电动车辆电力转换系统的制作方法
【专利摘要】电动车辆电力转换系统可以包括用于将平滑电容器的所存储的电荷放电的专用放电电路。电动车辆电力转换系统还可以包括放电控制器，如果用于控制电动车辆电力转换系统的控制电路检测到专用放电电路的故障，则所述放电控制器用于驱动DC/DC转换器，以便平滑电容器的所存储的电荷可以被提供到辅助设备或DC辅助电源并且通过其被放电。
【专利说明】
电动车辆电力转换系统
【技术领域】
[0001]示范性实施例提供了在诸如混合动力或电动车等的电动车辆中使用的电动车辆电力转换系统。
【背景技术】
[0002]用于电动车辆的电力转换系统可以包括回归(retrogressive)或再生系统。
【发明内容】
[0003]电动车辆电力转换系统可以包括:电动机驱动电力系统，连接至DC主电源，并且通过逆变器电路从中将DC电压输出到电动发电机；辅助设备电力系统，与电动机驱动电力系统并行地连接至DC主电源，并且通过DC/DC转换器向电动车辆的DC辅助电源或辅助设备供电；以及控制电路，控制电动机驱动电力系统和辅助设备电力系统。电动机驱动电力系统可以包括串联连接的用于平滑DC电压的平滑电容器、电阻器和半导体开关元件，并且可以包括用于将来自平滑电容器的所存储的电荷放电的专用放电电路。控制电路可以包括放电控制器，该放电控制器在检测到专用放电电路的故障时驱动DC/DC转换器，以将来自平滑电容器的所存储的电荷提供到辅助设备或DC辅助电源并且通过其将所存储的电荷放电。
[0004]当平滑电容器的端间电压没有在自放电开始起预定时间之内被放电至目标电压时，专用放电电路的故障通过放电控制器是可检测的。
[0005]电动机驱动电力系统可以包括对来自DC主电源的DC电压进行电压转换的升压器电路。
[0006]平滑电容器可以包括连接在DC主电源和升压器电路之间的第一平滑电容器以及连接在升压器电路和逆变器电路之间的第二平滑电容器。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]通过参照附图详细描述示范性实施例，特点对于本领域技术人员来说将是显而易见的，在附图中:
[0008]图1示出根据示范性实施例的电动车辆电力转换系统的电路配置。
[0009]图2示出在与图1相同的示范性实施例中由放电控制器执行的放电过程的流程图。
[0010]图3示出显示在与图1相同的示范性实施例中通过辅助设备电力系统的放电过程的示意图。
[0011]图4示出显示通过一般专用放电电路的放电过程的示意图。
[0012]图5示出主要包括并行连接的多个升压器电路的修改的示范性实施例的电路配置。
【具体实施方式】
[0013]此后将参照附图更完全地描述示例实施例；然而，它们可以以不同的形式被具体化，而不应该被解释为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使得此公开将是彻底和完全的，并且将向本领域技术人员完全地传达示范性实施方式。遍及附图，相似的参考标号指代相似的元件。
[0014]现在将参照附图描述电动车辆电力转换系统的示范性实施例。
[0015]根据示范性实施例的电动车辆电力转换系统100可以被安装在诸如混合动力车辆或电动车的电动车辆中，以回归地或再生地驱动电动发电机5。
[0016]并联或分配型(split type)(串并联型)或者串联型混合动力车辆可以使用电动发电机5。
[0017]如图1中所示，电动车辆电力转换系统100可以执行通过升压器电路3将来自DC主电源2的DC电压升压、通过逆变器电路4将DC电压转换成三相AC电压、并且然后将AC电压输出到电动发电机5的回归操作，以及可以执行通过逆变器电路4和升压器电路3将来自电动发电机5的再生的电力提供到DC主电源2、辅助设备6和DC辅助电源7的再生操作。
[0018]例如，电动车辆电力转换系统100可以包括:DC主电源2 (例如，48V锂离子电池)；电子电路开关(DC接触器)8，用于闭合/断开分别连接至DC主电源2的输出端子的电子电路；第一平滑电容器(DC链路电容器)9，安装在开关8之间；辅助设备电力系统SI，经由第一平滑电容器9连接并对电动车辆的辅助设备6 (例如，电力控制的动力转向、空调器、ECU等)中的每个和DC辅助电源7(例如，12V/24V电池)供电；以及电动机驱动电力系统S2，经由第一平滑电容器9与辅助设备电力系统SI并行连接并且被配置为回归或再生地驱动电动发电机5。
