電連接于第一 EMI單元11與電池a的連接點(diǎn)，另一端電連接于第二 EMI單元15與電池b的連接點(diǎn)。
[0019]該邏輯處理單元2 —端電連接于多相雙向功率變換單元1，另一端電連接于核心控制單元3 ;該邏輯處理單元2包括電機(jī)工況識別模塊21及電流分析和判斷模塊22 ;該電機(jī)工況識別模塊21用于判斷車的工況，在啟動和重載模式下要工作在低壓到高壓的工作模式；該電流分析和判斷模塊22通過分析核心控制單元3采集的電流大小和電流方向決定多相雙向功率變換單元I的工作模式和功率單元的個(gè)數(shù)。其中，該邏輯處理單元2根據(jù)負(fù)載5的輕重，核心控制單元3發(fā)出控制邏輯信號，同時(shí)邏輯處理單元2判斷多少組功率單元為負(fù)載5提供能量，提高系統(tǒng)的工作效率；當(dāng)多相雙向功率變換單元I有兩組或者兩組以上的功率單元提供能量時(shí)，邏輯處理單元2實(shí)現(xiàn)移相處理，使得各組功率單元實(shí)現(xiàn)能量的互補(bǔ)，減小輸出電壓紋波。
[0020]該核心控制單元3 —端電連接邏輯處理單元2，另一端電連接信號檢測單元4，該核心控制單元3包括相位控制信號模塊31、PWM脈沖發(fā)生模塊32和保護(hù)模塊33 ;該相位控制信號模塊31在核心控制單元3相位控制發(fā)出后經(jīng)邏輯處理單元2后控制功率單元；該P(yáng)WM脈沖發(fā)生模塊32為控制功率器件；該保護(hù)模塊33主要是進(jìn)行輸入電池過壓、欠壓保護(hù)，輸出電池過壓/欠壓保護(hù)、輸入/輸出過流保護(hù)、雙向直流變換裝置過熱保護(hù)，并將電壓、電流、溫度等電參數(shù)通過CAN總線發(fā)送給整車控制系統(tǒng)。該核心控制單元3通過對信號檢測單元4的信號進(jìn)行判斷和分析，判斷系統(tǒng)應(yīng)該投入的功率單元的組數(shù)，同時(shí)發(fā)出移相控制的邏輯信號；其中，核心控制單元3實(shí)現(xiàn)雙向直流變換裝置的過流保護(hù)、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過熱保護(hù)功能、短路保護(hù)功能以及防反接功能。同時(shí)，當(dāng)多相雙向功率變換單元I有兩組以及兩組以上的功率單元對負(fù)載5提供能量時(shí)，核心控制單元3通過檢測電流的流向和電流的大小，發(fā)出邏輯控制信號，使得雙向直流變換裝置工作在高壓一低壓模式或者低壓一高壓模式，同時(shí)根據(jù)電流的大小判斷需要多少組功率單元提供能量；當(dāng)多相雙向功率變換單元I有兩組及以上功率單元提供能量時(shí)，實(shí)現(xiàn)多相控制技術(shù)，輸出電壓的相位實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，極大的減小了輸出電壓的紋波和提高了系統(tǒng)效率。
[0021]該信號檢測單元4 一端電連接核心控制單元3，另一端連接負(fù)載5;其中，該信號檢測單元4用于檢測多相雙向功率變換單元I的功率單元的溫度、電池a和電池b的電壓、雙向的電流信號；信號檢測單元4檢測到的信號通過電信號連接電路輸入到核心控制單元3的AD入口和I/O入口。
[0022]其中，本發(fā)明采用雙向直流變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)即采用電流可逆的直流變化結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)在高壓電池實(shí)現(xiàn)向低壓負(fù)載提供功率時(shí)，本發(fā)明工作在降壓工作模式，在發(fā)動機(jī)啟動或者車載高壓電池輸出大功率時(shí)，低壓電池實(shí)現(xiàn)向高壓電池的能量回饋，提高高壓電池的使命和效率，此時(shí)本發(fā)明工作在升壓工作模式。
[0023]本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)車載高壓電源向低壓電源的功率轉(zhuǎn)換和實(shí)現(xiàn)車載電源能量的雙向流動，能夠滿足車載高壓電源和低壓電源系統(tǒng)的需要，實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動的自適應(yīng)控制，可以顯著提高車載高壓鋰電池的使用壽命和效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種混合動力汽車車載雙向直流變換裝置，其特征在于:所述雙向直流變換裝置包括多相雙向功率變換單元、邏輯處理單元、核心控制單元和信號檢測單元； 所述多相雙向功率變換單元是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的功率單元組成，其一端電連接負(fù)載，另一端電連接邏輯處理單元； 所述邏輯處理單元電連接所述核心控制單元，其根據(jù)負(fù)載的輕重并接收由所述核心控制單元發(fā)出的控制邏輯信號，以判斷多少組功率單元為負(fù)載提供能量； 