用于控制電力供應系統(tǒng)的開關重疊避免系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及電氣化車輛，以及更具體地涉及但不僅限于用于避免穿過電力供應系統(tǒng)的一個或多個開關裝置的過電壓事件的開關重疊避免系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]混合動力車輛(HEV)、插電式混合動力車輛(PHEV)、純電動車輛(BEV)、燃料電池車輛以及其它已知的電氣化車輛與傳統(tǒng)的機動車輛不同，因為它們是由代替內燃發(fā)動機的一個或多個電機(即，電動機和/或發(fā)電機)提供動力或除了內燃發(fā)動機之外還由一個或多個電機(即，電動機和/或發(fā)電機)提供動力。高電壓和高電流典型地通過一個或多個儲存電力的蓄電池供應至電機。
[0003]電氣化車輛典型地使用電力供應系統(tǒng)，電力供應系統(tǒng)在車輛里面支持雙向功率流。電力供應系統(tǒng)包括多個開關裝置，開關裝置根據由控制器產生的驅動信號執(zhí)行開關操作以控制負載。例如，電氣化車輛經常包括利用比如功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)這樣的多個半導體開關裝置的逆變器/轉換器系統(tǒng)，半導體開關裝置有選擇地經受用于從直流(DC)蓄電池組給一個或多個交流(AC)驅動馬達提供動力或可選地從比如發(fā)電機這樣的AC源給DC蓄電池組充電的開關操作。
[0004]過電壓事件可以由比如電壓控制延遲和電壓傳感器偏移誤差這樣的各種因素引起，并且當電力供應系統(tǒng)的開關裝置經受開(ON)和關(OFF)之間的開關操作時可以發(fā)生。這個電壓尖峰由于在開關事件期間大的電流變化率即di/dt和寄生電感L的影響而發(fā)生(其可以用公式表示為V = L.di/dt)。
[0005]用通常能夠更快地接通和斷開(即，大的di/dt)的現代電力開關裝置，上面描述的電壓尖峰問題會變得更顯著。開關電力轉換器典型地設計成包括相對大的電壓裕度，以便這樣的電壓尖峰可以維持低于開關裝置的額定電壓。然而，在比如通常在公用事業(yè)、消費者和汽車應用中使用的三相脈沖寬度調制(PWM)逆變器這樣的多支線開關電力轉換器的情況下，兩個或更多個支線之間的同時開關事件可以導致穿過單獨裝置的相對大的電壓尖峰。這可以導致用于多支線開關電力轉換器的相對差的額定電壓利用率。

【發(fā)明內容】

[0006]根據本公開的示例性方面的一種方法，除其他方面以外，包括控制電力供應系統(tǒng)以避免穿過電力供應系統(tǒng)的一個或多個開關裝置的過電壓事件，該控制步驟基于開關重疊信息，該開關重疊信息包括用于或者提前或者推遲與至少一個開關裝置相關的開關信號的指令。
[0007]在前述方法的另一非限制性實施例中，方法包括如果沒有過電壓事件的風險則不修改開關信號的步驟。
[0008]在前述方法中的另一非限制性實施例中，提前或推遲開關信號的步驟包括提前或推遲開關信號的一個或多個脈沖邊沿。
[0009]在任何前述方法的另一非限制性實施例中，開關重疊信息包括對于在兩個或更多個開關信號之間發(fā)生的開關重疊的可能性的估計。
[0010]在任何前述方法的另一非限制性實施例中，控制步驟包括提前開關信號的第一脈沖邊沿并且延遲開關信號的第二脈沖邊沿。
[0011]在任何前述方法的另一非限制性實施例中，開關信號的第三脈沖邊沿既不提前也不延遲。
[0012]在任何前述方法的另一非限制性實施例中，控制步驟包括提前開關信號的脈沖邊沿或者推遲開關信號的脈沖邊沿。
[0013]在任何前述方法的另一非限制性實施例中，控制步驟包括確定開關信號的脈沖邊沿的位置并且檢查附加的脈沖邊沿是否安排在開關信號的脈沖邊沿的附近發(fā)生。
[0014]在任何前述方法的另一非限制性實施例中，方法包括如果附加的脈沖邊沿安排在開關信號的脈沖邊沿附近則調用脈沖邊沿重新定位例程(reposit1ning routine)。
[0015]在任何前述方法的另一非限制性實施例中，方法包括分配優(yōu)先級系統(tǒng)以便選擇多個開關信號中的哪個應該重建。
[0016]根據本公開的另一示例性方面的一種方法，除其他方面以外，包括響應于開關裝置中的兩個或更多個之間的開關重疊，通過重新調整開關信號來控制車輛的電力供應系統(tǒng)以避免穿過電力供應系統(tǒng)的一個或多個開關裝置的過電壓事件。
