電力變換系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力變換系統(tǒng)。所述電力變換系統(tǒng)的電子控制單元被配置為當(dāng)?shù)谝浑姵睾偷诙姵氐碾妷罕徊⑿猩龎翰⑶夜查_關(guān)元件的溫度超過閾值溫度時(shí)執(zhí)行接通時(shí)間改變控制，使得滿足以下條件i)和ii)：i)第一PWM信號(hào)和第二PWM信號(hào)中的一個(gè)的后沿和第一PWM信號(hào)和第二PWM信號(hào)中的另一個(gè)的前沿彼此連接；以及ii)在單個(gè)PWM控制周期中第一PWM信號(hào)的接通時(shí)間和第二PWM信號(hào)的接通時(shí)間的總和落入從該單個(gè)PWM控制周期到容許期間的范圍內(nèi)。該電子控制單元被配置為在該接通時(shí)間改變控制中改變第一PWM信號(hào)和第二PWM信號(hào)中的至少一個(gè)的接通時(shí)間。
【專利說明】
電力變換系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種能夠使兩個(gè)直流電源的電壓彼此并行地升壓或降壓的電力變換 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在使用旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源的混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)由交流電力 驅(qū)動(dòng)，該交流電力由逆變器從電池的直流電力加以變換。此外，在電池和逆變器之間提供升 壓/降壓變換器。升壓/降壓變換器使電池電壓升壓或使由旋轉(zhuǎn)電機(jī)再生的電力降壓。
[0003] 電壓變換器例如在日本專利申請(qǐng)公開No.2014-193090(JP 2014-193090 A)中被 描述為具有升壓/降壓變換器的擴(kuò)展功能的電壓變換器。電壓變換器包括四個(gè)開關(guān)元件，并 且連接到兩個(gè)電池。電壓變換器能夠?qū)蓚€(gè)電池在串聯(lián)連接和并聯(lián)連接之間進(jìn)行切換。
[0004] 上述電壓變換器在并聯(lián)連接(并聯(lián)模式）的時(shí)候使兩個(gè)電池的電壓彼此并行地升 壓或降壓。經(jīng)由向升壓/降壓電路中的每個(gè)升壓/降壓電路指示占空比的PWM信號(hào)來控制升 壓/降壓操作。占空比是接通時(shí)間對(duì)單個(gè)PWM控制周期的比率。在JP 2014-193090 A中描述 的電壓變換器具有使得在兩個(gè)升壓/降壓電路之間共享開關(guān)元件的電路配置?；谒^的 疊加原則根據(jù)兩個(gè)PWM信號(hào)的邏輯相加來控制每個(gè)開關(guān)元件的接通/關(guān)斷操作。例如，當(dāng)基 于用于升壓/降壓電路中的一個(gè)的PWM信號(hào)PWMl和用于升壓/降壓電路中的另一個(gè)的PWM信 號(hào)PWM2來控制開關(guān)元件中的預(yù)定的一個(gè)開關(guān)元件時(shí)，通過PffMl和PWM2的復(fù)合信號(hào)來控制開 關(guān)元件中的該預(yù)定的一個(gè)開關(guān)元件的接通/關(guān)斷操作。
[0005] 每個(gè)開關(guān)元件的接通/關(guān)斷操作出現(xiàn)電力損失(在下文中也簡稱為損失）。具體地 說，損失的示例包括當(dāng)每個(gè)開關(guān)元件從關(guān)斷狀態(tài)（電流中斷)切換到接通狀態(tài)（電流傳導(dǎo)）的 時(shí)候出現(xiàn)的開關(guān)損失(接通損失)和當(dāng)每個(gè)開關(guān)元件從接通狀態(tài)切換到關(guān)斷狀態(tài)的時(shí)候出 現(xiàn)的開關(guān)損失(關(guān)斷損失），如圖17的上部的時(shí)序圖所示。損失的另一個(gè)示例包括由于當(dāng)每 個(gè)開關(guān)元件處于接通狀態(tài)的時(shí)候的接通電壓(集電極-發(fā)射極飽和電壓)和在此時(shí)間流動(dòng)的 電流而出現(xiàn)的穩(wěn)態(tài)損失。
[0006] 穩(wěn)態(tài)損失分為重疊損失和接通狀態(tài)損失。重疊損失在來自兩個(gè)升壓/降壓電路的 電流被重疊地提供到每個(gè)開關(guān)元件時(shí)引起。接通狀態(tài)損失在兩個(gè)升壓/降壓電路中的僅一 個(gè)升壓/降壓電路的電流被提供到每個(gè)開關(guān)元件時(shí)引起。由于電流的大小關(guān)系，重疊損失大 于接通狀態(tài)損失。
[0007] 每個(gè)開關(guān)元件由在開關(guān)元件中出現(xiàn)的損失加熱。為了防止每個(gè)開關(guān)元件的過熱， 在JP 2014-193090 A中使針對(duì)兩個(gè)升壓/降壓電路的PffM信號(hào)的相位彼此移位(相移控制）。
[0008] 在相移控制中，如圖17的下部的時(shí)序圖所示，使HVM信號(hào)PWMl、PWM2的相位中的一 個(gè)或兩個(gè)移位，以便使P麗信號(hào)P麗1的接通負(fù)載(OnDuty 1)的前沿與P麗信號(hào)PWM2的接通負(fù) 載(0nDuty2)的后沿一致(連接）。因此，相比于圖17的上部的時(shí)序圖所示的PffM信號(hào)，切換的 次數(shù)被減少，其結(jié)果是開關(guān)損失降低。此外，重疊損失的持續(xù)時(shí)間也縮短。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009] 順便說一句，期望損失的進(jìn)一步降低，以防止開關(guān)元件的過熱。本發(fā)明提供一種電 力變換系統(tǒng)，相比于現(xiàn)有的電力變換系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠減少被提供有來自兩個(gè)升壓電路的 電流的每個(gè)開關(guān)元件中的電力損失，特別是在并行升壓操作的時(shí)候。
[0010] 本發(fā)明涉及一種電力變換系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一電池、第二電池和電壓變換器。該 電壓變換器包括多個(gè)開關(guān)元件。該電壓變換器通過根據(jù)PWM信號(hào)接通或關(guān)斷該多個(gè)開關(guān)元 件而雙方向地使該第一電池和該第二電池中的每一個(gè)和輸出線之間的電壓升壓或降壓。在 其中該第一電池的電壓和該第二電池的電壓被彼此并行地升壓的并行升壓操作的時(shí)候，該 電壓變換器被配置為通過使用第一升壓電路來使該第一電池的電壓升壓并且將該升壓的 電壓輸出到該輸出線，并且被配置為通過使用第二升壓電路來使該第二電池的電壓升壓并 且將該升壓的電壓輸出到該輸出線。該電力變換系統(tǒng)進(jìn)一步包括電子控制單兀，該電子控 制單元被配置為通過生成用于對(duì)該第一升壓電路執(zhí)行升壓控制的第一 PWM信號(hào)和用于對(duì)該 第二升壓電路執(zhí)行升壓控制的第二PWM信號(hào)來控制該第一升壓電路和該第二升壓電路。該 多個(gè)開關(guān)元件包括在該并行升壓操作的時(shí)候被提供有來自該第一升壓電路和該第二升壓 電路兩者的電流的公共開關(guān)元件。該電子控制單元被配置為在該并行升壓操作的時(shí)候并且 當(dāng)該公共開關(guān)元件的溫度超過閾值溫度時(shí)執(zhí)行用于改變?cè)摰谝?PffM信號(hào)和該第二PWM信號(hào) 中的至少一個(gè)的接通時(shí)間的接通時(shí)間改變控制，使得該第一 PWM信號(hào)和該第二PWM信號(hào)中的 一個(gè)的后沿和該第一 PWM信號(hào)和該第二PWM信號(hào)中的另一個(gè)的前沿彼此連接并且在單個(gè)PWM 控制周期中該第一 PWM信號(hào)的接通時(shí)間和該第二PWM信號(hào)的接通時(shí)間的總和落入從該單個(gè) PffM控制周期到通過將該單個(gè)PffM控制周期加上預(yù)定的時(shí)間獲得的容許期間的范圍內(nèi)。
[0011] 在上面的發(fā)明中，該電子控制單元可以被配置為執(zhí)行該接通時(shí)間改變控制，使得 在該單個(gè)PWM控制周期中該第一 PWM信號(hào)的接通時(shí)間和該第二PWM信號(hào)的接通時(shí)間的總和與 該單個(gè)PffM控制周期一致。
[0012] 在上面的發(fā)明中，該電子控制單元可以被配置為當(dāng)在該接通時(shí)間改變控制的執(zhí)行 前在該單個(gè)PWM控制周期中該第一 PffM信號(hào)的接通時(shí)間和該第二PffM信號(hào)的接通時(shí)間的總和 超過該單個(gè)PWM控制周期時(shí)將該容許期間設(shè)定為使得該容許期間比該第一 PWM信號(hào)的接通 時(shí)間和該第二PWM信號(hào)的接通時(shí)間的總和短。
[0013] 在上面的發(fā)明中，該電子控制單元可以被配置為當(dāng)在該接通時(shí)間改變控制的執(zhí)行 前在該單個(gè)PWM控制周期中該第一 PffM信號(hào)的接通時(shí)間和該第二PffM信號(hào)的接通時(shí)間的總和 比該單個(gè)PWM控制周期短時(shí)并且當(dāng)在該接通時(shí)間改變控制的執(zhí)行后基于該第一 PWM信號(hào)和 該第二PffM信號(hào)在該公共開關(guān)元件中出現(xiàn)的電力損失比在該接通時(shí)間改變控制的執(zhí)行前基 于該第一 PWM信號(hào)和該第二PffM信號(hào)在該公共開關(guān)元件中出現(xiàn)的電力損失小時(shí)執(zhí)行該接通 時(shí)間改變控制。
