[發明專利]一種DC/DC變換器及紋波電壓的補償方法

在審

• 申請號: 202011322241.X
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN114301296A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 陳志寅;章雪亮;封寧波
• 申請（專利權）人: 華為數字能源技術有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/14;H02M7/483;H02P27/06;B60L15/00
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 常忠良

本申請提供了一種DC/DC變換器及紋波電壓的補償方法，涉及電力電子技術領域。該DC/DC變換器連接電動車輛的直流母線，該DC/DC變換器包括：DC/DC電路和控制器。其中，DC/DC電路的輸入端連接直流母線，DC/DC電路的輸出端連接電動車輛的低壓蓄電池和/或低壓系統；DC/DC電路用于將輸入端輸入的高壓直流電轉換為低壓直流電；控制器用于根據直流母線的紋波電壓，對DC/DC電路進行控制。利用該DC/DC變換器，降低了直流母線所需的母線電容的電容值，因此可以選擇容量和體積規格相對較小的母線電容，降低了成本，以便于MCU實現小型化設計。

技術領域

本申請涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種DC/DC變換器、紋波電壓的補償方法、電驅動系統、電源分配單元、動力總成及電動車輛。

背景技術

隨著現代社會能源短缺和環境污染問題的加劇，電動車輛作為新能源車輛受到了各界的廣泛關注。由于電機驅動系統的電機控制單元(Motor Control Unit，MCU)直接影響電動車輛的安全性與效率，因此一直是研究熱點。

參見圖1，該圖為現有電動車輛的MCU的示意圖。

圖示MCU包括了三相兩電平逆變器10，用于將動力電池組的高壓直流電轉換為交流電以驅動電機20。由于電動車輛的運行工況復雜多變，當動力電池組直接向三相兩電平逆變器10供電時，MCU會存在電壓波動頻繁、大功率需求時供電能力不足等問題，進而降低了電機驅動系統的最大輸出轉矩以及效率，直觀呈現為電動車輛的最高車速、爬坡能力以及加速能力下降。因此需要在三相兩電平逆變器10的輸入端并聯母線電容C，以濾除紋波電流、吸收紋波電壓并提供瞬時峰值功率。

但是目前為了吸收紋波電壓，通常會選擇容量和體積規格較大的母線電容，增加了硬件成本，并且母線電容的體積和重量直接影響了MCU的體積和重量，因此還增加了MCU的體積和重量，不便于MCU的小型化設計。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本申請提供了一種DC/DC變換器、紋波電壓的補償方法、電驅動系統、電源分配單元、動力總成及電動車輛，能夠降低所需母線電容的電容值，進而便于MCU實現小型化設計。

第一方面，本申請提供了一種直流(Direct Current，DC)/直流變換器，該功率變換器的輸入端連接電動車輛的直流母線，即與電容車輛的母線電容并聯，輸出端連接電動車輛的低壓蓄電池和/或低壓系統，該DC/DC變換器具體包括DC/DC電路和控制器。其中，DC/DC電路的輸入端為DC/DC變換器的輸入端，DC/DC電路的輸出端為DC/DC變換器的輸出端。DC/DC電路用于將輸入端輸入的高壓直流電轉換為低壓直流電。控制器用于根據直流母線的紋波電壓對DC/DC電路進行控制。

該控制器可以根據直流母線的紋波電壓，控制DC/DC電路的輸出功率與直流母線的紋波電壓的波動趨勢一致，在不增加額外的硬件成本的前提下即可實現對直流母線的紋波電壓的補償。此外，當DC/DC變換器工作時，DC/DC電路內功率器件的開關頻率遠大于直流母線的紋波電壓的頻率，因此DC/DC變換器有足夠的時間對直流母線的紋波電壓進行充分補償，補償的效果好。

綜上所述，利用本申請提供的DC/DC變換器，降低了所需的母線電容的電容值，因此可以選擇容量和體積規格相對較小的母線電容，降低了成本，以便于MCU實現小型化設計。

結合第一方面，在第一種可能的實現方式中，控制器根據直流母線的紋波電壓，調節對DC/DC電路的控制信號的占空比，控制信號的占空比與紋波電壓的大小正相關。控制DC/DC電路的輸出功率隨直流母線的紋波電壓增大而增大，隨直流母線的紋波電壓減小而減小，以實現對紋波電壓的補償，從而降低紋波電壓。

結合第一方面，在第二種可能的實現方式中，控制器根據直流母線的電壓獲取直流母線的紋波電壓。