[0019]第一平滑电容器9可以被包括在电动机驱动电力系统S2中。
[0020]辅助设备电力系统SI可以进一步包括DC/DC转换器10，并且每个辅助设备6和DC辅助电源7可以在DC/DC转换器10的输出端处被并行连接。
[0021]电动机驱动电力系统S2可以包括:升压器电路3 (例如，用于对来自DC主电源2的DC电压进行电压转换)；以及逆变器电路4 (其可以将从升压器电路3输出的DC电压转换为AC电压并将它输出到电动发电机5)。
[0022]升压器电路3可以包括功率半导体31a和31b (例如，IGBT、MOSFET等)、电抗器32和第二平滑电容器33。
[0023]例如，升压器电路3可以包括包含串联连接的功率半导体的上臂31a和下臂31b。逆变器电路4的正端可以连接至上臂31a的半导体端(例如，集电极端或漏极端)，并且DC主电源2的负端可以连接至下臂31b的半导体端(例如，发射极端或源极端)。
[0024]第二平滑电容器33可以被连接在上臂31a和下臂31b的半导体端之间，使得它在升压器电路3的输出端处与上臂31a和下臂31b并行连接。
[0025]电抗器32的一端可以被连接在上臂31a的另一端(发射极端或源极端)与下臂31b的另一端(集电极端或漏极端)之间，例如，在其之间的串行连接点处，而电抗器32的另一端可以被连接至DC主电源2的正端。
[0026]升压器电路3的上臂31a和下臂31b可以被配置为使得续流二极管被并行地反向连接。
[0027]如上述配置的升压器电路3可以配备有驱动电路34，用于驱动上臂31a和下臂31b。
[0028]驱动电路34可以允许上臂31a和下臂31b根据预定的占空比被交替地切换，使得电抗器32可以被充电和放电以按照回归(升压)方向或再生(降压(bucking))方向来传递电力。
[0029]驱动电路34可以从下面将描述的控制电路11接收驱动命令信号(控制信号)。
[0030]第二平滑电容器33 (安装在升压器电路3中)可以充当在逆变器电路4的输入端处的平滑电容器。
[0031]例如，第二平滑电容器33可以由升压器电路3和逆变器电路4共同使用。
[0032]逆变器电路4可以包括:三相桥接电路(未示出)，其中，包括诸如IGBT或MOSFET的功率半导体的三个开关电路并行连接；以及用于驱动每个开关电路的功率半导体的驱动电路(未示出)。
[0033]驱动电路可以从下面将描述的控制电路11接收驱动命令信号(控制信号)。
[0034]如上所述配置的辅助设备电力系统SI和电动机驱动电力系统S2可以通过控制电路11来控制。
[0035]为了执行电动车辆的操作所需要的回归/再生电力控制，控制电路11可以基于来自全局控制器(例如，上ECU)的所需要的操作命令通过到升压器电路3和逆变器电路4的最佳电力联动装置生成用于每个功率半导体的驱动命令信号，并且可以将用于相应功率半导体的驱动命令信号传送到每个驱动电路作为开关命令。
[0036]因此，电动车辆电力转换系统100可以执行通过升压器电路3将来自DC主电源2的DC电压升压、通过逆变器电路4将DC电压转换为AC电压、并且将AC电压输出到电动发电机5的回归操作。电动车辆电力转换系统100也可以执行经由逆变器电路4和升压器电路3将电动发电机5的再生电力提供给DC主电源2、电动车辆的辅助设备6和DC辅助电源7的再生操作。
[0037]控制电路11可以被配置使得它被物理地划分以分别对应于升压器电路3和逆变器电路4，但是为了降低成本可以共同使用并集成地形成控制电路11来减少部件的数量。
[0038]在示范性实施例的电动车辆电力转换系统100中，电动机驱动电力系统S2可以包括用于从平滑电容器9和33的每个中将所存储的电荷放电的专用放电电路12。
[0039]在图1中所示的参考标号15指代自放电电阻器。
[0040]专用放电电路12可以被配置为串联连接电阻器121和半导体开关元件122(例如，IGBT或M0SFET)，并且可以被布置在电力转换系统100的主电路电极之间，同时连接在其之间。
