对混合式车辆的制冷单元供电的系统和方法

文档序号:4775088
专利名称:对混合式车辆的制冷单元供电的系统和方法
对混合式车辆的制冷单元供电的系统和方法相关申请
本申请要求保护2009年3月10日提交的在先提交的共同待决美国临时专利申请No. 61/158,964的权益,其全部内容通过引用结合到本文中。
背景技术
例如用于制冷卡车或轨道车的制冷单元通常包括经由皮带来驱动制冷单元的压缩机的内燃机。某些制冷单元还包括用于将单元插接入输电干线(electric mains)(岸电) 中以便在单元不在运输中时对单元供电的装置。岸电对经由皮带来驱动压缩机的电动机供 H1^ ο

发明内容
在一个实施例中,本发明提供了一种用于对制冷单元供电的功率系统。该功率系统包括第一组连接、第二组连接和第三组连接。第一组连接被配置为从第一电源接收功率, 第一电源是第一高压AC电源。第二组连接被配置为从第二电源接收功率,第二电源是高压 DC电源。第三组连接被配置为从第三电源接收功率,第三电源是第二高压AC电源。功率系统当在第一组连接处接收到功率时将第一电源耦合至制冷单元,当在第二组连接而不是第一组连接处接收到功率时将第二电源耦合至制冷单元,并且当不可从第一组连接和第二组连接二者获得功率时将第三电源耦合至制冷单元。在另一实施例中,本发明提供了一种用于对制冷单元供电的功率系统。该功率系统包括第一连接、第二连接、第三连接和功率转换器。第一连接被配置为从第一电源接收功率。其中,第一电源是第一高压交流(AC)电源。第二连接被配置为从第二电源接收功率。 其中,第二电源是高压直流(DC)电源。第三连接被配置为从第三电源接收功率。其中,第三电源是第二高压AC电源。功率转换器被配置为向制冷单元供应功率。功率系统当在第一连接处接收到功率时将第一电源耦合至功率转换器,当在第二连接而不是第一连接处接收到功率时将第二电源耦合至功率转换器,并且当不可从第一连接和第二连接二者获得功率时功率系统将第三电源耦合至功率转换器。在另一实施例中,本发明提供了一种用于对与具有多个高压电池的混合式车辆耦合的制冷单元供电的系统。该系统包括功率系统、制冷控制单元和引擎。功率系统被耦合至所述多个高压电池且被配置为从岸电电源接收功率。制冷控制单元被耦合至功率系统, 并从功率系统接收来自高压电池和岸电电源的功率的可用性的指示。引擎也被耦合到制冷控制单元。制冷控制单元在可从功率系统获得功率时将来自功率系统的功率链接至制冷单元,并且在不可从功率系统获得功率时将引擎链接至制冷单元。在另一实施例中,本发明提供了一种用于对制冷单元供电的方法。该方法包括动作在第一输入端处从混合式车辆的多个电池接收高压DC功率,在第二输入端处从输电干线接收高压AC功率,基于开关的位置将第一输入端和第二输入端中的一个连接至功率转换器,连接动作将高压DC功率和高压AC功率中的一个耦合至功率转换器,从而产生耦合功率,在开关的位置已改变时使耦合功率从功率转换器断开,将耦合功率转换成第二高压AC 功率,并将第二高压AC功率提供给制冷单元。本发明涉及用于对与诸如卡车或公共汽车的混合式车辆一起使用的制冷或空调单元供电的系统和方法。在一个实施例中,本发明使用来自混合式车辆的电池的高压功率对制冷单元供电,同时保持在可从电池获得的功率不可用时使用内燃机来操作压缩机或使用岸电的能力。在另一实施例中,本发明提供了一种用于向在混合式车辆上使用的制冷单元提供功率的系统。该系统包括蓄电扼流圈(accumulation choke)、PWM整流器和频率逆变器。蓄电扼流圈被配置为接收具有约150至600VAC的电压范围的第一 DC功率、约150至600VAC 的第二 AC功率和具有约263至408VDC的电压范围的DC功率。蓄电扼流圈和PWM整流器将接收到的功率转换成具有约750VDC的峰值电压的中间DC功率。PWM整流器将中间DC功率提供给频率逆变器。