JP6696625B2 - 電気またはハイブリッド車両の車載充電装置用の三相整流器を制御する方法 - Google Patents
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Description
前記充電装置は、前記バッテリーを充電するために三相電力供給網に接続可能で、前記力率改善回路と、DC−DC変換器とを備える絶縁AC−DC変換器を備え、
前記力率改善回路は、三相ダイオードブリッジと、当該三相ダイオードブリッジに統合された3つのスイッチングアームを備える三相Vienna整流器であり、
前記スイッチングアームはそれぞれ、直列誘導コイルを介して、前記三相電力供給網の対応する相に接続可能で、それぞれハイスイッチとロースイッチの直列アセンブリを有し、
前記ハイスイッチは前記三相電力供給網の電流が正である場合に制御可能で、前記ロースイッチは前記三相電力供給網の電流が負である場合に制御可能で、
前記スイッチングアームは、第1出力コンデンサと第2出力コンデンサが接続する中点にそれぞれ接続され、
前記第1出力コンデンサは、前記三相ダイオードブリッジの第1出力電圧に対応可能であり、
第2出力コンデンサは、前記三相ダイオードブリッジの第2出力電圧に対応可能であり、
各アームは、パルス幅変調により制御信号を使用して制御され、当該制御信号の切替デューティ比は、設定電流の値に基づいて相間の目標電圧を生成する前記三相Vienna整流器の入力電流の調整に基づいて決定される方法であって、
前記設定電流の期間において、調整による所期の相間の目標電圧生成のため、互いに重複しないスイッチの閉鎖組み合わせを決定するステップと、
前記2つの出力コンデンサで実質的に一定且つ等しい電流が得られるように、所期の相間の目標電圧を生成するため、決定されたスイッチ閉鎖組み合わせから、各制御スイッチについてデューティ比を計算するステップと、を含む。
V12_cible>Vdc
V13_cible>Vdc
次の閉鎖組み合わせとなる閉鎖時間Alpha_3:閉状態のスイッチングアームS3のスイッチ制御
次の閉鎖組み合わせとなる閉鎖時間Alpha_13:閉状態のスイッチングアームS1およびS3のスイッチ制御
次の閉鎖組み合わせとなる閉鎖時間Alpha_23:閉状態のスイッチングアームS2およびS3のスイッチ制御
(1)V12_cible=Alpha_1*Vdc+Alpha_3*2*Vdc+Alpha_13*Vdc+Alpha_23*Vdc
b)次の式は、調整により適用された制御により実現される目標電圧V13_cibleまたは電圧V13の構成を示す。
(2)V13_cible=Alpha_1*Vdc+Alpha_3*Vdc+Alpha_13*0+Alpha_23*Vdc=
c)次の式は、出力コンデンサC1およびC2上の等しい電流の実現を示す(I_high=I_low)。
I_high=Alpha_3*I_1+Alpha_23*I_1
I_low=Alpha_1*I_1+Alpha_3*I_2+Alpha_13*I_2
これにより、以下の式(3)が得られる。これは各出力コンデンサでの電流の等しい配分を示す。
(3)Alpha_1*(−I_1)+Alpha_3*(I_1-I_2)+Alpha_13*(−I_2)+Alpha_23*(I_1)=0
d)次の式は、全てのチョッピングデューティ比の和が、1(期間の内の100%)に等しいことを示す。
(4)Alpha_1+Alpha_3+Alpha_13+Alpha_23=1
Vdc*(2*Alpha_3+Alpha_1+Alpha_13+Alpha_23)=V12_cible
Vdc *(Alpha_3+Alpha_1+Alpha_23)=V13_cible
式(4)より:
Alpha_1=1-Alpha_3-Alpha_13-Alpha_23
そして式(3)より:
I_1*(Alpha_3-1+Alpha_3+Alpha_13+Alpha_23+Alpha_23)+I_2*(−Alpha_3-Alpha_13)=0
Alpha_1=1-Alpha_3-Alpha13-Alpha23
dyc1=Alpha_1+Alpha_13
dyc2=Alpha_23
dyc3=Alpha_1+Alpha_13+Alpha_23
dly1=1−dyc1
dly2=0
dly3=0
I_high=Alpha_3*I_1+Alpha_23*I_1
I_high=I_1*(Alpha_3+Alpha_23)
=I_1*I_2/(2*I_1)*(V_13−V_12)/V_dc+1/2*(1+(V_13−V_dc)/V_dc))
=1/(2*V_dc)*(I_2*V_23+I_1*V_13)
I_high=1/(2*V_dc)*(V_1*I_1+V_2*I_2+V_3*(−I_1−1_2))
=1/(2*V_dc)*(V_1*I_1+V_2*I_2+V_3*I_3)
I_high=1/(2*V_dc)*P_charge
Claims (7)
- 電気またはハイブリッド車両に搭載されたバッテリー(20)の充電装置(10)の力率改善回路(11)を制御する方法であって、