[0014] 在上面的發(fā)明中，該電子控制單元可以被配置為當(dāng)在該接通時(shí)間改變控制的執(zhí)行 后基于該第一PWM信號(hào)和該第二PWM信號(hào)在該公共開關(guān)元件中出現(xiàn)的電力損失比在用于將 該第一 PWM信號(hào)和該第二PWM信號(hào)中的至少一個(gè)的后沿移位到該第一 PWM信號(hào)和該第二PWM 信號(hào)中的另一個(gè)的前沿而不延長或縮短在該接通時(shí)間改變控制的執(zhí)行前該第一 PWM信號(hào)的 接通時(shí)間或在該接通時(shí)間改變控制的執(zhí)行前該第二PWM信號(hào)的接通時(shí)間的相移控制的時(shí)候 在該公共開關(guān)元件中出現(xiàn)的電力損失小時(shí)執(zhí)行該接通時(shí)間改變控制。
[0015] 在上面的發(fā)明中，該電力變換系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括被配置為將從該第一升壓電路 和該第二升壓電路輸出的直流電力變換成交流電力的逆變器，并且該電子控制單元可以被 配置為響應(yīng)于在該接通時(shí)間改變控制的執(zhí)行前該第一升壓電路的輸出電壓和該第二升壓 電路的輸出電壓和在該接通時(shí)間改變控制的執(zhí)行后該第一升壓電路的輸出電壓和該第二 升壓電路的輸出電壓之間的改變而改變?cè)撃孀兤鞯膶?dǎo)通比。
[0016] 在上面的發(fā)明中，該電力變換系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括被配置為被提供有由該逆變器 變換的交流電力的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，并且該電子控制單元可以被配置為響應(yīng)于與在該接通時(shí)間改 變控制的執(zhí)行前該第一升壓電路的輸出電壓和該第二升壓電路的輸出電壓和在該接通時(shí) 間改變控制的執(zhí)行后該第一升壓電路的輸出電壓和該第二升壓電路的輸出電壓之間的改 變相稱的該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的效率的改變而改變?cè)撃孀兤鞯膶?dǎo)通比。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明，相比于現(xiàn)有的系統(tǒng)，能夠減少被提供有來自兩個(gè)升壓電路的電流的 開關(guān)元件中的電力損失。
【附圖說明】
[0018] 將在下面參照其中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件的附圖來描述本發(fā)明的示例性實(shí) 施例的特征、優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)和工業(yè)意義，并且在附圖中：
[0019]圖1是不出根據(jù)實(shí)施例的電力變換系統(tǒng)的圖；
[0020] 圖2是示出當(dāng)?shù)谝簧龎弘娐泛偷诙龎弘娐吩诔潆娺^程中時(shí)在并行升壓操作的時(shí) 候根據(jù)該實(shí)施例的電壓變換器的操作的圖；
[0021] 圖3是示出當(dāng)?shù)谝簧龎弘娐泛偷诙龎弘娐吩诜烹娺^程中時(shí)在并行升壓操作的時(shí) 候根據(jù)該實(shí)施例的電壓變換器的操作的圖；
[0022] 圖4是示出根據(jù)該實(shí)施例的接通時(shí)間改變控制的第一示例的圖；
[0023] 圖5是示出根據(jù)該實(shí)施例的接通時(shí)間改變控制的第二示例的圖；
[0024] 圖6是示出根據(jù)該實(shí)施例的接通時(shí)間改變控制的第三示例的圖；
[0025] 圖7是示出根據(jù)該實(shí)施例的接通時(shí)間改變控制的第四示例的圖；
[0026] 圖8是示出根據(jù)該實(shí)施例的接通時(shí)間改變控制的第五示例的圖；
[0027] 圖9是示出根據(jù)該實(shí)施例的接通時(shí)間改變控制的第六示例的圖；
[0028] 圖10是示出公共開關(guān)元件中的損失的計(jì)算的表的第一半；
[0029]圖11是示出公共開關(guān)元件中的損失的計(jì)算的表的第二半；
[0030] 圖12是示出根據(jù)該實(shí)施例的對(duì)電力變換系統(tǒng)中的公共開關(guān)元件的過熱保護(hù)控制 (接通時(shí)間改變控制和相移控制）的流程的圖。
[0031] 圖13是示出在并行升壓操作的時(shí)候升壓電壓命令值與HVM信號(hào)PWMl的占空比和 PffM信號(hào)PWM2的占空比中的每一個(gè)之間的關(guān)系的圖表；
[0032] 圖14是示出用于獲得既定用于電壓變換器的升壓電壓命令值VH*的VH*圖的圖；
[0033] 圖15是示出根據(jù)該實(shí)施例的電壓變換器的另一個(gè)示例的圖；
[0034] 圖16是示出根據(jù)該實(shí)施例的電壓變換器的又一個(gè)示例的圖；并且
[0035] 圖17是示出當(dāng)PffMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和超過單個(gè)PWM控制周期的 時(shí)候的相移控制的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1示出了車輛的電氣系統(tǒng)的配置 圖，包括根據(jù)本實(shí)施例的電力變換系統(tǒng)10。圖1中的交替的長和短點(diǎn)劃線表示信號(hào)線。在圖1 中，為便于理解起見，在圖中沒有示出不與電力變換相關(guān)聯(lián)的組件的一部分組件。
[0037] 電力變換系統(tǒng)10包括第一電池 Bl、第二電池 B2、電壓變換器11、逆變器18和控制器 22。電力變換系統(tǒng)10被安裝在如混合動(dòng)力車輛和電動(dòng)車輛的車輛上。用作驅(qū)動(dòng)源的旋轉(zhuǎn)電 機(jī)20被安裝在車輛上。控制器22可以是稱為電子控制單元(ECU)的計(jì)算機(jī)?？刂破?2包括例 如為運(yùn)算電路的CPU、例如存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元以及設(shè)備和傳感器接口，它們經(jīng)由內(nèi)部總線相 互連接。在下文中，控制器22被稱為E⑶22。
[0038] 如圖1所示，第一電池 Bl和第二電池 B2中的每一個(gè)被分別連接到電壓變換器11。電 壓變換器11使來自第一電池 Bl和第二電池 B2的直流電壓VBl、VB2升壓，并且將升壓后的直 流電壓VBl、VB2輸出到逆變器18。
[0039] 逆變器18是三相逆變器。逆變器18的輸出側(cè)連接到旋轉(zhuǎn)電機(jī)20。逆變器18將由電 壓變換器11升壓的直流電力變換成三相交流電力，并且將該三相交流電力輸出到旋轉(zhuǎn)電機(jī) 20。因此，旋轉(zhuǎn)電機(jī)20被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)20的驅(qū)動(dòng)力被傳輸以驅(qū)動(dòng)車輪(未示出）。
[0040] 在車輛的制動(dòng)期間，再生制動(dòng)由旋轉(zhuǎn)電機(jī)20進(jìn)行。此時(shí)獲得的再生電力由逆變器 18從交流電力變換成直流電力，該直流電力由電壓變換器11降壓，并且降壓后的直流電力 被提供到第一電池 B1和第二電池 B2。
[0041] E⑶22包括控制電壓變換器11的開關(guān)元件Sl至S4的接通/關(guān)斷狀態(tài)的CNV ECU 13。通過控制開關(guān)元件SI至S4的接通/關(guān)斷狀態(tài)，控制通過電壓變換器11的升壓/降壓（電壓 變換)操作和串并聯(lián)切換操作。
[0042] E⑶22進(jìn)一步包括控制逆變器18的開關(guān)元件（未示出）的接通/關(guān)斷狀態(tài)的INV E⑶15。通過控制逆變器18的開關(guān)元件的接通/關(guān)斷狀態(tài)，控制逆變器18的DC-AC變換或AC-DC變換。
[0043] 以這種方式，E⑶22通過經(jīng)由CNV E⑶13和INV E⑶15控制電壓變換器11和逆變 器18來控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)20的驅(qū)動(dòng)。
[0044] ECU 22能夠在并行升壓操作的時(shí)候?qū)μ囟ㄩ_關(guān)元件執(zhí)行過熱保護(hù)控制。并行升壓 操作表示用于使第一電池 Bl的電壓和第二電池 B2的電壓彼此并行地升壓的電壓變換。特定 開關(guān)元件表示在并行升壓操作的時(shí)候被提供有來自第一升壓電路和第二升壓電路兩者的 電流的開關(guān)元件。第一升壓電路使第一電池 Bl的電壓升壓。第二升壓電路使第二電池 B2的 電壓升壓。在本實(shí)施例中，這樣的開關(guān)元件被稱為公共開關(guān)元件。如后面將要描述，在圖1所 示的示例中，開關(guān)元件S3是公共開關(guān)元件。
[0045] 當(dāng)公共開關(guān)元件S3的溫度超過預(yù)定的閾值溫度時(shí)，CNV E⑶13改變第一Pmi信號(hào) PWMl和第二P麗信號(hào)PWM2中的至少一個(gè)的接通時(shí)間，作為過熱保護(hù)控制。第一P麗信號(hào)HVMl 被用于控制第一升壓電路的升壓操作。第二PWM信號(hào)PWM2被用于控制第二升壓電路的升壓 操作。具體地說，CNV ECU 13改變PffMl和PWM2中的至少一個(gè)的接通時(shí)間，使得PffMl和PWM2中 的一個(gè)的后沿與PWMl和PWM2中的另一個(gè)的前沿連接并且在單個(gè)PffM控制周期中PWMl的接通 時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和落入從該單個(gè)PWM控制周期到通過將該單個(gè)PWM控制周期加 上預(yù)定的時(shí)間獲得的容許期間的范圍內(nèi)。
