JP2014516507A5

JP2014516507A5 -

Info

Publication number: JP2014516507A5
Application number: JP2014505495A
Authority: JP
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2015-03-12

Description

この発明で提供された電気自動車のＰＷＭ整流器およびインバータトランスパルス充電システムは、整流器と充電部を含み、整流器が次々にＡＣグリッドや充電部に接続されている電気自動車のＰＷＭ整流器およびインバータトランスパルス充電システムにおいて、
上述の充電システムがＤＣ充電管理部を含み、充電部は、ＤＣ入力とＤＣ出力から組成されていて、上述の整流器、ＤＣ入力、ＤＣ出力とＤＣ充電管理部が相互に独立した部分で、ネットワークバスを介して連結され、整流器が電源から入力されたＡＣ電源を整流して濾過した後、安定的なＤＣ出力電圧が形成され、ＤＣ出力部のＤＣコンバータへ提供し、ＤＣコンバータは、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータが採用され、電気自動車のバッテリーに様々な方式で充電でき、充電の方式は、定電流充電、定電圧充電、３段階充電、パルス断続充電、正と負パルス充電を含み、整流器は、空気スイッチ、プリチャージ抵抗、ＡＣコンタクト、入力側のインダクタ、三相フルブリッジコンバータ、ＰＷＭ整流器、ＤＣバスコンデンサ、疑似負荷、電力管駆動とデジタルロジック保護回路、制御部分を含み、上述の電力管駆動チップ、駆動部分と絶縁型電源は、制御部のチップから出たＰＷＭパルス信号が駆動能力のあるＩＧＢＴやＩＰＭパルスに変換し、パワー・デバイスが過電流フォールトを発生する時、デジタルロジック保護回路に故障信号をフィードバックし、ＰＷＭ整流器のＡＣ側がフィルタ・インダクタを使用し、ＡＣ側力率の制御を実現し、ＰＷＭ整流器の四象限動作、ＡＣ側の高調波電流を濾過し、ＤＣ入力部は、ＤＣ電流を計測し、ＤＣ電源の提供量を制御し、ＤＣ電源の入力と出力の安全保護を行い、ＤＣ出力部は、車載エネルギー管理システムと通信し、出力電力変換を行い、バッテリーの充電に必要な電圧と電流の出力を調整し、ＤＣ充電管理部がＨＣＩ（ヒューマンコンピュータインタラクション）実現し、画面表示、身分識別、費用の受取、領収書の印刷、データ管理、電流断続の制御、リモート監視をし、制御部分は、制御装置とＰＷＭ整流器の制御基板から組成され、ＰＷＭ整流器の制御基板は、内側の電流制御ループと外側の電圧制御ループによって構成されたダブル・閉ループ制御システムであり、ダブル・閉ループ制御システムは、デジタル調整器を用いて直接的な電流制御で整流器に入力した電流が閉ループ制御を行い、直接に電流を使用して瞬間的な電流波形が高精度制御を行う。

さらに技術的なソリューションは以下のとおりである。
ダブル・閉ループ制御システムは、ＤＳＰをメイン制御チップとして、電圧空間ベクトル変調アルゴリズムで入力した電流と出力した電圧をコントロールして、変圧器のＡＣグリッド側の電流を正弦化し、力率と一定のＤＣ出力電圧機能を実現し、制御装置は、ＨＣＩを実現させて、マスター・スレーブ型のＲＳ−４８５バスでＰＷＭ整流器の制御基板と通信し、ＰＷＭ整流器制御基板にコマンドを送り、ＰＷＭ整流器の運行を制御し、運行の状態とパラメータを得る。

