用于控制环保车辆的车载充电器的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于控制环保车辆的车载充电器（OBC)的方法，更具体地，设及用于 控制环保车辆的OBC的方法，其中可在不增加功率因数校正（PFC)电容器的电容的情况下 加宽可进行OBC充电操作的AC输入电源频率的范围。
【背景技术】
[0002] 通常，作为环保车辆的插入式混合动力车、电动车等包括高电压电池、使用高电压 电池作为动力源来驱动的行驶电动机、用于在高电压电池的充电/放电过程中将AC电力转 换成DC电力的逆变器等。
[0003] 特别地，通过将外部电力（例如，电动车供应设备巧VS巧的电力或家用AC电力） 转换成可再充电AC电力而产生关于高电压电池的充电电流的单独充电器（也称作车载充 电器（OBC))安装于环保车辆中。因此，从充电设备通过OBC在电池中充入行驶所需的电能， 使得执行环保车辆的驱动。
[0004] 使用充电器的电池充电方法包括：将家用AC电力施加到车辆中安装的充电器；通 过使AC电力经充电器转换成DC电力而产生充电电流；W及通过将充电器中产生的充电电 流施加到高电压电池来对高电压电池进行充电。
[0005] 图1 (相关技术）是说明环保车辆的OBC的配置图。
[0006] 如图1中所示，OBC包括AC电源整流器10、用于校正功率因数的功率因数校正 (PFC)转换器12、通过将充入高电压电池16的电压转换成DC电压来执行充电控制的DC-DC 转换器14等。 阳007] 特别地，考虑到当使用AC电力对高电压电池进行充电时必需改善功率因数，将 PFC转换器12配置在OBC中的AC电源整流器10与DC-DC转换器14之间。
[0008] PFC转换器12的输出电容器13因PFC控制通过WAC输入电力的整流形式吸收输 入电流（图1中的箭头方向）而产生并输出正弦波的输出电压纹波。
[0009] 更具体地说，PFC转换器12的输出电容器13通过吸收输入到输出电容器13的PFC 电容器的输入电流纹波（参见图2(相关技术），图化)）而产生表示正弦波的PFC电容器的 输出电压纹波（参见图2 (相关技术），图（a))。
[0010] 在此情况下，如表示PFC电容器的输入电流纹波与PFC电容器的输出电压纹波之 间关系的W下等式1中所示，PFC转换器12的电容器输出电压纹波与流经输出电容器13的 AC纹波的量值成正比，且与输出电容器13的电容和AC输入电源频率成反比。
[0011] 等式 1
阳01引在等式1中，AV表示PFC电容器的输出电压纹波，AI表示PFC电容器的输入电 流纹波，C表示PFC电容器的电容，且f。。表示AC输入电源频率。
[0014] 根据等式1，当PFC电容器的电容与输入电流纹波相同时PFC电容器的电容器输出 电压纹波AV的量值根据频率而改变，如图3中所示，其示出针对每一输入电源频率的PFC电容器的输出电压纹波的量值。
[0015] 特别地，随着AC输入电源频率降低（低频率），PFC电容器的输出电压纹波AV的 量值增加。特别地，如果AC输入电源频率降低到预定频率或更小，则发生PFC电容器的输 出电压纹波AV的最大值超出PFC输出过电压保护规格（保护范围）的情况。因此，暂时 不可进行PFC转换器的操作，且OBC的充电操作也受到限制。
[0016] 为了解决运样的问题，通常使用增加PFC电容器的电容的方法，W便加宽可进行 OBC充电操作的AC输入电源频率的范围。
[0017] 如图4(相关技术）中所示，随着AC输入电源频率降低，PFC电容器的所需电容迅 速增加。因此，PFC电容器的电容应比现有电容器的电容增大约两倍，W便将现有电容器的 操作范围40化扩展到20化。 阳01引然而，当增加PFC电容器的电容W便加宽AC输入电源频率的范围时，引起OBC成 本的增加，且OBC制造中的封装性能可能劣化。
【发明内容】
[0019] 本发明提供一种用于控制环保车辆的车载充电器（OBC)的方法，其中功率因数校 正（PFC)电容器的输出电压纹波的增加通过感测AC输入电压频率且然后基于所感测的频 率执行降低OBC输出功率的可变控制（即，随AC输入电压频率降低而降低OBC输出功率的 可变控制）来抑制，使得可在不增加PFC执行元件的电容的情况下扩展可进行OBC充电操 作的AC输入电源频率的范围。
[0020] 在一方面，本发明提供一种用于控制环保车辆的OBC的方法，该方法包括：检测输 入到OBC的功率因数校正（PFC)转换器的当前AC输入电源频率f;比较当前AC输入电源频 率f与第一低频fmi。:之间的量值，该第一低频是在PFC电容器的输出电压纹波的最大值不 超出PFC输出过电压保护规格时的频率；在当前AC输入电源频率f小于第一低频fmmi时， 比较当前AC输入电源频率f与第二低频fm。么间的量值，该第二低频为降低OBC输出功率 P。。,的可变控制的极限参考频率；W及在当前AC输入电源频率f小于第一低频fmi。:，且同时 大于第二低频fmm2时，执行降低OBC输出功率P。。,的功率降额控制。
