CN116345901A - 电压转换器、电动车和用于电压转换器的实时检测方法 - Google Patents

电压转换器、电动车和用于电压转换器的实时检测方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种用于电动车的电压转换器，该电压转换器连接在外部低压源和外部高压源之间，包括有电源转换装置，该电源转换装置包括至少两个相并联的电源转换组件；连接于所述电源转换装置的安全功率开关装置，该安全功率开关装置包括至少两个安全功率开关组件，用于在其关断或导通的选择过程中对所述电压转换器提供保护机制；以及连接于所述各安全功率开关组件的安全检测控制器，用于对所述各安全功率开关组件进行实时地检测。本申请还公开了一种电动车以及一种用于电动车的电压转换器的实时监测方法。

Description

电压转换器、电动车和用于电压转换器的实时检测方法
技术领域
本申请之各实施例大体地涉及一种电压转换器、电动车以及用于电动车的电压转换器的实时检测方法。
背景技术
随着驱动控制技术的发展，其在电机控制、电动车控制、变频控制等领域起到日益重要的作用。在电动车领域中，其中，电动车包括例如纯电动车(BEV，Battery ElectricVehicle)、混合动力车(HEV，Hybrid Electric Vehicle)、插电式混合动力车(PHEV，Plug-in Hybrid Electric Vehicle)、增程式电动车(Range extended EV)、燃料电池车(FCEV，Fuel Cell Electric Vehicle)等，已有技术将直流/直流(Direct Current to DirectCurrent，“DC/DC”)转换器应用于双电源网络汽车架构，以便在车辆的第一网络和第二网络之间执行电压转换。通常，第一电网是提供低于30伏(V)的低压网络，例如24V、14V、12V，而第二网络是提供高于30V的高压网络，例如48V、60V。执行电压转换具体地包括将DC/DC转换器的高压侧连接至车辆中的iBSG(“integrated Belt Starter Generator”，即，集成皮带起动发电机)，且通过继电器连接至例如48V、60V电池。高压侧的电容器需借助DC/DC转换器的预充电机制充电至例如48V、60V电池电压，然后电动车将闭合继电器以将例如48V、60V电池连接至高压侧，之后电池给iBSG供电，iBSG工作于起动机模式，继而iBSG在内燃发动机的带动下工作于发电机模式，电动车便命令DC/DC转换器运行于降压模式下以实现电源交换。
现亟需至少以高效率、低成本以及简单的结构与方法提供对用于电动车的电压转换器的安全开关的关断路径的有效测试的改善。
发明内容
根据本发明所公开的一个或多个具体实施方式，本发明在一个示例性方面中，提供了一种用于电动车的电压转换器，该电压转换器连接在外部低压源和外部高压源之间，包括电源转换装置，该电源转换装置包括至少两个相并联的电源转换组件；该电压转换器还包括安全功率开关装置，其连接于所述电源转换装置，包括至少两个安全功率开关组件，用于在其关断或导通的选择过程中对所述电压转换器提供保护机制；该电压转换器还包括安全检测控制器，连接于所述各安全功率开关组件，用于对所述各安全功率开关组件进行实时地检测。
在一些实施例中，各所述安全功率开关组件一一对应于各所述电源转换组件，且在各一一对应的安全功率开关组件和电源转换组件之间形成串联。
在一些实施例中，各所述安全功率开关组件包括两个反向串联的功率开关以分别在升压模式和降压模式下工作，从而分别用于对处于升压模式和降压模式下的所述电源转换装置提供保护机制。
在一些实施例中，所述安全检测控制器包括接收器，用于实时地接收所述电源转换组件和与之串联的安全功率开关组件之间的第一检测电压和所述安全功率开关组件的两个反向串联的功率开关之间的第二检测电压。
在一些实施例中，所述安全检测控制器还包括比较器，用于设定预充电模式之不同阶段的预定电压值，且实时地比较所接收的第一检测电压和第二检测电压是否达到相应的预定电压值。
在一些实施例中，所述安全检测控制器还包括输出器，用于在实时地所接收的第一检测电压或第二检测电压与相应的预定电压值不符的时候，输出报错信号以指示相应的安全功率开关处于非正常工作状态。
在一些实施例中，所述预定电压值包括设定于第一预充电阶段的第一预定电压值：在第一预充电阶段期间，所述第一检测电压的值和第二检测电压的值应均为零；以及在第一预充电阶段结束后，所述第一检测电压的值应等于或接近于所述第一预充电压值而所述第二检测电压的值应为零。
在一些实施例中，所述预定电压值还包括设定于第二预充电阶段的第二预定电压值：在第二预充电阶段开始时，所述第二检测电压的值应由零达到所述第二预定电压值；在第二预充电阶段期间，所述第一检测电压的值应为保持上升的变化值；以及在第二预充电阶段结束后，第二检测电压的值应归为零。
