[發明專利]電壓轉換裝置以及車輛

有效

• 申請號: 200680010705.5
• 申請日: 2006-03-30
• 公開（公告）號: CN101151788A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 真鍋晃太;繁雅裕
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M7/48;B60L9/18
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 陸錦華;黃啟行

技術領域

本發明涉及電壓轉換裝置以及車輛，且具體來說，涉及配置在兩個電壓系統之間且能夠雙向地提供電流的電壓轉換裝置，以及裝備該電壓轉換裝置的車輛。

背景技術

日本專利特開No.2004-120844公開了一種用于與逆變器結合使用的升壓轉換器。該控制裝置響應于檢測到的輸出電壓值與輸出電壓控制值之間的偏差而操作，以通過比例積分控制的反饋來控制轉換器開關裝置的占空比。

該控制裝置利用操作電路獲得逆變器的輸出功率值，并利用比較器將該值與預定值進行比較以判斷轉換器的電流路徑，并且根據判斷結果從補償電路輸出占空比校正量，從而最小化或者防止轉換器的電壓變化。

近年來，已經出現了電動汽車，混合動力汽車，燃料電池汽車及其他類似的汽車，其采用交流電機作為驅動源用于驅動車輛，并且在其中安裝有驅動交流電機的逆變器設備。

某些上述車輛在其中安裝有兩個或更多電壓不同的電池，例如高電壓電池用于對推進車輛進行驅動的電機，而低電壓電池用于輔助的設備。

此外，當具有安裝在其中的燃料電池的汽車開始運行時，燃料電池輸出電壓，該電壓在獲得穩定的輸出之前是變化的。因此，正在研究將燃料電池與二次電池相結合并且通過電壓轉換器將它們連接在一起以便使用，以確保穩定的驅動功率。

燃料電池的輸出電壓以及二次電池的輸出電壓都隨車輛的狀態而變化。因此，根據車輛所需的功率，在其間連接的電壓轉換器操作從二次電池向燃料電池提供電流，反之亦然。

因此，存在這樣的需要，即，根據車輛的加速度，道路的傾斜等等，電壓轉換器可以快速輸出所需的電壓。

此外，日本專利特開No.2004-120844公開了根據逆變器的功率輸出來確定占空比的校正量。然而，對于具有與逆變器鄰近相連的燃料電池的系統，單獨逆變器的輸出電壓可能不足以獲得正確的最優校正量。

發明內容

本發明設計了一種便于控制輸出電壓的電壓轉換器，以及裝備該電壓轉換器的車輛。

總之，本發明提供了一種電壓轉換裝置，其包括控制單元，該控制單元對與逆變器結合使用的電壓轉換器進行控制。控制單元包括：檢測裝置，用于檢測通過電壓轉換器的電流；以及校正裝置，其響應于從檢測裝置接收到的輸出而操作，用于校正占空比，該占空比允許電壓轉換器使開關裝置導通以及關斷。

優選地，電壓轉換器提供連接到逆變器的第一電源節點與連接到電存儲設備的第二電源節點之間的電壓轉換。

更優選地，燃料電池還經由整流元件連接到第一電源節點。

更優選地，當占空比較大時，該電壓轉換器將第一電源節點的電壓設置為高于第二電源節點的電壓。

在另一方面中，本發明提供了一種電壓轉換裝置，其包括控制單元，該控制單元對與逆變器結合使用的電壓轉換器進行控制?？刂茊卧ǎ簷z測單元，用于檢測通過電壓轉換器的電流；以及校正單元，其響應于從檢測裝置接收到的輸出而操作，用于校正占空比，該占空比允許電壓轉換器使開關裝置導通以及關斷。

優選地，電壓轉換器提供連接到逆變器的第一電源節點與連接到電存儲設備的第二電源節點之間的電壓轉換。

更優選地，燃料電池還經由整流元件連接到第一電源節點。

更優選地，當占空比較大時，該電壓轉換器將第一電源節點的電壓設置為高于第二電源節點的電壓。

還在另一方面中，本發明提供了一種電壓轉換器，其包括：電抗器；第一開關裝置，其響應于第一激活信號，操作用于將電抗器的一端與第一電源節點相聯接；第二開關裝置，其響應于第二激活信號，操作用于將電抗器的一端與接地節點相聯接；第一死區時間產生單元，其響應于占空比的基準信號，操作用于輸出第一和第二激活信號，該第一和第二激活信號設置有與死區時間相對應的無效時間周期，該死區時間防止第一開關裝置與第二開關裝置導通；以及控制單元，根據流過電抗器的電流值，其對基于電壓控制值計算的臨時占空比進行校正，以輸出基準信號。

優選地，該控制單元將電抗器的電流值與三種狀態相關聯，以及當電抗器的電流值趨近于狀態轉變處的值時，該控制單元逐漸切換校正值。

優選地，控制單元基于電壓控制值與輸出電壓值之間的偏差施加比例積分微分控制，并且根據電抗器的電流值校正積分項，從而校正臨時的占空比。