[0021] 含有由控制器执行的程序指令的非暂时性计算机可读介质可包含：检测输入到环 保车辆的车载充电器（OBC)的功率因数校正（PFC)转换器的当前AC输入电源频率的程序 指令；比较当前AC输入电源频率（f)与第一低频（fmiJ之间的量值的程序指令，该第一低 频是在PFC电容器的输出电压纹波的最大值不超出PFC输出过电压保护规格时的频率；在 当前AC输入电源频率讯小于第一低频（fmmi)时，比较当前AC输入电源频率讯与第二 低频（fmiJ之间的量值的程序指令，该第二低频是降低OBC输出功率（P。。,）的可变控制的 极限参考频率；W及在当前AC输入电源频率（f)小于第一低频（fmiJ，且同时大于第二低 频也。2)时，执行降低OBC输出功率P。。,的功率降额控制的程序指令。
[0022] 下文论述本发明的其他方面和示例性实施方式。
[0023] 如上所述，根据本发明的方法具有如下优点。
[0024] 首先，如果感测到AC输入电压频率，且所感测的频率小于预定频率，则执行降低 OBC输出功率的可变控制，使得可抑制PFC电容器的输出电压纹波上升到PFC输出过电压保 护规格或更大。因此，可进行OBC充电操作的AC输入电源频率的范围可在不增加PFC执行 元件的电容的情况下得到扩展。
[00巧]第二，因为可进行OBC充电操作的AC输入电源频率的范围可在不增加PFC执行元 件的电容的情况下得到扩展，所W与使用电容增加的现有PFC电容器相比，可优化PFC电容 器电容并可减少成本。
[0026] 第三因为PFC电容器的电容降低，所W可扩展OBC内部的封装自由度并改善OBC 的输出密度。
[0027] 下文论述本发明的上述和其它特征。
【附图说明】
[0028] 现在将参考附图图示的本发明的某些示例性实施方式来详细地描述本发明的上 述和其它特征，下文给出的运些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本发明的限制，其 中：
[0029] 图1 (相关技术）为说明环保车辆的车载充电器（OBC)的配置的示意图；
[0030] 图2 (相关技术）（a)和化）为说明OBC中功率因数校正（PFC)电容器的输出电压 纹波和PFC电容器的输入电流纹波的图；
[0031] 图3 (相关技术）为说明PFC电容器的输出电压纹波通常在低频域中超出PFC输 出过电压保护范围的情况的图； 阳03引图4(相关技术）为说明针对每一AC输入电源频率的PFC电容器的电容的图；
[0033] 图5为按照可进行OBC充电操作的AC输入电源频率，比较根据本发明可进行OBC 充电操作的区域与根据传统技术可进行OBC充电操作的区域的视图；
[0034] 图6为说明与传统技术相比，作为根据本发明的用于控制OBC的方法的OBC输出 功率降额控制技术的图；
[0035] 图7为说明根据本发明的用于控制OBC的方法的流程图；并且
[0036] 图8为说明与传统技术相比，作为根据本发明的用于控制OBC的方法的输出功率 降额控制的结果的图。
[0037] 应当理解到，所附的附图并非必然是按比例的，其说明了本发明基本原理的各种 优选特征的一定程度上简化的代表。本文公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体 大小、方向、位置和形状将部分取决于具体的既定用途和使用环境。
[003引在附图中，附图标记在几张图中通篇指代本发明的相同或等同部件。
【具体实施方式】
[0039] 下面将详细地参照本发明的各个实施方式，其实施例图示在所附附图中，并在下 文加W描述。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，但应当理解，本说明书无意于将本发 明局限于运些示例性实施方式。相反，本发明不仅要涵盖运些示例性实施方式，还要涵盖由 所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的各种替代形式、修改、等效形式和其它实 施方式。 W40] 应理解，本文使用的术语"车辆"或"车辆的"或其它类似术语包括通常的机动车， 例如，包括多功能运动车（SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶 的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氨动力车和其 它代用燃料车（例如，来源于石油W外的资源的燃料）。如本文所提到的，混合动力车是具 有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。
[0041] 本文使用的术语仅仅是为了说明【具体实施方式】的目的而不是意在限制本发明。如 本文所使用的，单数形式"一个、一种"和"该"也意在包括复数形式，除非上下文中清楚指 明。还可W理解的是，在说明书中使用的术语"包括"和/或"包含"是指存在所述特征、整 数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除