频率逆变器将中间DC功率转换成具有约0至525VAC的电压和约0 至100赫兹(Hz)的频率的可变输出AC功率。频率逆变器将输出AC功率提供给制冷单元。在另一实施例中,本发明提供了一种用于向在混合式车辆上使用的制冷单元提供功率的系统。该系统包括蓄电扼流圈、PWM整流器和频率逆变器。蓄电扼流圈被配置为接收具有约150至600VAC的电压范围的AC功率和具有约263至408 VDC的电压范围的DC功率。蓄电扼流圈和PWM整流器将接收到的功率转换成具有约750VDC的峰值电压的中间DC 功率。PWM整流器将中间DC功率提供给频率逆变器。频率逆变器将中间DC功率转换成具有约0至525VAC的电压的输出AC功率。频率逆变器将输出AC功率提供给制冷单元。如果AC功率和DC功率不可用,则由内燃机来驱动制冷单元。在又一实施例中,本发明提供了一种向在混合式车辆上使用的制冷单元提供功率的方法。该方法包括从外部源向功率单元提供第一 AC功率,从混合式车辆的高压电池向功率单元提供DC功率,确定第一 AC功率是否足以对制冷单元供电,如果第一 AC功率被确定为足以对制冷单元供电则使用第一 AC功率来产生输出AC功率,确定DC功率是否足以对制冷单元供电,如果第一 AC功率不足以对制冷单元供电而DC功率足以对制冷单元供电则使用DC功率来产生输出AC功率,如果第一 AC功率和DC功率不足以对制冷单元供电则从皮带驱动交流发电机产生输出AC功率,并将输出AC功率提供给制冷单元。在另一实施例中,本发明提供了一种用于对混合式车辆的制冷单元供电的系统。 该系统包括外部功率源、用于从外部功率源接收AC功率的功率单元、从外部功率源接收AC 功率的电池充电器以及形成用于对混合式车辆供电的高压电池的多个电池。功率单元将AC 功率修改成适合于操作制冷单元的输出AC功率。充电器对所述多个电池再充电。通过考虑详细描述和附图,本发明的其它方面将变得明显。


图IA是用于具有制冷单元的混合式车辆的功率系统的构造的框图。图IB是用于具有制冷单元的混合式车辆的功率系统的替换构造的框图。图2A是与三相AC功率一起使用的蓄电扼流圈和全控制PWM整流器的构造的示意图。图2B是与三相AC功率一起使用的蓄电扼流圈和半控制PWM整流器的构造的示意
5图。图3A是与DC功率一起使用的蓄电扼流圈和全控制PWM整流器的构造的示意图。图;3B是与DC功率一起使用的蓄电扼流圈和半控制PWM整流器的构造的示意图。图4是用于对混合式车辆的制冷单元供电的系统的构造的框图。图5是用于使用AC或DC功率来产生三相AC功率的功率系统的电路的构造的示意图。图6是用于控制图5的电路的操作的电路的构造的示意图。图7是用于对多个系统供电的功率系统的替换构造。图8A和8B是功率系统的另一构造的示意图。图9A、9B、9C和9D是功率系统的另一构造的示意图。图10是用于对混合式车辆的制冷单元供电的系统的另一构造的框图。图11是用于使用AC或DC功率来产生三相AC功率的功率系统的电路的另一构造的示意图。图12是与三相AC功率一起使用的结合了预充电电路的全控制PWM整流器的构造的示意图。
具体实施例方式在详细地解释本发明的任何实施例之前,应理解的是本发明在其应用中不限于在以下描述中阐述或在附图中举例说明的组件的构造和布置的细节。本发明能够有其它实施例且以各种方式来实施或执行。并且应理解的是本文所使用的措辞和术语是出于描述的目的且不应将其视为限制性的。本文中的“包括”、“包含”或“具有”及其变体的使用意图包括其在下文中列出的项及其等价物以及附加项。除非另外指定或限制,术语“安装”、“连接”、 “支撑”和“耦合”及其变体包括直接和间接安装、连接、支撑和耦合。此外,“连接”和“耦合” 不限于物理或机械连接或耦合。图IA示出用于使用来自皮带驱动交流发电机110、来自混合式车辆的高压电池 115和来自岸电120的功率对制冷单元105供电的系统100的构造的框图。