[发明专利]DC-DC电压转换器和电压转换器控制方案

说明书

根据本发明的示例方面，提供了一种用于在电源与电动机之间使用的DC‑DC转换器模块。该DC‑DC转换器模块具有：DC‑DC转换器；输入端子，被配置为从电源向DC‑DC转换器提供电源电压；输出端子，被连接到DC‑DC转换器的输出，并且被配置为向电动机提供DC‑DC转换器模块的输出电压；以及控制电路，被连接到DC‑DC转换器，控制电路具有用于接收指示期望电动机性能的信号的输入。该控制电路被配置为控制DC‑DC转换器，以便至少部分地基于指示期望电动机性能的信号来调整输出电压。

背景技术

许多电动机被设计为在300V至600V之间的电压下操作。单个锂离子电池单元仅供应3.2V至3.7V之间的电压。因此，这些电池串联连接以从电池组提供更高的电压。在许多应用中，串联连接的电池的数目足以供应电动机的操作电压。在某些应用中，电动机的操作电压与电池组的电压之间的剩余差由DC-DC转换器控制。在达到期望操作电压后，控制器或驱动器被用于获得用于期望电动机性能的适当输出。然而，当前采用的DC-DC转换器具有固定转换比，并且没有考虑对电动机的要求。

在许多情形中，例如，在大部分时间花费在其电动机在低于峰值输出的功率下操作的电动车辆中，目前功率方案的效率低下。通常，大量单独电池单元串在一起，从而形成电池寿命缩短的复杂系统，并且控制器正在不断降低电压输出。例如，在城市环境内使用的、可能由于速度较慢和负载较轻而导致永远不会采用最大电动机潜能的车辆中，该问题可能尤为普遍。

发明内容

本发明提供了一种创造性的DC-DC转换器模块，该DC-DC转换器模块基于指示连接到转换器模块的电动机的期望电动机性能的输入来调整该模块的输出电压。这提供了优于当前DC-DC转换器模块的许多益处。例如，根据本发明的DC-DC转换器模块可以使得能够更有效地使用具有较少电池单元或甚至只有单个电池单元(从而得到电池寿命更长的简化系统)的电池。这至少部分地通过DC-DC转换器模块来实现，该DC-DC转换器模块有效地将诸如3.2伏的相对较低的电压转换成可以用于驱动电动机的电压。

本发明由独立权利要求的特征限定。一些特定实施例在从属权利要求中限定。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于在电源与电动机之间使用的DC-DC转换器模块，该DC-DC转换器模块包括：多个DC-DC转换器；输入端子，被配置为从电源向DC-DC转换器提供电源电压；输出端子，被连接到DC-DC转换器的输出，并且被配置为向电动机提供DC-DC转换器模块的输出电压；以及控制电路，被连接到DC-DC转换器，该控制电路具有用于接收指示期望电动机性能的信号的输入，其中控制电路被配置为控制DC-DC转换器，以便至少部分地基于指示期望电动机性能的信号来调整输出电压。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于控制DC-DC转换器模块的方法，该DC-DC转换器模块被用于电源与电动机之间，该DC-DC转换器模块将由电源提供的输入电压转换为用于为电动机供电的输出电压，该方法包括：监测指示电动机的期望性能特性的信号；以及计算将获得期望性能特性的输出电压；控制DC-DC转换器模块，使得输入电压被转换为计算出的输出电压。

附图说明

图1图示了根据本发明的至少一个实施例的DC-DC转换器模块。

图2示出了根据本发明的一些实施例的具有集成开关的DC-DC转换器模块。

图3示出了根据本发明的某些实施例的采用两阶段电压转换的DC-DC转换器模块。

图4示出了根据本发明的至少一个实施例的被配置为用于某些电动机应用的DC-DC转换器模块。

图5A和图5B比较了标准脉冲宽度调制(PWM)与由本发明的一些实施例实现并且确实实施的新型调制。

具体实施方式