.如权利要求13所述的控制方法，其中在该步骤(b)中且该第五模式下，该第一桥臂的该上臂开关及该第二桥臂的该上臂开关常通，或该第一桥臂的该下臂开关及该第二桥臂的该下臂开关常通，或该第一桥臂的该上臂开关、该下臂开关及该第二桥臂的该上臂开关、该下臂开关常通。 19.如权利要求18所述的控制方法，其中在该步骤(b)中且该第五模式下，该第三桥臂的该上臂开关、该下臂开关及该第四桥臂的该上臂开关以及该第四桥臂的该下臂开关为移相控制。 20.如权利要求18所述的控制方法，其中在该步骤(b)中且该第五模式下，该第三桥臂的该上臂开关及该下臂开关的开关状态为互补，该第四桥臂的该上臂开关以及该第四桥臂的该下臂开关的开关状态为互补，且于该第三桥臂的中点电压和第四桥臂的中点电压之差的一桥臂电压不为零期间，该第三桥臂的该上臂开关与该第四桥臂的该上臂开关导通。 21.如权利要求18所述的控制方法，其中在该步骤(b)中且该第五模式下，该第三桥臂的该上臂开关、该下臂开关及该第四桥臂的该上臂开关以及该第四桥臂的该下臂开关是变频控制。
所属类别：	发明专利