用于DC/DC转换器的高效旁路开关制造技术

一种功率控制系统包括电池系统和具有第一、第二、第三和第四功率开关的DC

【技术实现步骤摘要】
用于DC/DC转换器的高效旁路开关

技术介绍

[0001]在该部分中提供的信息是为了一般地呈现本公开的背景的目的。在该部分中描述的程度上，当前署名的专利技术人的工作以及在提交时可能原本不构成现有技术的描述的各方面，既不明示地也不暗示地被认为是本公开的现有技术。
[0002]本公开涉及DC
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DC转换器，且更具体地涉及包含旁路开关的DC
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DC转换器。
[0003]用于电池电动车辆(BEV)和混合动力车辆的电池系统通常包括一个或多个电池组，每个电池组包括一个或多个电池单元。在操作期间，BEV或混合动力车辆的一个或多个电动马达为车辆提供推进力。电池系统可以通过将车辆连接到公共设施和/或连接到另一车辆的电池系统被充电。当电动马达作为发电机操作时，电池也可以在车辆的制动期间被充电。电池管理系统可以用于控制电池系统的充电和放电。
[0004]电池系统将功率输出到一个或多个DC
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DC转换器，所述DC
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DC转换器将电池组的电压转换成供应车辆负载的一个或多个其他电压电平。在操作期间，DC
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DC转换器的功率开关中的一些在某些操作模式期间持续接通相对长的时段。当功率开关被接通时，发生传导损耗。在一些情况下，需要输送的功率超过DC/DC转换器能够处理的水平，这可能对系统部件造成损坏。

