用于向车辆的车载电气网络供电的供电单元制造技术

本发明专利技术涉及一种用于向车辆的车载电气网络供电的供电单元(3)，包括：至少两个DC-至-DC转换器(9A、9B)，其在用于降低电压的操作模式和用于升高电压的操作模式之间交错和可逆，所述转换器(9A、9B)要被连接至电能存储设备(ST2)，并且能够向所述车载网络提供电流；以及，开关(K)，所述开关(K)能够在所述开关(K)处于第一状态时使电源(ST1)向所述车载网络供电，并且能够在所述开关(K)处于第二状态时使所述电能存储设备(ST2)向所述车载网络供电。所述单元特征在于，所述转换器(9A、9B)是变频率转换器，以及其特征在于，所述供电单元(3)还包括同步单元(200)，所述同步单元(200)被配置为使在可变频率上操作的所述转换器(9A、9B)的操作和所述转换器的电流生成同步。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于向车辆的车载电气网络供电的供电单元本专利技术要求于2012年10月16日提交的法国专利申请1259837、于2012年10月10提交的法国专利申请1259667、于2012年10月5日提交法国专利申请1259458、于2012年10月2日提交的法国专利申请1259318以及于2012年10月10日递交的法国专利申请1259670的优先权，其内容(文本、附图和权利要求)通过参考引用并入本文。
本专利技术总体上涉及一种用于供应车辆的车载网络的供电单元。
技术介绍
存在于汽车工业中的用于利用电能供应车辆的车载网络的单元包括在固定频率(例如，每个相位150kHz)上工作的交错多相转换器。例如，文献FR2970094描述了一种用于在车载网络中供应电能的单元，其包括也在固定频率上工作的多个交错转换器。然而，对于这样一种单元，传导和辐射发射存在于射频中的窄频谱中，并且滤波器因此必须满足对于车辆部件所要求的EMI标准。另外，以固定频率操作的转换器不能维持超过50%的占空比的调节稳定性，并且这限制转换器的功率输出部。另外，这些交错固定频率转换器原则上需要具有最小控制的最小占空比(例如，1%),以保持输出电压的相位锁定环路稳定性。该原则涉及在最少消耗几安培的负载电流，其意味着较差的性能。另外，在所述单元的输入电压中的变化未被所述单元的调节器考虑在内，所以所述单元操作可能变得不稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，具体地，提供一种向车辆的车载网络供应电能的供电单元，其能够以稳定的形式提供所要求的输出功率，并且其不要求滤波器来消除射频的窄带发射以便满足所要求的EMI标准。在该方面，本专利技术的一个方面涉及提供向车辆的车载网络供应电能的供电单元，包括:在降压/升压电压模式之间交错和可逆的至少两个电流转换器DC/DC，所述转换器随后要被连接至电能存储设备，并且能够向车载网络提供电流；开关，其当所述开关处于第一状态时允许电源向车载网络供电，并且当所述开关处于第二状态时，允许电能存储设备向车载网络供电。其特征在于，所述转换器是变频转换器，供电单元还包括同步设备，所述同步设备被配置为同步在可变频率上操作的转换器的操作和转换器的电流生成。这种设备使以在操作频率范围内的可变频率工作的多个DC/DC转换器的操作同步。转换器能够交错操作，不考虑转换器的工作频率(例如，在4kHz至40kHz的范围内)，并且维持用于高于50%占空比的控制功能的稳定性。此外，传导和辐射发射被呈现在射频的宽谱中，滤波器不再被要求满足所要求的EMI标准。优选地，同步单元包括:.用于接收由每个转换器生成的切换信号的器件；.用于检测接收到的切换信号的跃迀类型的器件；.用于当检测到跃迀时生成同步信号的器件；以及.用于向转换器中的一个提供同步信号的器件，所述器件被配置为每次检测到跃迀时向不同的转换器依次提供同步信号。具体感兴趣的应用是，其还包括能够向预定转换器提供同步信号的同步起动器器件。优选地，同步起动器器件包括用于接收流过转换器之间的转换器的电感的电流值的器件，以及用于当所述电流值达到预定值时生成同步起动器信号的器件。优选地，用于接收的器件包括用于处理从每个转换器接收的切换信号的微分电路。优选地，用于检测切换信号的跃迀的器件包括OU电路。优选地，用于当检测到跃迀时生成同步信号的器件包括D触发器(拨动)。优选地，其包括电能存储设备。根据第二方面，本专利技术涉及一种系统，其包括如上所述的单元、被链接至所述单元的电源以及被连接至所述单元的车载网络，包括计算器和至少一个功率消耗设备。根据第三方面，本专利技术涉及一种机动车辆，其包括如上所定义的单元或如上所定义的系统。