[0041]例如，专用放电电路12可以被布置在升压器电路3和逆变器电路4之间，并且可以被安装在主电路电极之间，同时连接在其之间。
[0042]专用放电电路12可以包括驱动电路123(例如，用于驱动半导体开关元件122)。
[0043]驱动电路123可以导通半导体开关元件122来执行专用放电电路12的放电功能。
[0044]驱动电路123可以从控制电路11接收驱动命令信号(控制信号)。
[0045]本示范性实施例的控制电路11可以包括放电控制器111 (例如，用于通过专用放电电路12或辅助设备电力系统SI从平滑电容器9和33的每个中将所存储的电荷放电)。
[0046]控制电路11可以是包括CPU、存储器、I/O接口、AD转换器等的专用或通用计算机电路，并且可以取决于存储在存储器中的控制程序执行放电控制器111的功能。
[0047]放电控制器111可以包括用于检测专用放电电路12是否发生故障的故障检测功能，并且取决于专用放电电路12是否发生故障，用于平滑电容器9和33的所存储的电荷的放电电路可以被改变为专用放电电路12或辅助设备电力系统SI。
[0048]放电控制器111可以同时接收指示电力转换系统100的中断的信号，(例如，指示逆变器电路4的中断的逆变器中断信号和指示电子开关8的关断状态(阻止的)的切断信号)，并且可以开始平滑电容器9和33的放电过程。
[0049]放电控制器111可以从第一电压检测器13 (安装在电子电路开关8和升压器电路3之间)接收第一电压检测信号，并且可以检测第一平滑电容器9的端间电压，同时从第二电压检测器14(可以安装在升压器电路3和逆变器电路4之间)接收第二电压检测信号，并且可以检测第二平滑电容器33的端间电压。
[0050]在使用第一和第二电压检测信号并检测专用放电电路12是否发生故障之后，如果专用放电电路12没有发生故障，则平滑电容器9和33可以通过专用放电电路12被放电，或者如果专用放电电路12已经发生故障，则平滑电容器9和33可以通过辅助设备电力系统SI被放电。
[0051]在下文中，将作为示例描述使用放电控制器111的专用放电电路12的故障检测方法。
[0052]放电控制器111可以使用指示自预设强制性放电开始起过去的预定时间的故障检测时间Tc以及在故障检测时间Tc已过去之后第二平滑电容器33的端间电压的目标值Vc，并且如果在故障检测时间Tc之内没有放电至目标值Vc，则可以检测到专用放电电路12的故障。
[0053]因为第二平滑电容器33的端间电压可能大于第一平滑电容器9的端间电压，并且通过强制性放电开始第二平滑电容器33的端间电压可能首先下降，所以第二平滑电容器33的端间电压可以被用来检测故障。
[0054]例如，可以以预定时间间隔(例如，0.1秒的间隔)来检测第二平滑电容器33的端间电压，直到故障检测时间Tc过去为止，使得可以取决于端间电压是否可以被放电至目标值Vc来确定故障。
[0055]在这种情况下，在故障检测时间Tc过去之后端间电压的目标值Vc可以通过源自强制性放电开始的第二平滑电容器33的端间电压对放电时间特性曲线来确定。
[0056]可替换地，专用放电电路12的故障检测可以根据故障检测时间Tc内的端间电压的变型(例如，下降率、下降量等)来确定。
[0057]下文中，将参照图2、3和4来描述通过放电控制器111的电力转换系统100的平滑电容器9和33的放电方法。
[0058]首先，放电控制器111可以接收当点火钥匙被断开或电力转换系统100因故障或诸如车祸的事故而中断时产生的逆变器电路4的中断信号(步骤Spl)。
[0059]另外，放电控制器111可以接收通过电力转换系统100的中断而产生并且可以指示电子电路开关8的断开操作的切断信号(步骤Sp2)。
[0060]可替换地，电子电路开关8的断开操作可以通过放电控制器111来运行。
[0061]已经接收到逆变器4的中断信号和切断信号的放电控制器111可以开始通过专用放电电路12对平滑电容器9和33放电(步骤Sp3)。
[0062]例如，放电控制器111可以向专用放电电路12的驱动电路123输出用于导通半导体开关元件122的驱动命令信号(控制信号)。
