本發(fā)明的技術領域為車內機動車輛電池充電器，并且尤其為在受干擾的供電網絡上使用此類充電器。

背景技術：

不具有電流隔離的車內充電器對受干擾的供電網絡較敏感，尤其就考慮到低頻電壓諧波而言。在一些情況下，與受干擾網絡的連接導致負載斷開連接，這是用戶所不期望的。還可能看到過流的出現(xiàn)，這可以嚴格地測試電力電子設備。所述過電流還導致引發(fā)負載斷開連接的故障。

防止這種情況的一種方案是關于充電器中循環(huán)的電流采用更寬的裕度。然而，這樣具有降低充電器輸出的缺陷。而且，為了獨立于網絡質量保證負載的完全可用性，在所有使用情況下充電器輸出的降低對用戶而言似乎同樣是不允許的。

因此，在不考慮供電網絡的質量的情況下存在協(xié)調高負載輸出與負載可用性的技術問題。

以下文獻是從現(xiàn)有技術中已知的。

文獻WO2012052190披露了對在發(fā)電系統(tǒng)與電網之間的電氣連接處存在的干擾的分解和減輕。此文獻描述了一種允許通過注入被適當適配的電流來改善電網的質量的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)是無法適配用于機動車輛的完整系統(tǒng)。

文獻EP1665495披露了一種用于在電網的干擾過程中運行風力渦輪機的方法。此文獻表示風力渦輪機系統(tǒng)所提供的電力根據電網中故障的出現(xiàn)而改變。

這些文獻離機動車輛領域很遠，并且因此未提供關于此領域中協(xié)調高負載輸出與負載可用性的信息。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是一種用于確定不具有電流隔離的電動或混合動力機動車輛電池充電器的經校正的中性線電流設置的設備，所述充電器由供電網絡供電。

圖1示出了不具有電流隔離的車內充電器的主要單元。三相網絡1連接至具有參考號2的降壓整流器。二極管3的陰極連接至降壓整流器2的第一輸出端，所述二極管的陽極連接至降壓整流器2的第二輸出端。降壓整流器2的第一輸出端連接至電機3的電感8，所述電感進而連接至具有參考號5的升壓逆變器。升壓逆變器5的輸出端連接至電池6。

中性線電流由降壓整流器2的第一輸出端、二極管3的陰極與電機4之間的電流測量傳感器7測量。文獻FR2943188更詳細地展示了充電器的結構，比如上文所描述的。

更一般地，此專利申請中的“中性線電流”是來自不具有電流隔離的充電器的輸入整流器的輸出端處的總線的直流，所述充電器包括所述輸入整流器，一般緊跟著的是升壓級。此術語“中性線電流”源自以下事實：在文獻FR2943188的情況下，此電流到達在充電器的升壓級中被重新使用作為能量儲存電感的定子線圈的中性線輸入端。本發(fā)明還適用于其他類型的包括至少一個整流器級的充電器。在文獻FR2943188的包括串聯(lián)在電流計7與定子線圈8之間的附加電感的變體中，“中性線電流”是經過所述附加電感的電流。

所述設備包括能夠根據所述供電網絡的電壓的測量結果確定所述網絡的瞬時頻率的鎖相環(huán)、以及能夠根據電池電流設置確定中性線電流設置的調節(jié)映射。

所述設備此外還包括：用于根據所述網絡的所述瞬時頻率計算所述網絡的頻率變化幅度的裝置；校正映射，所述校正映射接收所述頻率變化幅度的值作為輸入并且發(fā)射所述中性線電流設置的校正作為輸出；以及求和器，所述求和器能夠通過將中性線電流設置的校正值與所述中性線電流設置相加來確定經校正的中性線電流設置。

所述設備可以包括所述中性線電流的上升設置的低通濾波器。

所述設備可以包括飽和裝置，所述飽和裝置能夠限制從所述求和器輸出的所述經校正的中性線電流設置以便不超過所述中性線設置的最大值。

本發(fā)明的另一目的是一種用于確定在不具有電流隔離的電動或混合動力機動車輛電池充電器的整流器級的輸出端處的經校正的中性線電流設置的方法，所述充電器由供電網絡供電。

