[发明专利]双端逆变器系统的高效工作点

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年7月30日提交的美国临时专利申请序列号 60/952742的权益，在此以引用的方式将该临时申请的整体内容并入本 文中。

技术领域

本文描述的主题的实施例通常涉及车辆驱动系统，更具体地，主题 的实施例涉及具有双端逆变器驱动系统的混合车辆。

背景技术

近年来，技术的进步以及款式品位的不断演变，导致车辆设计发生 了重大变化。变化之一涉及汽车，尤其是替代性加油车，如混合车辆、 电动车(electric vehicle)以及燃料电池车，的功率应用以及各种电气系 统的复杂性。

包括应用在这种车辆中的电动机的许多电气元件，从交流(AC) 电源接收电力。然而，应用在这种装置中的电源(例如电池)只提供直 流(DC)电。因此，已知的功率逆变器(power inverter)装置被用于将 DC功率转换为AC功率，功率逆变器经常使用多个开关或晶体管，使 其以不同的间隔运行，从而将DC功率转换成AC功率。

此外，这种车辆，尤其是燃料电池车通常使用两个单独的电压源(例 如电池(battery)和燃料电池(fuel cell))对驱动车轮的电动机供电。“功 率变换器”，如直流-直流(DC/DC)变换器通常被用于管理和传输来自 所述两电压源的功率。现代DC/DC变换器通常包括由电感电气互连的 晶体管。通过控制不同晶体管的状态，可以施加通过电感的期望平均电 流，并由此控制所述两电压源间的功率流动。

使用功率逆变器和功率变换器极大地增加了汽车电气系统的复杂 性。两种类型的装置所需要的附加构件也增加了车辆的总体成本和重 量。已经开发出不用DC/DC变换器，而操作与多个电源耦和的电动机 的系统和方法，该系统和方法通过使用双逆变器电气系统能够使电动机 的性能最大化。在双逆变器系统中，由两个逆变器来提供产生电动机中 指挥扭矩(commanded torque)所需要的电压。因此，可以生产电压的 多种组合来产生所需要的扭矩。

因此，理想的是提供用于确定最优工作条件和电压组合的方法和系 统，这种最优工作条件和电压组合可以使逆变器系统的总功率损耗最小 化，与此同时又能够保持双逆变器系统的优势。本发明的其它令人满意 的特征和特性将从随后的详细描述和附加权利要求，结合附图和之前的 技术领域和背景中变得清晰。

发明内容

提供了一种用于控制双端逆变器系统的方法，该双端逆变器系统耦 合至第一能源和第二能源。该方法包括确定与双端逆变器系统的运行相 关的恒定功率线，该恒定功率线表示向第二能源的期望功率流动。该方 法进一步包括确定恒定功率线上的工作点，该工作点在双端逆变器系统 中产生最小的功率损耗以获得所需输出电流，以及使用与所述工作点对 应的第一电压命令和第二电压命令来调制该双端逆变器系统。

提供了一种用于控制双端逆变器系统的方法，该双端逆变器系统耦 合至第一能源和第二能源。该方法包括确定与双端逆变器系统的运行相 关的恒定功率线(constant power line)，该恒定功率线表示向第二能源 的期望功率流动，以及在该恒定功率线上选择与0°角度相对应的初始 评估点，该0°角度相对于与所需输出电流对应的向量。该方法进一步 包括确定与所述初始评估点对应的第一电压命令和第二电压命令，以及 在所述第一电压命令和第二电压命令的基础上确定初始的系统功率损 耗。对于至少一个额外评估点而言，该方法还包括增加相对于与所需输 出电流对应的向量的角度，确定对应于所述额外评估点的相应第一电压 命令和相应第二电压命令，根据所述相应第一电压命令和相应第二电压 命令确定相应的系统功率损耗从而获得多个功率损耗值。该方法包括在 所述初始系统功率损耗值与多个功率损耗值中确定最小功率损耗值，以 及选择与该最小系统功率损耗对应的指定评估点用作工作点。