所述核心控制單元電連接所述信號檢測單元，其通過對所述信號檢測單元的信號進(jìn)行判斷和分析，判斷系統(tǒng)應(yīng)該投入的所述功率單元的組數(shù)，并發(fā)出移相控制的邏輯信號；所述信號檢測單元連接負(fù)載，其用于檢測所述功率單元的溫度、電池電壓及雙向的電流信號，并將檢測到的信號通過CAN總線將該雙向直流變換裝置的電參數(shù)發(fā)送給整車控制系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的混合動力汽車車載雙向直流變換裝置，其特征在于:每個(gè)所述功率單元均包括第一 EMI單元、第一防反接單元、電流可逆DC單元、第二防反接單元、第二EMI單元、驅(qū)動單元及控制與保護(hù)單元； 所述第一 EMI單元一端雙向電連接其中一節(jié)電池，另一端雙向電連接所述第一防反接單元; 所述第一防反接單元一端雙向電連接所述電流可逆DC單元； 所述電流可逆DC單元一端雙向電連接所述第二防反接單元； 所述第二防反接單元一端雙向電連接所述第二 EMI單元； 所述第二 EMI單元一端雙向電連接另一節(jié)電池； 所述驅(qū)動單元一端電連接所述電流可逆DC單元，另一端電連接所述控制與保護(hù)單元； 所述控制與保護(hù)單元兩端分別電連接于所述第一、第二 EMI單元。
3.如權(quán)利要求1所述的混合動力汽車車載雙向直流變換裝置，其特征在于:所述多相雙向功率變換單元具有兩組以及兩組以上的所述功率單元對負(fù)載提供能量時(shí)，所述核心控制單元通過檢測電流的流向和電流的大小，發(fā)出邏輯控制信號，使得所述雙向直流變換裝置工作在高壓一低壓模式或者低壓一高壓模式，同時(shí)根據(jù)電流的大小判斷需要多少組所述功率單元提供能量。
4.如權(quán)利要求1所述的混合動力汽車車載雙向直流變換裝置，其特征在于:所述多相雙向功率變換單元具有兩組或者兩組以上的所述功率單元對負(fù)載提供能量時(shí)，所述邏輯處理單元實(shí)現(xiàn)移相處理，使得各組所述功率單元實(shí)現(xiàn)能量的互補(bǔ)，以減小輸出電壓紋波。
5.如權(quán)利要求1所述的混合動力汽車車載雙向直流變換裝置，其特征在于:所述核心控制單元具有實(shí)現(xiàn)所述雙向直流變換裝置的過流保護(hù)、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過熱保護(hù)、短路保護(hù)以及防反接功能。
6.如權(quán)利要求1或5所述的混合動力汽車車載雙向直流變換裝置，其特征在于:所述核心控制單元包括相位控制信號模塊、PWM脈沖發(fā)生模塊和保護(hù)模塊；所述相位控制信號模塊是在相位控制發(fā)出后經(jīng)所述邏輯處理單元后控制所述功率單元；所述PWM脈沖發(fā)生模塊為控制功率器件；所述保護(hù)模塊是進(jìn)行輸入電池過壓、欠壓保護(hù)，輸出電池過壓/欠壓保護(hù)、輸入/輸出過流保護(hù)、雙向直流變換裝置過熱保護(hù)，并將電壓、電流、溫度電參數(shù)通過CAN總線發(fā)送給整車控制系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求1所述的混合動力汽車車載雙向直流變換裝置，其特征在于:所述邏輯處理單元包括電機(jī)工況識別模塊及電流分析和判斷模塊；所述電機(jī)工況識別模塊用于判斷車的工況即在啟動和重載模式下要工作在低壓到高壓的工作模式；所述電流分析和判斷模塊通過分析所述核心控制單元采集的電流大小和電流方向決定所述多相雙向功率變換單元的工作模式和所述功率單元的個(gè)數(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的混合動力汽車車載雙向直流變換裝置，其特征在于:所述信號檢測單元檢是將測到的信號通過電信號連接電路輸入到所述核心控制單元的AD入口和I/O入口。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種混合動力汽車車載雙向直流變換裝置，其包括多相雙向功率變換單元、邏輯處理單元、核心控制單元和信號檢測單元；多相雙向功率變換單元是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的功率單元組成，其一端電連接負(fù)載，另一端電連接邏輯處理單元；邏輯處理單元電連接核心控制單元；核心控制單元電連接信號檢測單元；信號檢測單元連接負(fù)載。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)車載高壓電源向低壓電源的功率轉(zhuǎn)換和實(shí)現(xiàn)車載電源能量的雙向流動，能夠滿足車載高壓電源和低壓電源系統(tǒng)的需要，實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動的自適應(yīng)控制，可以顯著提高車載高壓鋰電池的使用壽命和效率。
【IPC分類】H02M3-24, H02H7-12
【公開號】CN104852578
【申請?zhí)枴緾N201510166641
【發(fā)明人】梅建偉, 羅敏, 劉杰, 魏海波, 畢棟
【申請人】湖北汽車工業(yè)學(xué)院
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月10日