[0046]通過執(zhí)行上述過熱保護(hù)控制，保持公共開關(guān)元件S3在該單個(gè)PWM控制周期內(nèi)處于 接通狀態(tài)。因此，避免了公共開關(guān)元件S3中的開關(guān)損失。此外，PWMl的接通時(shí)間和PWM2的接 通時(shí)間交替出現(xiàn)，PWMl的接通時(shí)間和P麗2的接通時(shí)間之間沒有任何重疊，或者如果PWMl的 接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間之間存在重疊，則PffMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間以重疊周 期比在接通時(shí)間改變控制前的重疊周期短的狀態(tài)出現(xiàn)。因此，避免或至少減少了公共開關(guān) 元件S3中的重疊損失。通過這樣的損失減少，能夠防止公共開關(guān)元件S3的過熱。
[0047] 第一電池 Bl和第二電池 B2中的每一個(gè)是由二次電池形成的直流電源，并且由例如 鋰離子蓄電池或鎳-金屬氫化物蓄電池形成。第一電池 Bl和第二電池 B2中的至少一個(gè)可以 是電存儲(chǔ)元件如雙電層電容器，代替二次電池。
[0048] 電壓變換器11包括開關(guān)元件Sl到S4。通過響應(yīng)于由CNV E⑶13生成的Pmi信號(hào)而 控制開關(guān)元件Sl至S4的接通/關(guān)斷狀態(tài)來雙方向地在第一電池 Bl和第二電池 B2中的每一個(gè) 與輸出線(高電壓線26)之間執(zhí)行升壓/降壓（電壓變換)操作。此外，電壓變換器11將第一電 池 Bl和第二電池 B2與高電壓線26的連接在串聯(lián)連接和并聯(lián)連接之間進(jìn)行切換。
[0049]電壓變換器11的開關(guān)元件Sl至S4中的每一個(gè)是例如晶體管元件如IGBT。開關(guān)元件 Sl至S4彼此串聯(lián)連接，使得從高電壓線26朝向基準(zhǔn)線28的方向是正向方向。高電壓線26是 電壓變換器11的輸出線。此外，二極管Ddl至Dd4分別與開關(guān)元件Sl至S4反并聯(lián)連接。
[0050]電壓變換器11包括第一電抗器Ll和第一電容器Cl。第一電抗器Ll與第一電池 Bl串 聯(lián)連接。第一電容器Cl與第一電池 Bl并聯(lián)連接。電壓變換器11包括第二電抗器L2和第二電 容器C2。第二電抗器L2與第二電池 B2串聯(lián)連接。第二電容器C2與第二電池 B2并聯(lián)連接。
[00511第一電池 Bl被連接在連接點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）40和基準(zhǔn)線28之間。從高電壓線26側(cè)在第二開 關(guān)元件S2和第三開關(guān)元件S3之間提供連接點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）40。此外，第二電池 B2被連接在連接點(diǎn) 42和連接點(diǎn)44之間。從高電壓線26側(cè)在第一開關(guān)元件Sl和第二開關(guān)元件S2之間提供連接點(diǎn) 42。從高電壓線26側(cè)在第三開關(guān)元件S3和第四開關(guān)元件S4之間提供連接點(diǎn)44。
[0052]逆變器18通過接通或關(guān)斷開關(guān)元件（未示出）將由電壓變換器11升壓的直流電力 變換成三相交流電力，并且將該三相交流電力提供到旋轉(zhuǎn)電機(jī)20。逆變器18也通過接通或 關(guān)斷開關(guān)元件(未示出）將由旋轉(zhuǎn)電機(jī)20再生的再生電力(三相交流電力)變換成直流電力， 并且經(jīng)由電壓變換器11將該直流電力提供到第一電池 B1和第二電池 B2。
[0053] 如后面將要描述，控制器22對(duì)車輛執(zhí)行各種操作控制，包括通過電壓變換器11的 電壓變換和電源連接的切換。
[0054] E⑶22的存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)用于開關(guān)元件Sl至S4的控制程序、VH*圖（后述）、相移程序 (后述）、接通時(shí)間改變程序(后述)等。
[0055] E⑶22經(jīng)由設(shè)備和傳感器接口從各種傳感器接收信號(hào)。具體地說，E⑶22從電池 電壓傳感器46A、46B和電池電流傳感器48A、48B接收檢測值作為與第一電池 Bl和第二電池 B2相關(guān)聯(lián)的信號(hào)。電池電壓傳感器46A、46B分別測量電池電壓值VBI、VB2。電池電流傳感器 48A、48B分別測量電池電流值ILl、IL2 J⑶22從輸出電壓傳感器50接收檢測值作為與電壓 變換器11的輸出電壓相關(guān)聯(lián)的信號(hào)。輸出電壓傳感器50與平滑電容器CH并聯(lián)連接，并且測 量高電壓線26和基準(zhǔn)線28之間的電勢差VH(輸出電壓）。
[0056] E⑶22從旋轉(zhuǎn)速度傳感器52和電流傳感器54A、54B接收旋轉(zhuǎn)電機(jī)20的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角 度和三相交流電流的檢測信號(hào)作為與旋轉(zhuǎn)電機(jī)20相關(guān)聯(lián)的信號(hào)。ECU 22從加速器踏板下壓 量傳感器和制動(dòng)踏板下壓量傳感器(未示出)接收踏板下壓量作為其他車輛信息。
[0057]此外，E⑶22從溫度傳感器17接收溫度信號(hào)。溫度傳感器17檢測作為公共開關(guān)元 件的開關(guān)元件S3的溫度。
[0058] ECU 22包括CNV ECU 13和INV ECU ISc3ECU 22、CNV ECU 13和INV ECU 15可以被 結(jié)合在單個(gè)計(jì)算機(jī)中。資源如CPU和存儲(chǔ)器的一部分被分配給CNV E⑶13和INV E⑶15,因 此CNV E⑶13和INV E⑶15各自能夠獨(dú)立于ECU 22而操作。E⑶22、CNV E⑶13和INV E⑶ 15可以分別由分開的計(jì)算機(jī)形成。
[0059] ECU 22向CNV ECU 13和INV ECU 15發(fā)送控制命令。例如，ECU22基于VH*圖（后述） 向CNV E⑶13發(fā)送升壓電壓命令值VH^E⑶22基于旋轉(zhuǎn)電機(jī)20的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度、轉(zhuǎn)矩命令 值等向INV E⑶15發(fā)送交流電力的命令頻率。CNV E⑶13和INV E⑶15彼此可以通信。如 后面將要描述，可以將作為對(duì)PWM信號(hào)的接通時(shí)間改變控制的結(jié)果而改變的升壓電壓命令 值VH* ' 從CNV ECU 13發(fā)送到INV ECU 15。
[0060] INV E⑶15通過執(zhí)行存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)單元中的用于開關(guān)元件(未示出）的控 制程序、電流補(bǔ)償控制(后述)和損失補(bǔ)償控制(后述)來控制逆變器18。
[0061] CNV E⑶13通過執(zhí)行存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)單元中的用于開關(guān)元件Sl至S4的控制 程序、過熱保護(hù)控制程序(后述)等來控制電壓變換器11。如后面將要描述，在并行升壓操作 的時(shí)候，CNV ECU 13生成PffM信號(hào)PWMl、PWM2用于升壓控制，并且將PffM信號(hào)PffMl、PWM2分別 輸出到第一升壓電路和第二升壓電路。
[0062] 電壓變換器11的詳細(xì)操作已經(jīng)從上述JP 2014-193090A等已知，因此將只簡單地 描述與對(duì)公共開關(guān)元件(后述)的過熱保護(hù)控制相關(guān)聯(lián)的并行升壓模式。
[0063] 升壓操作主要包括兩個(gè)過程，也就是說充電過程和放電過程。在充電過程中，電池 的電荷在電抗器中累積。在放電過程中，在電抗器中累積的電荷和電池的電荷被疊加并放 電至負(fù)載。
[0064] 在并行升壓模式中，上述升壓操作被彼此并行地執(zhí)行。也就是說，如圖2和圖3所 示，在電力變換系統(tǒng)10中提供第一升壓電路BCNVl和第二升壓電路BCNV2。在第一升壓電路 BCNVl中，第一電池 Bl的電壓由電壓變換器11升壓，并且升壓的電壓被輸出到高電壓線26 (輸出線）。在第二升壓電路BCNV2中，第二電池 B2的電壓由電壓變換器11升壓，并且升壓的 電壓被輸出到高電壓線26(輸出線）。此外，在這些電路中的每個(gè)電路中執(zhí)行充電和放電。 [0065]圖2示出了在并行升壓操作的時(shí)候的充電過程。在第一升壓電路BCNVl中，開關(guān)元 件S3、S4接通，其結(jié)果是從第一電池 Bl經(jīng)由電抗器LU開關(guān)元件S3和開關(guān)元件S4返回到第一 電池 Bl的循環(huán)路徑被建立，如由電流ILl所示。
[0066] 在第二升壓電路BCNV2中，開關(guān)元件S2、S3接通，其結(jié)果是從第二電池 B2經(jīng)由電抗 器L2、開關(guān)元件S2和開關(guān)元件S3返回到第二電池 B2的循環(huán)路徑被建立，如由電流IL2所示。 [0067]如圖中所示，開關(guān)元件S3是被提供有來自第一升壓電路BCNVl和第二升壓電路 BCNV2兩者的電流(IL1和IL2)的公共開關(guān)元件。
[0068]圖3示出了在第一升壓電路BCNVl和第二升壓電路BCNV2中的并行升壓操作的時(shí)候 的放電過程的操作。在第一升壓電路BCNVl中，開關(guān)元件S3、S4關(guān)斷，其結(jié)果是電流ILl流過 從第一電池 Bl經(jīng)由電抗器Ll、二極管Dd2、二極管Ddl和負(fù)載(旋轉(zhuǎn)電機(jī)20)返回到第一電池 BI的路徑。
[0069] 在第二升壓電路BCNV2中，開關(guān)元件S2、S3關(guān)斷，其結(jié)果是電流IL2流過從第二電池 B2經(jīng)由電抗器L2、二極管Ddl、負(fù)載(旋轉(zhuǎn)電機(jī)20)和二極管Dd4返回到第二電池 B2的路徑。
