具有阻抗源逆变器子系统的双端逆变器系统技术方案

本发明专利技术涉及具有阻抗源逆变器子系统的双端逆变器系统。提供了一种适合于与车辆的ＡＣ电力牵引发动机一起使用的双端逆变器系统。该双端逆变器系统与具有不同额定电压的第一ＤＣ能量源和第二ＤＣ能量源合作。该双端逆变器系统包括被配置为使用第一能量源驱动ＡＣ电力牵引发动机的阻抗源逆变器子系统，和被配置为使用第二能量源驱动ＡＣ电力牵引发动机的逆变器子系统。该双端逆变器系统还利用耦合到阻抗源逆变器子系统和逆变器子系统的控制器。该控制器被配置为根据双端逆变器系统的升压操作模式、传统逆变器操作模式和再充电操作模式控制阻抗源逆变器子系统和逆变器子系统。

【技术实现步骤摘要】

在此描述的主题一般涉及电力牵引系统。更特别地，该主题涉及一 种用在混合(double ended inverter)系统，
技术介绍
近些年，技术进步以及不断变化的品味风格已经引起汽车设计中的 重大变化。其中 一个变化包括汽车内部各种电气系统的复杂性和电能利 用，特别是代用燃料车辆例如混合动力、电力的和燃料电池车辆。包括电力和混合电力车辆中使用的电动机的很多电气部件从交流 (AC)电源接收电功率。然而，这种应用中使用的电源(例如电池)仅 提供直流(DC)功率。由此，使用称为功率逆变器的设备将DC功率转 换成AC功率。此外，使用双端逆变器拓朴结构来驱动具有两个DC电源 的单个AC发动机。高压电池或电池组通常用于为大部分电力和混合电力车辆中的电 力牵引系统提供电功率存储。这种高压电池可具有100伏或更高的额定 电压。而且，利用电池来给其它车载子系统供电，例如照明子系统、仪 表子系统、娱乐子系统等。例如，4艮多电力和混合电力车辆都采用通过 12伏电池供电的传统子系统。而且，车辆可采用接近42伏的另一种低 压系统给诸如电动助力转向(electrical power s teer ing )子系统的 中间功率电负载供电。对于利用多于一个电压电平的车辆而言，可以从一个电压源向另一 个传输能量的设备是有必要的以在每个源处保持希望的电荷电平。通常 使用DC-DC转换器来保持混合或电力车辆中多个源的电荷电平。双端 逆变器系统能够控制两个电压源之间的电荷电平状态，同时控制传送到AC电动机的功率。但是，传统的双端逆变器拓朴结构在两个能量源具有 相似电压电平时完美地运行。因此，传统的双端逆变器拓朴结构在具有 明显不同的电压源(例如12伏和100 +伏)的混合或电力车辆系统中不 会以有效或最佳方式运行。
技术实现思路
提供了一种用于车辆的AC电力牵引发动机(AC electric traction motor)的双端逆变器系统。该双端逆变器系统包括具有第一额定DC电 压的第一能量源，和具有不同于第一额定DC电压的第二额定DC电压的 第二能量源。该双端逆变器系统还包括耦合到第 一能量源的阻抗源逆变 器子系统，和耦合到第二能量源的逆变器子系统。这些逆变器系统被配 置为单独或者共同驱动AC电力牵引发动机。还提供了一种用于车辆的AC电力牵引发动机的双端逆变器系统的 替代实施例。该车辆具有第一能量源和第二能量源，且该双端逆变器系 统包括被配置为使用第一能量源驱动AC电力牵引发动机的阻抗源逆变 器子系统，被配置为使用第二能量源驱动AC电力牵引发动机的逆变器 子系统以及耦合到该阻抗源逆变器子系统和该逆变器子系统的控制器。 该控制器被配置为根据双端逆变器系统的升压(boost)操作模式、传 统逆变器操作模式和再充电(recharge)操作模式控制该阻抗源逆变器 子系统和该逆变器子系统。还提供了一种用于具有高压电池和低压电池的车辆的电力牵引系 统。该电力牵引系统包括AC电动机和耦合到该AC电动机的双端逆变器 系统。该双端逆变器系统#1配置为使用从该高压电池获得的能量和从该 低压电池获得的能量驱动该AC电动机。该双端逆变器系统包括耦合到 AC电动机的笫一逆变器部分、耦合在第一逆变器部分和低压电池之间的 交叉LCX-链路(link)，和耦合在高压电池和AC电动机之间的第二逆变器部分。化形式的一些选择的概念。该
技术实现思路