本发明在另一个示例性方面中，提供了一种具有上述电压转换器的电动车。
本发明在另一个示例性方面中，用于电动车的电压转换器的实时检测方法，该方法包括：在电压转换器的预充电模式之各个阶段，实时地检测电源转换装置和与之连接的安全功率开关装置之间的第一检测电压值，和该安全功率开关装置之两个相反向串联的功率开关之间的第二检测电压值；设定预充电模式之不同阶段的预定电压值且比较所实时检测的第一、第二检测电压值是否符合相应的预定电压值；以及基于所比较的结果，判断安全功率开关装置是否处于正常工作状态。
在一些实施例中，该方法还包括：在第一预充电阶段期间，如果第一、第二检测电压值均为零，那么安全功率开关装置为断开，即处于正常工作状态；以及在第一预充电阶段结束后，如果第一检测电压值等于或接近于所述第一预充电阶段的预充电压值而第二检测电压值为零，那么安全功率开关装置为断开，即处于正常工作状态。
在一些实施例中，该方法还包括：在第二预充电阶段期间，如果第一检测电压值为保持上升的变化值而第二检测电压值等于或接近于所述第二预充电阶段的预充电压值，那么安全功率开关装置为导通，即处于正常工作状态；以及在第二预充电阶段结束后，如果第二检测电压值归为零，那么安全功率开关装置为断开，即处于正常工作状态。
在一些实施例中，该方法还包括：基于所比较的结果输出检测信号，如果实时检测的第一检测电压值或第二检测电压值与相应的预定电压值不符，那么将输出报错信号以指示相应的安全功率开关组件处于非正常工作状态。
参考以下描述，本申请的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入于本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本申请的实施例，且连同所述描述一起用于解释本申请的原理。
附图说明
本说明书中针对所属领域的技术人员来阐述本申请的完整和启发性公开内容，包括其最佳实施方式，本说明书参考了附图，在附图中：
图1是根据本申请的一个示例性实施例的电压转换器的电路原理示意图；
图2是根据本申请的一个示例性实施例的安全检测控制器的结构示意图；
图3是根据本申请的另一个示例性实施例的电压转换器的电路原理示意图；以及
图4是根据本申请的示例性实施例的安全检测方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。在以下对这些具体实施方式的详细描述中，本说明书对一些公知的功能或构造不做详细描述以避免不必要的细节而影响到本发明的披露。每个实施例是为了解释本申请而提供，而非限制本申请。实际上，所属领域的技术人员将清楚，在不脱离本申请的范围或精神的情况下可在本申请中进行各种修改和变化。举例来说，说明或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一实施例一起使用以产生再一实施例。因此，希望本申请涵盖此类修改和变化，所述修改和变化处于所附权利要求书及其等效的范围内。
如本说明书中所使用，术语“第一”、“第二”以及类似的词语可互换使用以区分一元件与另一元件而并非意图表示各个元件的位置或重要性。如说明书中所使用，除非上下文另外明确指出，否则术语“一”，“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件。术语“包括”，“包括”和“具有”旨在是包括性的，并且意味着除列出的要素外可能还有其他要素。术语“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
此外，如本说明书中所使用，术语“实时”指的是相关联事件发生的时间、预定数据测量和收集的时间、处理数据的时间和系统相应于事件和环境的时间中的至少一个。在本说明书中所描述的实施例中，这些时间基本上在瞬间发生。
现在参考附图，其中在所有附图中相同的数字表示相同的元件，图1示出了本申请的示例性实施例的DC/DC转换器的电路原理图，图2示出了示例性实施例的安全检测控制器的结构示意图。在图1所示出的实施例中，DC/DC转换器1可以在配备有双电压供电网络的电动车辆中实施。第一车载网络可以包括例如12V的低压源2，并且第二车载网络可以包括例如48V的高压源3，低压源2、高压源3以相同的电气接地为参考，DC/DC转换器1即连接在低压源2、高压源3之间。在示出的实施例中，DC/DC转换器1可以工作在第一预充电阶段和第二预充电阶段中，从而实现预定电压值的预充电。其中，当DC/DC转换器1工作在第一预充电阶段时，高压侧电压值将由0伏充电至第一预定电压值，例如12伏电池电压；当DC/DC转换器1工作在第二预充电阶段时，高压侧电压值将由第一预定电压值充电至第二预定电压值，例如由12伏充电至48伏电池电压。