【附图说明】通过阅读作为范例提供但不局限于该范例的并且由附图示出的本专利技术的应用的以下详细描述，本专利技术的其他特征和优点将变得更显而易见，在附图中:.图1图示了根据本专利技术的一种系统，其包括根据本专利技术的用于向车辆的车载电气网络供应电力的供电单元、电源和用于车辆的车载娱乐网络(RDB);.图2图示了根据本专利技术的用于向车辆的车载网络供应电能的供电单元的发电机；.图3A图示了根据本专利技术的用于供电单元的同步设备；.图3B图示了根据本专利技术的用于同步设备的同步的起动器设备的操作；.图4图示了根据本专利技术的车载电气电力网络中的供电单元的同步设备的范例性应用；.图5示出了用于图1所示的系统的通过在电压降压模式下操作的每个转换器的电感的电流的同步演变；?图6示出了图1所示的系统的能量存储设备中的有效电流；.图7示出了在降压电压模式下的DC/DC转换器的同步故障的影响；.图8示出了转换器同步故障2分钟的影响；.图9示出了通过在升压电压模式下操作的每个转换器中的电感的电流的同步演变；.图10示出了当电感值LI等于电感值L2时的迟滞信号、输出值Q和Qbarre、电感值L1、电感值L2和电感L1、L2中的电流；?图11和图12示出了+50% (自切换)的电感部件偏差不会关闭(停止)同步；.图13和图14示出了 -50%的电感部件偏差不会关闭(停止)同步；.图15示出了根据本专利技术的供电单元的发电机的控制器；.图16示出了根据本专利技术的供电单元的发电机的电力生成停止设备；.图17a示出了现有技术中已知的转换器故障，其无法在控制电压VREG OUT达到接近于OV的值时适当地停止；.图17B示出了由本专利技术提供的改进，其在VREG OUT达到接近于0V(电流Iu =O)的值时适当地停止；.图18示出了电流生成停止设备的应用的范例；.图19详细示出了用于根据本专利技术的电气供电单元的控制器的降压电压的操作模式的第一控制器；.图20示出了根据本专利技术的第一控制器的模拟实现的范例；.图21示出了流过在降压电压模式下操作的转换器的电感的Iu电流；..图22图示了转换器的输入电压Vkdb的值降低的情况；.图23详细示出了用于根据本专利技术的供电单元控制器的升压电压模式操作的第二控制器；.图24示出了第二控制器的第二比例-积分校正器(PI)的转移函数的范例；.图25图示了根据本专利技术的第二控制器25的模拟应用；.图26示出了当输入电压降低时，通过升压电压模式转换器的电感的电流Iu;.图27示出了根据本专利技术的电能中的供电单元的控制器的选择设备；.图28图示了根据本专利技术的控制器的范例性应用；.图29示出了根据本专利技术的保护设备的实现；.图30示出了伴随转换器的操作模式的改变的流过电感的电流的演变；.图31图示了用于分别提供代表流过电感的电流Iu和I u的V u电压和V l2电压的器件；.图32图示了当起动转换器在降压电压模式下操作时，图1所示的系统的操作；.图33图示了当停止转换器在降压电压模式下操作时，图1所示的系统的操作；.图34图示了当起动转换器在升压电压模式下操作时，图1所示的系统的操作；.图35图示了当停止转换器在升压电压模式下操作时，图1所示的系统的操作；.图36示出了当这种转换器在降压电压模式下操作时，图1所示的系统的操作期间的预动作信号的影响；以及.图37示出了根据本专利技术的供电单元的应用的范例。【具体实施方式】图1图示了根据本专利技术的系统1，其包括根据本专利技术的用于向车载网络供应电能的供电单元3、电气STl电源和车辆的车载娱乐网络(RDB)。所述单元3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向车辆的车载网络供应电能的供电单元(3)，包括：·至少两个DC/DC转换器(9A、9B)，其在降压电压模式和升压电压模式之间交错并可逆，转换器(9A、9B)要被连接至电能存储设备(ST2)，并且能够向车载网络提供电流；·开关(K)，其能够在所述开关(K)处于第一状态时使电源(ST1)向电气系统供电，当所述开关(K)处于第二状态时，允许所述电能存储设备(ST2)向所述车载网络供电，其特征在于，所述转换器(9A、9B)是变频转换器，并且其特征在于，馈送设备(3)还包括同步设备(200)，所述同步设备(200)被配置为使在不同频率上操作的所述转换器(9A、9B)的操作和电流转换器的生成同步。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·布克利，E·勒克吕克斯，S·达克鲁斯佩雷拉，E·米兹维基，
申请(专利权)人：技术推进公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR