用于電動機(jī)的電壓逆變器中的電容器的預(yù)充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種預(yù)充電系統(tǒng)，并且更具體地，涉及一種用于電動機(jī)的電壓逆變器中的電容器的預(yù)充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本申請要求于2013年12月2日提交的美國臨時專利申請N0.61/910，497以及于2013年12月13日提交的美國非臨時專利申請N0.14/105，219的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容由此通過引用并入本文。
[0004]發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識到對于用于電動機(jī)的電壓逆變器中的電容器的預(yù)充電系統(tǒng)的需求，該預(yù)充電系統(tǒng)通過電阻器供應(yīng)電流以對電容器充電，使得限制供應(yīng)到電阻器的能量從而防止電阻器的退化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題
[0006]本公開根據(jù)上述必要性設(shè)計(jì)并旨在提供預(yù)充電系統(tǒng)，該預(yù)充電系統(tǒng)可對電容器充電同時限制供應(yīng)到電耦接到電容器的電阻器的能量。
[0007]技術(shù)解決方案
[0008]提供了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于電動機(jī)的電壓逆變器中的電容器的預(yù)充電系統(tǒng)。所述預(yù)充電系統(tǒng)包括接地接觸器，該接地接觸器電耦接在電池組的接地端子和電壓逆變器中的電容器的第一端之間。預(yù)充電系統(tǒng)進(jìn)一步包括預(yù)充電接觸器和電阻器，該預(yù)充電接觸器和電阻器彼此串聯(lián)電耦接。預(yù)充電接觸器和電阻器電耦接在電池組的高電壓端子和電壓逆變器中的電容器的第二端之間。預(yù)充電系統(tǒng)進(jìn)一步包括微處理器，該微處理器被編程為生成第一控制信號以使得接地接觸器具有閉合操作位置，從而將電池組的接地端子電耦接到電容器的第一端。微處理器進(jìn)一步被編程為生成第二控制信號以使得預(yù)充電接觸器具有閉合操作位置，從而通過電阻器將高電壓端子電耦接到電容器的第二端。預(yù)充電系統(tǒng)進(jìn)一步包括電壓測量電路，電壓測量電路被配置為測量在電池組的高電壓端子和接地端子之間的第一電壓電平。電壓測量電路進(jìn)一步被配置為生成指示第一電壓電平的第一電壓值，該第一電壓值被微處理器接收。電壓測量電路進(jìn)一步被配置為在第一時間、第二時間和第三時間分別測量在第一電氣線路和電池組的接地端子之間的第二電壓電平、第三電壓電平和第四電壓電平。第一電氣線路串聯(lián)電耦接在電阻器和電容器的第二端之間。第三時間在第二時間之后，并且第二時間在第一時間之后。電壓測量電路進(jìn)一步被配置為生成分別指示第二電壓電平、第三電壓電平和第四電壓電平的第二電壓值、第三電壓值和第四電壓值，該第二電壓值、第三電壓值和第四電壓值由微處理器接收。微處理器進(jìn)一步被編程為基于第一電壓值、第二電壓值、第三電壓值和第四電壓值以及電阻器的電阻水平而確定在第一時間和第三時間之間供應(yīng)到電阻器的總能量。微處理器進(jìn)一步被編程為如果總能量大于閾值能量，則停止生成第二控制信號以使得預(yù)充電接觸器具有斷開操作位置，從而使高電壓端子從電容器的第二端電解親(electrically de-couple)。
[0009]提供了根據(jù)另一示例性實(shí)施例的用于對電動機(jī)的電壓逆變器中的電容器充電的方法。方法包括提供預(yù)充電電路，該預(yù)充電電路具有接地接觸器、預(yù)充電接觸器、電阻器、電壓測量電路和微處理器。接地接觸器電耦接在電池組的接地端子和電壓逆變器中的電容器的第一端之間。預(yù)充電接觸器和電阻器彼此串聯(lián)電耦接。預(yù)充電接觸器和電阻器電耦接在電池組的高電壓端子和電壓逆變器的電容器的第二端之間。方法進(jìn)一步包括利用微處理器生成第一控制信號以使得接地接觸器具有閉合操作位置，從而將電池組的接地端子電耦接到電容器的第一端。