所述方法包括以下步驟：

通過環(huán)路鎖相根據所述供電網絡的電壓的測量結果確定所述網絡的瞬時頻率，以及

根據電池電流的設置確定中性線電流設置。

所述方法還包括以下步驟：

計算所述網絡的瞬時頻率變化的幅度，

根據所述網絡的所述瞬時頻率變化的幅度確定所述中性線電流設置的校正，以及

將所述中性線電流設置的所述校正與所述中性線電流設置相加。

可以通過帶通濾波器來對所述中性線電流設置的校正進行濾波。

可以使所述經校正的中性線電流設置飽和以便不超過所述中性線設置的最大值。

附圖說明

通過閱讀僅作為非限定性示例給出的以下說明并參考附圖將顯現(xiàn)本發(fā)明的其他目標、特征和優(yōu)點，在附圖中：

-圖1展示了不具有電流隔離的車內充電器的主要單元。

-圖2展示了用于確定經校正的中性線電流設置的設備的主要單元，并且

-圖3展示了用于確定經校正的中性線電流設置的方法的主要步驟。

具體實施方式

不具有電流隔離的車內充電器的功率調節(jié)(無論是三相的還是單相的)取決于電網的質量。在比如圖1所描述的充電器中，附加電感可能被添加在電流計7與定子線圈8之間，但所述電感保持較小，從而使得充電器的成本和尺寸最小化。這意味著網絡上所出現(xiàn)的干擾將被反饋給充電器的中性線電流，也就是說，在降壓整流器2的輸出端，即使這些干擾被充電器中所包括的調節(jié)部分地抵消。

這種調節(jié)使用電角度的值來確定電循環(huán)的電流位置并執(zhí)行三相派克變換或計算降壓整流器輸出端處的期望單相電流。電角度的值由鎖相環(huán)(PLL)確定。

網絡電壓可以被寫作：

V(t)＝V₀*sin(ωt)， (等式1)

其中，V₀是幅度，ω是脈動并且t是時間。

鎖相環(huán)的輸出則對應于項ωt。

出于文獻FR2974253中所描述的各種原因，中性線電流設置必須始終高于輸入電流和電池電流。當供電網絡上存在干擾時，中性線電流被干擾，并且這種干擾可以傳播到線電流中。線電流是這些階段中的電流，并且因此是充電器輸入端處的電流。由于此電流是由中性線電流構造的，因此中性線電流的干擾存在于充電器輸入電流中。實際上，結果是不可能從供電網絡汲取期望的電流。在一些情況下，干擾的效果是調節(jié)無法將電流控制在其設置處，這會導致負載斷開連接。在其他情況下，調節(jié)可能被干擾到電池電流達到對系統(tǒng)而言危險的水平的程度。

事實上，在系統(tǒng)的正常操作中，中性線電流升高，然后在預充電階段在電流設置附近振蕩。然后中性線電流被調節(jié)在這個設置值附近，伴隨著輕微振蕩。

然而，利用現(xiàn)有技術的充電器，在三相網絡的三階諧波上注入9％干擾(即，例如150Hz)造成負載斷開連接。

這種斷開連接是過電流保護(OCP)(設置為近似300A并存在于充電器中)的結果。這種保護獨立于調節(jié)。

這個問題的一種解決方案(如上文所提到的)將是提高中性線電流設置的值。更精確地，當不再能夠正確地構造線電流時，發(fā)生由于零中性線電流或OCP所導致的負載斷開連接。這發(fā)生在中性線電流過低時。中性線電流則被稱為“觸及(touch)”線電流。網絡越受干擾，中性線電流將越被干擾，并且期望的線電流與中性線電流處于同一水平的可能性越大。盡管振蕩被干擾加強，通過提高中性線電流設置，更好地調節(jié)工作。在上述在三相網絡的三階諧波上注入9％干擾的示例中，30A的更高中性線電流設置使得盡管存在顯著振蕩仍然能夠在沒有危險的情況下維持調節(jié)功能。因此，這種方案允許車輛電池繼續(xù)充電。

然而，改變中性線電流設置必須根據控制電子設備執(zhí)行。事實上，中性線電流設置無法無限地上升，并且必須總是遵守將觸發(fā)OCP的最大中性線電流值。因此，可以認為這種方案將不會總是適用于最大充電功率。事實上，在這種情況下，中性線電流已經非常高并且距離最大閾值較小的裕度。