开关125选择使用三个电源110、115和120中的哪一个。在某些构造中,开关125是手动开关,其中,用户选择使用哪个电源110、115和120。在其它构造中,开关125是自动的,其中,控制器感测哪些(一个或多个)电源提供足以操作制冷单元105的功率并选择最适当的电源来使用。 例如,在某些实施例中,每当岸电120可用时使用岸电120,后面是来自高压电池115的功率,并且最后是来自皮带驱动交流发电机110的功率。另外,控制器可以控制用来驱动交流发电机的内燃机的操作,在存在可从岸电120或高压电池115获得的不足功率时接通引擎, 并在存在可从岸电120或高压电池115获得的足够功率时关断引擎,因此节省能量(即,燃料)。在某些构造中,可从皮带驱动交流发电机110获得的功率为约150至600伏AC (VAC),可从高压电池115获得的功率为约263至408伏DC (VDC),且可从岸电120获得的功率为约150至600VAC。在所示的构造中,将AC功率假定为三相,然而本发明也预期单相 AC功率的使用。根据手动地或自动地设定的开关125的位置,向包括蓄电扼流圈135、脉宽调制(PWM)整流器140和频率逆变器145的功率转换器130施加来自电源110、115和120中的一个的功率。蓄电扼流圈135被耦合至PWM整流器140。蓄电扼流圈135用PWM整流器140 来操作以将从皮带驱动交流发电机110、高压电池115或岸电120接收到的功率转换/修改成具有约750VDC的最大振幅的DC电压。DC电压被提供给频率逆变器145,其将DC电压转换成具有约0至IOOHz的频率的0至525VAC的可变电压,其被提供给制冷单元105。在某些构造中,来自PWM整流器140的DC功率还用来对用于电加热器的DC斩波器供电。该DC 斩波器提供具有约0至750V DC的可变电压的DC功率。图IB示出用于使用来自皮带驱动交流发电机110、来自混合式车辆的高压电池 115和来自岸电120的功率对制冷单元105供电的系统100’的替换构造的框图。再次地, 开关125’选择使用三个电源110、115和120中的哪一个。然而,在所示构造中,开关125’ 具有多掷,使得当选择了来自皮带驱动交流发电机110的功率时,交流发电机110被直接连接至PWM整流器140,绕过蓄电扼流圈135。除交流发电机110被直接连接到PWM整流器 140之外,系统100’的操作与上述系统100的操作相同。当皮带驱动交流发电机110的电感足够大,使得不需要蓄电扼流圈135时,可以使用图IB所示的构造。图2A示出蓄电扼流圈135和全控制PWM整流器140’的构造的示意图。蓄电扼流圈135包括多个电感器150。全控制PWM整流器140’包括六个绝缘栅双极晶体管(IGBT) 155 - 160以及电容器175,每个IGBT 155 一 160都具有跨接其集电极和发射极两端的二极管 165 — 170。图2B示出蓄电扼流圈135和半控制PWM整流器140"的构造的示意图。蓄电扼流圈135包括多个电感器150。半控制PffM整流器140〃包括三个绝缘栅双极晶体管(IGBT) 158 - 160(每个IGBT 158 一 160都具有跨接其集电极和发射极两端的二极管168 — 170)、 连接在半控制器PWM整流器140〃的上分支中的三个二极管155 - 157以及电容器175。图3A示出与来自高压电池115的DC输入功率一起使用的蓄电扼流圈135和全控制PWM整流器140’的示意性表示。蓄电扼流圈135和全控制PWM整流器140’包括全部与上文相对于图2A所述的组件相同的组件;然而,DC输入电压被施加于每个电感器150且不使用上IGBT 155 - 157 (即它们保持断开)。图:3B示出与来自高压电池115的DC输入功率一起使用的蓄电扼流圈135和半控制PWM整流器140"的构造的示意图。