[發明專利]電力變換器系統的DC母線電容的放電

有效

• 申請號: 201210117250.4
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN102751855A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: L.A.卡尤克;M.佩里西克;R.M.蘭索姆
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧;楊楷

關于聯邦政府資助的研究或開發的聲明

美國政府在本發明中具有已付清的許可，并且在有限的情況中享有這樣的權利，即：要求專利所有人以合理的條件許可其他人，這些合理的條件如根據由美國能源部授予的合同號DE-FC26-07NT43123的條款所規定的那樣。

技術領域

本文所述主題的實施例總體涉及一種車輛中的電力變換系統。更具體地，本文主題的實施例涉及車輛的電力變換器系統的母線電容的放電。

背景技術

矩陣變換器可用于電動和/或混合動力車輛中，以適應在相對寬范圍的操作電壓下的相對高功率傳輸，同時實現電氣隔離、相對高功率因數、低諧波畸變、相對高功率密度和低成本。例如，雙向隔離矩陣變換器可用于將能量從交流（AC）能量源（例如，在大多數住宅和商用建筑物中常用的單相電網電力）傳輸以便給直流（DC）能量存儲元件（例如，在車輛中的高壓可再充電電池）充電。

雙向矩陣變換器包括聯接在AC輸入接口上的高壓DC母線電容。在某些條件下，需要將DC母線電容上的電壓放電。例如，如果高壓DC能量源（電池）從AC輸入接口斷開連接或如果雙向矩陣變換器從車輛移除，則DC母線電容應該放電到安全的電壓水平。

發明內容

電力系統的示例性實施例包括直流（DC）接口、交流（AC）接口、電并聯地聯接到DC接口的DC母線電容、包括多個開關元件的第一能量變換模塊、包括多個開關元件的第二能量變換模塊、和在第一能量變換模塊和第二能量變換模塊之間聯接以提供在第一能量變換模塊和第二能量變換模塊之間的電氣隔離的隔離模塊。電力系統還包括聯接在第二能量變換模塊和AC接口之間的感性元件、與AC接口電并聯地聯接以選擇性地短路AC接口的接口短路開關、和聯接到第一能量變換模塊、第二能量變換模塊和接口短路開關的控制模塊?？刂颇K配置成檢測指示需要對DC母線電容放電的條件，致動接口短路開關以電短路AC接口，并操作第一能量變換模塊的多個開關元件和第二能量變換模塊的多個開關元件以至少部分地對DC母線電容放電。在實踐中，在AC功率源從AC接口斷開連接之后，AC接口被短路。

還提供了操作電力系統的方法的示例性實施例。電力系統包括DC接口、AC接口，電并聯地聯接到DC接口的DC母線電容、包括多個開關元件的第一能量變換模塊、包括多個開關元件的第二能量變換模塊、在第一能量變換模塊和第二能量變換模塊之間聯接以提供第一能量變換模塊和第二能量變換模塊之間的電氣隔離的隔離模塊、和聯接在第二能量變換模塊和AC接口之間的感性元件。方法包括檢測指示需要對DC母線電容放電的條件，電短路AC接口，將第二能量變換模塊的多個開關元件設置為放電配置，以建立從隔離模塊的第一端子，經過感性元件，到隔離模塊的第二端子的電流通路，調節第一能量變換模塊的多個開關元件中的一個或多個以交替地對感性元件中的電流充電和放電，同時保持第二能量變換模塊的多個開關元件的放電配置。在實踐中，在AC功率源從AC接口斷開連接之后，AC接口被短路。

還提供對具有DC能量源的車輛的雙向矩陣變換器的母線電容放電的方法的示例性實施例。雙向矩陣變換器包括用于DC能量源的DC接口、用于AC能量源的AC接口以通過雙向矩陣變換器給DC能量源充電、第一能量變換模塊、第二能量變換模塊、在第一能量變換模塊和第二能量變換模塊之間聯接的隔離模塊、在第二能量變換模塊和AC接口之間聯接的感性元件。方法包括在AC能量源從AC接口斷開連接之后，電短路AC接口，將第二能量變換模塊的多個開關元件設置為放電配置，以建立從隔離模塊的第一端子，經過感性元件，到隔離模塊的第二端子的電流通路，在保持第二能量變換模塊的放電配置的同時，調節第一能量變換模塊的多個開關元件，以至少部分地對DC母線電容放電。

此外，本發明還涉及以下技術方案。

1.?一種電力系統，包括：

直流（DC）接口；

交流（AC）接口；

與所述DC接口電并聯地聯接的DC母線電容；

包括多個開關元件的第一能量變換模塊；

包括多個開關元件的第二能量變換模塊；

聯接在所述第一能量變換模塊和所述第二能量變換模塊之間以提供在所述第一能量變換模塊和所述第二能量變換模塊之間的電氣隔離的隔離模塊；

聯接在所述第二能量變換模塊與所述AC接口之間的感性元件；

與所述AC接口電并聯地聯接以選擇性地短路所述AC接口的接口短路開關；以及

聯接到所述第一能量變換模塊、所述第二能量變換模塊、和所述接口短路開關的控制模塊，所述控制模塊配置成：