[发明专利]车辆用逆变器系统

说明书

本发明提供了一种车辆用逆变器系统。该系统包括：能量存储装置，配置为存储电能；以及第一逆变器，包括多个第一开关器件并将能量存储装置中存储的能量转换为AC电力。第二逆变器包括多个与第一开关器件的类型不同的第二开关器件，并且与第一逆变器并联连接到能量存储装置。第二逆变器将能量存储装置中存储的能量转换成AC电力。电动机由第一逆变器和第二逆变器转换的AC电力驱动。控制器基于电动机的所需输出功率生成PWM信号，并且通过将生成的PWM信号输入到第一逆变器和第二逆变器中的至少一者或多者来操作电动机。

技术领域

本公开内容涉及一种车辆用逆变器系统，并且更具体地涉及一种通过根据车辆的所需输出功率驱动逆变器来提高效率和输出的车辆用逆变器系统。

背景技术

近来，已经积极地开发了与使用电能作为驱动车辆的动力的环保型车辆相关的技术，以应对空气污染和油耗竭。环保型车辆包括混合动力电动车、燃料电池电动车和电动车。

同时，如图1所示，根据相关技术中用于实现高输出的汽车逆变器系统，通过并联连接多个开关元件S1-S6来驱动电动机以实现高输出。然而，虽然在相关技术的逆变器系统中通过将多个开关元件并联连接到电动机能够实现高输出，但是由于在电动机要求相对小输出功率的环保型驱动模式下开关元件过多的开关损耗和导通损耗，车辆的整体燃料效率可能降低。

近来，为了解决该问题，已经积极地进行了涉及在电动机要求相对小输出功率的环保型驱动模式下具有最小损耗的碳化硅场效应晶体管(SiC-FET)的研究。然而，SiC-FET与Si-IGBT相比是昂贵的，并且由于其尺寸小而具有较差的散热能力，因此通过连接多个SiC-FET来配置逆变器存在限制。因此，需要能够利用Si-IGBT和SiC-FET两者的优点的逆变器系统。

发明内容

本公开内容提供一种车辆用逆变器系统，所述逆变器系统通过基于电动机的输出功率生成脉宽调制(PWM)信号并然后将PWM信号输入到第一逆变器和第二逆变器中的至少一者或多者来驱动电动机，从而提高车辆的效率和输出。

根据本公开内容的一方面，车辆用逆变器系统可包括：能量存储装置，配置为存储电能；第一逆变器，具有多个第一开关器件并配置为将能量存储装置中存储的能量转换为交流(AC)电力；第二逆变器，具有多个与第一开关器件的类型不同的第二开关器件，并且可与第一逆变器并联连接到能量存储装置，以及配置为将能量存储装置中存储的能量转换成AC电力；电动机，由第一逆变器和第二逆变器所转换的AC电力驱动；以及控制器，配置为基于电动机的所需输出功率生成脉宽调制(PWM)信号，并且配置为通过将所生成的PWM信号输入到第一逆变器和第二逆变器中的至少一者或多者来操作电动机。

第一开关器件可以是碳化硅场效应晶体管(SiC-FET)，并且第二开关器件可以是硅绝缘栅双极晶体管(Si-IGBT)。控制器可配置为当电动机的所需输出功率小于预定参考时，通过向第一开关器件输入PWM信号来驱动第一逆变器。控制器可配置为当电动机的所需输出功率大于预定参考时，通过向第二开关器件输入PWM信号来驱动第二逆变器。

当电动机的所需输出功率大于预定参考时，控制器可配置为通过生成第一PWM信号和第二PWM信号并且将第一PWM信号输入到第一开关器件以及将第二PWM信号输入到第二开关器件来驱动第一逆变器和第二逆变器。控制器可配置为将第一PWM信号输入到第一开关器件以及将第二PWM信号输入到第二开关器件，比第一开关器件晚预定时间接通第二开关器件，并且比第一开关器件晚预定时间关断第二开关器件。

控制器可配置为将第二PWM信号输入第一开关器件以及将第一PWM信号输入第二开关器件，比第二开关器件晚预定时间接通第一开关器件，并且比第二开关器件晚预定时间关断第一开关器件。预定时间可以是第一PWM信号的周期的1/4。预定时间可以是第一PWM信号的周期的1/4。第一逆变器的开关损耗和导通损耗可小于第二逆变器的开关损耗和导通损耗。第一逆变器的用于驱动电动机的额定输出功率可小于第二逆变器的用于驱动电动机的额定输出功率。