[發(fā)明專利]電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910193353.0
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN110336482B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 棚橋文紀
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M3/158;H02M1/14;H02M1/32;H02M7/00;H01L23/46;B60L50/51
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11219
• 代理人: 魯山;孫志湧

1.一種電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將直流電源的電力轉(zhuǎn)換為行駛電動機的驅(qū)動電力，

所述電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的特征在于包括：

逆變器，所述逆變器被配置為向所述行駛電動機提供交流電力；

電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器包括連接到所述直流電源的高電壓端和連接到所述逆變器的低電壓端，所述電壓轉(zhuǎn)換器包括開關(guān)元件和電抗器，并且被配置為對所述直流電源的電壓進行降壓，并且向所述逆變器提供所述直流電源的所述電壓；和

控制器，所述控制器被配置為控制所述電壓轉(zhuǎn)換器，

所述控制器被配置為控制所述開關(guān)元件，使得在第一狀態(tài)下所述低電壓端的電壓變成比所述高電壓端的電壓低，所述第一狀態(tài)是流到所述逆變器的電流少于規(guī)定的電流閾值的狀態(tài)和所述行駛電動機中消耗的電力少于規(guī)定的電力閾值的狀態(tài)之中的至少一個狀態(tài)，

所述控制器被配置為控制所述開關(guān)元件，使得在第二狀態(tài)下所述低電壓端的所述電壓變成與所述高電壓端的所述電壓相等，所述第二狀態(tài)是流到所述逆變器的所述電流多于所述規(guī)定的電流閾值的狀態(tài)和所述行駛電動機中消耗的所述電力多于所述規(guī)定的電力閾值的狀態(tài)之中的至少一個狀態(tài)，并且

所述控制器被配置為控制所述開關(guān)元件，使得在第五狀態(tài)下所述低電壓端的所述電壓變成與所述高電壓端的所述電壓相等，而與流到所述逆變器的所述電流或在所述行駛電動機中消耗的所述電力的大小無關(guān)，所述第五狀態(tài)是所述開關(guān)元件的溫度超過第一規(guī)定的溫度閾值的狀態(tài)和所述電抗器的溫度超過第二規(guī)定的溫度閾值的狀態(tài)之中的至少一個狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：

所述控制器被配置為控制所述開關(guān)元件，使得在所述第一狀態(tài)下所述低電壓端的所述電壓變成比所述高電壓端的所述電壓低，并且

所述控制器被配置為控制所述開關(guān)元件，使得在第三狀態(tài)下所述低電壓端的所述電壓變成與所述高電壓端的所述電壓相等，所述第三狀態(tài)是流到所述逆變器的所述電流等于或多于所述規(guī)定的電流閾值的狀態(tài)和所述行駛電動機中消耗的所述電力等于或多于所述規(guī)定的電力閾值的狀態(tài)之中的至少一個狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：

所述控制器被配置為控制所述開關(guān)元件，使得在第四狀態(tài)下所述低電壓端的所述電壓變成比所述高電壓端的所述電壓低，所述第四狀態(tài)是流到所述逆變器的所述電流等于或少于所述規(guī)定的電流閾值的狀態(tài)和所述行駛電動機中消耗的所述電力等于或少于所述規(guī)定的電力閾值的狀態(tài)之中的至少一個狀態(tài)，并且

所述控制器被配置為控制所述開關(guān)元件，使得在所述第二狀態(tài)下所述低電壓端的所述電壓變成與所述高電壓端的所述電壓相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：

基于所述行駛電動機的轉(zhuǎn)速和所述行駛電動機的輸出轉(zhuǎn)矩確定所述規(guī)定的電流閾值和所述規(guī)定的電力閾值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：

所述電壓轉(zhuǎn)換器是雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器，所述雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器包括：用于對所述高電壓端的所述電壓進行降壓并且從所述低電壓端輸出所述高電壓端的所述電壓的降壓功能，以及用于對所述低電壓端的所述電壓進行升壓并且從所述高電壓端輸出所述低電壓端的所述電壓的升壓功能，以及

所述電壓轉(zhuǎn)換器的所述低電壓端連接到充電端口。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：

所述電壓轉(zhuǎn)換器包括連接在正電極線和負電極線之間的半導體元件，以及與所述半導體元件串聯(lián)連接的過電流保護器件。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：

所述電抗器的磁飽和電流小于所述逆變器的最大輸入電流。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：

所述電壓轉(zhuǎn)換器包括容納所述開關(guān)元件的第一半導體模塊，

所述逆變器包括容納電力轉(zhuǎn)換開關(guān)元件的第二半導體模塊，以及

所述電抗器設(shè)置在所述第一半導體模塊和所述第二半導體模塊之間。

9.一種電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制方法，所述電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將直流電源的電力轉(zhuǎn)換為行駛電動機的驅(qū)動電力，

所述電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括：逆變器，所述逆變器被配置為向所述行駛電動機提供交流電力；電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器包括連接到所述直流電源的高電壓端和連接到所述逆變器的低電壓端，所述電壓轉(zhuǎn)換器包括開關(guān)元件和電抗器，并且被配置為對所述直流電源的電壓進行降壓并且向所述逆變器提供所述直流電源的所述電壓；以及控制器，所述控制器被配置為控制所述電壓轉(zhuǎn)換器，

所述控制方法的特征在于包括：

由所述控制器控制所述開關(guān)元件，使得在第一狀態(tài)下所述低電壓端的電壓變成比所述高電壓端的電壓低，所述第一狀態(tài)是流到所述逆變器的電流少于規(guī)定的電流閾值的狀態(tài)和所述行駛電動機中消耗的電力少于規(guī)定的電力閾值的狀態(tài)之中的至少一個狀態(tài)，以及

由所述控制器控制所述開關(guān)元件，使得在第二狀態(tài)下所述低電壓端的所述電壓變成與所述高電壓端的所述電壓相等，所述第二狀態(tài)是流到所述逆變器的所述電流多于所述規(guī)定的電流閾值的狀態(tài)和所述行駛電動機中消耗的所述電力多于所述規(guī)定的電力閾值的狀態(tài)之中的至少一個狀態(tài)，并且

所述控制器被配置為控制所述開關(guān)元件，使得在第五狀態(tài)下所述低電壓端的所述電壓變成與所述高電壓端的所述電壓相等，而與流到所述逆變器的所述電流或在所述行駛電動機中消耗的所述電力的大小無關(guān)，所述第五狀態(tài)是所述開關(guān)元件的溫度超過第一規(guī)定的溫度閾值的狀態(tài)和所述電抗器的溫度超過第二規(guī)定的溫度閾值的狀態(tài)之中的至少一個狀態(tài)。