蓄电扼流圈135包括多个电感器150。半控制PWM整流器140〃包括三个绝缘栅双极晶体管(IGBT) 158 一 160 (每个IGBT 158 一 160都具有跨接其集电极和发射极两端的二极管168 - 170)、连接在半控制器PWM整流器140"的上分支中的三个二极管155 - 157以及电容器175。图4示出包括制冷单元205的混合式车辆系统200的构造的框图。除了别的以外, 系统200包括12 VDC电池210、高压电池组215、车辆控制器220、制冷单元控制器225、包括到岸电240的连接的制冷功率系统230、制冷单元电源开关245和包括驱动交流发电机 255的内燃机250的发电机组。在某些构造中,内燃机250直接通过一个或多个皮带来驱动制冷单元205的风扇和压缩机。在某些构造中,由岸电240对电动机供电且该电动机直接通过一个或多个皮带来驱动制冷单元205的风扇和压缩机。主开关260启用整个系统200。功率系统230从岸电连接240和高压电池215接收功率,并且将来自岸电连接240或高压电池215的功率(如果可用的话)提供给制冷单元电源开关对5。车辆控制器220经由线沈5向功率系统230提供可从高压电池215获得功率的指示。功率系统230经由线270向制冷单元控制器225提供可从岸电连接240或高压电池215 获得功率且该功率正在被提供给制冷单元电源开关245的指示。制冷单元控制器225经由线275向功率单元230提供制冷单元205被接通或关断的指示。制冷单元控制器225控制制冷单元电源开关M5,在由功率系统230提供的功率或者(如果不可从功率系统230获得功率)由皮带驱动交流发电机255提供的功率之间进行切换。如果制冷单元205接通,则由功率系统230向制冷单元205提供功率,如果可从岸电连接240或高压电池215获得功率的话。如果不可从功率系统230获得功率且制冷单元205接通,则制冷单元控制器225接通经由皮带来驱动交流发电机255的内燃机250。交流发电机255然后向制冷单元电源开关245提供功率,所述制冷单元电源开关245被制冷单元控制器225设定为从交流发电机 255向制冷单元205提供功率。在替换构造中,可能没有存在于系统200中的交流发电机, 替代地,内燃机250直接驱动制冷单元205的风扇和压缩机。图5示出功率系统230的一部分的构造。系统230包括AC功率连接器300和DC 功率连接器305。AC连接器300包括用于将三相岸电⑶卩果可用的话)连接至系统230的三个连接Li、L2和L3。DC连接器305包括用于连接到高压电池115的正极连接310和负极连接315。每个输入线L1、L2、L3、310和315被通过保险丝FSUPl — FSUP5连接至系统230 的其余部分,所述保险丝FSUPl - FSUP5被针对在其各自输入线L1、L2、L3、310和315上接收到的电压和电流适当地确定尺寸。每个输入线1^1、1^2、1^3、310和315还通过常开继电器 320 - 3 连接至功率转换器130。如下文所讨论的,当岸电可用时,常开继电器320 — 322 被闭合以向功率转换器130提供AC岸电,并且当岸电不可用且来自高压电池115的DC功率可用时,常开继电器323 - 326被闭合以向功率转换器130提供DC功率。当AC常开继电器320 - 322被闭合时,DC常开继电器323 — 326是打开的,并且当DC常开继电器323 — 3 被闭合时,AC常开继电器320 - 322是打开的。在某些构造中,互锁模块监视继电器 320 - 322和323 — 326以保证在任何时间继电器组320 — 322或323 — 326中的仅一个被闭合。系统230还包括具有常开继电器330和331以及电阻器332和333的AC预充电电路、以及包括常开继电器334和电阻器335的DC预充电电路。