[發明專利]用于電驅動器的降壓-升壓轉換器

在審

• 申請號: 202010181620.5
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111697906A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 張明遠;段誠武;郝鐳;姚健
• 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: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06;H02M3/158
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 任霄;陳浩然

1.一種電驅動系統，包括：

承載直流（DC）母線電壓的正母線軌和負母線軌；

能量存儲系統（ESS），其連接到所述正母線軌和負母線軌，并且具有電池單元和與所述電池單元并聯布置的第一電容器，以提供具有電池極性的電池輸出電壓；

具有第一多個半導體開關的功率逆變器，所述第一多個半導體開關可操作用于將所述DC母線電壓逆變為交流（AC）母線電壓；

具有相繞組的電機，所述相繞組電連接到所述功率逆變器；

DC-DC轉換器，其連接到所述電容器和所述功率逆變器之間的所述正母線軌和負母線軌，并且具有：轉換器半導體開關，其設置在所述正母線軌中；電感器線圈，其連接到所述正母線軌并接收流過所述轉換器半導體開關的電流；至少一個二極管，其被配置為經由所述電感器線圈引導電流流過所述功率逆變器和所述電機；和旁路開關，其連接到所述正母線軌，并被配置為當所述旁路開關閉合時允許電流繞過所述轉換器并流過所述功率逆變器和電機；以及第二電容器，其布置成跨越所述正母線軌和負母線軌，所述DC-DC轉換器被配置為以與所述電池極性相同的極性向所述功率逆變器輸出DC母線電壓；以及

控制器，其被編程為基于所述電機的功率、轉矩和速度值來調節所述DC-DC轉換器的操作，以調節所述DC母線電壓，直到所述DC母線電壓等于所述電池輸出電壓，從而在所述DC母線電壓等于所述電池輸出電壓時通過在所述電機的預定操作條件下閉合所述旁路開關來選擇性地繞過所述DC-DC轉換器，并選擇性地斷開所述旁路開關，并且此后調節所述DC母線電壓至預定電壓，其中，當所述旁路開關斷開時，所述DC-DC轉換器以與所述電池極性相同的極性輸出所述DC母線電壓，并且其中，當所述旁路開關閉合時，所述DC-DC轉換器以與所述電池極性相同的極性輸出所述DC母線電壓。

2.根據權利要求1所述的電驅動系統，其中，所述轉換器半導體開關是MOSFET。

3.根據權利要求1所述的電驅動系統，其中，所述至少一個二極管包括多個二極管。

4.根據權利要求1所述的電驅動系統，其中，所述至少一個二極管包括單個二極管，其允許電流從所述正母線軌流向所述逆變器。

5.根據權利要求4所述的電驅動系統，其中，所述電感器線圈串聯連接在所述轉換器半導體開關和所述單個二極管之間。

6.根據權利要求1所述的電驅動系統，其中，所述至少一個二極管被配置為使電流在第一方向上從所述正母線軌流入所述電感器線圈中。

7.根據權利要求6所述的電驅動系統，其中，所述電感器線圈連接到所述逆變器，使得在所述第一方向上流過所述電感器線圈的電流從所述電感器線圈直接流向所述逆變器的所述正母線軌。

8.根據權利要求7所述的電驅動系統，其中，所述至少一個二極管包括第二二極管，其被配置為允許電流在所述第一方向上從所述電感器線圈流向所述逆變器的所述正母線軌。

9.根據權利要求1所述的電驅動系統，其中，當所述控制器繞過所述DC-DC轉換器以使得所述DC母線電壓等于所述電池輸出電壓時，所述電機的預定操作條件是所述電機的高功率/高轉矩操作條件。

10.一種用于電機的電驅動系統，包括：

承載直流（DC）母線電壓的正母線軌和負母線軌；

能量存儲系統（ESS），其連接到所述正母線軌和負母線軌，并且具有電池單元和與所述電池單元并聯布置的第一電容器，以提供具有電池極性的電池輸出電壓；

具有第一多個半導體開關的功率逆變器，所述第一多個半導體開關可操作用于將所述DC母線電壓逆變為交流（AC）母線電壓；以及

DC-DC轉換器，其連接到所述電容器和所述功率逆變器之間的所述正母線軌和負母線軌，并且具有：轉換器半導體開關，其設置在所述正母線軌中；電感器線圈，其連接到所述正母線軌并接收流過所述轉換器半導體開關的電流；至少一個二極管，其被配置為經由所述電感器線圈引導電流流過所述功率逆變器；和旁路開關，其連接到所述正母線軌，并被配置為當所述旁路開關閉合時允許電流繞過所述轉換器并流過所述功率逆變器；以及第二電容器，其布置成跨越所述正母線軌和負母線軌，所述DC-DC轉換器被配置為以與所述電池極性相同的極性向所述功率逆變器輸出DC母線電壓。