请继续参考图1，在本实施例中，DC/DC转换器1包括电源转换装置130，该电源转换装置130包括多个相并联的电源转换装置30。DC/DC转换器1还包括安全功率开关装置110，该安全功率开关装置110包括多个安全功率开关组件10，用于在其关断或导通的选择过程中对DC/DC转换器1提供保护机制。各所述安全功率开关组件10一一对应于各所述电源转换组件30，并且，在各一一对应的安全功率开关组件10和电源转换组件30之间形成串联。各所述安全功率开关组件10包括两个反向串联的功率开关11，12以分别在升压模式和降压模式下工作，从而分别用于对处于升压模式和降压模式下的所述电源转换装置130提供保护机制。
在一些实施例中，功率开关11，12包括但不限于MOSFET、绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、集成门极换向晶闸管(Integrated GateCommutated Thyristor，IGCT)、电子注入增强栅晶体管(Injection Enhanced GateTransistors，IEGT)、碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)或者其他可以在导通和关断状态下切换的可控电开关。如所示的实施例，功率开关11，12可以是MOSFET晶体管。
请继续参考图1，在本实施例中，DC/DC转换器1还包括安全检测控制器120，该安全检测控制器120连接于各安全功率开关组件10，用于对所述各安全功率开关组件(10)进行实时地检测，特别是在当前的点火周期内对安全功率开关的关断路径进行测试，以检测安全功率开关是否存在故障，从而确保其在每个点火周期内都能正常工作。
请同时结合图2，安全检测控制器120可以包括接收器121，比较器122和输出器123。其中，接收器121用于实时地接收各个电源转换组件30和与之串联的安全功率开关组件10之间的第一检测电压P1，P2......Pn和各个安全功率开关组件10的两个反向串联的功率开关11，12之间的第二检测电压P12，P22......Pn2，比较器122用于设定预充电模式之不同阶段的预定电压值，且实时地比较所接收的第一检测电压P1，P2......Pn和第二检测电压P12，P22......Pn2是否达到相应的预定电压值；以及输出器123用于在实时地所接收的第一检测电压或第二检测电压与相应的预定电压值不符的时候，输出报错信号以指示相应的安全功率开关11，12处于非正常工作状态。
具体而言，如果安全功率开关11，12处于正常工作状态下，那么在第一预充电阶段期间，第一检测电压P1，P2......Pn的值和第二检测电压P12，P22......Pn2的值应均为零；以及在第一预充电阶段结束后，第一检测电压P1，P2......Pn的值应等于或接近于第一预充电压值而第二检测电压P12，P22......Pn2的值应为零。
在第二预充电阶段开始时，第二检测电压P12，P22......Pn2的值应由零达到第二预定电压值；在第二预充电阶段期间，第一检测电压P1，P2......Pn的值应为保持上升的变化值；以及在第二预充电阶段结束后，第二检测电压P12，P22......Pn2的值应归为零。
请参考图3，图3示出了根据本申请的另一个示例性实施例的电压转换器的电路原理示意图。如图3所示，所示出的DC/DC转化器1‘与图1所示出的DC/DC转换器1的差别在于图3示出的DC/DC转化器1‘的电源转换装置130‘仅包括一个图1示出的DC/DC转换器1中的电源转换组件，并且，DC/DC转化器1‘的安全功率开关装置110’仅包括一个图1示出的DC/DC转换器1中的安全功率开关组件，即仅有两个相反向串联的功率开关11，12，安全检测控制器120即连接于这两个功率开关11，12，用于对这两个功率开关11，12进行实时地检测。具体地，在电源转换装置130’和与之连接的安全功率开关之间设定第一检测电压P1，而在两个相反向串联的功率开关11，12之间设定第二检测电压P12。在第一预充电阶段期间，第一、第二检测电压P1，P12的值应均为零；在第一预充电阶段结束后，第一检测电压P1的值应等于或接近于预定的第一预充电压值而第二检测电压P12的值应为零。在第二预充电阶段开始时，第二检测电压的值应由零达到预定的第二预定电压值;在第二预充电阶段期间，第一检测电压的值P1为保持上升的变化值;以及在第二预充电阶段结束后，第二检测电压P12的值应归为零。
如图4所示，示例性的安全检测方法400应用于图1和图3所示的电压转换器。示例性的安全检测方法400包括以下步骤：