前記充電装置は、前記バッテリーを充電するために三相電力供給網(4)に接続可能で、前記力率改善回路(11)と、DC−DC変換器(12)とを備える絶縁AC−DC変換器を備え、
前記力率改善回路(11)は、三相ダイオードブリッジと、当該三相ダイオードブリッジに統合された3つのスイッチングアーム(S1、S2、S3)を備える三相Vienna整流器(110)であり、
前記スイッチングアーム(S1、S2、S3)はそれぞれ、直列誘導コイル(L1、L2、L3)を介して、前記三相電力供給網(4)の対応する相(A、B、C)に接続可能で、それぞれハイスイッチとロースイッチの直列アセンブリを有し、
前記ハイスイッチは前記三相電力供給網の電流が正である場合に制御可能で、前記ロースイッチは前記三相電力供給網の電流が負である場合に制御可能で、
前記スイッチングアーム(S1、S2、S3)は、第1出力コンデンサ(C1)と第2出力コンデンサ(C2)が接続する中点(M)にそれぞれ接続され、
前記第1出力コンデンサ(C1)は、前記三相ダイオードブリッジの第1出力電圧(VDC_high)に対応可能であり、
第2出力コンデンサ(C2)は、前記三相ダイオードブリッジの第2出力電圧(VDC_low)に対応可能であり、
各アームは、パルス幅変調により制御信号を使用して制御され、当該制御信号の切替デューティ比は、設定電流の値に基づいて相間の目標電圧を生成する前記三相Vienna整流器の入力電流の調整に基づいて決定される方法であって、
前記設定電流の期間において、調整による所期の相間の目標電圧生成のため、互いに重複しないスイッチの閉鎖組み合わせを決定するステップと、
前記2つの出力コンデンサで実質的に一定且つ等しい電流が得られるように、所期の相間の目標電圧を生成するため、決定されたスイッチ閉鎖組み合わせから、各制御スイッチについてデューティ比を計算するステップと、を含む方法。 - 相間の目標電圧を実現可能な任意の電圧値の範囲を定める2つの電圧状態の一方または他方に応じた前記三相電力供給網の相間電圧をカットできるように、前記設定電流の期間の所与の各時点において前記スイッチ閉鎖組み合わせを選択して決定する、請求項1に記載の方法。
- 各スイッチ閉鎖組み合わせについて、当該閉鎖組み合わせで該当するスイッチングアームの前記制御スイッチが閉状態となる閉鎖時間を決定し、
前記デューティ比を、前記決定された閉鎖時間に基づいて各制御スイッチに対して計算することを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。 - 前記閉鎖時間を、
所与の時点での所期の相間目標電圧と、前記各出力コンデンサでの測定電流に基づいて決定することを特徴とする、請求項3に記載の方法。 - 前記設定電流の期間を当該設定電流の期間全体の6分の1である期間区分に分割し、
請求項1から4のいずれか一項に記載の方法の各ステップを、各期間区分に適用することを特徴とする、方法。 - 電気またはハイブリッド車両に搭載されたバッテリー(20)の充電装置(10)の力率改善回路(11)の制御装置であって、
前記充電装置は、前記バッテリーを充電するために三相電力供給網(4)に接続可能で、前記力率改善回路(11)と、DC−DC変換器(12)とを備える絶縁AC−DC変換器を備え、
前記力率改善回路(11)は、3つのスイッチングアーム(S1、S2、S3)を備える三相Vienna整流器(110)であり、
前記スイッチングアーム(S1、S2、S3)はそれぞれ、直列誘導コイル(L1、L2、L3)を介して、前記三相電力供給網(4)の対応する相(A、B、C)に接続可能で、
前記スイッチングアーム(S1、S2、S3)は、第1出力コンデンサ(C1)と第2出力コンデンサ(C2)が接続する中点(M)にそれぞれ接続され、
前記第1出力コンデンサ(C1)は、前記三相ダイオードブリッジの第1出力電圧(VDC_high)に対応可能であり、
第2出力コンデンサ(C2)は、前記三相ダイオードブリッジの第2出力電圧(VDC_low)に対応可能であり、
各アームはパルス幅変調により制御信号を使用して制御され、当該制御信号の切替デューティ比は、設定電流の値に基づいて相間の目標電圧を生成する前記三相Vienna整流器の入力電流の調整に基づいて決定される制御装置であって、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法の各ステップを実施するように構成された処理手段を備える、制御装置。 - 高電圧バッテリーと、三相電力供給網から前記バッテリーを充電可能な車載充電装置と、を備える電気またはハイブリッド車両であって、
前記車載充電装置は、力率改善回路(11)及びDC−DC変換器(12)を備える絶縁AC−DC変換器を有し、
前記力率改善回路(11)は三相Vienna整流器であり、
請求項6に記載の制御装置を備える、車両。
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