当最初向功率系统230施加功率时以及在从AC功率至DC功率或从DC功率至AC功率的转变期间使用预充电电路。 在转变期间,预充电电路保持到功率转换器130的功率,并允许在连接被转变到的DC或AC 功率之前完全去除AC或DC功率。如上文相对于图1 一 3所讨论的,如果可用的话,向功率转换器130的蓄电扼流圈 135和P丽整流器140提供AC或DC功率。蓄电扼流圈135和P丽整流器140将AC或DC功率转换成具有约750伏的最大电压的DC功率。DC功率被提供给逆变器145,该逆变器145 将DC功率转换成具有0至525伏的可变电压和约0至IOOHz的频率的三相AC功率。在图 4所示的构造中,然后经由制冷单元电源开关245将此AC功率提供给制冷单元205。在某些构造中,来自PWM整流器140的DC功率还用来为用于电加热器的DC斩波器供电。DC斩波器提供具有约0至750V DC的可变电压的DC功率。图6示出用于控制向用于图5所示的系统230的功率转换器130施加AC或DC功率的电路350。电路350包括具有常闭开关360和常开开关365的AC延迟355、具有常闭开关375和常开开关380的DC延迟370以及用于闭合图5所示的相应常开继电器320 — 326的多个线圈390 — 396。开关400选择AC或DC功率。在所示的构造中,开关400是要求操作员选择AC或DC功率的手动开关。在某些实施例中,开关400是自动开关,其中,如果可用的话,则自动地选择AC功率,并且如果AC功率不可用但DC功率可用的话,则自动地选择DC功率。在其它实施例中,如果可用的话,则自动地选择DC功率,并且当DC功率不可用时,如果AC功率可用,则选择AC功率。在某些实施例中,如果开关400被关断,且AC和 DC功率都不可用,则内燃机在制冷单元接通时直接驱动制冷单元。当开关400被放入AC位置时,向AC延迟355和AC预充电线圈395提供功率。提供给AC预充电线圈395的功率闭合AC预充电常开继电器330 — 331(图5),从而通过电阻器332和333向功率转换器130施加AC功率。在延迟时段(例如,五秒)之后,AC延迟355 断开AC常闭开关360并闭合AC常开开关365。当AC常闭开关360打开时,从AC预充电线圈395去除功率且AC预充电常开继电器330 — 331断开。当AC常开开关365闭合时,向 AC线圈396施加功率,并且AC常开继电器320 — 322闭合,从而向功率转换器130提供三相AC功率。当开关400被放入DC位置时,向DC延迟370和DC预充电线圈391以及向DC负极线圈390提供功率。提供给DC预充电线圈391的功率闭合DC预充电常开继电器334 (图 5),从而通过电阻器335向功率转换器130施加DC功率。提供给DC负极线圈390的功率闭合常开继电器326,从而连接从高压电池215至功率转换器130的负极连接315。在延迟时段(例如,五秒)之后,DC延迟370断开DC常闭开关375并闭合DC常开开关380。当DC常闭开关375断开时,从DC预充电线圈391去除功率且DC预充电常开继电器324断开。当 DC常开开关380闭合时,向DC线圈392 — 394施加功率且DC常开继电器323 — 325闭合, 从而向功率转换器130提供DC功率。图7示出功率转换器405的替换构造,其中,采用多个功率转换器410 — 425以便对诸如压缩机电动机430、电加热器435、蒸发器风扇440以及冷凝器风扇445的各种设备