[0017]在前述方法的另一非限制性實施例中，過電壓事件包括超過一個或多個開關裝置的額定電壓的電壓尖峰。
[0018]在前述方法中的另一非限制性實施例中，重新調整開關信號包括提前開關信號的脈沖邊沿或推遲開關信號的脈沖邊沿。
[0019]在任何前述方法的另一非限制性實施例中，方法包括如果沒有過電壓事件的風險則忽略開關重置。
[0020]在任何前述方法的另一非限制性實施例中，控制步驟包括提前開關信號的第一脈沖邊沿并且延遲開關信號的第二脈沖邊沿。
[0021]在任何前述方法的另一非限制性實施例中，方法包括忽略開關信號的第三脈沖邊沿的步驟。
[0022]在任何前述方法的另一非限制性實施例中，當開關信號的第一脈沖邊沿與第二開關信號的第二脈沖邊沿同時發(fā)生時，發(fā)生開關重疊。
[0023]在任何前述方法的另一非限制性實施例中，方法包括分配優(yōu)先級系統(tǒng)以便選擇多個開關信號中的哪個應該重建。
[0024]在任何前述方法的另一非限制性實施例中，控制步驟包括確定開關信號的脈沖邊沿的位置并且檢查附加的脈沖邊沿是否安排在開關信號的脈沖邊沿的附近發(fā)生。
[0025]根據本公開的另一示例性方面的電力供應系統(tǒng)，除其他方面以外，包括多個開關裝置和監(jiān)控多個開關裝置的開關事件的開關重疊避免系統(tǒng)，該開關重疊避免系統(tǒng)配置成響應于多個開關裝置中的兩個或更多個之間的開關重疊重新調整一個或多個開關信號以便避免過電壓事件。
[0026]前述段落、權利要求或下述說明書和附圖的實施例、示例和備選方案一包括它們的各個方面或各自的單獨特征——可以獨立地或任意組合地獲得。關于一個實施例描述的特征適用于所有的實施例，除非這樣的特征是不相容的。
[0027]根據下述【具體實施方式】，本公開的各種特征和優(yōu)勢對于本領域技術人員來說將變得顯而易見。伴隨【具體實施方式】的附圖可以簡略地描述如下。
【附圖說明】
[0028]圖1示意性地說明電氣化車輛的動力傳動系統(tǒng)。
[0029]圖2說明電力供應系統(tǒng)的拓撲結構。
[0030]圖3說明可以用于控制圖2的電力供應系統(tǒng)的開關重疊避免系統(tǒng)。
[0031]圖4A和4B是隨著時間的推移測量的控制電力供應系統(tǒng)的開關操作的開關信號的圖形表示。
[0032]圖5A、5B、5C和示意性地說明使用圖3的開關重疊避免系統(tǒng)用于檢測開關信號重疊的方法。
[0033]圖6示意性地說明圖3的開關重疊避免系統(tǒng)的優(yōu)先級系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0034]本公開涉及用于控制電氣化車輛的電力供應系統(tǒng)的開關重疊避免系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的系統(tǒng)預測兩個或更多個開關裝置之間的開關重疊，并且響應于檢測到的開關重疊修改與開關裝置中的至少一個相關的開關信號。通過提前或推遲脈沖邊沿，可以重新調整表示打開/關閉瞬變電流(transient)的開關信號，以便避免穿過一個或多個開關裝置的過電壓事件。如果沒有過電壓事件的風險，則可以可選地忽略由同時發(fā)生的開關脈沖邊沿識別的開關重疊。在這里更詳細地討論這些和其它特征。
[0035]圖1示意性地說明用于比如HEV這樣的電氣化車輛12的動力傳動系統(tǒng)10。盡管描繪為HEV，但應該理解的是，這里描述的構思不限于HEV并且可以延伸至包括但不限于PHEV, BEV這樣的其它電氣化車輛以及燃料電池車輛。
[0036]在一個實施例中，動力傳動系統(tǒng)10是使用第一驅動系統(tǒng)和第二驅動系統(tǒng)的動力分配式系統(tǒng)，其中第一驅動系統(tǒng)包括發(fā)動機14和發(fā)電機16 (即,第一電機)的組合，第二驅動系統(tǒng)至少包括馬達36 (即，第二電機)、發(fā)電機16和蓄電池50。例如，馬達36、發(fā)電機16和蓄電池50可以組成動力傳動系統(tǒng)10的電驅動系統(tǒng)25。第一和第二驅動系統(tǒng)生成扭矩以驅動電氣化車輛12的一組或多組車輛驅動輪30。
[0037]比如內燃發(fā)動機這樣的發(fā)動機14和發(fā)電機1