[0063]然后，如图4中显示，存储在第一平滑电容器9和第二平滑电容器33中的电荷(通过与上臂31a并行反向连接的续流二极管)可以通过专用放电电路12的电阻器121被放电。
[0064]通过专用放电电路12的放电可以从具有更大端间电压的第二平滑电容器33开始，并且一旦第二平滑电容器33的端间电压等于第一平滑电容器9的端间电压，就可以与第二平滑电容器33的放电一起执行第一平滑电容器9的放电。
[0065]放电控制器111可以在通过专用放电电路12开始放电的同时从各个电压检测单元13和14接收电压检测信号，并且可以取决于端间电压是否可以在故障检测时间Tc之内被放电至目标值Vc来确定专用放电电路12是否发生故障(步骤Sp4)。
[0066]例如，如果第二平滑电容器33的端间电压在故障检测时间Tc之内没有被放电到目标值Vc，则放电控制器111可以检测到专用放电电路12的故障。
[0067]如果第二平滑电容器33的端间电压在故障检测时间Tc之内被放电至目标值Vc，例如，如果专用放电电路12没有发生故障，则放电控制器111可以继续放电，并且可以当端间电压在允许的放电时间Td之内达到预定安全电压、例如目标值Vd时终止放电(步骤Sp5)。
[0068]相反，如果第二平滑电容器33的端间电压没有在故障检测时间Tc之内被放电至目标值Vc，例如，如果专用放电电路12已发生了故障，则放电控制器111可以开始通过辅助设备电力系统SI来对平滑电容器9和33放电(步骤Sp6)。
[0069]例如，如图3中显示，放电控制器111可以在向辅助设备电力系统SI的DC/DC转换器10输出驱动命令信号(控制信号)的同时，输出用于仅接通升压器电路3的上臂31a的驱动命令信号(控制信号)。
[0070]因此，第二平滑电容器33和第一平滑电容器9的所存储的电荷可以被提供到各个辅助设备6和DC辅助电源7，并且通过其被放电。
[0071]另外，可以在具有更大端子间电压的第二平滑电容器33的电荷被重新分配到第一平滑电容器9的同时执行通过辅助设备电力系统SI的放电，从而第一平滑电容器9中的电压可以具有与第二平滑电容器33中的电压相同的电势。
[0072]类似于通过专用放电电路12的放电(在上面与通过辅助设备电力系统SI开始放电一起描述)，放电控制器111可以从各个电压检测单元13和14接收电压检测信号，并且可以取决于端间电压是否在故障检测时间Tc’之内被放电至目标值Vc’来检测通过辅助设备电力系统SI的放电是否发生故障(步骤Sp7)。
[0073]通过辅助设备电力系统SI的放电的故障检测时间Tc’和目标值Vc’可以与通过专用放电电路12的放电的故障检测时间Tc和目标值Vc相同或不同。
[0074]放电控制器111可以取决于第一平滑电容器9的端间电压是否可以在故障检测时间Tel’之内被放电至目标值Vcl’以及第二平滑电容器33的端间电压是否可以在故障检测时间Tc2’之内被放电至目标值Vc2’，来检测通过辅助设备电力系统SI的放电的故障。
[0075]如果平滑电容器9和33的端间电压在故障检测时间Tc’之内被放电至目标值Vc’，例如，如果通过辅助设备电力系统SI的放电没有发生故障，则放电控制器111可以继续放电，并且可以在允许的放电时间Td之内被放电至目标值Vd(例如，预定安全电压)之后终止放电(步骤Sp8)。
[0076]专用放电电路12的故障检测时间Tc、通过辅助设备电力系统SI的放电的故障检测时间Tc’和通过辅助设备电力系统SI的放电时间可以加起来少于允许的放电时间Td。
[0077]另外，在检测到专用放电电路12的故障从而执行通过辅助设备电力系统SI的放电之后，放电控制器111可以直接执行通过辅助设备电力系统Si的放电而忽略专用放电电路12的检测。
[0078]相反，如果第一平滑电容器9和第二平滑电容器33的端间电压之一没有在故障检测时间Tc’之内被放电至目标值Vc’，例如，如果通过辅助设备电力系统SI的放电发生了故障，则放电控制器111可以终止放电，并且可以例如经由安装在电动车辆中的显示器或扬声器等向驾驶员通知电力转换系统100的放电功能的故障状态(步骤Sp9)。
