用于為機(jī)動(dòng)車輛充電從而使其可以補(bǔ)償諧波的裝置、裝備有這種充電裝置的機(jī)動(dòng)車輛及 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于對(duì)電池充電的裝置、并且更具體地設(shè)及一種旨在結(jié)合在至少 部分地W電力牽引的機(jī)動(dòng)車輛中W允許直接從電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)車輛電池再充電的充電裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在高壓電池再充電系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)的電功率按順序通過(guò)兩個(gè)變換器來(lái)被引至電池： 一個(gè)降壓和一個(gè)升壓。運(yùn)兩個(gè)變換器對(duì)應(yīng)地使其有可能通過(guò)W根據(jù)所希望的輸出電流和/ 或輸出電壓來(lái)控制的頻率相繼地打開(kāi)和關(guān)閉一系列開(kāi)關(guān)來(lái)降低和升高運(yùn)兩個(gè)變換器的輸 出端子與其輸入端子之間的電壓比。
[0003] 例如，運(yùn)樣的再充電系統(tǒng)在專利申請(qǐng)F(tuán)R 2 943 188中有所描述，該專利申請(qǐng)?jiān)O(shè)及 一種用于機(jī)動(dòng)車輛的嵌入式再充電系統(tǒng)，從而使機(jī)動(dòng)車輛可W從Ξ相或單相電路對(duì)車輛電 池進(jìn)行再充電，該再充電電路結(jié)合了電動(dòng)機(jī)器的、還確保諸如電流產(chǎn)生或車輛推進(jìn)等其他 功能的線圈。
[0004] 還可W參照描述了從Ξ相電路對(duì)電池進(jìn)行再充電的文件FR 2 964 510,并且參照 文件FR 2 974 253,該文件描述了從單相電力供應(yīng)來(lái)對(duì)電池進(jìn)行再充電并且該文件還描述 了使其可W控制供電功率的構(gòu)架。
[0005] 對(duì)運(yùn)行降壓級(jí)從電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)抽取的電流進(jìn)行斬波在所抽取的電流中引入高頻 分量，也就是具有比配電網(wǎng)絡(luò)的通常為50化的基波的更高階的諧波。
[0006] 電力分配器在所抽取的電流的諧波方面規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)種再充電系統(tǒng)還包括在該 降壓器的輸入端處的RLC類型（電阻-電感-電容)的濾波器。
[0007] 運(yùn)種輸入濾波器使其有可能對(duì)所吸收的電流進(jìn)行濾波，從而使其滿足由網(wǎng)絡(luò)操作 員在諧波方面、W及汽車領(lǐng)域的諧波方面所規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)連接要求。
[000引運(yùn)種輸入濾波器還被設(shè)計(jì)為允許了充電器的正確功率模式運(yùn)行。
[0009] 實(shí)際上，不適于將由充電裝置返回的諧波含量吸收至網(wǎng)絡(luò)。換言之，所返回的電流 不是完美正弦的。事實(shí)上，濾波器僅適用于通過(guò)在降壓級(jí)中對(duì)電流進(jìn)行斬波來(lái)吸收W預(yù)定 頻率(在運(yùn)種情況下為10曲Z)產(chǎn)生的諧波含量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 因此本發(fā)明的目的是提出一種電池充電裝置，該電池充電裝置被設(shè)計(jì)為能夠連接 至電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)并且能夠?qū)乖诠╇娋W(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)諧波含量。
[0011] 因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明的目的是一種電池充電裝置，尤其用于至少部分地W 電力牽引的機(jī)動(dòng)車輛的電池，該電池充電裝置包括旨在連接至功率供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)濾波 級(jí)、被連接至該濾波級(jí)的一個(gè)降壓級(jí)、被禪接至該降壓級(jí)并且旨在連接至該電池的一個(gè)升 壓級(jí)、W及適用于將斬波占空比施加在該降壓級(jí)上和該升壓級(jí)上的一個(gè)調(diào)節(jié)單元。
