[发明专利]电动车辆电力集线器及其操作模式

说明书

本文公开了一种用于电动车辆的电力集线器及其操作模式。所公开的电力集线器被设计成以车辆到电网(V2G)、电网到车辆(G2V)、车辆到家庭(V2H)和车辆到车辆(V2V)操作模式进行操作。当以所述V2V模式操作时，所述电力集线器被配置成允许在存在来自AC设计的所有相关联的额定值和约束的情况下通过常规的AC电力端口输送DC电力，以便为V2V操作实现更高的电力输送和效率。公开了一种数字滞环电流模式控制(HCMC)方案，并且针对所述电力集线器公开了四种操作模式的效率和损耗分布：1)DC‑AC临界导通模式(BCM)，2)DC‑AC连续导通模式(CCM)/BCM混合模式，3)DC‑DC BCM，以及4)DC‑DC CCM。还公开了一种允许降低峰值结温的低频换向方案。

技术领域

本公开涉及一种用于电动车辆的电力集线器，并且具体地说涉及电力集线器的控制方法和操作模式。

背景技术

里程焦虑和缓慢的充电时间仍然是大范围普及电动车辆(EV)，以及尤其是插电式电动汽车(PEV)的重大障碍。当前的EV车主面临着在途中因为完全放电的电池而陷入困境的可能性，或者可替代地，如果在停车场中无人看管并且在低荷电状态(SOC)下不插电的话，则EV可能会被完全放电。在这类情况下，对于EV车主而言现存的解决方案通常需要将车辆拖至最近的充电站。

因此，仍然高度期望有用于电动车辆的额外的、替代的和/或改进的电力集线器。

附图说明

本公开的其他特征和优点根据以下结合附图进行的详细描述将变得显而易见，在附图中：

图1示出了可以包含本文公开的电力集线器的示例性EV皮卡车的照片；

图2示出了本文公开的电力集线器被配置成依据来操作的不同操作模式的示意图；

图3示出了电力集线器的系统架构的示例性实施方案；

图4示出了用于执行滞环电流模式控制的数字参考电流调制；

图5示出了输送DC电力并以车辆到车辆操作模式进行操作的两个电力集线器；

图6示出了示例性电力集线器配置；

图7A至图7D示出了电力集线器在不同操作条件下的DC-DC和DC-AC操作；

图8示出了电力集线器在图7A至图7D所示的操作模式下的模拟损耗分布；

图9示出了以DC-AC和DC-DC模式操作的转换器的实测效率曲线；

图10示出了展现两个电力集线器在V2V操作模式下的操作的波形；并且

图11A和图11B示出了两个电力集线器在V2V模式下的模拟操作。

将注意到，在全部附图中，相似特征由相似附图标记标识。

发明内容

根据本公开的一个方面，公开了一种用于电动车辆的电力集线器，所述电力集线器与电动车辆的电池联接，电力集线器包括：双向转换器，所述双向转换器包括与电力集线器的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(电磁干扰)滤波器，所述EMI滤波器与AC端口串联地联接；以及两个电感器，所述两个电感器与EMI滤波器串联地联接，其中第一电感器与半导体开关中的第一对联接并且第二电感器与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电感器的电流并且用于控制半导体开关的切换，其中控制逻辑被配置成在控制通过电感器的电流时执行滞环电流模式控制(HCMC)。

根据上述方面，双向转换器可以包括用于调节通过电池的电流的双有源桥(DAB)转换器。