[發明專利]管理通過自身由電池供電的變換器來供電的負載的方法及其系統

在審

• 申請號: 201480035223.X
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN105409108A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: O·拉德哈里;A·L·布伊-旺
• 申請（專利權）人: 雷諾兩合公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M1/32
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;王英

技術領域

本發明涉及裝備有電池的系統，特別涉及裝備有由串聯設置的電池模塊構成的電池的系統，特別是采用電動或混合動力的汽車。

背景技術

通常，在這些系統中，電源變換器可用于將來自電池可提供的直流電的電源供給負載。具體地，變換器可以用作逆變器，為電動機提供正弦電流，例如，三相電流。變換器和電動機構成傳動系統。

電池可以由串聯設置的多個電池模塊構成，并且這些模塊可以獨立地串聯或不串聯放置，即，可以是投切的。也就是說，根據期望被供給負載的電壓，來激活更多或更少數目的電池模塊。在系統的運行過程中，電池的兩端的電壓相應地改變。

通常，在電池和負載之間放置電容器，以平滑由變換器吸收的涌入電流和高頻電流。當電池(即模塊的組件)通過繼電器的方式連接到變換器時(例如，在啟動過程中的汽車內)，強的涌入電流出現并且可能損害部件，例如，所使用的繼電器、電容器、或者甚至是電源開關。另外，當電池的兩端的電壓變化時，可能出現電流，因為電池和電容器均充當電壓發生器。

此外，當電池的兩端的電壓變化時，可能出現由電動機產生的抖動(jerk)。

因此，在電池的兩端的電壓改變后，電容器一般被充電，使得該電容器的兩端的電壓等于電池的兩端的電壓。

可以參考歐洲專利申請EP2361799，其闡述了一種用于在連接傳動系統之前提升電容器的兩端的電壓的系統，即，一種用于電容器的預充電系統。具體而言，該文獻提出利用電阻器來構成RC型電路以對電容器充電。該系統的不足之處在于，它不能使電容器充電完全，充電的持續時間過長。該系統的另一不足之處是，增加了串聯在系統中的電阻器。由于該電阻器，該系統僅能用在汽車的啟動時。因此，該系統不適用于在汽車運行過程中激活或去激活電池模塊。

還參考美國專利申請US2012/0025768，其闡述了一種用于對電容器預充電的系統，該系統包括低阻值的電阻器和用于改善電容器的預充電的一組開關。該系統也不能用在汽車的運行過程中。

國際專利申請WO2009/077668闡述了一種用于電容器的預充電系統，在該系統中，將開關與電容器串聯連接，并且該開關由脈寬調制信號控制，該信號的占空比是變化的。該解決方案的不足之處在于它增加了包括電容器的支路的阻抗。

最后，可以參考法國專利申請FR2923962，其闡述了一種用于使用升壓型電力變換器來對電容器預充電的系統，但是該系統的不足之處仍是增加了包括電容器的支路的阻抗。因此，該系統也不可能用于汽車的運行過程中，原因在于阻抗的增加所導致的過高損耗。

發明內容

因此，本發明的目的是限制投切電池的模塊時高電流(有時也被稱作過電流)的出現，并且防止在這些投切過程中可能出現的抖動。

根據第一實施方式，本發明的主題是一種用于管理負載的方法，通過變換器對該負載供電，該變換器自身由包含可以被投切的模塊的電池來供電，電容器被放置于電池和變換器之間。

根據本方法的一般特征：

-檢測投切命令，

-如果檢測到投切命令，則變換器向負載提供低功率，

-執行投切動作，

-如果執行了投切動作，則變換器向負載提供正常功率。

所謂正常功率具體被理解為例如對于汽車不被限制并且對應于駕駛員的預期命令的功率。也就是說，當變換器向負載提供正常功率時，不再向負載提供低功率，除非變換器已經要運行在低功率(汽車以低速行駛)。

包括可投切的電池模塊的電池是在任何時候均可以將電池模塊串聯投入或斷開連接的電池。通過指示的方式，由電池管理系統(BMS)來控制這些投切。通過示例的方式，可以在任何時候在汽車中執行這些投切，可以在汽車行駛時、充電時或者甚至再生制動階段期間執行這些投切。

當應用投切命令時，電池兩端的電壓改變，并且發明人已經發現這對控制變換器使其向負載提供低功率以防止過電流和避免抖動的發生極其有利。通過向負載提供低功率，來限制在向電容充電的同時可流向負載的電流的量。在已經實施了對應于投切命令的投切后，可以提供不受限制的正常功率。

此外，變換器可以向負載提供零功率。

為了向負載提供零功率，可以斷開所述變換器的多個開關，例如，逆變器的開關中的全部開關。

在變型中，可以斷開被放置于電容器和變換器之間的開關，以向負載提供零功率。該開關可以在完成對電容器充電之后閉合，以允許系統的正常運行。

該負載可以是采用電動或混合動力的汽車傳動系統的電機。