步骤401：在电压转换器的预充电模式之各个阶段，实时地检测电源转换装置和与之连接的安全功率开关装置之间的第一检测电压值，和该安全功率开关装置之两个相反向串联的功率开关之间的第二检测电压值。
步骤402：设定预充电模式之不同阶段的预定电压值且比较所实时检测的第一、第二检测电压值是否符合相应的预定电压值。
步骤403：基于所比较的结果，判断安全功率开关装置是否处于正常工作状态。
具体而言，在第一预充电阶段期间，如果第一、第二检测电压值均为零，那么安全功率开关装置为关断状态，即处于正常工作状态；以及在第一预充电阶段结束后，如果第-检测电压值等于或接近于所述第一预充电阶段的预充电压值而第二检测电压值为零，那么安全功率开关装置为关断状态，即处于正常工作状态。
在第二预充电阶段期间，如果第一检测电压值为保持上升的变化值而第二检测电压值等于或接近于所述第二预充电阶段的预充电压值，那么安全功率开关装置为导通状态，即处于正常工作状态；以及在第二预充电阶段结束后，如果第二检测电压值归为零，那么安全功率开关装置为关断状态，即处于正常工作状态。
基于所比较的结果输出检测信号，如果实时检测的第一检测电压值或第二检测电压值与相应的预定电压值不符，那么将输出报错信号以指示相应的安全功率开关组件处于非正常工作状态。
可以理解的是，在一些实施方式中，可以通过控制器来持续地监控和读取第一、第二检测电压值。所述控制器可以是任何类型的可编程设备，诸如控制器、控制器单元(MCU)、数字信号处理器(DSP)等。
通过本申请提供的电压转换器及其实时检测方法，可以利用DC/DC转换器的本身既有的控制器来实现对安全开关的测试，在上电时即可检测安全开关是否存在故障，而无需添加额外的测试软件和步骤，也无需额外的费用，并且可以确保安全开关在每个点火周期内都能正常地工作，增加了安全开关诊断之覆盖率。
本说明书使用实施例来公开本申请，包括最佳实施例，并且还使所属领域的技术人员能够实践本申请，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何所并入的方法。本申请的可获专利的范围由权利要求书限定，且可包括所属领域的技术人员所想到的其它实施例。如果此类其它实施例包括并非不同于权利要求书的字面语言的结构要素，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等效结构要素，那么它们既定在权利要求范围内。

Claims (13)

1.一种用于电动车的电压转换器，连接在外部低压源和外部高压源之间，包括：
电源转换装置，包括至少两个相并联的电源转换组件；
安全功率开关装置，连接于所述电源转换装置，包括至少两个安全功率开关组件，用于在其关断或导通的选择过程中对所述电压转换器提供保护机制；以及
安全检测控制器，连接于所述各安全功率开关组件，用于对所述各安全功率开关组件进行实时地检测。
2.根据权利要求1所述的电压转换器，其特征在于：
各所述安全功率开关组件一一对应于各所述电源转换组件，且在各一一对应的安全功率开关组件和电源转换组件之间形成串联，
各所述安全功率开关组件包括两个反向串联的功率开关以分别在升压模式和降压模式下工作，从而分别用于对处于升压模式和降压模式下的所述电源转换装置提供保护机制，
所述安全检测控制器包括：
接收器，用于实时地接收所述电源转换组件和与之串联的安全功率开关组件之间的第一检测电压和所述安全功率开关组件的两个反向串联的功率开关之间的第二检测电压；
比较器，用于设定预充电模式之不同阶段的预定电压值，且实时地比较所接收的第一检测电压和第二检测电压是否达到相应的预定电压值；以及
输出器，用于在实时地所接收的第一检测电压或第二检测电压与相应的预定电压值不符的时候，输出报错信号以指示相应的安全功率开关处于非正常工作状态。
3.根据权利要求2所述的电压转换器，其特征在于：
所述预定电压值包括设定于第一预充电阶段的第一预定电压值：
在第一预充电阶段期间，所述第一检测电压的值和第二检测电压的值应均为零；以及
在第一预充电阶段结束后，所述第一检测电压的值应等于或接近于所述第一预充电压值而所述第二检测电压的值应为零。
4.根据权利要求3所述的电压转换器，其特征在于：
所述预定电压值还包括设定于第二预充电阶段的第二预定电压值：
在第二预充电阶段开始时，所述第二检测电压的值应由零达到所述第二预定电压值；
在第二预充电阶段期间，所述第一检测电压的值应为保持上升的变化值；以及
在第二预充电阶段结束后，第二检测电压的值应归为零。
5.一种用于电动车的电压转换器，连接在外部低压源和外部高压源之间，包括：
电源转换装置；
安全功率开关装置，连接于所述电源转换装置，包括：两个相反向串联的功率开关来分别在其关断或导通的选择过程中对所述电压转换器提供保护机制；以及