{共 ο图8A和8B示出功率系统230(图4)的构造的示意图。当系统电源被接通时(图4 中的开关闭合),常开继电器K7闭合。如果岸电可用,即向Li、L2、L3提供三相AC功率,并且相选择模块450从常开继电器K7和AC电源线Li、L2、L3接收功率。相选择模块450然后向线8EA提供功率。线8EA上的功率发起五秒延迟计时器455并同时地对线圈P供电。 到线圈P的功率使常开继电器Pl和P2闭合,并断开常闭继电器P2。在五秒之后,五秒延迟计时器455向输出MPT提供功率,该输出MPT被提供给制冷单元控制器225以指示可从功率系统230 (图4)获得功率。如果制冷单元控制器225指示制冷单元205接通,则常开继电器K13被闭合,从而向线圈MCA提供功率。到线圈MCA的功率促使常开继电器MCA闭合, 从而向功率转换器130供应AC岸电,该功率转换器130接着又向冷凝器电动机460供应功率(假如常开继电器K14被闭合)。如果AC岸电不可用,则闭合常闭继电器P2。如果车辆控制器220 (图4)指示车辆功率可用,则车辆控制器220向五秒延迟计时器465提供功率。在五秒延迟之后,计时器 465允许向线圈T施加功率,从而使常开继电器Tl闭合并向输出MPT提供功率,该输出MPT被提供给制冷单元控制器225以指示可从功率系统230 (图4)获得功率。如果制冷单元控制器225指示制冷单元205接通,则常开继电器K13被闭合,从而向线圈MCB提供功率。 到线圈MCB的功率促使常开继电器MCB闭合,从而从高压电池215向功率转换器130供应 DC功率,该功率转换器130接着又向冷凝器电动机460供应功率(假如常开继电器K14被闭合)。如果AC岸电和来自高压电池215的DC功率都不可用,则到制冷单元控制器225 的输出MPT是低的,并且制冷单元控制器225发动直接驱动制冷单元205的引擎250。图9A、9B、9C和9D示出功率系统500的替换构造的示意图。图10示出功率系统505的替换构造。系统505包括第一 AC功率连接器510、第二 AC功率连接器515和DC功率连接器520。第一 AC连接器510包括用于将三相功率从皮带驱动交流发电机255连接至系统505的三个连接L1、L2和L3。第二 AC连接器515包括用于将三相岸电(如果可用的话)连接至系统505的三个连接Li’、L2’和L3’。DC连接器520 包括用于将高压电池215连接至系统505的正极连接525和负极连接530。每个输入线Li、 L2、L3、Li,、L2'、L3'、525和530通过保险丝FSUPl — FSUP8连接至系统505的其余部分, 所述保险丝FSUPl - FSUP8被针对在其各自输入线L1、L2、L3、L1,、L2,、L3,、525和530上接收到的电压和电流适当地确定尺寸。每个输入线L1、L2、L3、L1,、L2,、L3,、525和530还通过常开继电器535 - 544连接至功率转换器130。如下文所讨论的,当岸电可用时,常开继电器538 - 540被闭合以向功率转换器130提供AC岸电,并且当岸电不可用且来自高压电池215的DC功率可用时,常开继电器Ml - 544被闭合以向功率转换器130提供DC功率。当岸电和DC功率都不可用时,常开继电器535 - 537被闭合以从交流发电机255向功率转换器130提供AC功率。在任何时间,常开继电器535 - 537,538 一 540或Ml — 544 中的仅一组被闭合。系统505还包括具有常开继电器550和551以及电阻器552和553的第一 AC预充电电路、具有常开继电器555和556以及电阻器557和558的第二 AC预充电电路、以及具有常开继电器560和电阻器561的DC预充电电路。当最初向功率系统505施加功率和在一个输入功率到另一个之间的转变期间使用预充电电路以在转变期间保持到功率转换器130的功率,并允许在连接被转变的功率之前完全去除被转变到的功率。如上文相对于图1 一 3所讨论的,如果可用的话,向蓄电扼流圈135提供AC或DC 功率,并且功率转换器130的PWM整流器140将AC或DC功率转换成具有约750伏的最大电压的DC功率。