[0079]放电控制器111可以检测专用放电电路12的故障，并且如果专用放电电路12没有发生故障，则放电控制器111可以允许平滑电容器9和33的所存储的电荷如常通过专用放电电路12被放电，使得平滑电容器9和33的各自的端间电压可以在预定时间之内被放电至安全值。
[0080]另外，当专用放电电路12发生了故障时，放电控制器111可以控制辅助设备电力系统SI的DC/DC转换器10，并且使能平滑电容器9和33的所存储的电荷通过辅助设备6或DC辅助电源7被放电，使得平滑电容器9和33的端间电压可以在预定时间之内被减少到安全值。
[0081]因为可以使用辅助设备电力系统SI的DC/DC转换器10(并且从而可以不需要另外的电路或部件)，所以平滑电容器9和33的所存储的电荷可以通过现有电路被放电，并且可以冗余地提供平滑电容器9和33的放电功能。
[0082]此外，平滑电容器9和33的所存储的电荷可以被提供给要通过其来放电的DC辅助电源7，使得它们可以被存储为能量而不浪费存储在平滑电容器9和33中的电荷。
[0083]然而，示范性实施例不限于此。
[0084]例如，示范性实施例的放电控制器111可以被配置为通过使用第二平滑电容器33的端间电压来检测专用放电电路12的故障，并且可以被配置为通过使用第一平滑电容器9的端间电压或者第一平滑电容器9和第二平滑电容器33两者的端间电压来检测专用放电电路12的故障。
[0085]在这种情况下，仅在第一平滑电容器9的端间电压等于第二平滑电容器33的端间电压之后，才检测到故障。
[0086]可替换地，电动机驱动电力系统S2可以具有其中不包括升压器电路3，而将DC主电源2直接连接至逆变器电路4的配置。
[0087]在这种情况下，电动机驱动电力系统S2可以具有其中安装第一平滑电容器9而不安装第二平滑电容器33的配置。
[0088]可替换地，电动机驱动电力系统S2可以被配置为不包括专用放电电路12。
[0089]在这种情况下，放电控制器111可以执行在步骤Sp6之后的控制序列而省略步骤Spl 至 Sp5。
[0090]因此，即使电动机驱动电力系统S2没有被配置为安装有专用放电电路12，放电控制器111也可以将来自平滑电容器9和33的所存储的电荷提供到辅助设备6或DC辅助电源7来通过它们放电。
[0091]可替换地，如图5中所示，多个升压器电路3可以与DC主电源2并行连接，同时每个并行连接的升压器电路3可以独立地配备有驱动电路34。
[0092]当在至少一个升压器电路3中发生故障时，向驱动电路34输出控制信号的控制电路11可以被配置为中断故障升压器电路3的操作，根据其余正常的升压器电路3的数量来设置电力控制值，并且根据电力控制值来控制其余正常的升压器电路3和逆变器电路4。
[0093]如上所述，可以并行安装多个升压器电路3，并且可以提高用于向电力转换系统100供电的冗余度。
[0094]在没有交流发电机的配置中，可以并行安装多个升压器电路3，并且可以对DC主电源2、电动车辆的辅助设备6和DC辅助电源7供电。
[0095]此外，可以并行安装多个升压器电路3，从而电流可以被分配到每个升压器电路3，使得可以实现升压器电路3的高效率以及诸如部件的尺寸减小和寿命延长的性能改进。
[0096]此外，当在至少一个升压器电路3中发生故障时，放电控制器111可以根据其余正常的升压器电路3的数量来设置功率限制值，并且根据功率限制值来控制其余正常的升压器电路3和逆变器电路4，从而即使在一些升压器电路3可能损坏之后，它也可以继续电动发电机5的功率受限操作，以便将再生电力充电到DC主电源2、电动车辆的辅助设备6和DC辅助电源7。
[0097]因此，可以实现跛行回家模式(limp home mode)系统以安全地撤离电动车辆中车上的驾驶员或者将电动车辆带到修理店。
[0098]另外，可以将平滑电容器33安装在并行连接的升压器电路3的每个输出端处，并且每个平滑电容器33可以充当到逆变器电路4的输入端的平滑电容器。
[0099]可以将平滑电容器33安装在并行连接的升压器电路3的每个输出端处，可以通过在从/向逆变器电路4接收/传送电力时对平滑电容器33充电/放电中的电流分配来减少波纹电流，可以实现平滑电容器的尺寸减小和功率损失的减少，并且可以改善性能。