不打算识别所要求专利保护的主 题的关键特征或主要特征，也不打算用于帮助确定所要求专利保护的主 题的范围。附图说明结合以下附图，通过参考具体实施方式和权利要求书可得到对本主 题的更加完整的理解，其中在所有附图中，相同的参考数字指的是相似 的元件。图1是合并了双端逆变器系统的实施例的示范性车辆的示意表示；和图2是适于与电力或混合电力车辆一起使用的双端逆变器系统的示 范性实施例的示意电路图。具体实施例方式以下的详细描述本质上仅仅是说明性的，且并不打算限制本主题或 本申请的实施例以及这些实施例的使用。如在此所使用的，词语"示范 性"是指"用作示例、实例或说明"。在此作为示范性描述的任何实施 方式都不必解释为较其他实施方式优选的或有利的。而且，并不打算受 在前述
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技术介绍
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技术实现思路
或以下的具体实施方式中所表达 或暗示的任何理论的限制。在此依据功能和/或逻辑块部件，且通过参考由各种计算部件或设 备执行的操作、处理任务和功能的符号表示，描述了技术和工艺。为了 简单起见，在此不详细描迷与逆变器、AC发动机控制、电力和混合电力 车辆操作以及系统的其它功能方面(以及系统的各个操作部件)有关的常规技术。而且，在此包含的于各图中示出的连接线旨在表示示范性的 功能关系和/或各元件之间的物理耦合。应当注意，在本主题的实施例 中存在很多可选的或附加的功能关系或物理连接。如在此所使用的，"节点，，是指内部或外部参考点、连接点、交叉 点、信号线、导电元件等，在这里存在给定信号、逻辑电平、电压、数 据才莫式、电流或数量。而且，通过一个物理元件可以实现两个或更多个 节点(并且即使在公共节点接收或输出，也可以多路复用、调制或以其 他方式区分两个或更多个信号)。以下描述涉及到"连接"或"耦合"到一起的元件或节点或特征。 如在此所使用的，除非另外明确声明，否则"连接"是指一个元件/节 点/特征直接结合到另一个元件/节点/特征(或直接与其通信)，不 一定机械连接。相似地，除非另外明确声明，否则"耦合"是指一个元件/节点/特征直接或间接结合到另 一个元件/节点/特征(或直接或间接地与其通信)，不一定机械连接。因此，尽管图2中示出的示意图 描述了元件的一种示范性布置，但是在所述主题的实施例中也可存在其 他的中间元件、设备、特征或部件。在此描述了一种用于车辆的电力牵引系统的双端逆变器系统。该双 端逆变器系统利用耦合到一个DC能量源的阻抗源逆变器拓朴结构和耦 合到另一个DC能量源的传统逆变器拓朴结构。阻抗源逆变器拓朴结构 的使用使得采用具有明显不同标定电压的电压源比较经济节约。在某些 实施例中，设计牵引系统使得该双端逆变器系统的两侧都具有双向充电 能力。图1是合并了双端逆变器系统的实施例的示范性车辆100的示意 图。车辆IOO优选地合并了双端逆变器系统的实施例，如以下更详细地 描述的。车辆100—般包括底盘102、车体104、四个车轮106和电子 控制系统108。车体104设置在底盘102上并基本上密封了车辆100的 其它部件。车体104和底盘102可以共同形成车架。车轮106每一个在 车体104的相应拐角附近旋转地耦合到底盘102。车辆IOO可以是多种不同类型汽车中的任一种，例如是轿车、货车、 卡车、或者运动型多功能汽车(sport utility vehicle) (SUV),且 可以是双轮驱动(2WD)(即后轮驱动或前轮驱动)、四轮驱动(4WD) 或全轮驱动(AWD)。车辆100还可合并多种不同类型引擎和/或牵引 系统中的任一种或其组合，例如，燃汽油或柴油的内燃机、"灵活燃料 型车辆(flex fuel vehicle) " ( FFV )引擎(即使用汽油和酒精的混 合物)、燃气体化合物(例如氢气和天然气)的引擎、燃烧型(combust ion) /电动机混合动力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的ＡＣ电力牵引发动机的双端逆变器系统，该双端逆变器系统包括：　具有第一额定ＤＣ电压的第一能量源；　耦合到该第一能量源并被配置为驱动该ＡＣ电力牵引发动机的阻抗源逆变器子系统；　具有不同于第一额定ＤＣ电压的第二额定 ＤＣ电压的第二能量源；和　耦合到该第二能量源且被配置为驱动该ＡＣ电力牵引发动机的逆变器子系统。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BA维尔奇科，JM纳加施马，GS史密斯，S查克拉巴蒂，M佩里西克，G约翰，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]