[0012] 該調(diào)節(jié)單元包括用于在該濾波級(jí)中補(bǔ)償由該降壓級(jí)產(chǎn)生的、作用在該降壓級(jí)上的 諧波的裝置。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，該調(diào)節(jié)單元包括一個(gè)主調(diào)節(jié)器和適用于補(bǔ)償諧波的一 個(gè)副調(diào)節(jié)器，該主調(diào)節(jié)器適用于確定針對(duì)該降壓級(jí)的一個(gè)切換控制信號(hào)的占空比，該副調(diào) 節(jié)器用于確定與所述控制信號(hào)相組合的一個(gè)諧波補(bǔ)償信號(hào)的占空比。
[0014] 例如，該副調(diào)節(jié)器與一個(gè)比較器相關(guān)聯(lián)，該比較器適用于對(duì)從該網(wǎng)絡(luò)抽取的電流 與補(bǔ)償好的理想電流進(jìn)行比較，W用于基于所述比較的結(jié)果來(lái)產(chǎn)生該補(bǔ)償信號(hào)的占空比。
[0015] 該補(bǔ)償好的理想電流可W由一個(gè)鎖相環(huán)來(lái)產(chǎn)生。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，該副調(diào)節(jié)器包括確保了對(duì)所述比較的結(jié)果的濾波的一個(gè)楠圓濾 波器，并且該楠圓濾波器與具有可調(diào)增益的一個(gè)放大級(jí)相關(guān)聯(lián)，該放大級(jí)的輸出被連接至 一個(gè)分流器，使得該補(bǔ)償信號(hào)的占空比(Qharm)是基于W下關(guān)系來(lái)產(chǎn)生的：
[0017]
[001引其中，Κρ表示可調(diào)增益，
[0019] Δ I滅堤楠圓濾波器的輸出，并且
[0020] In是該降壓級(jí)的輸出電流。
[0021] 根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明的另一個(gè)目的是一種至少部分地W電力牽引的機(jī)動(dòng)車 輛，該機(jī)動(dòng)車輛包括一個(gè)如上限定的充電裝置。
[0022] 根據(jù)第Ξ方面，本發(fā)明的又另一個(gè)目的是一種電池充電方法，尤其用于至少部分 地W電力牽引的機(jī)動(dòng)車輛的電池，其中，將由一個(gè)電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳送的電流濾波，并且將該 網(wǎng)絡(luò)的電功率經(jīng)由一個(gè)降壓級(jí)和一個(gè)升壓級(jí)引至該電池同時(shí)控制所述降壓級(jí)和所述升壓 級(jí)的斬波占至比。
[0023] 根據(jù)運(yùn)種方法的一般特征，在用于該網(wǎng)絡(luò)傳送的電流的一個(gè)濾波級(jí)中補(bǔ)償由該降 壓級(jí)產(chǎn)生的諧波。
[0024] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述對(duì)運(yùn)些諧波的補(bǔ)償是通過(guò)組合一種主調(diào)節(jié)和用于補(bǔ)償該 諧波的一種副調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該主調(diào)節(jié)適用于確定針對(duì)該降壓級(jí)的一個(gè)切換控制信號(hào)的占 空比，該副調(diào)節(jié)是基于在由該網(wǎng)絡(luò)所傳送的電流與一個(gè)補(bǔ)償好的理想電流之間的比較來(lái)執(zhí) 行的。
[0025] 例如，該補(bǔ)償好的理想電流是由對(duì)該網(wǎng)絡(luò)電流的脈沖的測(cè)量產(chǎn)生的。
[0026] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述比較的結(jié)果被一個(gè)楠圓濾波器濾波、由一個(gè)可變?cè)鲆娣?大器放大、然后除W該降壓級(jí)的輸出電流。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 通過(guò)閱讀單純作為非限定性實(shí)例并參見(jiàn)附圖所給出的W下說(shuō)明將明了本發(fā)明的 其他目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：
