供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种供电系统，更具体地涉及供电系统的控制，该供电系统包括并联连接的直流电源，其各个包括电池和升压变换器。
【背景技术】
[0002]近年来，使用下列供电系统作为用于电动车辆的供电系统。供电系统包括两个并联联接的直流电源，该直流电源各个包括电池和升压变换器并且将两个升压变换器的总输出电流供给到逆变器。各个升压变换器是通过PWM控制接通或断开开关元件并使输出电流波动，用来逐步升高相应的电池电压。因此，当来自两个升压变换器的输出电流中的波动彼此重叠时，供电系统的输出电流中的波动增加，从而，使供给到逆变器的直流变平滑的电容器变得更大或振动和噪声可能增加。为此，应该建议的是，两个升压变换器的输出电流中的波动被通过分别地用于两个升压变换器的PWM控制中的载波移相180°而消除，并因此减小来自供电系统的输出电流中的波动(参见例如日本专利申请公开N0.2008-5625 (JP2008-5625 A))。
[0003]顺便地，当电池中的温度低时，充电-放电特性降低。因此，例如，当电动车辆在低温状态启动，需要通过快速地升高电池的温度来确保充分的充电-放电特性。然而，存在不便之处在于，花费时间用于利用通过如JP 2008-5625 A中所述的PffM控制而发生在升压变换器中的此电流波动来升高电池温度。
【发明内容】
[0004]本发明提供包括并联连接的直流电源的供电系统，直流电源各个包括电池和能够减少各个电池的升温时间的升压变换器。
[0005]本发明的一个方面涉及供电系统。供电系统包括:第一电压变换器，该第一电压变换器被配置为根据第一脉冲宽度调制控制来双向地变换在第一电池和输出线路之间的电压；第二电压变换器，该第二电压变换器与第一电压变换器并联连接到输出线路，第二电压变换器被配置为根据第二脉冲宽度调制控制来双向地变换在第二电池和输出线路之间的电压；以及控制器，该控制器被配置为通过生成第一和第二脉冲宽度调制控制信号来控制第一和第二电压变换器，控制器被配置为，当第一和第二电池中的一方或两方的温度低于预定的温度时，改变脉冲宽度调制控制信号的相位以使得第一脉冲宽度调制控制信号和第二脉冲宽度调制控制信号从同步状态改变为异步状态。控制器可被配置为，当第一和第二电池中的一方或两方的温度低于预定的温度时，改变脉冲宽度调制控制信号的相位以使得第一脉冲宽度调制控制信号和第二脉冲宽度调制控制信号在同步状态和异步状态之间周期性地交替。
[0006]控制器可被配置为，与当第一电压变换器的输出电流和第二电压变换器的输出电流的总电流的绝对值小于预定的阈值时相比，当总电流的绝对值大于或等于预定的阈值时，减小脉冲宽度调制控制信号的相位的变化周期。
[0007]相位的变化相对于时间是连续的。
[0008]根据本发明以上的方面，能够有利地减小包括并联连接的各个包括电池和升压变换器的直流电源供电系统中的各个电池的升温时间。
【附图说明】
[0009]下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
[0010]图1是示出根据本发明的实施例的供电系统的构造的系统框图；
[0011]图2是根据本发明的实施例的供电系统的控制框图；
[0012]图3是示出根据本发明的实施例的供电系统的操作的流程图；
[0013]图4是示出在根据本发明的实施例的供电系统中的、在第一脉冲宽度调制控制信号的相位和第二脉冲宽度调制控制信号的相位相移180°或90°或该脉冲宽度调制控制信号在彼此同步的情况下，电压变换器的电抗器电流IL1、IL2、输出线路的高电压VH以及电压变换器的电抗器电流IL1、IL2的总电流(IL1+IL2)的时间变化的时间图；
[0014]图5A和图5B是示出在当第一脉冲宽度调制控制信号的相位和第二脉冲宽度调制控制信号的相位相移180°的情况下操作根据本发明的实施例的供电系统情况下电流流动的框图；
[0015]图6是示出在根据本发明的实施例的供电系统中，生成彼此同步的第一脉冲宽度调制控制信号和第二脉冲宽度调制控制信号的PWM信号生成单元的框图；
[0016]图7A和图7B是示出在当第一脉冲宽度调制控制信号和第二脉冲宽度调制控制信号彼此同步的情况下操作根据本发明的实施例的供电系统的情况下的电流流动的框图。
[0017]图8是示出在根据本发明的实施例的供电系统中第一脉冲宽度调制控制信号的相位改变、第二脉冲宽度调制控制信号的相位改变以及电压变换器的电抗器电流ILl、IL2的总电流的绝对值(|IL1+IL2|)的改变的曲线。