技术实现思路

[0005]一种用于车辆的功率控制系统，包括电池系统，该电池系统包括一个或多个电池组。DC
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DC转换器连接到电池系统，并包括第一、第二、第三和第四功率开关，每个功率开关包括控制端子、第一端子和第二端子。第一功率开关的第二端子连接到第二功率开关的第一端子。第三功率开关的第二端子连接到第四功率开关的第一端子。第一电感器包括连接到第一功率开关的第二端子和第二功率开关的第一端子的第一端子，以及连接到第三功率开关的第二端子和第四功率开关的第一端子的第二端子。第一旁路开关包括控制端子、连接到第一功率开关的第一端子的第一端子和连接到第一功率开关的第二端子的第二端子。第二旁路开关包括控制端子、连接到第三功率开关的第一端子的第一端子和连接到第三功率开关的第二端子的第二端子。经由DC
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DC转换器从电池系统接收功率的电动马达被配置为向车辆的一个或多个车轮提供推进力。
[0006]在其他特征中，控制器在操作期间选择性地闭合第一旁路开关和第二旁路开关，以分别减小第一功率开关和第三功率开关的传导损耗。控制器在模式改变期间选择性地闭合第一旁路开关和第二旁路开关，其中当从DC
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DC转换器的放电
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降压模式到DC
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DC转换器的旁路模式、从DC
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DC转换器的充电
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升压模式到旁路模式、从DC
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DC转换器的放电
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升压模式到旁路模式、以及从DC
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DC转换器模式的充电
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降压模式到旁路模式的切换操作时，发生模式改变。
[0007]在其他特征中，控制器在模式改变期间选择性地断开第一旁路开关和第二旁路开关，其中当从DC
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DC转换器的旁路模式到放电
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降压模式、从DC
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DC转换器的旁路模式到充电
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升压模式、从DC
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DC转换器的旁路模式到放电
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升压模式以及从DC
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DC转换器模式的旁路
模式到充电
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降压模式的切换操作时，发生模式改变。
[0008]在其他特征中，控制器被配置为通过如下方式而从放电
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降压模式和充电
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升压模式中的一者转换到旁路模式：在初始状态下开始，其中第一功率开关和第二功率开关分别基于第一和第二脉宽调制信号以大于零且小于一的占空比接通和断开。第三功率开关基于第三脉宽调制信号而接通。第四功率开关基于第四脉宽调制信号而断开。第一和第二旁路开关断开。
[0009]在其他特征中，控制器被配置为顺序地使第二旁路开关接通、第三功率开关断开、第二功率开关断开、第一旁路开关接通和第一功率开关断开。控制器被配置为通过在初始状态下以如下方式开始而从放电
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升压模式和充电
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降压模式中的一者转换到旁路模式：所述第一功率开关基于第一脉宽调制信号而接通；所述第二功率开关基于第二脉宽调制信号而断开；所述第三功率开关和所述第四功率开关分别基于第三和第四脉宽调制信号以大于零且小于一的占空比接通和断开；并且第一和第二旁路开关断开。
[0010]在其他特征中，控制器被配置为顺序地使第一旁路开关接通、第一功率开关断开、第四功率开关断开、第二旁路开关接通和第三功率开关断开。
[0011]在其他特征中，控制器被配置为通过如下方式而从旁路模式转换到放电
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降压模式和充电
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升压模式中的一者：在初始状态下开始，基于第一、第二、第三和第四脉宽调制信号断开第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关和第四功率开关，并且接通第一和第二旁路开关；顺序地使所述第三功率开关接通、使所述第二旁路开关断开、使所述第一功率开关基于所述第一脉宽调制信号以大于零且小于一的占空比接通和断开、使所述第一旁路开关断开、以及使所述第二功率开关基于所述第二脉宽调制信号以大于零且小于一的占空比接通和断开。
[0012]在其他特征中，控制器被配置为通过如下方式而从旁路模式转换到放电
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升压模式和充电
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降压模式中的一者：在初始状态下开始，其中基于第一、第二、第三和第四脉宽调制信号断开第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关和第四功率开关，并且第一和第二旁路开关接通；以及顺序地使第一功率开关接通、使第一旁路开关断开、基于第三脉宽调制信号以大于零且小于一的占空比使第三功率开关接通和断开、使第二旁路开关断开、以及基于第四脉宽调制信号以大于零且小于一的占空比使第四功率开关接通和断开。
[0013]一种用于操作DC
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DC转换器的方法，包括：提供第一、第二、第三和第四功率开关，每个功率开关包括控制端子、第一端子和第二端子，其中第一功率开关的第二端子连接到第二功率开关的第一端子，并且其中第三功率开关的第二端子连接到第四功率开关的第一端子；将第一电感器的第一端子连接到所述第一功率开关的所述第二端子和所述第二功率开关的所述第一端子；将所述第一电感器的第二端子连接到所述第三功率开关的所述第二端子和所述第四功率开关的所述第一端子；将第一旁路开关的第一端子连接到所述第一功率开关的所述第一端子，并且将所述第一旁路开关的第二端子连接到所述第一功率开关的所述第二端子；以及将第二旁路开关的第一端子连接到第三功率开关的第一端子，并且将第二旁路开关的第二端子连接到第三功率开关的第二端子。
[0014]在其他特征中，该方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的功率控制系统，包括：电池系统，包括一个或多个电池组；连接到所述电池系统的DC
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DC转换器，包括：第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关和第四功率开关，每个功率开关包括控制端子、第一端子和第二端子，其中所述第一功率开关的所述第二端子连接到所述第二功率开关的所述第一端子，并且其中所述第三功率开关的所述第二端子连接到所述第四功率开关的所述第一端子；第一电感器，其包括连接到所述第一功率开关的所述第二端子和所述第二功率开关的所述第一端子的第一端子，以及连接到所述第三功率开关的所述第二端子和所述第四功率开关的所述第一端子的第二端子；第一旁路开关，其包括控制端子、连接到所述第一功率开关的所述第一端子的第一端子和连接到所述第一功率开关的所述第二端子的第二端子；以及第二旁路开关，其包括控制端子、连接到所述第三功率开关的所述第一端子的第一端子和连接到所述第三功率开关的所述第二端子的第二端子；以及电动马达，所述电动马达经由所述DC
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DC转换器从所述电池系统接收功率并且被配置成向所述车辆的一个或多个车轮提供推进力。2.根据权利要求1所述的功率控制系统，其进一步包括控制器，用于在操作期间选择性地闭合所述第一旁路开关及所述第二旁路开关以分别减少所述第一功率开关及所述第三功率开关的传导损耗。3.根据权利要求1所述的功率控制系统，还包括控制器，用于在模式改变期间选择性地闭合所述第一旁路开关和所述第二旁路开关，其中，当发生以下的切换操作时发生所述模式改变：从所述DC
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DC转换器的放电
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降压模式到所述DC
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DC转换器的旁路模式，从所述DC
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DC转换器的充电
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升压模式到所述旁路模式，从所述DC
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DC转换器的放电
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升压模式到所述旁路模式，以及从所述DC
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DC转换器的充电
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降压模式到所述旁路模式。4.根据权利要求1所述的功率控制系统，还包括控制器，用于在模式改变期间选择性地断开所述第一旁路开关和所述第二旁路开关，其中，当发生以下的切换操作时发生所述模式改变：从所述DC
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DC转换器的旁路模式到放电
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降压模式，从所述DC
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DC转换器的旁路模式到充电
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升压模式，从所述DC
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DC转换器的旁路模式到放电
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升压模式，从所述DC
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DC转换器的旁路模式到充电
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降压模式。5.根据权利要求1所述的功率控制系统，还包括控制器，所述控制器被配置为通过在初始状态下以以下方...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹宇晟，郝镭，段诚武，姚健，C，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：