因而，如果可以識別網絡被干擾，則如果中性線電流設置被提高則改善了受干擾網絡的負載可用性。與這種改進相對應的是這些受干擾網絡上的較差輸出，以及因此比在免除干擾的網絡上更長的充電時間。

可以通過鎖相環(huán)的輸出來簡單且可靠地估計網絡的質量。如上所述，鎖相環(huán)允許通過做出等式1的假設來重新構造電壓正弦。

鎖相環(huán)還具有瞬時頻率f＝ω/2π作為輸出。

如果鎖相環(huán)完美地運行，ωt是在0與2π之間振蕩的鋸齒狀信號，并且頻率是常量。網絡變得越受干擾(特別是在低頻上)，信號ωt越失真，這對應于不是常量的瞬時頻率。

在正確運行的鎖相環(huán)的情況下，頻率是常量并且在幾百毫秒上頻率變化的幅度是百分之幾。換言之，當網絡上幾乎不存在干擾時，鎖相環(huán)的輸出端處發(fā)射的頻率幾乎不改變。

可以通過插入例如網絡的五階諧波的7％干擾來模擬受干擾的供電網絡。在這種情況下，在利用大至少一階的頻率變化進行充電之前和之后，鎖相環(huán)同樣受干擾。

因此，可以斷定，鎖相環(huán)的瞬時頻率的輸出幅度是估計供電網絡的質量的可靠指示。

而且，當模擬受干擾網絡時，出現(xiàn)的是，將電流設置增大例如30A允許不管網絡頻率的顯著變化如何都維持電池電荷。

因此，環(huán)路鎖相是網絡干擾的可靠指示。

目前通過映射來確定中性線電流設置，所述映射取決于電池電流設置。進而，電池電流設置是電源的映像。

因此，當供電網絡受干擾時，為了維持對電池進行充電的能力，對源自這種映射(在此稱為調節(jié)映射14)的中性線電流設置添加校正(11，12，13，15)。所述校正取決于源自鎖相環(huán)10的供電網絡的頻率變化幅度。根據鎖相環(huán)輸出端處的頻率變化確定校正的幅度取決于每種類型的車輛充電器，從而使得必須進行經驗確定。

圖2展示了用于確定經校正的中性線電流設置的設備9，所述設備包括鎖相環(huán)10、用于計算頻率變化幅度的裝置11、校正映射12、低通濾波器13、調節(jié)映射14、求和器15和飽和裝置16。

鎖相環(huán)10接收供電網絡的電壓的測量結果作為輸入，并且發(fā)射此網絡的瞬時頻率作為輸出。

用于計算網絡的頻率變化幅度的裝置11接收此瞬時頻率，并且發(fā)射頻率變化幅度的值，具體以Hz為單位。

矯正映射12接收頻率變化幅度的值作為輸入，并且發(fā)射中性線電流設置的校正作為輸出，具體以中性線電流的升高的設置的形式。例如，5Hz的頻率變化幅度值可以對應于中性線電流設置的30A的上升。

通過低通濾波器13對中性線電流設置的校正值進行濾波，所述低通濾波器用于防止設置的突然改變。

調節(jié)映射14允許根據電池電流的設置確定中性線電流設置。

求和器15允許將源自低通濾波器13的中性線電流設置的校正值與調節(jié)映射14的輸出端處的中性線電流設置相加。

飽和裝置16允許在求和器15的輸出端處限制經校正的中性線電流設置以便不超過系統(tǒng)的物理限制。事實上，由于OCP的存在，中性線設置的最大值不是無窮大。

圖3展示了用于確定經校正的中性線電流設置的方法。

在第一步驟18過程中，根據電池電流的設置確定中性線電流設置。

在第二步驟19過程中，通過應用于供電網絡的電壓的測量結果的鎖相環(huán)來確定供電網絡的瞬時頻率。

在第三步驟20過程中，計算網絡的瞬時頻率變化的幅度，然后在第四步驟21過程中根據網絡的瞬時頻率變化的幅度確定中性線電流設置的校正。

在第五步驟22過程中，對中性線電流設置的校正進行濾波，然后在第六步驟23過程中將中性線電流設置與其相加。

在第七步驟24過程中，然后根據系統(tǒng)的參數使經校正的中性線電流設置飽和，具體地關于過電流保護OCP。