【具体实施方式】
[0018]在下文将参考附图描述根据本发明的实施例的供电系统100安装在电动车辆200上的实例。电动车辆200不局限于由电机或电动发电机所驱动的车辆。电动车辆200可以是由发动机和电动发电机所驱动的混合动力车辆。如图1所示，根据本实施例的供电系统100包括第一电压变换器20、第二电压变换器40和控制器70。第一电压变换器20双向地变换在第一电池33和输出线路13之间的电压(如下所述，输出线路13包括高电压线路12和接地线11)。第二电压变换器40与第一电压变换器20并联连接到输出线路13，并双向地变换在第二电池53和输出线路13之间的电压。控制器70控制第一电压变换器20和第二电压变换器40。
[0019]第一电压变换器20包括第一接地线21、第一低电压线路23和第一高电压线路
22。第一接地线21连接到第一电池33的负侧。第一低电压线路23连接到第一电池33的正侧。第一高电压线路22是第一电压变换器20的正侧输出端。第一电压变换器20包括第一上臂开关元件25、第一下臂开关元件26、第一电抗器29、第一电抗器电流传感器31、第一滤波器电容器30和第一低电压传感器32。第一上臂开关元件25布置在第一低电压线路23和第一高电压线路22之间。第一下臂开关元件26布置在第一接地线21和第一低电压线路23之间。第一电抗器29布置为与第一低电压线路23串联。第一电抗器电流传感器31检测第一电抗器电流ILl。第一滤波器电容器30布置在第一低电压线路23和第一接地线21之间。第一低电压传感器32检测在第一滤波器电容器30两端之间的第一低电压VL1。二极管27、28分别地与开关元件25、26反并联连接。第一上臂开关元件25和第一下臂开关元件26连接到控制器70。各个第一上臂开关元件25和第一下臂开关元件26响应于来自控制器70的命令接通或断开。第一电抗器电流传感器31和第一低电压传感器32也连接到控制器70。传感器31、32的检测到的信号输入控制器70。
[0020]第二电池53连接到的第二电压变换器40具有与第一电压变换器20相似的构造。第二电压变换器40包括第二接地线41、第二低电压线路43、第二高电压线路42、第二上臂开关元件45、第二下臂开关元件46、第二电抗器49、第二电抗器电流传感器51、第二滤波器电容器50、第二低电压传感器52和二极管47、48。第二电抗器电流传感器51检测第二电抗器电流IL2。第二低电压传感器52检测在第二滤波器电容器50两端之间的第二低电压VL2。
[0021]第一电压变换器20的第一接地线21和第二电压变换器40的第二接地线41连接到供电系统100的接地线11。第一电压变换器20的第一高电压线路22和第二电压变换器40的第二高电压线路42连接到供电系统100的高电压线路12。接地线11和高电压线路12构成供电系统100的输出线路13。这样，第一电压变换器20和第二电压变换器40彼此并联连接到输出线路13。
[0022]如图1中所示，来自供电系统100的直流电输出被逆变器16变换为交流电，并且交流电被供给到电动发电机17。电动发电机17的输出经电动车辆200的差动齿轮19和驱动轮62从输出轴18传送到轴61。平滑电容器14和高电压传感器15连接在供电系统100和逆变器16之间。平滑电容器14使来自供电系统100的直流电输出平滑。高电压传感器15检测输出线路13的高电压VH。第一电池温度传感器34安装在第一电池33中。第一电池温度传感器34检测第一电池33的温度Tl。第二电池温度传感器54安装在第二电池53中。第二电池温度传感器54检测第二电池53的温度T2。高电压传感器15和温度传感器34,54连接到控制器70。传感器15、34、54的检测到的信号输入控制器70。
[0023]控制器70是包括CPU和存储单元在内的计算机。如图2所示，控制器70将由高电压传感器15检测的实际的高电压VH、分别由第一电抗器电流传感器31和第二电抗器电流传感器51检测的第一电抗器电流ILl和第二电抗器电流IL2以及分别由第一低电压传感器32和第二低电压传感器52检测的第一低电压VLl和第二低电压VL2反馈，并然后生成和输出第一脉冲宽度调制信号(PffMl) 83、PffMl (83)的反转信号/PffMl (84)、第二脉冲宽度调制信号(PWM2) 93和PWM2 (93)的反转信号/PWM2 (94)。PffMl (83)和/PffMl (84)用来接通或断开第一电压变换器20的第一下臂开关元件