[发明专利]用于控制电动或混合车辆上车载的充电设备的方法

说明书

本发明涉及一种用于控制电池充电设备的方法，该电池充电设备包括三相维也纳式整流器类型(110)的整流器级(11)，该整流器级能够连接至单相或三相供电电网并通过第一DC电源总线和第二DC电源总线(7，8)链接至DC到DC转换器级(12)，该转换器级包括分别连接至第一DC电源总线电容器和第二DC电源总线电容器的第一LLC谐振转换器和第二LLC谐振转换器(14，16)，这些谐振转换器在该整流器级输出端处位于这些总线中的每个总线上。根据本发明，该充电设备的电源为单相，并且借助于该第一LLC谐振转换器和第二LLC谐振转换器(14，16)来独立地调节该第一DC电源总线电容器和第二DC电源总线电容器(C1，C2)的电压(V_DC_1，V_DC2)，以便提供这些DC电源总线中的每个DC电源总线上的固定稳压。

技术领域

本发明涉及一种用于控制具有三相或单相输入的三相充电设备的方法，该三相充电设备包括AC-DC(交流-直流)绝缘转换器。这种充电设备尤其适合于用作电动或混合机动车辆上车载的设备。

背景技术

所述车辆配备有高压电池，并且通常包括车载充电器，即直接安装在车辆上的用于给电池充电的设备。所述充电设备的主要功能是从配电电网上可获得的电力对电池进行再充电。因此，其将交流电转换为直流电。针对充电设备，并且具体地针对车载充电器所期望的标准是高效、小体积、电绝缘、可靠性良好、操作安全、电磁干扰发射较低、且输入电流谐波比较低。

已知的是具有三相输入的充电设备(即能够从三相供电电网对电池进行充电的充电设备)以及单相输入充电设备(即能够从单相供电电网对电池进行充电的充电设备)。三相输入充电设备比单相输入充电设备具有更大的充电功率，其中最大功率为22kW。对于单相电网上的连接，可能要求几个充电功率电平，例如7kW、15kW和22kW。

图1展示了电动或混合车辆上车载的用于从供电电网30对该车辆的高压电池20进行再充电的隔离充电设备10的已知拓扑结构，该车载充电设备10经由该电网的线路阻抗40连接至该供电电网。

为了执行具有电绝缘的AC-DC转换功能，已知使用包括第一AC-DC转换器级和第二DC-DC(直流-直流)转换器级12的充电设备10，该第一AC-DC转换器级包括功率因数校正(PFC)电路11以便限制输入电流谐波，该第二DC-DC转换器级用于调节电荷并且还用于为使用安全执行绝缘功能。输入滤波器13传统上集成到车载充电设备10的输入端中，相对于电网30在PFC电路11的上游。

PFC电路11由集成控制器(未示出)管理，该集成控制器分析并实时校正电流相对于电压的表现。其通过与电压的整流正弦曲线进行比较从中推导出形状误差，并且其通过控制由于高频切割而产生的能量的量和电感中的能量储存来校正这些形状误差。更具体地，其作用是在充电器的电源的输入端处获得尽可能正弦的非相移电流。

针对PFC电路，可以实施具有三个开关的三电平三相整流器，通常被称为三相维也纳式(Vienna)整流器。就功率因数校正的性能而言，选择这种拓扑结构实际上特别有利。

图2展示了由三相维也纳式整流器类型110的PFC转换器级11形成的三相输入充电设备的拓扑结构，该转换器级具有两个电源总线7和8作为输出，每个电源总线包括正馈线和负馈线，并且每个馈线上分别连接有形成图1的DC-DC转换器级12的DC-DC电路14、16。每个DC-DC电路14、16是谐振LLC转换器，该转换器包括安装在全桥中的第一组开关(分别为140、160)(诸如MOS晶体管)，该全桥连接在这两个电源总线7、8之一的输入端处并且在输出端处串联连接至谐振电路L、C以及变压器T的初级，该变压器的次级分别连接至全桥中的第二组开关141、161，该全桥可选地经由输出滤波器21连接至电池20。

三相维也纳式整流器类型110的PFC转换器级11包括三个并联的输入相位连接A、B、C，每个输入相位连接耦合至三相供电电网的一个相并且每个经由串联的电感线圈L1、L2、L3连接至形成该三相维也纳式整流器的开关臂的一对开关S1、S2、S3。输入滤波器13在每个相上集成在电感L1、L2、L3的上游。