對電動車輛中dc/dc轉(zhuǎn)換器的同步整流器的基于查找表的效率調(diào)諧控制的制作方法
【專利說明】對電動車輛中DC/DC轉(zhuǎn)換器的同步整流器的基于查找表的效 率調(diào)諧控制
[0001 ] 相關(guān)申請
[0002] 本申請要求2013年7月12日提交的美國臨時系列號61/845，637和2013年7月3日提 交的美國專利申請系列號14/323,563的利益。上述申請的公開通過引用被全部并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開一般地涉及電氣化車輛，且更具體地涉及用于在電氣化車輛中的DC-DC轉(zhuǎn) 換器的同步整流控制的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0004] 電氣化車輛(EV)是可使用電功率(即電流)來推進(jìn)的車輛。EV的例子包括混合電動 車輛(HEV)、插電式HEV(PHEV)、燃料電池電動車輛(FCEV)和電池電動車輛(BEVhEV可包括 包含一個或多個電池的初級電池系統(tǒng)，并可輸出可用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動電動機(jī)以產(chǎn)生用于推 進(jìn)EV的驅(qū)動扭矩的直流(DC)電壓。例如，DC電壓可通過三相反相器轉(zhuǎn)換成三相交流(AC)電 壓，且三相AC電壓可用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動三相電動機(jī)。EV也可包括可用于給EV的低電壓組件 供電的次級電池系統(tǒng)，例如12V鉛酸電池。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在一種形式中，提供了根據(jù)本公開的教導(dǎo)的方法。該方法可包括在電氣化車輛 (EV)的控制器處，基于EV的次級電池系統(tǒng)的次級電壓來確定DC-DC轉(zhuǎn)換器的所需輸出電流， 控制器包括一個或多個處理器，DC-DC轉(zhuǎn)換器配置成將來自EV的初級電池系統(tǒng)的初級電壓 轉(zhuǎn)換成次級電壓。該方法可包括在控制器處，確定DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率，其使DC-DC轉(zhuǎn)換 器輸出所需輸出電流。該方法可包括在控制器處，基于所需輸出電流和開關(guān)頻率使用一個 或多個查找表來確定DC-DC轉(zhuǎn)換器的接通和斷開延遲。該方法還可包括通過控制器基于接 通和斷開延遲來控制DC-DC轉(zhuǎn)換器。
[0006] 在另一形式中，提供了根據(jù)本公開的教導(dǎo)的方法。該方法可包括在EV的控制器處， 基于EV的次級電池系統(tǒng)的次級電壓來確定DC-DC轉(zhuǎn)換器的所需輸出電流，控制器包括一個 或多個處理器，DC-DC轉(zhuǎn)換器配置成將來自EV的初級電池系統(tǒng)的初級電壓轉(zhuǎn)換成用于至少 一個下面的操作的次級電壓:給EV的次級電池系統(tǒng)再充電和給EV的低電壓組件供電。該方 法可包括在控制器處，確定DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率，其使DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出所需輸出電流。 該方法可包括在控制器處，基于所需輸出電流和開關(guān)頻率使用一個或多個查找表來確定 DC-DC轉(zhuǎn)換器的接通和斷開延遲。該方法可包括通過控制器基于接通和斷開延遲來控制DC-DC轉(zhuǎn)換器。該方法可包括在控制器處，確定DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入電流、輸出電流、輸入電壓和 輸出電壓。該方法可包括在控制器處，基于DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入電流、輸出電流、輸入電壓和 輸出電壓來確定DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率。該方法可包括在控制器處，比較DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率 與DC-DC轉(zhuǎn)換器的最大效率。該方法還可包括在控制器處，基于該比較來調(diào)節(jié)DC-DC轉(zhuǎn)換器 的接通和斷開延遲中的至少一個，以得到修改的接通延遲和修改的斷開延遲中的至少一 個。
[0007] 從在下文中提供的詳細(xì)描述、權(quán)利要求和附圖中，本公開的教導(dǎo)的可應(yīng)用性的另 外的領(lǐng)域?qū)⒆兊妹黠@，其中相似的參考數(shù)字在附圖的幾個圖中始終指相似的特征。應(yīng)理解， 詳細(xì)描述一一包括在本文提及的所公開的實施方式和附圖一一在性質(zhì)上僅僅是示例性的， 注定僅用于說明的目的，且并不意欲限制本公開的范圍、其應(yīng)用或使用。因此，不偏離本公 開的要點的變化被規(guī)定為在本公開的范圍內(nèi)。
【附圖說明】
[0008] 圖1是根據(jù)本公開的原理的電氣化車輛(EV)的功能框圖；