DC功率被提供给逆变器145,其将DC功率转换成具有0至525伏电压的三相AC功率。在图4所示的构造中,然后经由制冷单元电源开关245将此AC功率提供给制冷单元205。图11示出用于控制向用于图10所示的系统505的功率转换器130施加第一 AC 功率、第二 AC功率或DC功率的电路600。电路600包括具有常闭开关610和常开开关615 的第一 AC延迟605、具有常闭开关625和常开开关630的第二 AC延迟620、具有常闭开关 640和常开开关645的DC延迟635以及用于使图10所示的相应常开继电器534 — 544, 550 - 551、555、556和560闭合的多个线圈650 — 658。开关660选择第一 AC功率、第二 AC功率或DC功率。在所示的构造中,开关660是要求操作员选择功率的手动开关。在某些构造中,开关660是自动开关,其中,如果可用的话,则自动地选择第二 AC功率(岸电),并且如果第一 AC功率不可用但DC功率可用,则自动地选择DC功率。如果第二 AC功率和DC功率都不可用,则开关自动地选择第一 AC功率。电路600与图6的电路350的操作类似地操作,其中添加了第二 AC功率。在某些构造中,使用混合式车辆的液体冷却系统来冷却功率系统230的一个或多个组件(例如,功率转换器130)和/或交流发电机255的一个或多个组件(例如,皮带驱动交流发电机110)。在其它构造中,使用制冷单元205的液体冷却系统来冷却功率系统230 的一个或多个组件和/或交流发电机255的一个或多个组件。在某些构造中,除功率系统230之外,向充电电路提供岸电,以便对高压电池215 充电。在某些构造中,专门地使用来自高压电池215的DC功率或AC岸电240来操作制冷单元205。图12示出结合了预充电电路705的全控制PWM整流器700的替换构造的示意图。 全控制PWM整流器700包括六个绝缘栅双极晶体管(IGBT)155 — 160,每个IGBT 155 一 160 都具有跨接其集电极和发射极两端的二极管165 - 170,并与上文所述的系统100相同地操作。预充电电路705包括电容器715、电阻器720、二极管725和IGBT 730。预充电电路 705进行操作以缓冲在从一个电源切换至第二电源时遇到的电流浪涌,并消除了针对以上控制器所述的预充电和延迟电路的需要。预充电电路705通过在使电源转变之前断开IGBT 730来操作。在IGBT 730断开的同时应用第二电源并去除第一电源。将IGBT 730保持断开,直至电容器715被充满电,从而迫使电流行进经过电阻器720。一旦电容器715被充满电,则IGBT 730被闭合。本发明的构造能够在非混合式车辆中使用,在车辆的操作期间从车辆的交流发电机接收AC功率并具有供在车辆不进行操作时使用的岸电连接。因此,除了别的之外,本发明提供了用于对混合式车辆的制冷单元供电的系统和方法。
权利要求
1.一种用于对制冷单元供电的功率系统,该功率系统包括第一连接,其被配置为从第一电源接收功率,所述第一电源是第一高压交流(AC)电源;第二连接,其被配置为从第二电源接收功率,所述第二电源是高压直流(DC)电源; 第三连接,其被配置为从第三电源接收功率,所述第三电源是第二高压AC电源;以及功率转换器,其被配置为向制冷单元供应功率;其中,所述功率系统当在第一连接处接收到功率时将第一电源耦合至功率转换器,当在第二连接而不是第一连接处接收到功率时将第二电源耦合至功率转换器,并且当不能从第一连接和第二连接二者获得功率时将第三电源耦合至功率转换器。
2.权利要求1的系统,其中,所述功率转换器包括蓄电扼流圈和PWM整流器,其被配置为接收第一高压AC功率、第二高压AC功率和高压DC功率并将接收到的功率转换成第二 DC 功率。
3.权利要求2的系统,其中,所述第二DC功率在约0与750伏之间。