方法進(jìn)一步包括利用微處理器生成第二控制信號以使得預(yù)充電接觸器具有閉合操作位置，從而通過電阻器將高電壓端子電耦接到電容器的第二端。方法進(jìn)一步包括利用電壓測量電路測量在電池組的高電壓端子和接地端子之間的第一電壓電平。方法進(jìn)一步包括利用電壓測量電路生成指示第一電壓電平的第一電壓值，該第一電壓值被微處理器接收。方法進(jìn)一步包括利用電壓測量電路在第一時間、第二時間和第三時間分別測量在第一電氣線路和電池組的接地端子之間的第二電壓電平、第三電壓電平和第四電壓電平。第一電氣線路串聯(lián)電耦接在電阻器和電容器的第二端之間。第三時間在第二時間之后，并且第二時間在第一時間之后。方法進(jìn)一步包括利用電壓測量電路生成分別指示第二電壓電平、第三電壓電平和第四電壓電平的第二電壓值、第三電壓值和第四電壓值，該第二電壓值、第三電壓值和第四電壓值由微處理器接收。方法進(jìn)一步包括利用微處理器基于第一電壓值、第二電壓值、第三電壓值和第四電壓值以及電阻器的電阻水平而確定在第一時間和第三時間之間供應(yīng)到電阻器的總能量。方法進(jìn)一步包括如果總能量大于閾值能量則利用微處理器停止生成第二控制信號以使得預(yù)充電接觸器具有斷開操作位置，從而使高電壓端子從電容器的第二端電解耦。
[0010]有益效果
[0011]預(yù)充電系統(tǒng)和方法提供了優(yōu)于其它系統(tǒng)和方法的實(shí)質(zhì)性優(yōu)勢。特別地，預(yù)充電系統(tǒng)和方法提供如下技術(shù)效果，即對用于電動機(jī)的電壓逆變器中的電容器充電，同時限制供應(yīng)到電耦接到電容器的電阻器的總能量。
【附圖說明】
[0012]圖1是具有根據(jù)示例性實(shí)施例的預(yù)充電系統(tǒng)的電動車輛的框圖；
[0013]圖2是在圖1的預(yù)充電系統(tǒng)中使用的電壓測量電路的框圖；
[0014]圖3-6是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的用于對電動機(jī)的電壓逆變器中的電容器充電的方法的流程圖；
[0015]圖7是與圖1的預(yù)充電系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的示例性的電池組電壓值、鏈路電壓值、平均鏈路電壓值、平均電流值、平均功率值以及總能量值的表;并且
[0016]圖8是圖示圖7的組電壓值和鏈路電壓值的曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參照圖1，電動車輛10具有用于對電動機(jī)70的電壓逆變器60中的電容器62預(yù)充電的根據(jù)示例性實(shí)施例的預(yù)充電系統(tǒng)30。電動車輛10包括電池組20、微處理器25、預(yù)充電系統(tǒng)30、主接觸器40、電壓逆變器60、電動機(jī)70、和電氣線路100、102、104、106、108、110、112、130、132、140、142、150、152、160、161。預(yù)充電系統(tǒng)30的優(yōu)點(diǎn)是，系統(tǒng)30對電壓逆變器60中的電容器62充電，同時限制流經(jīng)電耦接到電容器62的預(yù)充電電阻器214的總能量。預(yù)充電系統(tǒng)30對電容器62充電，使得當(dāng)主接觸器40隨后將來自電池組20的高電壓供應(yīng)到電容器62時，瞬時浪涌電流的量被減少。
[0018]電池組20被配置為輸出操作電壓到電壓逆變器60，電壓逆變器60經(jīng)由電氣線路112將操作電壓輸出到電動機(jī)70。電池組20包括彼此串聯(lián)電耦接的電池模塊170、172。電池組20進(jìn)一步包括高電壓端子174和接地端子176。
[0019]微處理器25被編程為生成控制信號以控制主接觸器40、接地接觸器200、和預(yù)充電接觸器210的操作。具體地，微處理器25被編程為生成控制信號以使得接地接觸器200具有閉合操作位置，并且生成另一控制信號以使得預(yù)充電接觸器210具有閉合操作位置以對電容器62充電。微處理器25進(jìn)一步被編程為生成控制信號以使得當(dāng)完成對電容器62充電時主接觸器40具有閉合操作位置。
[0020]微處理器25經(jīng)由電氣線路140、142電耦接到接地接觸器200。接地接觸器200包括接地接觸器線圈250和觸頭254。微處理器2