[0070] CNV ECU 13生成并輸出PWM信號(hào)，以使開關(guān)元件在并行升壓操作的時(shí)候執(zhí)行圖2和 圖3所示的操作。具體地說，CNV E⑶13生成HVM信號(hào)PffMl，用于使開關(guān)元件S3、S4執(zhí)行第一 升壓電路BCNVl的充電（S3接通，S4接通)和放電（S3關(guān)斷，S4關(guān)斷）。CNV ECU 13生成PffM信號(hào) PWM2,用于使開關(guān)元件S2、S3執(zhí)行第二升壓電路BCNV2的充電（S2接通，S3接通)和放電（S2關(guān) 斷，S3關(guān)斷）。
[0071] PffM信號(hào)可以被生成并輸出到開關(guān)元件Sl使得開關(guān)元件Sl在充電過程和放電過程 中處于關(guān)斷狀態(tài)（固定在關(guān)斷狀態(tài))或PWMl或PWM2的反相信號(hào)(/PWMl或/PWM2)可以被生成 并輸出到開關(guān)元件Sl，以防止開關(guān)元件Sl至S4在同一時(shí)間進(jìn)入接通狀態(tài)。
[0072] 將基于圖2和圖3所示的第一升壓電路BCNVl和第二升壓電路BCNV2描述對(duì)公共開 關(guān)元件S3的過熱保護(hù)控制。如上所述，公共開關(guān)元件S3被提供有來自第一升壓電路BCNVl和 第二升壓電路BCNV2的電流。此時(shí)，如圖17的上部的時(shí)序圖所示，當(dāng)?shù)谝簧龎弘娐稡CNVl的電 流和第二升壓電路BCNV2的電流被疊加并且被提供到公共開關(guān)元件S3時(shí)，重疊損失可能出 現(xiàn)。如圖4的上部的時(shí)序圖所示，當(dāng)用于第一升壓電路BCNVl的PWM信號(hào)PWMl的接通/關(guān)斷定 時(shí)和用于第二升壓電路BCNV2的PWM信號(hào)PWM2的接通/關(guān)斷定時(shí)彼此偏離時(shí)，開關(guān)損失可能 出現(xiàn)。
[0073] 公共開關(guān)元件S3由這些損失（電力損失）加熱。如果損失過大，則存在關(guān)于公共開 關(guān)元件S3的過熱的問題。當(dāng)從溫度傳感器17獲取的公共開關(guān)元件S3的溫度超過預(yù)定的閾值 溫度時(shí)，CNV E⑶13執(zhí)行以下過熱保護(hù)控制。
[0074] 在本實(shí)施例中，當(dāng)每單個(gè)PWM控制周期PWMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和 不同于單個(gè)PWM控制周期時(shí)，通過改變PWMl和PWM2中的至少一個(gè)的接通時(shí)間使每單個(gè)PffM控 制周期P麗1的接通時(shí)間和P麗2的接通時(shí)間的總和與單個(gè)P麗控制周期一致。此外，P麗1和 PWM2中的一個(gè)的后沿被連接到PffMl和PWM2中的另一個(gè)的前沿。
[0075] PffMl和PWM2中的每一個(gè)的前沿是指從關(guān)斷時(shí)間到接通時(shí)間的切換的定時(shí)。PffMl和 PWM2中的每一個(gè)的后沿是指從接通時(shí)間到關(guān)斷時(shí)間的切換的定時(shí)。
[0076]接通時(shí)間對(duì)單個(gè)Pmi控制周期的比率稱為占空比或簡稱為負(fù)載(duty)。假設(shè)單個(gè) PffM控制周期是固定的，上述接通時(shí)間改變控制通過使用占空比轉(zhuǎn)換，以使得當(dāng)PffMl的占空 比和PWM2的占空比的總和不同于100 %時(shí)，通過改變P麗1和PWM2中的至少一個(gè)的接通時(shí)間 (接通負(fù)載)而使PWMl的占空比和PWM2的占空比的總和變?yōu)?00%。此外，PffMl和PWM2中的一 個(gè)的后沿被連接到PWMl和PWM2中的另一個(gè)的前沿。
[0077] 圖4示出了在單個(gè)Pmi控制周期中PWM1的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和比單 個(gè)PffM控制周期短的情況下?lián)Q句話說在PffMl的占空比和PWM2的占空比的總和小于100% (Dl +D2〈 100 % )的情況下的接通時(shí)間改變控制的示例。圖4的上部的時(shí)序圖示出了在接通時(shí)間 改變控制前的PWMl和PWM2。
[0078] 圖4的下部的時(shí)序圖示出了當(dāng)對(duì)上部的波形執(zhí)行接通時(shí)間改變控制的時(shí)候的波 形。在這個(gè)示例中，？麗2的后沿被延遲到?111的前沿(〇11〇1^724〇11〇此72'），并且?￥11的后 沿被延遲到PWM2的前沿(OnDutyl-OnDutyl'）。以這種方式，PffMl和PWM2中的一個(gè)的后沿被 連接到PWMl和PWM2中的另一個(gè)的前沿，并且在單個(gè)PWM控制周期中PWMl的接通時(shí)間和PWM2 的接通時(shí)間的總和與單個(gè)PWM控制周期一致。換句話說，在接通時(shí)間改變控制后PWMl的占空 比D1'和PWM2的占空比D2'的總和變?yōu)?00%。
[0079] 在接通時(shí)間改變控制后，公共開關(guān)元件S3在單個(gè)PWM控制周期中不斷地處于接通 狀態(tài)，因此開關(guān)損失變?yōu)榱?。除此之外，第一升壓電路BCNVl的電流和第二升壓電路BCNV2的 電流交替地提供到公共開關(guān)元件S3而沒有任何重疊。因此，如從圖4的上部的時(shí)序圖和下部 的時(shí)序圖之間的比較明顯的是，開關(guān)損失變?yōu)榱恪?br>[0080] 圖5示出了在單個(gè)PWM控制周期中PWMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和超過 單個(gè)PWM控制周期的情況下?lián)Q句話說在PffMl的占空比和PWM2的占空比的總和超過100% (Dl +D2> 100 % )的情況下的接通時(shí)間改變控制的示例。圖5的上部的時(shí)序圖示出了在接通時(shí)間 改變控制前的PWMl和PWM2。
[0081] 圖5的下部的時(shí)序圖示出了當(dāng)對(duì)上部的波形執(zhí)行接通時(shí)間改變控制的時(shí)候的波 形。在這個(gè)示例中，PWM2的后沿被提前（向前移動(dòng)）到PffMl的前沿(0nDuty2-0nDuty2 '），并 且PWMl的后沿被延遲到PWM2的前沿(OnDutyl-OnDutyl'）。以這種方式，PffMl和PWM2中的一 個(gè)的后沿被連接到PWMl和PWM2中的另一個(gè)的前沿，并且在單個(gè)P麗控制周期中P麗1的接通 時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和與單個(gè)PffM控制周期一致。通過執(zhí)行接通時(shí)間改變控制，重疊 損失和開關(guān)損失變?yōu)榱悖鐖D5的下部的時(shí)序圖所示。
[0082] 在上述接通時(shí)間改變控制中，PffMl和PWM2中的每一個(gè)的后沿與PffMl和PWM2中的另 一個(gè)的前沿對(duì)準(zhǔn);然而，本發(fā)明不局限于此模式。例如，如圖6所示，對(duì)P麗1和P麗2執(zhí)行接通 時(shí)間改變控制，使得PffMl和PWM2中的每一個(gè)的前沿與PWMl和PWM2中的另一個(gè)的后沿對(duì)準(zhǔn)。 也是這個(gè)示例，如圖6的下部的時(shí)序圖所示，PWMl和PWM2中的一個(gè)的后沿被連接到PWMl和 PWM2中的另一個(gè)的前沿，并且在單個(gè)P麗控制周期中PWMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的 總和與單個(gè)PffM控制周期一致。在該時(shí)序圖中，PffMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間兩者被改 變;然而，取決于波形，可以只改變PWMl和PWM2中的一個(gè)的接通時(shí)間。
[0083] 在圖4至圖6中，縮短或延長接通時(shí)間的過程和將后沿與前沿彼此連接的過程是同 時(shí)執(zhí)行的;然而，本發(fā)明不局限于此模式。例如，可以逐步地執(zhí)行所述過程中的每個(gè)過程。
[0084] 圖7示出了其中縮短或延長接通時(shí)間并且然后執(zhí)行相移控制的示例。為了區(qū)分本 申請(qǐng)的接通時(shí)間改變控制和現(xiàn)有技術(shù)的相移控制，在下文中，相移控制被定義為用于將 PWMl和PWM2中的至少一個(gè)的前沿移位(連接)到PffMl和PWM2中的另一個(gè)的后沿而不縮短或 延長接通時(shí)間的控制。
[0085]首先，如圖7的中間的時(shí)序圖所示，使在單個(gè)PWM控制周期中PWM1的接通時(shí)間和 PWM2的接通時(shí)間的總和與單個(gè)PWM控制周期一致（OnDuty 1 - OnDutyl '、0nDuty2 - OnDuty2 '）。此時(shí)，PWMl的改變比率（圖7中的減小比率)和PWM2的改變比率（圖7中的減小比 率)可以彼此相等。
[0086] 隨后，如圖7的下部的時(shí)序圖所示，執(zhí)行相移控制以將PWMl和PWM2中的一個(gè)的后沿 連接到P麗1和PWM2中的另一個(gè)的前沿。通過上述兩個(gè)過程，P麗1和P麗2中的一個(gè)的后沿被 連接到PWMl和PWM2中的另一個(gè)的前沿，并且在單個(gè)PWM控制周期中PWMl的接通時(shí)間和PWM2 的接通時(shí)間的總和與單個(gè)PWM控制周期一致。
[0087] 在圖7的示例中，與圖4至圖6相比，Pmil的改變比率和PWM2的改變比率被使得彼此 相等，因此圖7的示例具有在接通時(shí)間改變控制前和接通時(shí)間改變控制后不顯著改變從第 一電池 Bl提供的電力和從第二電池 B2提供的電力之間的平衡的優(yōu)點(diǎn)。
[0088] 在圖4至圖7所示的示例中，執(zhí)行接通時(shí)間改變控制，使得PWMl的接通時(shí)間和PWM2 的接通時(shí)間的總和與單個(gè)PWM控制周期一致;然而，本發(fā)明不局限于此模式。簡言之，在接通 時(shí)間改變控制后公共開關(guān)元件S3的電力損失只是需要比在接通時(shí)間改變控制前的電力損 失小，因此例如P麗1的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和可能會(huì)稍微超過單個(gè)P麗控制周 期。換句話說，改變PWMl和PWM2中的至少一個(gè)的接通時(shí)間，使得PffMl的接通時(shí)間和PWM2的接 通時(shí)間的總和落入從單個(gè)PWM控制周期到通過將單個(gè)PWM控制周期加上預(yù)定的時(shí)間獲得的 容許期間的范圍內(nèi)。