4.权利要求2的系统,其中,所述功率转换器包括频率逆变器,其被配置为从PWM整流器接收第二 DC功率并将所述第二 DC功率转换成第三AC电压,所述第三AC电压被供应给制冷单元。
5.权利要求4的系统,其中,所述第三AC电压具有在约0与525伏之间的电压和在约 0与IOOHz之间的频率。
6.权利要求1的系统,其中,从第一高压AC电源接收到的功率在约150至600VAC之间。
7.权利要求1的系统,其中,所述第一高压AC电源包括岸电。
8.权利要求1的系统,其中,从高压DC电源接收到的功率在约沈3至408VDC之间。
9.权利要求1的系统,其中,所述高压DC电源包括用来对混合式车辆供电的多个高压电池。
10.权利要求1的系统,其中,从第二高压AC电源接收到的功率在约150至600VAC之间。
11.权利要求1的系统,其中,所述第二高压AC电源包括皮带驱动交流发电机。
12.权利要求1的系统,其中,所述第一高压AC电源包括岸电,所述高压DC电源包括用来对混合式车辆供电的多个高压电池,并且所述第二高压AC电源包括皮带驱动交流发电机。
13.一种用于对与具有多个高压电池的混合式车辆耦合的制冷单元供电的系统,该系统包括功率系统,其被耦合到所述多个高压电池并被配置为从岸电电源接收功率; 制冷控制单元,其被耦合到所述功率系统,所述制冷控制单元从功率系统接收来自高压电池和岸电电源的功率的可用性的指示;以及引擎,其被耦合到制冷控制单元;其中,所述制冷控制单元在能够从功率系统获得功率时将来自功率系统的功率链接至制冷单元,并且在不能从功率系统获得功率时将引擎链接至制冷单元。
14.权利要求13的系统,其中,所述功率系统包括蓄电扼流圈和PWM整流器,其被配置为接收来自所述多个高压电池的高压DC功率和来自岸电电源的高压AC功率中的一个并将接收到的功率转换成第二高压DC功率。
15.权利要求14的系统,其中,所述功率系统包括频率逆变器,其被配置为从PWM整流器接收第二高压DC功率并将第二高压DC功率转换成AC电压并向制冷单元提供AC电压。
16.权利要求13的系统,还包括由引擎驱动且向制冷单元提供高压AC功率的交流发电机。
17.—种对制冷单元供电的方法,该方法包括在第一输入端处从混合式车辆的多个电池接收高压DC功率; 在第二输入端处从输电干线接收高压AC功率;基于开关的位置将第一输入端和第二输入端中的一个连接至功率转换器,该连接动作将高压DC功率和高压AC功率中的一个耦合至功率转换器,从而产生耦合功率; 当开关的位置已改变时,使耦合功率从功率转换器断开; 将耦合功率转换成第二高压AC功率;以及向制冷单元提供第二高压AC功率。
18.权利要求17的方法,其中,所述断开动作还包括通过将高压AC功率和高压DC功率二者耦合至功率转换器达一段时间来从高压AC功率和高压DC功率中的一个转变至高压 AC功率和高压DC功率中的另一个。
19.权利要求17的方法,还包括使用高压AC功率对所述多个电池再充电。
全文摘要
用于向在混合式车辆上使用的制冷单元或空气调节器提供功率的系统和方法。该系统包括蓄电扼流圈、PWM整流器和频率逆变器。蓄电扼流圈被配置为接收第一AC功率、第二AC功率和DC功率。蓄电扼流圈和PWM整流器将接收到的功率转换成具有峰值电压的中间DC功率。PWM整流器将中间DC功率提供给频率逆变器。频率逆变器将中间DC功率转换成输出AC功率。频率逆变器将输出AC功率提供给制冷单元。
文档编号F25B27/00GK102422101SQ201080020381
公开日2012年4月18日 申请日期2010年3月10日 优先权日2009年3月10日
发明者赫里奇 A., 克兰茨 B., 柯比 E., R. 特鲁肯布罗德 G., D. 吉尔曼 M., W. 施米德特 R. 申请人:热之王公司
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