对电动车辆中dc/dc转换器的同步整流器的基于查找表的效率调谐控制的制作方法
【专利说明】对电动车辆中DC/DC转换器的同步整流器的基于查找表的效 率调谐控制
[0001 ] 相关申请
[0002] 本申请要求2013年7月12日提交的美国临时系列号61/845，637和2013年7月3日提 交的美国专利申请系列号14/323,563的利益。上述申请的公开通过引用被全部并入本文。
技术领域
[0003] 本公开一般地涉及电气化车辆，且更具体地涉及用于在电气化车辆中的DC-DC转 换器的同步整流控制的技术。
【背景技术】
[0004] 电气化车辆(EV)是可使用电功率(即电流)来推进的车辆。EV的例子包括混合电动 车辆(HEV)、插电式HEV(PHEV)、燃料电池电动车辆(FCEV)和电池电动车辆(BEVhEV可包括 包含一个或多个电池的初级电池系统，并可输出可用于可旋转地驱动电动机以产生用于推 进EV的驱动扭矩的直流(DC)电压。例如，DC电压可通过三相反相器转换成三相交流(AC)电 压，且三相AC电压可用于可旋转地驱动三相电动机。EV也可包括可用于给EV的低电压组件 供电的次级电池系统，例如12V铅酸电池。
【发明内容】
[0005] 在一种形式中，提供了根据本公开的教导的方法。该方法可包括在电气化车辆 (EV)的控制器处，基于EV的次级电池系统的次级电压来确定DC-DC转换器的所需输出电流， 控制器包括一个或多个处理器，DC-DC转换器配置成将来自EV的初级电池系统的初级电压 转换成次级电压。该方法可包括在控制器处，确定DC-DC转换器的开关频率，其使DC-DC转换 器输出所需输出电流。该方法可包括在控制器处，基于所需输出电流和开关频率使用一个 或多个查找表来确定DC-DC转换器的接通和断开延迟。该方法还可包括通过控制器基于接 通和断开延迟来控制DC-DC转换器。
[0006] 在另一形式中，提供了根据本公开的教导的方法。该方法可包括在EV的控制器处， 基于EV的次级电池系统的次级电压来确定DC-DC转换器的所需输出电流，控制器包括一个 或多个处理器，DC-DC转换器配置成将来自EV的初级电池系统的初级电压转换成用于至少 一个下面的操作的次级电压:给EV的次级电池系统再充电和给EV的低电压组件供电。该方 法可包括在控制器处，确定DC-DC转换器的开关频率，其使DC-DC转换器输出所需输出电流。 该方法可包括在控制器处，基于所需输出电流和开关频率使用一个或多个查找表来确定 DC-DC转换器的接通和断开延迟。该方法可包括通过控制器基于接通和断开延迟来控制DC-DC转换器。该方法可包括在控制器处，确定DC-DC转换器的输入电流、输出电流、输入电压和 输出电压。该方法可包括在控制器处，基于DC-DC转换器的输入电流、输出电流、输入电压和 输出电压来确定DC-DC转换器的效率。该方法可包括在控制器处，比较DC-DC转换器的效率 与DC-DC转换器的最大效率。该方法还可包括在控制器处，基于该比较来调节DC-DC转换器 的接通和断开延迟中的至少一个，以得到修改的接通延迟和修改的断开延迟中的至少一 个。
[0007] 从在下文中提供的详细描述、权利要求和附图中，本公开的教导的可应用性的另 外的领域将变得明显，其中相似的参考数字在附图的几个图中始终指相似的特征。应理解， 详细描述一一包括在本文提及的所公开的实施方式和附图一一在性质上仅仅是示例性的， 注定仅用于说明的目的，且并不意欲限制本公开的范围、其应用或使用。因此，不偏离本公 开的要点的变化被规定为在本公开的范围内。
【附图说明】
[0008] 图1是根据本公开的原理的电气化车辆(EV)的功能框图；
[0009] 图2A是根据本公开的原理的EV的DC-DC转换器的电路图；
[0010]图2B是根据本公开的原理的图2A的DC-DC转换器的时序图；
[0011]图3是根据本公开的原理的EV的控制器的功能框图；
[0012]图4是根据本公开的原理的对EV中的DC-DC转换器的同步整流控制（SRC)的方法的 流程图；以及
[0013] 图5是根据本公开的原理的对EV中的DC-DC转换器的SRC的另一方法的流程图。
【具体实施方式】
[0014] 如上面提到的，电气化车辆(EV)可包括输出直流(DC)电压的电池系统。这个电池 系统可被称为初级电池系统，因为它可用于给电动机供电以推进EV。仅仅例如，初级电池系 统可以是包括具有220-440V的总电压的多个锂离子(Li离子)的电池组。EV还可包括次级电 池系统，其包括一个或多个电池。仅仅例如，次级电池系统可以是单个12V铅酸电池。次级电 池系统可用于给EV的低电压组件(头灯、动力转向栗、空气调节器、计量器/显示器、无线电、 导航/GPS等)供电。
[0015] 次级电池系统通常由交流发电机再充电，该交流发电机将来自内燃机的机械能转 换成电能。交流发电机也可用于直接给EV的低电压组件供电。然而在没有交流发电机的EV 的情况下，次级电池系统可由初级电池系统再充电。DC-DC转换器可被实现以将初级电池系 统的高电压输出（例如220V-440V)转换成用于给次级电池系统再充电的较低电压（例如 6.5V-16V)。由DC-DC转换器输出的较低电压也可用于直接给EV的低电压组件供电。
[0016]相应地，呈现了用于对EV中的DC-DC转换器的同步整流控制（SRC)的技术。技术提 供基于软件的SRC，其可消除SRC硬件并容易适合于任何应用，从而降低成本和复杂度。这些 技术也可被称为触发角跟踪SRC或(TARSRC)。技术可包括基于EV的次级电池系统的次级电 压来确定DC-DC转换器的所需输出电流，DC-DC转换器配置成将来自EV的初级电池系统的初 级电压转换成次级电压。技术可包括在控制器处确定DC-DC转换器的开关频率，其使DC-DC 转换器输出所需的输出电流。
[0017]技术可包括基于所需输出电流和开关频率，使用一个或多个查找表来确定在DC-DC转换器的初级和次级开关之间的接通和断开延迟。技术还可包括基于接通和断开延迟来 控制DC-DC转换器。在一些实现中，技术还可包括测量DC-DC转换器的输入/输出电压和电 流，以及基于测量来计算DC-DC转换器的效率。技术可接着基于效率来调节用于控制DC-DC 转换器的接通和/或断开延迟。这个过程可重复，直到实现DC-DC转换器的最大效率为止。虽 然关于EV的DC-DC转换器描述了本公开的技术，但应认识到，这些技术可应用于任何DC-DC 转换器。
[0018] 现在参考图1，示出EV 100的功能框图。EV 100可包括控制器104、动力传动系统 (dr ivetrain) 108、驱动器接口 112和电气化动力传递系统(powertrain) 116。如所示，动力 传动系统108可以是电气化动力传递系统116的一部分。基于经由驱动器接口 112的传动器 输入，控制器104可确定扭矩请求。控制器104可接着基于扭矩请求来控制电气化动力传递 系统116，使得电气化动力传递系统116向动力传动系统108输出期望传动扭矩。动力传动系 统108可包括用于推进EV 100的任何适当的组件(传输装置、扭矩转换器、四个车轮等）。应 认识到，动力传动系统108和电气化动力传递系统116的组件可以用各种不同的方式被分 组。驱动器接口 112可包括用于与EV 100的传动器交互