[发明专利]电力转换系统及电力转换系统的控制方法

说明书

本申请涉及电力转换系统及电力转换系统的控制方法。一种电力转换系统，包括：逆变器；电压转换器，包括连接到直流电源的高电压端和连接到逆变器的低电压端；和控制器。控制器被配置为控制开关元件，使得在第一状态下低电压端的电压变成比高电压端的电压低。控制器被配置为控制开关元件，使得在第二状态下低电压端的电压变成与高电压端的电压相等。

技术领域

本说明书公开了一种涉及将直流电源的电力转换为行驶电动机的驱动电力的电力转换系统和电力转换系统的控制方法的技术。

背景技术

在WO2003/015254和日本专利申请公开No.2017-093055(JP2017-093055A)中公开了将直流电源的电力转换为行驶电动机的驱动电力的电力转换系统。WO2003/015254的电力转换系统包括：升压转换器，其提升直流电源的电力；以及逆变器，其将提升的直流电力转换为交流电力。JP2017-093055A的电力转换系统包括：第一电压转换器，其对第一直流电源的电压进行升压；第二电压转换器，其对第二直流电源的电压进行降压；以及逆变器，其将从第一和第二电压转换器输出的电力转换为交流电力。WO2003/015254的升压转换器和JP 2017-093055A的第一和第二电压转换器都是斩波转换器，其包括用于电力转换的开关元件和电抗器。

发明内容

由于大电流在用于电动车辆的电力转换系统中流动，因此电力转换系统中的发热量很大。当提供给行驶电动机的电流或电力特别大时，流入电力转换系统的电流也变大。因此，发热量增加。斩波电压转换器通过开关元件的开关产生脉动电流，并且开关元件本身和电抗器产生热。本发明涉及一种电力转换系统，其将直流电源的电力转换为行驶电动机的驱动电力，该电力转换系统抑制当提供给行驶电动机的电流或电力很大时的发热量。

本发明的第一方面是一种电力转换系统，其将直流电源的电力转换为行驶电动机的驱动电力。电力转换系统包括：逆变器；电压转换器；和控制器。逆变器被配置为向行驶电动机提供交流电力。电压转换器包括连接到直流电源的高电压端和连接到逆变器的低电压端。电压转换器包括开关元件和电抗器，并且被配置为对直流电源的电压进行降压并将直流电源的电压提供给逆变器。控制器被配置为控制电压转换器。控制器被配置为控制开关元件，使得在第一状态下低电压端的电压变成比高电压端的电压低。第一状态是其中流到逆变器的电流少于规定的电流阈值的状态和在行驶电动机中消耗的电力少于规定的电力阈值的状态中的至少一个状态。控制器被配置为控制开关元件，使得在第二状态下低电压端的电压变成与高电压端的电压相等。第二状态是其中流到逆变器的电流多于规定的电流阈值的状态和在行驶电动机中消耗的电力多于规定的电力阈值的状态之中的至少一个状态。短语“少于阈值”可以是“等于或少于阈值”。短语“多于阈值”可以是“等于或多于阈值”。

利用该配置，电力转换系统的控制器控制电压转换器，使得当流到逆变器的电流或在行驶电动机中消耗的电力大于阈值时，低电压端的电压变成与高电压端的电压相等。在斩波电压转换器的情况下，通过将涉及降压的开关元件保持在ON状态，可以将高电压端的电压调节为等于低电压端的电压(在双向DC-DC转换器的情况下，将涉及降压的开关元件保持在ON状态，同时将涉及升压的开关元件保持在OFF状态)。这使得可以防止产生脉动电流并抑制开关元件和电抗器中的热的产生。

在电力转换系统中，可以基于行驶电动机的转速和输出转矩来确定规定的电流阈值和规定的电力阈值。通常，电动机的特性由称为TN图的曲线图表示。TN图是横轴指示电动机转速、纵轴指示电动机的输出转矩的曲线图。在TN图上，可以绘制电动机恒定输出电力的曲线。当以电力单位表示上述阈值时，阈值可以表示为TN图上的曲线。利用该配置，基于行驶电动机的转速和输出转矩确定阈值，可以从目标转速和目标转矩计算电力阈值。