[0089]將通過使用占空比來描述接通時(shí)間改變控制。將占空比Dl'、D2'設(shè)定為使得在接 通時(shí)間改變控制后PWMl的占空比D1'和P麗2的占空比D2 '的總和大于或等于100%，也就是 說 100%+α((100+α)% 2D1'+D2' 2 100%)。<1為任何正數(shù)。
[0090] 圖8示出了其中對(duì)使得FffMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和比單個(gè)FffM控制 周期短(Dl+D2〈100%)的此類波形執(zhí)行接通時(shí)間改變控制并且接通時(shí)間改變控制被執(zhí)行以 使得PWMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和超過單個(gè)PffM控制周期的示例。在這個(gè)示例 中，改變P麗1的接通時(shí)間和P麗2的接通時(shí)間，使得P麗1的后沿被延遲并連接至IjP麗2的前沿 并且PWM2的后沿被延遲到(在時(shí)間上)稍微在PffMl的前沿之后的定時(shí)。
[0091 ] 當(dāng)PWMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和長于或等于單個(gè)PWM控制周期時(shí)，開 關(guān)損失理論上變?yōu)榱?。例如，?dāng)開關(guān)損失占據(jù)了在公共開關(guān)元件S3中出現(xiàn)的電力損失的大 多數(shù)時(shí)，能夠通過執(zhí)行上述接通時(shí)間改變控制有效地減少電力損失。
[0092] 在這個(gè)示例中，作為接通時(shí)間改變控制的結(jié)果，接通狀態(tài)損失增加，并且新的重疊 損失出現(xiàn)。因此，可以預(yù)測接通時(shí)間改變控制前的電力損失和接通時(shí)間改變控制后的電力 損失，并且然后可以使用導(dǎo)致電力損失中的較小的一個(gè)電力損失的波形。也就是說，當(dāng)在接 通時(shí)間改變控制后基于PWMl和PWM2在公共開關(guān)元件S3中出現(xiàn)的電力損失比在接通時(shí)間改 變控制前基于PWMl和PWM2在公共開關(guān)元件S3中出現(xiàn)的電力損失小時(shí)，可以允許執(zhí)行接通時(shí) 間改變控制。
[0093] 圖9示出了其中對(duì)于使得PWMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和超過單個(gè)PWM 控制周期(D 1+D2> 100 % )的此類波形，改變PffMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間，使得PffMl的 接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和落入從單個(gè)PWM控制周期到容許期間的范圍內(nèi)的示例。 在這個(gè)示例中，改變PWMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間，使得P麗1的后沿被延遲并連接到 PWM2的前沿并且PWM2的后沿被提前到(在時(shí)間上)稍微在PffMl的前沿之后的定時(shí)。
[0094]通過接通時(shí)間改變控制，開關(guān)損失理論上變?yōu)榱?，并且重疊損失也減少。在執(zhí)行這 樣的接通時(shí)間改變控制時(shí)，應(yīng)該將容許期間設(shè)定為使之長于或等于單個(gè)PWM控制周期并且 短于在接通時(shí)間改變控制前的PWMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和。換句話說，應(yīng)該 執(zhí)行接通時(shí)間改變控制，使得PWMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和和單個(gè)PWM控制周 期之間的差比接通時(shí)間改變控制前的差短。
[0095] 在任何接通時(shí)間改變控制的上述實(shí)施例中，對(duì)PffMl和PWM2的接通時(shí)間改變控制并 不局限于時(shí)序圖中所示的模式。例如，取決于波形，可以應(yīng)用任何模式，如僅PWMl的接通時(shí) 間的延遲或提前、僅PWM2的接通時(shí)間的延遲或提前、PffMl和PWM2中的每一個(gè)的接通時(shí)間的 提前、PffMl和PWM2中的每一個(gè)的接通時(shí)間的延遲以及PffMl和PWM2中的一個(gè)的接通時(shí)間的延 遲和PffMl和PWM2中的另一個(gè)的接通時(shí)間的提前。
[0096] 如上所述，取決于PWMl和PWM2的波形，針對(duì)作為接通時(shí)間改變控制的結(jié)果開關(guān)損 失到零的減少，接通狀態(tài)損失的周期延長。在一些情況下，新的重疊損失出現(xiàn)。因此，當(dāng)接通 狀態(tài)損失或重疊損失增加的量大于開關(guān)損失減少的量時(shí)，存在接通時(shí)間改變控制相反地增 加公共開關(guān)元件S3中的損失的問題。
[0097] 因此，CNV E⑶13可以預(yù)先計(jì)算在接通時(shí)間改變控制前或在接通時(shí)間改變控制后 公共開關(guān)元件S3中的損失并且然后基于導(dǎo)致較小的損失的PffM信號(hào)來控制公共開關(guān)元件S3 的接通/關(guān)斷狀態(tài)。
[0098] 圖10和圖11示出了估計(jì)公共開關(guān)元件S3中的損失的示例。在這個(gè)示例中，假設(shè)圖7 的示例，也就是說其中逐步的執(zhí)行縮短或延長接通時(shí)間的過程和相移過程的示例和其中使 改變后的PWMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí)間的總和與單個(gè)PWM控制周期一致的實(shí)施例，估 計(jì)公共開關(guān)元件S3中的損失。
[0099] 在此估計(jì)中，將第一電池 Bl的電壓VBl設(shè)定為300[V]，并且將第二電池 B2的電壓 VB2設(shè)定為200[V]。此外，將切換頻率(載波頻率)fsw設(shè)定為10[kHz]，并且將公共開關(guān)元件 S3的接通電壓Vce(集電極-發(fā)射極飽和電壓)設(shè)定為2[V]。此外，將公共開關(guān)元件S3的接通 時(shí)間1'〇11設(shè)定為110[118]，并且將公共開關(guān)元件53的關(guān)斷時(shí)間1'(^€設(shè)定為170[118]。
[0100] 首先，在圖10的表的左端示出了PWMl的占空比Dl [比率]。在此表中，Dl的最小值被 設(shè)定為5%，并且占空比(接通負(fù)載的比率)以低于5%為單位增加。
[0101] 通過使用占空比Dl和電池電壓VBl、VB2計(jì)算PWM2的占空比D2和升壓的電壓VH。本 實(shí)施例中的電壓變換器11的操作模式假定并行升壓模式，因此第一升壓電路BCNVl的升壓 的電壓和第二升壓電路BCNV2的升壓的電壓理論上彼此相等?？紤]到這個(gè)先決條件，獲得以 下數(shù)學(xué)表達(dá)式(1)和(2)的聯(lián)立等式。
[0102]
[0103] 通過求解數(shù)學(xué)表達(dá)式（1)和（2)，如圖10的表所示，獲得占空比D2和任何占空比Dl 的升壓的電壓VH。在上述數(shù)學(xué)表達(dá)式（1)和(2)以及數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)至(7)中，占空比Dl、D2中 的每一個(gè)不表示百分比而是表示絕對(duì)值(例如100%-1.00)。
[0104] 在占空比D1、D2的列的右側(cè)示出了占空比D1、D2的總和D1+D2[比率]。其中D1+D2的 值為100 %的格在表的中部附近示出。
[0105] 此外，基于第一電池 Bl的電壓VBl和輸出電力Wout[W]獲得從第一升壓電路BCNVl 提供到公共開關(guān)元件S3的電流ILl [A]。類似地，基于第二電池 B2的電壓VB2和輸出電力Wout [W]獲得從第二升壓電路BCNV2提供到公共開關(guān)元件S3的電流IL2[A]。在圖10的示例中，輸 出電力Wout被設(shè)定為50 [kW]。
[0106] 通過使用如此獲得的Dl、D2、VH、ILl和IL2,獲得如圖10的圖表的右側(cè)所示的公共 開關(guān)元件S3中的電力損失[mj]。針對(duì)PWMl和PWM2中的每一個(gè)獲得電力損失，也就是說接通 損失Eon[mJ]、關(guān)斷損失Eoff[mJ]和穩(wěn)態(tài)損失（其表示接通狀態(tài)損失)Esat[mJ]。也就是說， 獲得總共六個(gè)損失，也就是說作為接通損失的Eonl和Eon2、作為關(guān)斷損失的Eoffl和EofT2 以及作為穩(wěn)態(tài)損失的Esat 1和Esat2。
[0107] 分別允許從以下數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)、（4)和(5)獲得接通損失、關(guān)斷損失和穩(wěn)態(tài)損失。
[0108]
[0109]
[0110]
[0111] 其中，k = l 或 2
[0112] 至于如上所述獲得的損失，在從圖11的圖表的左側(cè)經(jīng)過箭頭的第四列中示出了在 圖10中獲得的六個(gè)損失的總額Etotal[mj]。此外，在上述列右側(cè)的列中，示出了當(dāng)執(zhí)行相移 控制的時(shí)候的損失的總額EtotaT以及EtotaT和Etotal之間的差增量[mj]。