安全检测控制器，连接于所述各功率开关，用于对所述各功率开关进行实时地检测。
6.根据权利要求5所述的电压转换器，其特征在于：
所述安全检测控制器包括：
接收器，用于实时地接收所述电源转换装置和与之连接的安全功率开关装置之间的第一检测电压以及该安全功率开关装置的两个相反向串联的功率开关之间的第二检测电压；
比较器，用于设定预充电模式之不同阶段的预定电压值，且实时地比较所接收的第一检测电压和第二检测电压是否达到相应的预定电压值；以及
输出器，用于根据所比较的结果输出检测信号，如果实时地所接收的第一检测电压或第二检测电压与相应的预定电压值不符，那么将输出报错信号以指示相应的安全功率开关处于非正常工作状态。
7.根据权利要求5所述的电压转换器，其特征在于：
所述预定电压值包括设定于第一预充电阶段的第一预定电压值：
在第一预充电阶段期间，所述第一、第二检测电压的值应均为零；
在第一预充电阶段结束后，所述第一检测电压的值应等于或接近于所述第一预充电压值而所述第二检测电压的值应为零。
8.根据权利要求7所述的电压转换器，其特征在于：
所述预定电压值还包括设定于第二预充电阶段的第二预定电压值：
在第二预充电阶段开始时，所述第二检测电压的值应由零达到所述第二预定电压值；
在第二预充电阶段期间，所述第一检测电压的值为保持上升的变化值；以及
在第二预充电阶段结束后，所述第二检测电压的值应归为零。
9.一种电动车，包括权利要求1至8任一项所述的电压转换器。
10.一种用于电动车的电压转换器的实时检测方法，包括：
在电压转换器的预充电模式之各个阶段，实时地检测电源转换装置和与之连接的安全功率开关装置之间的第一检测电压值，和该安全功率开关装置之两个相反向串联的功率开关之间的第二检测电压值；
设定预充电模式之不同阶段的预定电压值且比较所实时检测的第一、第二检测电压值是否符合相应的预定电压值；以及
基于所比较的结果，判断安全功率开关装置是否处于正常工作状态。
11.根据权利要求10的实时检测方法，其特征在于，还包括：
在第一预充电阶段期间，如果第一、第二检测电压值均为零，那么安全功率开关装置为断开，即处于正常工作状态；以及
在第一预充电阶段结束后，如果第一检测电压值等于或接近于所述第一预充电阶段的预充电压值而第二检测电压值为零，那么安全功率开关装置为断开，即处于正常工作状态。
12.根据权利要求11的实时检测方法，其特征在于，还包括：
在第二预充电阶段期间，如果第一检测电压值为保持上升的变化值而第二检测电压值等于或接近于所述第二预充电阶段的预充电压值，那么安全功率开关装置为导通，即处于正常工作状态；以及
在第二预充电阶段结束后，如果第二检测电压值归为零，那么安全功率开关装置为断开，即处于正常工作状态。
13.根据权利要求10的实时检测方法，其特征在于，还包括：
基于所比较的结果输出检测信号，如果实时检测的第一检测电压值或第二检测电压值与相应的预定电压值不符，那么将输出报错信号以指示相应的安全功率开关组件处于非正常工作状态。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6281553B2 (ja) * 2015-10-14 2018-02-21 株式会社オートネットワーク技術研究所 Ｄｃｄｃコンバータ
KR101734215B1 (ko) * 2015-10-30 2017-05-11 엘에스오토모티브 주식회사 안정성이 향상된 양방향 비절연 dc-dc 컨버터
CN205829235U (zh) * 2016-07-18 2016-12-21 深圳市思通新能科技开发有限公司 非隔离双向dc‑dc变换器预充电电路
JP6665821B2 (ja) * 2017-03-30 2020-03-13 オムロン株式会社 双方向ｄｃ−ｄｃコンバータ
DE102018206269A1 (de) * 2017-12-14 2019-06-19 Continental Automotive Gmbh Gleichspannungswandler, Bordnetz mit einem Gleichspannungswandler
FR3090226B1 (fr) * 2018-12-17 2021-03-19 Valeo Systemes De Controle Moteur Convertisseur de tension DC/DC comprenant un dispositif de sécurité
CN113471936A (zh) * 2020-03-31 2021-10-01 法雷奥动力总成(上海)有限公司 用于电动车的直流/直流转换器的欠压保护电路和欠压保护方法

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