[发明专利]功率处理系统及用于插电式电动车辆的方法

说明书

技术领域

系统和方法的实施例涉及功率处理系统以及它们用于插电式 (plug-in)电动车辆(例如，完全电动车辆和混合电动车辆)的方法。

背景技术

传统的插电式电动车辆(例如，完全电动车辆或者混合电动车辆) 使用车载的或者非车载的(off-board)电池充电器来从公用事业 (utility)交流(AC)电源插座对车辆的电池再充电。当不驾驶车辆 时(例如，当将车辆停在家过夜时)，车辆的操作者可以经由电池充电 器将车辆连接到电源插座。电池充电器然后可以从公用事业汲取电流以 便对电池再充电。

传统的电池充电器具有关于车辆的物理、制造和/或运行特性的若 干问题(implication)。例如，在插电式电动车辆中包括车载的电池 充电器增加了车辆的总重量，因此对于给定的电池电量(battery charge)减少了车辆的行驶距离。另外，作为附加的部件，电池充电器 占用物理空间并且增加车辆的制造成本。

传统的电池充电器还可能不加选择地从电力公用事业(electric utility)汲取功率，对于消费者而言这可能增大操作插电式电动车辆的 总成本。许多公用事业公司具有收费方案(rate plan)，其包括对于 在公用事业公司通常经历高峰使用的时间段(例如，″高峰使用时间段″) 期间汲取的功率增加公用事业费用。高峰使用时间段可以包括例如下午 5:00到晚上11:00之间的时段，那时许多消费者晚上在家进行耗电的活 动(例如，烹调、洗衣等等)。另外，这样的高峰使用时间段很可能与 如上所述的插电式电动车辆的电池充电器连接到公用事业AC电源插座 的时间段重合。当在高峰使用时间段期间进行电池充电过程时，向消费 者收取的与对电池再充电有关的公用事业费用可能高于在非高峰使用 时间段(例如，诸如午夜到早上5:00之间的费用更低的时间段)期间 对电池充电的情况下的费用。

为了加大对消费者购买和使用插电式电动车辆的刺激，期望提供降 低消费者操作插电式电动车辆的总成本的方法和装置。另外，期望提供 方法和装置以提供电池充电能力而同时减少车辆制造成本、车辆重量和 /或传统的电池充电器占用的物理空间。结合附图以及上述技术领域和 背景技术，从随后的具体实施方式和所附权利要求书中，其它期望的特 征和特性将变得显而易见。

发明内容

用于插电式电动车辆中的功率处理系统的实施例包括至少一个与 双向逆变器系统电耦合的AC电动机以及电子控制系统。电子控制系统 可用来通过向双向逆变器系统提供第一控制信号以使得该双向逆变器 系统从车辆的DC能源汲取DC电功率(electrical power)、将DC功 率转换为AC功率以及向该至少一个AC电动机的绕组(winding)提供 AC功率以便推动车辆来提供驱动功能。该电子控制系统还可用来通过向 双向逆变器系统提供第二控制信号以使得该双向逆变器系统从该至少 一个AC电动机的绕组汲取AC功率、将AC功率转换为DC功率以及向DC 能源提供DC功率以便对DC能源再充电来提供充电功能。

用于插电式电动车辆中的功率处理系统的另一个实施例包括至少 一个与双向逆变器系统以及牵引系统电耦合的AC电动机。在实施例中， 双向逆变器系统包括多个开关，并且适于使得该系统通过响应于接收到 第一控制信号而从车辆的DC能源汲取DC电功率、将DC功率转换为AC 功率以及向该至少一个AC电动机的绕组提供AC功率以便推动车辆来提 供驱动功能。该双向逆变器系统还适于使得该系统通过响应于接收到第 二控制信号而从该至少一个AC电动机的绕组汲取AC功率、将AC功率 转换为DC功率以及向DC能源提供DC功率以便对DC能源再充电来提供 充电功能。

用于操作插电式电动车辆的功率处理系统的方法的实施例包括：在 第一时间段期间利用至少一个AC电动机的绕组和双向逆变器系统通过 使得该双向逆变器系统响应于接收到第一控制信号而从车辆的DC能源 汲取DC电功率、将DC功率转换为AC功率以及向该至少一个AC电动机 的绕组提供AC功率以便推动车辆来提供驱动功能。该方法还包括：在 第二时间段期间利用该至少一个AC电动机的绕组和该双向逆变器系统 通过使得该双向逆变器系统响应于接收到第二控制信号而从该至少一 个AC电动机的绕组汲取AC功率、将AC功率转换为DC功率以及向DC 能源提供DC功率以便对DC能源再充电来提供充电功能。

附图说明