[0?13]在圖11所不的不例中，在計(jì)算在相移控制的執(zhí)彳丁時(shí)的損失Etotal '時(shí)，在當(dāng)Dl+D2〈 100 %時(shí)和當(dāng)DI +D2 2 100 %時(shí)之間改變計(jì)算方法。
[0114] 也就是說，當(dāng)Dl+D2〈100%時(shí)，假設(shè)用于將P麗2的后沿連接到PWMl的前沿的控制， 通過從相移控制前的總損失Etotal減去PWMl (Dl)的接通損失Eonl和PWM2(D2)的關(guān)斷損失 Eoff2獲得Etotal '。
[0115]當(dāng)D1+D2 2 100%時(shí)，作為相移控制的結(jié)果，整個(gè)開關(guān)損失消失，因此通過從相移控 制前的總損失Etotal減去Eonl、Eon2、Eoffl和Eoff2獲得Etotal '。
[0116] 當(dāng)將相移控制前的總損失Etotal和相移控制后的總損失Etotal'相互比較時(shí)，也 就是說當(dāng)參考在圖11的圖表的Etotar右側(cè)接下來的增量時(shí)，明顯的是，通過相移控制，損 失在占空比Dl、D2中的任何一個(gè)中（在行中的任何一個(gè)中）減少。
[0117] 在圖11的右側(cè)進(jìn)一步接下來的列示出在相移控制后執(zhí)行接通時(shí)間改變控制的情 況下公共開關(guān)元件S3中的總損失Etotal" [mj]以及在相移控制的時(shí)候總損失EtotariPS 損失Etotal'之間的差增量[mj]。
[0118] 在本列中，將當(dāng)占空比D1和D2的總和是100 %的時(shí)候的相移控制后的總損失 Etotal'（ =43.3[mJ])應(yīng)用到列中的所有格作為接通時(shí)間改變控制后的總損失Etotal"。
[0119] 當(dāng)參考在接通時(shí)間改變控制后的總損失Etotal"右側(cè)接下來的差增量時(shí)，明顯的 是，其中占空比D1和D2的總和超過100 %的區(qū)域中的列中的所有格的損失減少。另一方面， 在其中占空比Dl和D2的總和小于100%的區(qū)域中，存在總損失增加的情況和總損失減少的 情況。
[0120] 考慮到上述計(jì)算結(jié)果，CNV E⑶13可以基于接通時(shí)間改變控制前的公共開關(guān)元件 S3中的損失和接通時(shí)間改變控制后的公共開關(guān)元件S3中的損失之間的比較來確定是否允 許執(zhí)行接通時(shí)間改變控制。
[0121] 圖12示出了考慮到上述計(jì)算結(jié)果由CNV E⑶13執(zhí)行的對(duì)公共開關(guān)元件S3的過熱 保護(hù)控制的流程圖。該控制流程圖基于圖7所示的實(shí)施例。也就是說，圖12示出了在逐步地 執(zhí)行縮短或延長接通時(shí)間的過程和相移過程并且執(zhí)行使PWMl的接通時(shí)間和PWM2的接通時(shí) 間的總和與單個(gè)PWM控制周期一致的接通時(shí)間改變控制的情況下的控制流程圖。
[0122] CNV E⑶13首先確定電壓變換器11是否正在執(zhí)行并行升壓操作(S10)。當(dāng)未正在 執(zhí)行并行升壓操作時(shí)，過程前進(jìn)到在流程圖的末尾的返回。
[0123] 當(dāng)正在執(zhí)行并行升壓操作時(shí)，CNV E⑶13從溫度傳感器17獲取公共開關(guān)元件S3的 溫度(S12)，并且確定所獲取的溫度是否超過預(yù)定的閾值溫度(S14)。當(dāng)公共開關(guān)元件S3的 溫度沒有超過預(yù)定的閾值溫度時(shí)，過程前進(jìn)到在流程圖的末尾的返回。
[0124] 當(dāng)公共開關(guān)元件S3的溫度超過閾值溫度時(shí)，CNV E⑶13獲取PWMl的占空比Dl和 PWM2的占空比D2(S16)，并且確定D1+D2的值是否小于100% (S18)。
[0125] 當(dāng)D1+D2的值不小于100%時(shí)，也就是說當(dāng)D1+D2的值大于或等于100%時(shí)，CNV ECU13確定D1+D2的值是否超過100% (S20)。
[0126] 當(dāng)在步驟S20中D1+D2的值不超過100%時(shí)，D1+D2的值等于100%(D1+D2 = 100%)。 CNV E⑶13保持占空比在Dl和D2(步驟S22)，并且執(zhí)行相移控制(S24)。
[0127] 當(dāng)在步驟S20中確定D1+D2的值超過100%時(shí)，CNV ECU 13獲取第一電池 Bl的電壓 VBl和第二電池 B2的電壓VB2(S26)。此外，CNV E⑶13計(jì)算接通時(shí)間改變控制后的占空比 D1'和 D2'（D1'+D2'=100%)。
[0128] 在計(jì)算占空比D1'和D2'時(shí)，針對(duì)占空比D1'和D2'，CNV E⑶13求解以下從上述數(shù) 學(xué)表達(dá)式(1)和(2)移除了 VH的數(shù)學(xué)表達(dá)式(6)和數(shù)學(xué)表達(dá)式(7)的聯(lián)立等式，（S28)。
(6)
[0129] (7)
[0130]此外，CNV E⑶13基于所獲得的占空比D1'和第一電池電壓VBl或所獲得的占空比 D2 '和第二電池電壓VB2計(jì)算接通時(shí)間改變控制后的升壓電壓命令值VH* '。
[0131] 通過使用數(shù)學(xué)表達(dá)式(6)和(7)對(duì)占空比DΓ、D2 '的計(jì)算和以及對(duì)接通時(shí)間改變控 制后的升壓電壓命令值VH*'的計(jì)算在下文中稱為第一過程。
[0132] CNV ECU 13將占空比由Dl更新(減?。镈1'并且將占空比由D2更新(減小）為D2' (S30)，并且將升壓電壓命令值由VH*更新為VH*'（S32)。此外，CNV ECU 13對(duì)更新后的占空 比D1'、D2'執(zhí)行相移控制(S24)。
[0133] 回到步驟S18,當(dāng)占空比D1、D2的總和小于100%時(shí)，CNV E⑶13將接通時(shí)間改變控 制前的公共開關(guān)元件S3中的總損失與接通時(shí)間改變控制后的公共開關(guān)元件S3中的總損失 進(jìn)行比較，并且然后在控制公共開關(guān)元件S3的接通/關(guān)斷狀態(tài)中使用導(dǎo)致較低的總損失的 占空比。
[0134] CNV E⑶13從電池電壓傳感器46A獲取第一電池 Bl的電壓VBl并從電池電壓傳感 器46B獲取第二電池 B2的電壓VB2。CNV E⑶13還從電池電流傳感器48A獲取第一電池 Bl的 電流ILl并從電池電流傳感器48B獲取第二電池 B2的電流IL2。從輸出電壓傳感器50獲取高 電壓線26和基準(zhǔn)線28之間的電勢差VH(輸出電壓）（S34)。
[0135] 隨后，CNV E⑶13通過執(zhí)行上述第一過程來計(jì)算接通時(shí)間改變控制后的占空比 Dl'、D2'和升壓電壓命令值VH*'（S36) XNV E⑶13獲得在于接通時(shí)間改變控制前對(duì)占空比 Dl、D2執(zhí)行相移控制的情況下的在公共開關(guān)元件S3中出現(xiàn)的開關(guān)損失Esw和穩(wěn)態(tài)損失Esat (S38)。應(yīng)當(dāng)注意，Esw = Eon+Eoff。
[0136] 至于開關(guān)損失Esw，考慮到從相移控制產(chǎn)生的損失的減少的量，不需要納入PWMl (Dl)的接通損失Eonl和PWM2的關(guān)斷損失Eof f 2，如在上述圖11的情況下。也就是說，可以將 PffMl (Dl)的關(guān)斷損失Eoff 1和PWM2的接通損失Eon2的總和視為開關(guān)損失Esw。
[0137] CNV ECU 13基于接通時(shí)間改變控制后的占空比D1'、D2'獲得在接通時(shí)間改變控制 和相移控制后在公共開關(guān)元件S3中出現(xiàn)的穩(wěn)態(tài)損失Esat'（S40)。
[0138] 隨后，CNV E⑶13基于在步驟S38中獲得的開關(guān)損失Esw和穩(wěn)態(tài)損失Esat獲得開關(guān) 損失和穩(wěn)態(tài)損失的總額Esw+Esat。開關(guān)損失和穩(wěn)態(tài)損失的總額Esw+Esat在于接通時(shí)間改變 控制前且在相移控制后基于PWMl和PWM2控制公共開關(guān)元件S3的接通/關(guān)斷狀態(tài)的時(shí)候出 現(xiàn)。CNV E⑶13確定在接通時(shí)間改變控制前且在相移控制后的損失Esw+Esat是否超過在接 通時(shí)間改變控制后且在相移控制后的穩(wěn)態(tài)損失Esat'（S42)。
[0139] 當(dāng)在接通時(shí)間改變控制前且在相移控制后的損失Esw+Esat不超過在接通時(shí)間改 變控制后且在相移控制后的損失Esat '時(shí)，當(dāng)沒有執(zhí)行接通時(shí)間改變控制時(shí)，公共開關(guān)元件 S3中的損失是低的，因此CNV E⑶13保持占空比在Dl和D2(S22)，并且執(zhí)行相移控制(S24)。
[0140] 當(dāng)在接通時(shí)間改變控制前且在相移控制后的損失Esw+Esat超過在接通時(shí)間改變 控制后且在相移控制后的損失Esat'時(shí)，CNV E⑶13將占空比由Dl更新(增加)為D1'并且將 占空比由D2更新（增加）為D2 '（ S44)，并且將升壓電壓命令值由VH*更新為VH* '（ S46)。CNV E⑶13對(duì)更新后的占空比Dl'、D2 '執(zhí)行相移控制（S24)?；谙嘁瓶刂坪蟮腄1'和D2 '的邏輯 加法來控制公共開關(guān)元件S3的接通/關(guān)斷狀態(tài)。
[0141] 如圖12的步驟S32和步驟S46所示，當(dāng)接通時(shí)間（占空比）被改變時(shí)，升壓電壓命令 值被改變(VH*-VH*'）。圖13示出了展示這些改變的圖?？v坐標(biāo)軸表示用于第一升壓電路 BCNVl的PffM信號(hào)PffMl的占空比，并且橫坐標(biāo)軸表示用于第二升壓電路BCNV2的PffM信號(hào)PWM2 的占空比。
