[发明专利]电动车辆电力集线器及其操作模式

权利要求书

1.一种用于电动车辆的电力集线器，所述电力集线器与所述电动车辆的电池联接，所述电力集线器包括：

双向转换器，所述双向转换器包括与所述电力集线器的DC侧母线和AC端口联接的电路，所述电路包括：

至少四个半导体开关；

EMI滤波器，所述EMI滤波器与所述AC端口串联地联接；以及

两个电感器，所述两个电感器与所述EMI滤波器串联地联接，其中第一电感器与所述半导体开关中的第一对联接并且第二电感器与所述半导体开关中的第二对联接；以及

控制逻辑，所述控制逻辑用于控制通过所述电感器的电流并且用于控制所述半导体开关的切换，

其中所述控制逻辑被配置成在控制通过所述电感器的所述电流时执行滞环电流模式控制(HCMC)。

2.根据权利要求1所述的电力集线器，其中所述双向转换器包括用于调节通过所述电池的电流的双有源桥(DAB)转换器。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的电力集线器，其中所述控制逻辑包括现场可编程门阵列(FPGA)，并且其中所述FPGA包括用于控制所述半导体开关中的所述第一对的第一死区时间控制器和用于控制所述半导体开关中的所述第二对的第二死区时间控制器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力集线器，其中所述半导体开关包括以下中的任一者：MOSFET、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电力集线器，其中所述电力集线器被配置成通过所述AC端口接收和传输AC电力，并且所述控制逻辑被配置成通过在临界条件模式(BCM)与混合BCM-连续导通模式(CCM)之间切换来操作所述电路。

6.根据权利要求5所述的电力集线器，其中所述电力集线器在车辆到家庭(V2H)操作模式下向家庭提供电力。

7.根据权利要求5所述的电力集线器，其中所述控制器被进一步配置成向所述电路施加同步脉冲，所述同步脉冲与电网的电压频率和相位同步。

8.根据权利要求7所述的电力集线器，其中所述电力集线器在车辆到电网(V2G)操作模式下向所述电网提供电力。

9.根据权利要求7所述的电力集线器，其中所述电力集线器在电网到车辆(G2V)操作模式下从所述电网接收电力。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电力集线器，其中所述电力集线器被配置成通过所述AC端口接收和传输DC电力，并且所述控制逻辑被配置成通过在临界条件模式(BCM)与连续导通模式(CCM)之间切换来操作所述电路。

11.根据权利要求10所述的电力集线器，其中DC电压是在AC线周期的峰值电压下接收和传输。

12.根据权利要求1所述的电力集线器，所述电力集线器包括数字控制器，所述数字控制器被配置成执行电流缩放、模式选择和电网同步。

13.一种用于对电动车辆中的电池进行充电的系统，所述系统包括：

第一电动车辆，所述第一电动车辆包括带电的电池和根据权利要求10至12中任一项所述的第一电力集线器；以及

第二电动车辆，所述第二电动车辆包括耗尽的电池和根据权利要求10至12中任一项所述的第二电力集线器；

其中在所述第一电力集线器与所述第二电力集线器之间建立了直接链路；并且

其中所述第一电力集线器的控制逻辑被配置成以车辆到车辆(V2V)操作模式进行操作，并且通过所述直接链路向所述第二电力集线器传输DC电力。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述第一电力集线器的所述控制逻辑被进一步配置成以预定换向间隔对提供到所述第二电力集线器的所述DC电压的极性进行换向。