[0009] 圖2A是根據(jù)本公開的原理的EV的DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路圖；
[0010]圖2B是根據(jù)本公開的原理的圖2A的DC-DC轉(zhuǎn)換器的時序圖；
[0011]圖3是根據(jù)本公開的原理的EV的控制器的功能框圖；
[0012]圖4是根據(jù)本公開的原理的對EV中的DC-DC轉(zhuǎn)換器的同步整流控制（SRC)的方法的 流程圖；以及
[0013] 圖5是根據(jù)本公開的原理的對EV中的DC-DC轉(zhuǎn)換器的SRC的另一方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0014] 如上面提到的，電氣化車輛(EV)可包括輸出直流(DC)電壓的電池系統(tǒng)。這個電池 系統(tǒng)可被稱為初級電池系統(tǒng)，因為它可用于給電動機(jī)供電以推進(jìn)EV。僅僅例如，初級電池系 統(tǒng)可以是包括具有220-440V的總電壓的多個鋰離子(Li離子)的電池組。EV還可包括次級電 池系統(tǒng)，其包括一個或多個電池。僅僅例如，次級電池系統(tǒng)可以是單個12V鉛酸電池。次級電 池系統(tǒng)可用于給EV的低電壓組件(頭燈、動力轉(zhuǎn)向栗、空氣調(diào)節(jié)器、計量器/顯示器、無線電、 導(dǎo)航/GPS等)供電。
[0015] 次級電池系統(tǒng)通常由交流發(fā)電機(jī)再充電，該交流發(fā)電機(jī)將來自內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn) 換成電能。交流發(fā)電機(jī)也可用于直接給EV的低電壓組件供電。然而在沒有交流發(fā)電機(jī)的EV 的情況下，次級電池系統(tǒng)可由初級電池系統(tǒng)再充電。DC-DC轉(zhuǎn)換器可被實現(xiàn)以將初級電池系 統(tǒng)的高電壓輸出（例如220V-440V)轉(zhuǎn)換成用于給次級電池系統(tǒng)再充電的較低電壓（例如 6.5V-16V)。由DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出的較低電壓也可用于直接給EV的低電壓組件供電。
[0016]相應(yīng)地，呈現(xiàn)了用于對EV中的DC-DC轉(zhuǎn)換器的同步整流控制（SRC)的技術(shù)。技術(shù)提 供基于軟件的SRC，其可消除SRC硬件并容易適合于任何應(yīng)用，從而降低成本和復(fù)雜度。這些 技術(shù)也可被稱為觸發(fā)角跟蹤SRC或(TARSRC)。技術(shù)可包括基于EV的次級電池系統(tǒng)的次級電 壓來確定DC-DC轉(zhuǎn)換器的所需輸出電流，DC-DC轉(zhuǎn)換器配置成將來自EV的初級電池系統(tǒng)的初 級電壓轉(zhuǎn)換成次級電壓。技術(shù)可包括在控制器處確定DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率，其使DC-DC 轉(zhuǎn)換器輸出所需的輸出電流。
[0017]技術(shù)可包括基于所需輸出電流和開關(guān)頻率，使用一個或多個查找表來確定在DC-DC轉(zhuǎn)換器的初級和次級開關(guān)之間的接通和斷開延遲。技術(shù)還可包括基于接通和斷開延遲來 控制DC-DC轉(zhuǎn)換器。在一些實現(xiàn)中，技術(shù)還可包括測量DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入/輸出電壓和電 流，以及基于測量來計算DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率。技術(shù)可接著基于效率來調(diào)節(jié)用于控制DC-DC 轉(zhuǎn)換器的接通和/或斷開延遲。這個過程可重復(fù)，直到實現(xiàn)DC-DC轉(zhuǎn)換器的最大效率為止。雖 然關(guān)于EV的DC-DC轉(zhuǎn)換器描述了本公開的技術(shù)，但應(yīng)認(rèn)識到，這些技術(shù)可應(yīng)用于任何DC-DC 轉(zhuǎn)換器。
[0018] 現(xiàn)在參考圖1，示出EV 100的功能框圖。EV 100可包括控制器104、動力傳動系統(tǒng) (dr ivetrain) 108、驅(qū)動器接口 112和電氣化動力傳遞系統(tǒng)(powertrain) 116。如所示，動力 傳動系統(tǒng)108可以是電氣化動力傳遞系統(tǒng)116的一部分。基于經(jīng)由驅(qū)動器接口 112的傳動器 輸入，控制器104可確定扭矩請求?？刂破?04可接著基于扭矩請求來控制電氣化動力傳遞 系統(tǒng)116，使得電氣化動力傳遞系統(tǒng)116向動力傳動系統(tǒng)108輸出期望傳動扭矩。動力傳動系 統(tǒng)108可包括用于推進(jìn)EV 100的任何適當(dāng)?shù)慕M件(傳輸裝置、扭矩轉(zhuǎn)換器、四個車輪等）。應(yīng) 認(rèn)識到，動力傳動系統(tǒng)108和電氣化動力傳遞系統(tǒng)116的組件可以用各種不同的方式被分 組。驅(qū)動器接口 112可包括用于與EV 100的傳動器交互