[发明专利]用于对电池充电以及驱动电动马达的电功率转换装置

说明书

一种装置包括控制器、开关块和三相双向AC/DC转换器。开关块具有连接到电力网的第一接口、连接到电动马达的第二接口以及连接到三相双向AC/DC转换器的第三接口，所述三相双向AC/DC转换器包括第一、第二和第三单相AC/DC转换模块，并且所述三相双向AC/DC转换器具有在输出节点处接合的输入和输出以及被配置成提供电隔离的相应变压器。在第一操作模式中，开关块使电力网连接到AC/DC转换器以用于对连接到输出节点的电池充电，并且断开电动马达。在第二操作模式中，开关块断开电力网，并且将电动马达连接到AC/DC转换器，所述AC/DC转换器被控制以转换从电池汲取的DC功率来激励电动马达。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月23日提交的美国临时申请no.62/475,566（'566申请）的权益，该'566申请通过引用特此并入，如同在本文中完全阐述一样。

技术领域

本公开一般涉及电力电子系统，并且更具体地涉及使用一个AC/DC转换器实现例如用于电动车辆的快速电池充电和马达驱动的系统和方法。

背景技术

以下仅出于提供上下文的目的来阐述此背景技术描述。因此，在不另外看作现有技术这方面来说，此背景技术描述的任何方面既不明示地也不暗示地被认为是与本公开相对的现有技术。

隔离的交流（AC）/直流（DC）电功率转换器可以用于许多不同的应用中。仅作为示例，这种电功率转换器可从电网或电力线汲取功率（即，AC功率）并被用作电池充电器以对与电动马达供电的机动车辆相关联的DC可再充电电池进行充电。在电动马达供电的车辆中，电力电子转换器是除了电池组（例如，DC可再充电电池）之外在经济上最昂贵的部分。作为两个主要的电力电子转换器，电池充电器（即，AC/DC转换器）和电动马达驱动系统（即，DC/AC逆变器）通常是分离的单元，即便它们共享相同的电池组。对于充电器设计，电网与电池之间的电隔离需要变压器和电感器的存在，这导致电池充电器是电动马达供电的车辆中或上的最大块（即，占用体积）的电力电子部件的情况。对于DC/AC逆变器，与电池并联的DC总线电容器典型地也是大块以及笨重的，从而占据可能整个逆变器空间的～1/3。

将期望提供一种用于执行电池组充电以及马达驱动的上述至少两个功能的系统和方法，其使上述缺点和/或问题中的至少一个或多个最小化和/或消除上述缺点和/或问题中的至少一个或多个。

前述讨论仅旨在说明本领域，而不应被认为是权利要求范围的否认。

发明内容

在实施例中，提供了一种电功率转换装置，其包括包括处理器和存储器的电子控制器、开关块和三相双向AC/DC转换器。开关块由控制器控制，并且具有第一接口，该第一接口被配置成连接到电力网源以用于接收具有第一、第二和第三相（电相）的第一AC信号。开关块具有被配置成连接到电动马达的第二接口。三相双向AC/DC转换器被配置成连接到开关块的第三接口，并且包括第一、第二和第三单相AC/DC转换模块。每个AC/DC转换模块连接至控制器并由控制器控制。在实施例中，每个单相AC/DC转换模块具有被配置成连接到具有第一、第二和第三相的第一AC信号的相应相的相应输入。AC/DC转换模块还具有在输出节点处接合以及具有被配置成提供电隔离的相应变压器的相应输出。

在第一操作模式中，控制器控制开关块以呈现第一状态，该第一状态（i）连接第一和第三接口使得电力网连接到三相双向AC/DC转换器，该三相双向AC/DC转换器可操作以将第一三相AC信号转换成在输出节点处具有DC分量的输出信号，以用于对电池充电。在第一模式中，开关块断开第二和第三接口以由此断开电动马达。