[0142] 在此圖表中，向上傾斜的線(并行升壓操作線)示出在并行升壓操作的時(shí)候的升壓 電壓命令值VH。也就是說，當(dāng)在并行升壓操作線上標(biāo)繪所選擇的點(diǎn)并且然后繪制從標(biāo)繪點(diǎn) (plot)到橫坐標(biāo)軸的垂線時(shí)，該垂線與橫坐標(biāo)軸的交點(diǎn)是第二升壓電路BCNV2的占空比。類 似地，當(dāng)繪制從并行升壓操作線上的標(biāo)繪點(diǎn)到縱坐標(biāo)軸的垂線時(shí)，該垂線與縱坐標(biāo)軸的交 點(diǎn)是第一升壓電路BCNVl的占空比。
[0143] 圖13的向下傾斜的虛線表示在其上第一升壓電路BCNVl的占空比Dl和第二升壓電 路BCNV2的占空比D2的總和為100%的線（100%線）。作為接通時(shí)間改變控制的結(jié)果，升壓電 壓命令值VH*取并行升壓操作線與100%線的交點(diǎn)處的值VH*'。第一升壓電路BCNVl的占空 比Dl和第二升壓電路BCNV2的占空比D2兩者被改變?yōu)閷?duì)應(yīng)于并行升壓操作線與100%線的 交點(diǎn)VH*'的值D1'、D2'。
[0144] 可以通過使用圖14所示的VH*圖獲得改變前的升壓電壓命令值VH* 圖是用于 獲得用于電壓變換器11的升壓電壓命令值VH*的圖。與旋轉(zhuǎn)電機(jī)20的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度(橫坐標(biāo) 軸)和轉(zhuǎn)矩命令值(縱坐標(biāo)軸)相對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)升壓電壓命令值VH* (VH*I、VH*2、VH*3等）。升壓 電壓命令值VH*是通過將基于加速器踏板(未示出）的下壓量的轉(zhuǎn)矩命令值和從旋轉(zhuǎn)速度傳 感器52獲取的旋轉(zhuǎn)電機(jī)20的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度代入VH*圖獲得的。
[0145] 當(dāng)基于轉(zhuǎn)矩命令值和旋轉(zhuǎn)電機(jī)20的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度獲得的升壓電壓命令值VH*通過 接通時(shí)間改變控制改變?yōu)閂H*'時(shí)，存在不能獲得所期望的轉(zhuǎn)矩或旋轉(zhuǎn)速度的問題。
[0146] 因此，即使當(dāng)通過接通時(shí)間改變控制改變升壓電壓命令值時(shí)，可以執(zhí)行用于從旋 轉(zhuǎn)電機(jī)20獲得所期望的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度的補(bǔ)償控制（電流補(bǔ)償）。例如，通過CNV ECU 13和 INV E⑶15的協(xié)作來執(zhí)行電流補(bǔ)償。
[0147] 當(dāng)由CNV E⑶13執(zhí)行接通時(shí)間改變控制并且作為結(jié)果升壓電壓命令值被從VH*改 變?yōu)閂H*'時(shí)，關(guān)于改變的信息從CNV E⑶13發(fā)送到INV E⑶15。1附E⑶15基于改變的升 壓電壓命令值VH*'和預(yù)定的電力命令值設(shè)定逆變器18中的電流的導(dǎo)通比（也就是說占空 比）。
[0148] 更具體地說，將電力命令值提前從ECU 22發(fā)送到INV E⑶15。電力命令值是來自 被提供有由逆變器18從直流電力變換的交流電力的負(fù)載(旋轉(zhuǎn)電機(jī)20)的所需的電力值。例 如，通過將從VH*圖獲得的升壓電壓命令值VH*與預(yù)定比例控制增益或積分控制增益相乘來 獲得電力命令值。
[0149] 當(dāng)從CNV ECU 13接收到關(guān)于升壓電壓命令值的改變(VH*-VH*'）的信息時(shí)，INV ECU 15基于改變的升壓電壓命令值VH* '和電力命令值獲得電流值，然后基于對(duì)應(yīng)于該電流 值的占空比來控制逆變器18中的開關(guān)元件的接通/關(guān)斷狀態(tài)。
[0150]可以基于用于使旋轉(zhuǎn)電機(jī)20的效率最大化的所謂的最大轉(zhuǎn)矩控制來創(chuàng)建上述VH* 圖。也就是說，作為在VH*圖上標(biāo)繪的升壓電壓命令值VH* (VH*I、VH*2、VH*3等），可以存儲(chǔ)對(duì) 應(yīng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)20的最佳操作點(diǎn)的電壓值(最大效率電壓值）。
[0151]如果升壓電壓命令值作為上述接通時(shí)間改變控制的結(jié)果從最大效率的電壓值VH* 改變?yōu)閂H*'，則存在即使當(dāng)電壓值的改變(VH*-VH*'）的量通過使用逆變器18由電流補(bǔ)償 時(shí)旋轉(zhuǎn)電機(jī)20的效率降低并且因此不能獲得期望的旋轉(zhuǎn)速度或轉(zhuǎn)矩的問題。
[0152] INV E⑶15可以確定逆變器18的導(dǎo)通比（占空比），以便除了升壓電壓命令值的改 變還補(bǔ)償或僅補(bǔ)償從升壓電壓命令值的改變產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)電機(jī)20的效率的降低的量。例如， INV ECU 15可以基于通過將被用于補(bǔ)償在升壓電壓命令值的改變前的電壓值VH*和升壓電 壓命令值的改變后的電壓值VH* '之間的差(VH*-VH* '）的電流值與同該差成正比的系數(shù)(損 失補(bǔ)償系數(shù))相乘而獲得的值來確定逆變器18中的開關(guān)元件的占空比。
[0153] 在上述實(shí)施例中，包括四個(gè)開關(guān)元件并且能夠在串聯(lián)連接和并聯(lián)連接之間進(jìn)行切 換的所謂串并聯(lián)變換器被提供作為電壓變換器11;然而，本發(fā)明不局限于此模式?？傊?，只 要電壓變換器能夠執(zhí)行并行升壓操作并且包括被公共供以來自兩個(gè)升壓電路的電流的公 共開關(guān)元件，根據(jù)本實(shí)施例的過熱保護(hù)控制便可應(yīng)用于該電壓變換器。
[0154] 圖15示出了電壓變換器11的另一示例。在該電壓變換器11中，三個(gè)開關(guān)元件S1、 S2、S3在作為正向方向的從高電壓線26朝向基準(zhǔn)線28的方向上串聯(lián)連接。另外，二極管Ddl 至Dd3分別與開關(guān)元件Sl至S3反并聯(lián)連接。
[0155] 將第一電池 Bl連接在連接點(diǎn)40和基準(zhǔn)線28之間。從高電壓線26側(cè)在第二開關(guān)元件 S2和第三開關(guān)元件S3之間提供連接點(diǎn)40。此外，與第一電池 Bl串聯(lián)地提供第一電抗器Ll，并 且與第一電池 Bl并聯(lián)地提供第一電容器Cl。
[0156] 將第二電池 B2連接在連接點(diǎn)42和基準(zhǔn)線28之間。從高電壓線26側(cè)在第一開關(guān)元件 Sl和第二開關(guān)元件S2之間提供連接點(diǎn)42。此外，與第二電池 B2串聯(lián)地提供第二電抗器L2,并 且與第二電池 B2并聯(lián)地提供第二電容器C2。
[0157] 在并行升壓操作的時(shí)候提供第一升壓電路BCNVl和第二升壓電路BCNV2。在第一升 壓電路BCNVl中，第一電池 Bl的電壓由電壓變換器11升壓，并且升壓的電壓被輸出到高電壓 線26(輸出線）。在第二升壓電路BCNV2中，第二電池 B2的電壓由電壓變換器11升壓，并且升 壓的電壓被輸出到高電壓線26(輸出線）。
[0158] 開關(guān)元件S3建立或打開第一升壓電路BCNVl的循環(huán)路徑(包括第一電池 BI和第一 電抗器Ll的回路）。開關(guān)元件S2、S3建立或打開第二升壓電路BCNV2的循環(huán)路徑(包括第二電 池 B2和第二電抗器L2的回路）。從這兩個(gè)升壓電路的配置，公共開關(guān)元件是開關(guān)元件S3。
[0159] 當(dāng)基于來自CNV E⑶13的Pmi信號(hào)建立或打開循環(huán)路徑時(shí)，通過使用用于第一升 壓電路BCNVl的PWMl來控制開關(guān)元件S3的接通/關(guān)斷操作。通過使用用于第二升壓電路 BCNV2的PWM2來控制開關(guān)元件S2、S3中的每一個(gè)的接通/關(guān)斷操作。
[0160] CNV E⑶13監(jiān)視公共開關(guān)元件S3的溫度。當(dāng)溫度超過閾值溫度時(shí)，CNV E⑶13經(jīng) 由對(duì)PffMl和PWM2的相移控制和接通時(shí)間改變控制來執(zhí)行上述過熱保護(hù)控制。
[0161] 圖16示出了電壓變換器11的進(jìn)一步的另一示例。如在圖15的情況下，在電壓變換 器11中，三個(gè)開關(guān)元件S1、S2、S3在作為正向方向的從高電壓線26朝向基準(zhǔn)線28的方向上串 聯(lián)連接。此外，二極管Ddl至Dd3分別與開關(guān)元件Sl至S3反并聯(lián)連接。
[0162] 圖16所示的電壓變換器11在第一升壓電路BCNVl的布置上不同于圖15所示的電壓 變換器。也就是說，第一電池 Bl、第一電抗器Ll和第一電容器Cl被連接在連接點(diǎn)42和連接點(diǎn) 40之間。從高電壓線26側(cè)在第一開關(guān)元件Sl和第二開關(guān)元件S2之間提供連接點(diǎn)42。從高電 壓線26側(cè)在第二開關(guān)元件S2和第三開關(guān)元件S3之間提供連接點(diǎn)40。
[0163] 在并行升壓操作的時(shí)候提供第一升壓電路BCNVl和第二升壓電路BCNV2。在第一升 壓電路BCNVl中，第一電池 Bl的電壓由電壓變換器11升壓，并且升壓的電壓被輸出到高電壓 線26(輸出線）。在第二升壓電路BCNV2中，第二電池 B2的電壓由電壓變換器11升壓，并且升 壓的電壓被輸出到高電壓線26(輸出線）。
[0164] 開關(guān)元件S2建立或打開第一升壓電路BCNVl的循環(huán)路徑(包括第一電池 Bl和第一 電抗器Ll的回路）。開關(guān)元件S2，S3建立或打開第二升壓電路BCNV2的循環(huán)路徑(包括第二電 池 B2和第二電抗器L2的回路）。從這兩個(gè)升壓電路的配置，公共開關(guān)元件是開關(guān)元件S2。