[0100]另外，即使一个升压器电路3损坏时，损坏的升压器电路3的平滑电容器33的所存储的电荷也可以通过其他升压器电路3被传送，以通过辅助设备电力系统SI被放电。
[0101]通过总结和回顾,作为适用于电动车辆的电力转换系统，存在一种电力转换系统，用于执行通过单个提升电路将来自DC主电源(例如，48V电池)的DC电压升压、通过逆变器电路将DC电压转换为AC电压、并且将AC电压输出到电动发电机的回归操作，以及用于执行经由逆变器电路和提升电路将电动发电机的再生电力提供给DC主电源、电动车辆的辅助设备(例如，电力动力转向、空调器、ECU等)和DC辅助电源(例如，用于辅助设备的12V/24V电池)的再生操作。
[0102]在这样的电力转换系统中，当电力转换系统由于点火钥匙的断开操作、故障或车辆碰撞导致的事故而停止时，在诸如升压器电路或逆变器电路等的主电路的电极之间安装的平滑电容器(DC链路电容器)中的所存储的电荷需要在预定时间之内被强制性放电(主动放电)，使得平滑电容器的端间电压可以被降低到安全电压电平。
[0103]例如，在将被配置为连接电阻器和半导体开关元件的专用放电电路连接在主电路的电极之间，然后阻断用于断开/闭合连接至DC主电源的输出端的电子电路的开关之后，可以接通专用放电电路的开关元件来强制性地通过电阻器将所存储的电荷从平滑电容器放电。
[0104]然而，当专用放电电路发生故障时，可能不能执行平滑电容器的强制性放电，并且即使在预定时间过去之后平滑电容器的端间电压也可能维持高电压电平。
[0105]示范性实施例提供了用于即使专用放电电路故障也可靠地从平滑电容器放电所存储的电荷的电动车辆电力转换系统。
[0106]根据本发明的电动车辆电力转换系统可以包括:电动机驱动电力系统，连接至DC主电源，并且通过逆变器电路从其将DC电压输出到电动发电机；辅助设备电力系统，与电动机驱动电力系统并行地连接至DC主电源，并且通过DC/DC转换器向电动车辆的辅助设备或DC辅助电源供电；以及控制电路，用于控制电动机驱动电力系统和辅助设备电力系统，其中，电动机驱动电力系统可以被配置为串联连接用于平滑DC电压的平滑电容器、电阻器和半导体开关元件，并且被配置为包括用于将来自平滑电容器的所存储的电荷放电的专用放电电路，并且其中控制电路包括放电控制器，该放电控制器被配置为在检测到专用放电电路的故障时驱动DC/DC转换器，并且将所存储的电荷从平滑电容器提供到辅助设备或DC辅助电源从而通过其将它们放电。
[0107]另外，根据本发明的电动车辆电力转换系统的控制设备可以包括:电动机驱动电力系统，连接至DC主电源，并且通过逆变器电路从其将DC电压输出到电动发电机；以及辅助设备电力系统，与电动机驱动电力系统并行地连接至DC主电源，并且通过DC/DC转换器向电动车辆的辅助设备或DC辅助电源供电，其中，被配置为串联连接用于平滑DC电压的平滑电容器、电阻器和半导体开关元件并被配置为包括用于将来自平滑电容器的所存储的电荷放电的专用放电电路的电动机驱动电力系统可以被配置为包括放电控制器，该放电控制器在检测到专用放电电路的故障时驱动DC/DC转换器，并且将来自平滑电容器的所存储的电荷提供到辅助设备或DC电源以便通过其将它们放电。
[0108]另外，计算机中的根据本发明的电动车辆电力转换系统的控制程序可以包括:电动机驱动电力系统，连接至DC主电源，并且通过逆变器电路从其将DC电压输出到电动发电机；以及辅助设备电力系统，与电动机驱动电力系统并行地连接至DC主电源，并且通过DC/DC转换器向电动车辆的辅助设备或DC辅助电源供电,其中，电动机驱动电力系统被配置为串联连接用于平滑DC电压的平滑电容器、电阻器和半导体开关元件，并被配置为包括用于将来自平滑电容器的所存储的电荷放电的专用放电电路，并且被配置为包括在检测到专用放电电路的故障时驱动DC/DC转换器并将所存储的电荷从平滑电容器提供到辅助设备或DC电源以便通过其将它们放电的放电控制器的功能。
[0109]根据电动车辆电力转换系统、其控制设备及其控制程序，放电控制器检测专用放电电路的故障，并且当专用放电电路正常工作时，放电控制器可以使得专用放电电路能够如常地将来自平滑电容器的所存储的电荷放电，从而在预定时间之内将平滑电容器的端间电压减少到安全值。
