[發(fā)明專利]用于傳遞來(lái)自能源的能量的系統(tǒng)和制造其的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310224017.0
• 申請(qǐng)日: 2013-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103490460B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R.D.金;R.S.庫(kù)施;朱萌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H02J7/02;B60L11/18
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 柯廣華,劉春元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例一般來(lái)說(shuō)涉及包括混合和電動(dòng)車輛的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及經(jīng)受瞬態(tài)和脈沖負(fù)載的固定驅(qū)動(dòng)器，并且更具體地涉及將車輛或驅(qū)動(dòng)器的電存儲(chǔ)裝置或電能源之間的能量傳遞到負(fù)載。

背景技術(shù)

混合電動(dòng)車輛可組合內(nèi)燃機(jī)或燃料電池和由例如牽引電池的能量存儲(chǔ)裝置供電的電動(dòng)機(jī)來(lái)推進(jìn)車輛。這樣的組合可通過(guò)使內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)各自能夠在相應(yīng)增加的效率范圍內(nèi)操作來(lái)增加總?cè)剂闲省＠珉妱?dòng)機(jī)可在從立定出發(fā)加速時(shí)是有效的，而內(nèi)燃機(jī)可在例如公路駕駛中恒定的發(fā)動(dòng)機(jī)操作的持續(xù)時(shí)期期間是有效的。利用電動(dòng)機(jī)來(lái)提升初始加速度允許混合車輛中的內(nèi)燃機(jī)更小并且燃燒效率更大。

純電動(dòng)車輛使用存儲(chǔ)的電能來(lái)向電動(dòng)機(jī)供電，其推進(jìn)車輛并且還可操作輔助驅(qū)動(dòng)器。純電動(dòng)車輛可使用一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)電能源。例如，第一存儲(chǔ)電能源可用于提供更持久的能量而第二存儲(chǔ)電能源可用于提供更高功率的能量用于例如加速。

能量可從車輛或驅(qū)動(dòng)器的能源傳遞到耦合于DC負(fù)載的DC鏈路。通常，可包括雙向升壓轉(zhuǎn)換器來(lái)使能源從與DC鏈路的直接連接去耦合并且將來(lái)自能源的電壓提升到更高水平的電壓用于供應(yīng)給DC鏈路。接收能源電壓的雙向升壓轉(zhuǎn)換器的低側(cè)與向DC鏈路供應(yīng)提升電壓的升壓轉(zhuǎn)換器的高側(cè)之間的高的升壓比趨于使系統(tǒng)效率減小。

通過(guò)降低升壓比來(lái)增加系統(tǒng)效率可包括具有能夠在接近DC鏈路上期望的電壓的值處或之上供應(yīng)電壓的能源。然而，在能源的電壓高于DC鏈路上期望的電壓時(shí)可發(fā)生不可控制的電流事件。

因此提供當(dāng)電能源的電壓高于實(shí)際或期望的DC鏈路電壓時(shí)便于以受控的方式將電能從電能源傳遞到DC鏈路的系統(tǒng)，這將是可期望的。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的方面，設(shè)備包括：第一能源，其配置成輸出DC電壓；DC鏈路，其耦合于DC負(fù)載并且配置成基于來(lái)自該第一能源的DC電壓向DC負(fù)載供應(yīng)DC負(fù)載電壓；第一DC-到-DC電壓轉(zhuǎn)換器，其耦合于該DC鏈路并且配置成向該DC鏈路供應(yīng)DC負(fù)載電壓；和第二DC-到-DC電壓轉(zhuǎn)換器，其耦合于第一能源。設(shè)備還包括控制器，其耦合于第一和第二DC-到-DC電壓轉(zhuǎn)換器并且配置成確定第一能源的電壓水平、確定DC鏈路的電壓水平并且如果DC鏈路的電壓水平小于第一能源的電壓水平則控制第二DC-到-DC電壓轉(zhuǎn)換器來(lái)從第一能源抽取能量以使從第一能源輸出并且供應(yīng)給第一DC-到-DC電壓轉(zhuǎn)換器的DC電壓低于經(jīng)由第一DC-到-DC電壓轉(zhuǎn)換器供應(yīng)給DC鏈路的DC負(fù)載電壓。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，制造能量傳遞系統(tǒng)的方法包括：使DC鏈路耦合于DC負(fù)載，其中該DC鏈路配置成向DC負(fù)載供應(yīng)DC負(fù)載電壓；使第一DC-到-DC電壓轉(zhuǎn)換器耦合于DC鏈路，其中該第一DC-到-DC電壓轉(zhuǎn)換器配置成向DC鏈路供應(yīng)DC負(fù)載電壓；以及使第二DC-到-DC電壓轉(zhuǎn)換器耦合于第一能源，其中該第一能源配置成輸出DC電壓。該方法還包括使控制器耦合于第一和第二DC-到-DC電壓轉(zhuǎn)換器并且將該控制器配置成將第一能源的電壓水平與DC鏈路的電壓水平比較，并且如果第一能源的電壓水平大于DC鏈路的電壓水平則控制第二DC-到-DC電壓轉(zhuǎn)換器來(lái)從第一能源抽取能量以使從第一能源輸出并且供應(yīng)給第一DC-到-DC電壓轉(zhuǎn)換器的DC電壓低于DC鏈路的電壓水平。

根據(jù)本發(fā)明的再另一個(gè)方面，系統(tǒng)包括DC鏈路、耦合于該DC鏈路并且配置成從其接收負(fù)載電壓的負(fù)載以及第一能源。該系統(tǒng)還包括：耦合于第一能源的第一電壓測(cè)量裝置；耦合于DC鏈路的第二電壓測(cè)量裝置；雙向能源電壓轉(zhuǎn)換器，其配置成將第一輸入電壓轉(zhuǎn)換成第一轉(zhuǎn)換電壓，其中該第一輸入電壓由第一能源供應(yīng)；和雙向DC鏈路電壓轉(zhuǎn)換器，其配置成將第二輸入電壓轉(zhuǎn)換成第二轉(zhuǎn)換器電壓并且將該第二轉(zhuǎn)換電壓供應(yīng)給DC鏈路，其中該第二轉(zhuǎn)換電壓包括負(fù)載電壓。該系統(tǒng)還包括控制器，其配置成接收來(lái)自第一電壓測(cè)量裝置的第一能源的電壓水平、接收來(lái)自第二電壓測(cè)量裝置的DC鏈路的電壓水平以及將第一能源的電壓水平與DC鏈路的電壓水平比較。該控制器還配置成如果DC鏈路的電壓水平小于第一能源的電壓水平則控制雙向能源電壓轉(zhuǎn)換器來(lái)從第一能源抽取能量以使第二輸入電壓低于負(fù)載電壓，并且控制雙向DC鏈路電壓轉(zhuǎn)換器來(lái)將第二輸入電壓轉(zhuǎn)換成第二轉(zhuǎn)換電壓并且將該第二轉(zhuǎn)換電壓供應(yīng)給DC鏈路。

提供一種設(shè)備，其包括：

第一能源，其配置成輸出DC電壓；

DC鏈路，其耦合于DC負(fù)載并且配置成基于來(lái)自所述第一能源的DC電壓向所述DC負(fù)載供應(yīng)DC負(fù)載電壓；

第一DC-到-DC電壓轉(zhuǎn)換器，其耦合于所述DC鏈路并且配置成向所述DC鏈路供應(yīng)所述DC負(fù)載電壓；