[0165] 當(dāng)基于來自CNV E⑶13的Pmi信號(hào)建立或打開循環(huán)路徑時(shí)，通過使用用于第一升 壓電路BCNVl的PWMl來控制開關(guān)元件S2的接通/關(guān)斷操作。通過使用用于第二升壓電路 BCNV2的PWM2來控制開關(guān)元件S2、S3中的每一個(gè)的接通/關(guān)斷操作。
[0166] CNV E⑶13監(jiān)視公共開關(guān)元件S2的溫度。當(dāng)溫度超過閾值溫度時(shí)，CNV E⑶13經(jīng) 由對(duì)PffMl和PWM2的相移控制和接通時(shí)間改變控制來執(zhí)行上述過熱保護(hù)控制。
[0167] 下面將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行總結(jié)。電力變換系統(tǒng)10在并行升壓操作的時(shí)候 建立第一升壓電路BCNVl和第二升壓電路BCNV2。在并行升壓操作中，第一電池 Bl和第二電 池 B2的電壓被彼此并行地升壓。第一升壓電路BCNVl通過使用電壓變換器11使第一電池 Bl 的電壓升壓，并且將升壓的電壓輸出到輸出線26。第二升壓電路BCNV2通過使用電壓變換器 11使第二電池 B2的電壓升壓，并且將升壓的電壓輸出到輸出線26。電壓變換器11的多個(gè)開 關(guān)元件Sl至S4包括在并行升壓操作的時(shí)候被提供有來自第一升壓電路BCNVl和第二升壓電 路BCNV2兩者的電流的公共開關(guān)元件S3。在并行升壓操作的時(shí)候并且當(dāng)公共開關(guān)元件S3的 溫度超過閾值溫度時(shí)，電力變換系統(tǒng)10的ECU 22將第一PffM信號(hào)PffMl和第二PffM信號(hào)PWM2中 的一個(gè)的后沿連接到第一 PWM信號(hào)PWMl和第二PWM信號(hào)PWM2中的另一個(gè)的前沿，并且改變第 一P麗信號(hào)PWMl和第二P麗信號(hào)PWM2中的至少一個(gè)的接通時(shí)間，使得在單個(gè)P麗控制周期中 第一 PWM信號(hào)PffMl的接通時(shí)間和第二PffM信號(hào)PWM2的接通時(shí)間的總和落入從單個(gè)PffM控制周 期到通過將單個(gè)PWM控制周期加上預(yù)定的時(shí)間獲得的容許期間的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電力變換系統(tǒng)，其特征在于包括： 第一電池； 第二電池； 電壓變換器，所述電壓變換器包括多個(gè)開關(guān)元件，所述電壓變換器被配置為通過根據(jù) PWM信號(hào)接通或關(guān)斷所述多個(gè)開關(guān)元件，來在所述第一電池和輸出線之間以及在所述第二 電池和所述輸出線之間雙方向地進(jìn)行升壓和降壓， 在所述第一電池的電壓和所述第二電池的電壓彼此被并行地升壓的并行升壓操作中， 所述電壓變換器被配置為:通過使用第一升壓電路來對(duì)所述第一電池的電壓進(jìn)行升壓并且 將被升壓的電壓輸出到所述輸出線，以及通過使用第二升壓電路來對(duì)所述第二電池的電壓 進(jìn)行升壓并且將被升壓的電壓輸出到所述輸出線，并且 所述多個(gè)開關(guān)元件包括公共開關(guān)元件，所述公共開關(guān)元件在所述并行升壓操作時(shí)被提 供有來自所述第一升壓電路和所述第二升壓電路這兩者的電流;以及 電子控制單元，所述電子控制單元被配置為通過生成用于對(duì)所述第一升壓電路進(jìn)行升 壓控制的第一 PWM信號(hào)和用于對(duì)所述第二升壓電路進(jìn)行升壓控制的第二PWM信號(hào)來控制所 述第一升壓電路和所述第二升壓電路，所述電子控制單元被配置為在所述并行升壓操作時(shí) 并且當(dāng)所述公共開關(guān)元件的溫度超過閾值溫度時(shí)執(zhí)行接通時(shí)間改變控制，以使得滿足以下 條件i)和條件ii)，所述電子控制單元被配置為在所述接通時(shí)間改變控制中改變所述第一 PWM信號(hào)和所述第二PWM信號(hào)中的至少一個(gè)PWM信號(hào)的接通時(shí)間， i)所述第一 PWM信號(hào)和所述第二PWM信號(hào)中的一個(gè)PWM信號(hào)的后沿和所述第一 PWM信號(hào) 和所述第二PWM信號(hào)中的另一個(gè)PWM信號(hào)的前沿彼此連接，以及 i i)在單個(gè)HVM控制周期中的所述第一 pmi信號(hào)的接通時(shí)間和所述第二PWM信號(hào)的接通 時(shí)間的總和落入從所述單個(gè)PWM控制周期到通過將所述單個(gè)PWM控制周期加上預(yù)定的時(shí)間 而獲得的容許期間的范圍內(nèi)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換系統(tǒng)，其特征在于： 所述電子控制單元被配置為執(zhí)行所述接通時(shí)間改變控制，以使得滿足以下條件iii)， i i i)在所述單個(gè)PWM控制周期中的所述第一 PWM信號(hào)的接通時(shí)間和所述第二PWM信號(hào)的 接通時(shí)間的總和與所述單個(gè)PWM控制周期一致。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換系統(tǒng)，其特征在于： 所述電子控制單元被配置為：當(dāng)在執(zhí)行所述接通時(shí)間改變控制前在所述單個(gè)PWM控制 周期中的所述第一 PWM信號(hào)的接通時(shí)間和所述第二PWM信號(hào)的接通時(shí)間的總和超過所述單 個(gè)PWM控制周期時(shí)，將所述容許期間設(shè)定為使得所述容許期間比所述第一 PWM信號(hào)的接通時(shí) 間和所述第二PWM信號(hào)的接通時(shí)間的總和短。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的電力變換系統(tǒng)，其特征在于： 所述電子控制單元被配置為當(dāng)滿足以下條件iv)和條件v)時(shí)執(zhí)行所述接通時(shí)間改變控 制， iv) 在執(zhí)行所述接通時(shí)間改變控制前在所述單個(gè)PWM控制周期中的所述第一 PWM信號(hào)的 接通時(shí)間和所述第二PWM信號(hào)的接通時(shí)間的總和比所述單個(gè)PWM控制周期短，以及 v) 第一電力損失比第二電力損失小，所述第一電力損失是在執(zhí)行所述接通時(shí)間改變控 制后基于所述第一 PWM信號(hào)和所述第二PWM信號(hào)而在所述公共開關(guān)元件中產(chǎn)生的電力損失， 并且所述第二電力損失是在執(zhí)行所述接通時(shí)間改變控制前基于所述第一 PWM信號(hào)和所述第 二PWM信號(hào)而在所述公共開關(guān)元件中產(chǎn)生的電力損失。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的電力變換系統(tǒng)，其特征在于： 所述電子控制單元被配置為當(dāng)滿足以下條件vi)時(shí)執(zhí)行所述接通時(shí)間改變控制， vi)第一電力損失比第二電力損失小，所述第一電力損失是在執(zhí)行所述接通時(shí)間改變 控制后基于所述第一 PWM信號(hào)和所述第二PWM信號(hào)而在所述公共開關(guān)元件中產(chǎn)生的電力損 失，并且所述第二電力損失是在執(zhí)行相移控制時(shí)在所述公共開關(guān)兀件中廣生的電力損失， 所述相移控制用于:在不延長或縮短在執(zhí)行所述接通時(shí)間改變控制前的所述第一 PWM信號(hào) 的接通時(shí)間或在執(zhí)行所述接通時(shí)間改變控制前的所述第二PWM信號(hào)的接通時(shí)間的情況下， 將所述第一 PWM信號(hào)和所述第二PWM信號(hào)中的至少一個(gè)PWM信號(hào)的后沿移位到所述第一 PWM 信號(hào)和所述第二PWM信號(hào)中的另一個(gè)PWM信號(hào)的前沿。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的電力變換系統(tǒng)，進(jìn)一步包括逆變器，所述逆變 器被配置為將從所述第一升壓電路和所述第二升壓電路輸出的直流電力變換成交流電力， 其中： 所述電子控制單元被配置為：響應(yīng)于在執(zhí)行所述接通時(shí)間改變控制前的所述第一升壓 電路的輸出電壓以及所述第二升壓電路的輸出電壓和在執(zhí)行所述接通時(shí)間改變控制后的 所述第一升壓電路的輸出電壓以及所述第二升壓電路的輸出電壓之間的改變，來改變所述 逆變器的導(dǎo)通比。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力變換系統(tǒng)，進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)被配置為 被提供有由所述逆變器變換的交流電力，其中： 所述電子控制單元被配置為：響應(yīng)于與在執(zhí)行所述接通時(shí)間改變控制前的所述第一升 壓電路的輸出電壓以及所述第二升壓電路的輸出電壓和在執(zhí)行所述接通時(shí)間改變控制后 的所述第一升壓電路的輸出電壓以及所述第二升壓電路的輸出電壓之間的改變相當(dāng)?shù)乃?述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的效率的改變，來改變所述逆變器的導(dǎo)通比。
【文檔編號(hào)】H02M1/088GK106067754SQ201610245144
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年4月19日 公開號(hào)201610245144.2, CN 106067754 A, CN 106067754A, CN 201610245144, CN-A-106067754, CN106067754 A, CN106067754A, CN201610245144, CN201610245144.2
【發(fā)明人】井手曉彥
【申請(qǐng)人】豐田自動(dòng)車株式會(huì)社