[0110]当检测到专用放电电路的故障时，放电控制器可以控制辅助设备电力系统的DC/DC转换器并且将来自平滑电容器的所存储的电荷提供到辅助设备或DC电源以通过其将它们放电，从而在预定时间之内将平滑电容器的端间电压减少到安全值。
[0111]使用辅助设备电力系统SI的DC/DC转换器，不需要另外的电路或部件，平滑电容器的所存储的电荷可以通过现有电路被放电，并且可以提供平滑电容器的放电功能的冗余度。
[0112]此外，平滑电容器的所存储的电荷可以被提供给DC辅助电源以通过其放电，使得它们可以被存储为能量而不浪费存储在平滑电容器中的电荷。
[0113]当专用放电电路发生故障时，示范性实施例可以控制辅助设备电力系统的DC/DC转换器，并且将来自平滑电容器的所存储的电荷提供到辅助设备或DC电源，从而将所存储的电荷可靠地从平滑电容器放电。
[0114]〈符号的描述〉
[0115]100:电动车辆电力转换系统
[0116]2:DC 主电源
[0117]3:升压器电路
[0118]33:第二平滑电容器
[0119]4:逆变器电路
[0120]5:电动发电机
[0121]6:辅助设备
[0122]7:DC辅助电源
[0123]8:DC 接触器
[0124]9:第一平滑电容器
[0125]10:DC/DC 转换器
[0126]11:控制电路
[0127]111:放电控制器
[0128]12:专用放电电路
[0129]121:电阻器
[0130]122:半导体开关元件
[0131]已经在此公开了示例实施例，并且虽然采用了特定术语，但是它们仅以一般性的和描述性的意义被使用并且被解释，而并非为了限制性的目的。在一些情况中，如对提交本申请的领域中的一位普通技术人员来说显而易见的是，结合特定实施例描述的特点、特征和/或元素可以被单独使用，或者可以与结合其他实施例描述的特点、特征和/或元素组合使用，除非明确指示并非如此。因此，本领域技术人员应该理解，在不脱离如在所附的权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。
【权利要求】
1.一种电动车辆电力转换系统,包括: 电动机驱动电力系统，连接至DC主电源，并且通过逆变器电路从其输出DC电压到电动发电机； 辅助设备电力系统，与电动机驱动电力系统并行地连接至DC主电源，并且通过DC/DC转换器向电动车辆的DC辅助电源或辅助设备供电；以及 控制电路，控制电动机驱动电力系统和辅助设备电力系统， 其中，电动机驱动电力系统包括用于平滑DC电压的平滑电容器，并且 其中，控制电路包括放电控制器，该放电控制器驱动DC/DC转换器以将来自平滑电容器的所存储的电荷通过辅助设备电力系统放电。
2.如权利要求1中所述的电动车辆电力转换系统，其中，电动机驱动电力系统还包括用于将来自平滑电容器的所存储的电荷放电的专用放电电路，并且放电控制器在检测到专用放电电路的故障时驱动DC/DC转换器以将来自平滑电容器的所存储的电荷通过辅助设备电力系统放电。
3.如权利要求2中所述的电动车辆电力转换系统，其中，当平滑电容器的端间电压没有在自放电开始起预定时间之内被放电至目标电压时，专用放电电路的故障被放电控制器检测到。
4.如权利要求1中所述的电动车辆电力转换系统，其中，来自平滑电容器的所存储的电荷被提供到辅助设备或DC辅助电源并且通过其将所存储的电荷放电。
5.如权利要求1中所述的电动车辆电力转换系统，其中，电动机驱动电力系统包括:升压器电路，对来自DC主电源的DC电压进行电压转换。
6.如权利要求5中所述的电动车辆电力转换系统，其中，升压器电路的数目为多于一个，并且被并行连接。
7.如权利要求5中所述的电动车辆电力转换系统，其中，平滑电容器包括:连接在DC主电源和升压器电路之间的第一平滑电容器以及连接在升压器电路和逆变器电路之间的第二平滑电容器。
【文档编号】B60L15/00GK104512275SQ201410524297
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2013年10月4日
【发明者】山根太志, 石川雅美, 村冈充敏, 吉田太郎, 古泽贤治, 村山芳也 申请人:三星Sdi株式会社