Claims

整流器と充電部を含み、整流器が次々にＡＣグリッドや充電部に接続されている電気自動車のＰＷＭ整流器およびインバータトランスパルス充電システムにおいて、
上述の充電システムがＤＣ充電管理部を含み、充電部は、ＤＣ入力とＤＣ出力から組成されていて、上述の整流器、ＤＣ入力、ＤＣ出力とＤＣ充電管理部が相互に独立した部分で、ネットワークバスを介して連結され、
整流器が電源から入力されたＡＣ電源を整流して濾過した後、安定的なＤＣ出力電圧が形成され、ＤＣ出力部のＤＣコンバータへ提供し、ＤＣコンバータは、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータが採用され、電気自動車のバッテリーに様々な方式で充電でき、充電の方式は、定電流充電、定電圧充電、３段階充電、パルス断続充電、正と負パルス充電を含み、
整流器は、空気スイッチ、プリチャージ抵抗、ＡＣコンタクト、入力側のインダクタ、三相フルブリッジコンバータ、ＰＷＭ整流器、ＤＣバスコンデンサ、疑似負荷、電力管駆動とデジタルロジック保護回路、制御部分を含み、上述の電力管駆動チップ、駆動部分と絶縁型電源は、制御部のチップから出たＰＷＭパルス信号が駆動能力のあるＩＧＢＴやＩＰＭパルスに変換し、パワー・デバイスが過電流フォールトを発生する時、デジタルロジック保護回路に故障信号をフィードバックし、ＰＷＭ整流器のＡＣ側がフィルタ・インダクタを使用し、ＡＣ側力率の制御を実現し、ＰＷＭ整流器の四象限動作、ＡＣ側の高調波電流を濾過し、
ＤＣ入力部は、ＤＣ電流を計測し、ＤＣ電源の提供量を制御し、ＤＣ電源の入力と出力の安全保護を行い、
ＤＣ出力部は、車載エネルギー管理システムと通信し、出力電力変換を行い、バッテリーの充電に必要な電圧と電流の出力を調整し、
ＤＣ充電管理部がＨＣＩ（ヒューマンコンピュータインタラクション）実現し、画面表示、身分識別、費用の受取、領収書の印刷、データ管理、電流断続の制御、リモート監視をし、
制御部分は、制御装置とＰＷＭ整流器の制御基板から組成され、ＰＷＭ整流器の制御基板は、内側の電流制御ループと外側の電圧制御ループによって構成されたダブル・閉ループ制御システムであり、ダブル・閉ループ制御システムは、デジタル調整器を用いて直接的な電流制御で整流器に入力した電流が閉ループ制御を行い、直接に電流を使用して瞬間的な電流波形が高精度制御を行うことを特徴とする電気自動車のＰＷＭ整流器およびインバータトランスパルス充電システム。
変圧器はエポキシ樹脂で鋳造した乾式変圧器が採用され、一次側と二次側が星型結線で作られ、変圧器の一次側がＡＣグリッドに接続され、二次側が整流器の入力端に接続され、整流器はＰＷＭ整流器であり、変圧器のＡＣグリッド側の電流が正弦で、力率も調整できて、電力を双方向に伝送することを特徴とした請求項１に記載の電気自動車のＰＷＭ整流器およびインバータトランスパルス充電システム。
ダブル・閉ループ制御システムは、ＤＳＰをメイン制御チップとして、電圧空間ベクトル変調アルゴリズムで入力した電流と出力した電圧をコントロールして、変圧器のＡＣグリッド側の電流を正弦化し、力率と一定のＤＣ出力電圧機能を実現し、制御装置は、ＨＣＩを実現させて、マスター・スレーブ型のＲＳ−４８５バスでＰＷＭ整流器の制御基板と通信し、ＰＷＭ整流器制御基板にコマンドを送り、ＰＷＭ整流器の運行を制御し、運行の状態とパラメータを得ることを特徴とした請求項１に記載の電気自動車のＰＷＭ整流器およびインバータトランスパルス充電システム。
ＤＣ入力部は、電源制御部、充電エネルギー計測部、制御基板、制御電源基板から組成されていることを特徴とした請求項１に記載の電気自動車のＰＷＭ整流器およびインバータトランスパルス充電システム。
電源制御部はコンタクトと保護装置が採用され、ＤＣ充電管理部からの制御信号は、整流後の回路と後段回路が安全的に隔離して制御し、充電エネルギー計測部が高精度のセンサーで電圧と電流をサンプリングして、充電エネルギーを計測し、ＲＳ−４８５の通信インターフェースを通じて、電力データがＤＣ充電管理部に伝達し、制御基板は、１６ビットのＤＳＰをマスターチップのＳＣＭ（マイクロコントローラ）として、通信と駆動機能を完成させ、制御電源基板は複数の集積化電源部が採用され、２２０ＶのＡＣ電源電圧がいろいろな違うレベルのＤＣ電源電圧に転換し、制御基板とセンサーに安定な動作電源を提供することを特徴とした請求項４に記載の電気自動車のＰＷＭ整流器およびインバータトランスパルス充電システム。
ＤＣ出力部は、ＤＣコンバータ、制御基板、制御電源基板から組成されていることを特徴とした請求項１に記載の電気自動車のＰＷＭ整流器およびインバータトランスパルス充電システム。
ＤＣ出力部のＤＣコンバータは、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータを取り入れて、電気自動車バッテリーに様々な方式で充電することが実現でき、充電の方式は、定電流充電、定電圧充電、３段階充電、パルス断続充電、正と負パルス充電方式を含み、充電の方式は自由に選択することができ、制御基板が１６ビットのＳＣＭをマスターチップとして、通信と駆動の機能を完成させ、制御電源基板が複数の集積化電源部を取り入れて、２２０ＶのＡＣ電源電圧をいろいろな違うレベルのＤＣ電源電圧に転換し、制御基板に安定な動作電源を提供することを特徴とした請求項６に記載の電気自動車のＰＷＭ整流器およびインバータトランスパルス充電システム。
ＤＣ充電管理部は、エンベデッド制御装置、タッチスクリーン、ＲＦカードリーダー、ＣＡＮの通信カード、リモート監視拡張通信カード、ミニプリンタから組成され、ＤＣ充電管理部は充電システムの制御中心として、ＣＡＮ或いはＲＳ−４８５バスで各部とつながり、各部へ作動コマンドを送り、各種類のフィードバックを受け取り、各部の間にある作動タイミングとロジックを調整することを特徴とした請求項１に記載の電気自動車のＰＷＭ整流器およびインバータトランスパルス充電システム。
ＤＣ充電管理部は、ＲＦカードリーダーでユーザ情報を読取り、ＩＣカードの情報を表示し、ユーザに正しい充電プラグの接続方法を提示して、充電時間と充電の方式を選択して、充電開始を確認し、充電し続ける間に、エンベデッド・制御装置が定時的に電量のデータを受け取り、ユーザで設定した充電時間や充電電量に達したとき、ＤＣ入力部へ充電停止のコマンドを送り、ＤＣ入力部のコンタクトをコントロールし、電源を切り、ディスプレイにユーザへの充電停止の表示を提示し、ユーザがプラグを抜いた後、支払い操作、消費情報を調べる操作と領収書の印刷操作をすることを特徴とした請求項１に記載の電気自動車のＰＷＭ整流器およびインバータトランスパルス充電システム。