[發明專利]電動車輛電力集線器及其操作模式

在審

• 申請號: 201880063006.X
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN111148658A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: M·納斯爾;O·特萊斯卡塞斯
• 申請（專利權）人: 多倫多大學管理委員會;哈維拉爾加拿大工業研發實驗室有限公司
• 主分類號: B60R16/02
• 分類號: B60R16/02;B60S5/00;G05F1/46;H02M1/08;H02M1/44;H02M7/66
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所 11313
• 代理人: 潘曉松;林蕾

1.一種用于電動車輛的電力集線器，所述電力集線器與所述電動車輛的電池聯接，所述電力集線器包括：

雙向轉換器，所述雙向轉換器包括與所述電力集線器的DC側母線和AC端口聯接的電路，所述電路包括：

至少四個半導體開關；

EMI濾波器，所述EMI濾波器與所述AC端口串聯地聯接；以及

兩個電感器，所述兩個電感器與所述EMI濾波器串聯地聯接，其中第一電感器與所述半導體開關中的第一對聯接并且第二電感器與所述半導體開關中的第二對聯接；以及

控制邏輯，所述控制邏輯用于控制通過所述電感器的電流并且用于控制所述半導體開關的切換，

其中所述控制邏輯被配置成在控制通過所述電感器的所述電流時執行滯環電流模式控制(HCMC)。

2.根據權利要求1所述的電力集線器，其中所述雙向轉換器包括用于調節通過所述電池的電流的雙有源橋(DAB)轉換器。

3.根據權利要求1或權利要求2所述的電力集線器，其中所述控制邏輯包括現場可編程門陣列(FPGA)，并且其中所述FPGA包括用于控制所述半導體開關中的所述第一對的第一死區時間控制器和用于控制所述半導體開關中的所述第二對的第二死區時間控制器。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的電力集線器，其中所述半導體開關包括以下中的任一者：MOSFET、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)和GaN高電子遷移率晶體管(HEMT)。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的電力集線器，其中所述電力集線器被配置成通過所述AC端口接收和傳輸AC電力，并且所述控制邏輯被配置成通過在臨界條件模式(BCM)與混合BCM-連續導通模式(CCM)之間切換來操作所述電路。

6.根據權利要求5所述的電力集線器，其中所述電力集線器在車輛到家庭(V2H)操作模式下向家庭提供電力。

7.根據權利要求5所述的電力集線器，其中所述控制器被進一步配置成向所述電路施加同步脈沖，所述同步脈沖與電網的電壓頻率和相位同步。

8.根據權利要求7所述的電力集線器，其中所述電力集線器在車輛到電網(V2G)操作模式下向所述電網提供電力。

9.根據權利要求7所述的電力集線器，其中所述電力集線器在電網到車輛(G2V)操作模式下從所述電網接收電力。

10.根據權利要求1至9中任一項所述的電力集線器，其中所述電力集線器被配置成通過所述AC端口接收和傳輸DC電力，并且所述控制邏輯被配置成通過在臨界條件模式(BCM)與連續導通模式(CCM)之間切換來操作所述電路。

11.根據權利要求10所述的電力集線器，其中DC電壓是在AC線周期的峰值電壓下接收和傳輸。

12.根據權利要求1所述的電力集線器，所述電力集線器包括數字控制器，所述數字控制器被配置成執行電流縮放、模式選擇和電網同步。

13.一種用于對電動車輛中的電池進行充電的系統，所述系統包括：

第一電動車輛，所述第一電動車輛包括帶電的電池和根據權利要求10至12中任一項所述的第一電力集線器；以及

第二電動車輛，所述第二電動車輛包括耗盡的電池和根據權利要求10至12中任一項所述的第二電力集線器；

其中在所述第一電力集線器與所述第二電力集線器之間建立了直接鏈路；并且

其中所述第一電力集線器的控制邏輯被配置成以車輛到車輛(V2V)操作模式進行操作，并且通過所述直接鏈路向所述第二電力集線器傳輸DC電力。

14.如權利要求13所述的系統，其中所述第一電力集線器的所述控制邏輯被進一步配置成以預定換向間隔對提供到所述第二電力集線器的所述DC電壓的極性進行換向。