[002引-圖1展示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)電池再充電裝置；
[0029] -圖2是總體上展示了調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；
[0030] -圖3示出了展示理想電流的產(chǎn)生的多條曲線；
[0031] -圖4是展示了調(diào)節(jié)單元的一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)圖；
[0032] -圖5和圖6示出了展示楠圓濾波器的運(yùn)行的多條曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 圖1示意性地根據(jù)一個(gè)實(shí)施例示出了用于從Ξ相供電網(wǎng)絡(luò)對(duì)具有電力牽引的機(jī)動(dòng) 車輛的電池進(jìn)行充電的裝置。
[0034] 再充電裝置1包括濾波級(jí)2、禪接至濾波級(jí)2的降壓級(jí)3、W及經(jīng)由電動(dòng)機(jī)器5禪接至 降壓級(jí)3的升壓級(jí)4。
[0035] 在此，例如，裝置1旨在禪接至Ξ相電源。該裝置包括Ξ個(gè)端子81、82、83，運(yùn)些端子 在濾波級(jí)2的輸入端處禪接并且適用于禪接至供電網(wǎng)絡(luò)。然而應(yīng)注意的是，在單相再充電模 式中，只有輸入端Bi和化被禪接至單相供電網(wǎng)絡(luò)。
[0036] 輸入端子Bi、B2和B3各自被禪接至濾波級(jí)2的一個(gè)濾波支路上。每個(gè)濾波支路都包 括兩個(gè)并聯(lián)的支路，一個(gè)支路帶有值為L(zhǎng)2的電感器而另一個(gè)支路帶有串聯(lián)的值為^的電感 器和值為R的電阻器。
[0037] 運(yùn)兩個(gè)濾波支路各自W輸出在對(duì)應(yīng)地針對(duì)運(yùn)些濾波支路的各個(gè)濾波支路命名為 化、〇2、化的點(diǎn)處禪接至電容為C的電容器，運(yùn)些電容器例如禪接至大地。運(yùn)些值為R的電阻 器、運(yùn)些值為?；?2的電感器、W及運(yùn)些電容為C的電容器一起在降壓器3的輸入端處構(gòu)成 RLC類型的濾波器。
[003引降壓級(jí)3通過(guò)點(diǎn)化、D2和化禪接至濾波級(jí)2。降壓器3包括Ξ個(gè)并聯(lián)支路6、7和8，運(yùn)些 支路各自帶有由一個(gè)調(diào)節(jié)單元15控制的兩個(gè)開(kāi)關(guān)(例如Sin和Sip )和兩個(gè)二極管。
[0039] 降壓器的各個(gè)輸入端化、〇2或化對(duì)應(yīng)地由支路Fi、F2和F3連接至定位在同一支路(對(duì) 應(yīng)地為6、7和8)的兩個(gè)開(kāi)關(guān)(例如Sin或Sip)之間的一個(gè)連接點(diǎn)。
[0040] 運(yùn)些支路6、7和8的共用末端構(gòu)成了降壓器3的兩個(gè)輸出端子。運(yùn)些端子之一被聯(lián) 接至電池13的端子并且聯(lián)接至升壓級(jí)4的第一輸入端10。運(yùn)些端子中的另一個(gè)端子被連 接至電動(dòng)機(jī)器5的第一端子，該電動(dòng)機(jī)器的另一個(gè)端子被連接至升壓器4的第二輸入端10'。
[0041] 在此，升壓級(jí)4包括Ξ個(gè)并聯(lián)支路11、12和13,運(yùn)些支路各自包括與可W獨(dú)立地由 調(diào)節(jié)單元15控制的一個(gè)開(kāi)關(guān)S4、Ss和S6相關(guān)聯(lián)的一個(gè)二極管〇4、〇5和〇6。運(yùn)些開(kāi)關(guān)S4、Ss和S6位 于聯(lián)接升壓器4的第一輸入端10和電池13的V'端子的支路上。
[0042] 如可W看見(jiàn)的，電池13并聯(lián)連接在升壓級(jí)的Ξ個(gè)支路11、12和13上。
[0043] 在此，電動(dòng)機(jī)器5可W被比作為Ξ個(gè)并聯(lián)支路，運(yùn)些并聯(lián)支路各自包括與一個(gè)感應(yīng) 線圈Ltd串聯(lián)的一個(gè)電阻器Rtd，并且該電動(dòng)機(jī)器連接在對(duì)應(yīng)的支路11、12和13的二極管〇4、〇5 和化與相應(yīng)的可控開(kāi)關(guān)S