用于车辆的电力转换系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了用于车辆的电力转换系统及其控制方法。用于车辆的电力转换系统包括开关电路，其具有第一输入/输出端子、第二输入/输出端子和连接在第一输入/输出端子和第二输入/输出端子之间的多个开关元件。第一能量存储装置连接至第二输入/输出端子并且具有预设的充电/放电电压。第一电压转换电路将从第一输入/输出端子输出的电力进行转换，以输出比第一能量存储装置的电压低的电压。第二能量存储装置利用第一电压转换电路的输出电压进行充电/放电。控制器基于第一能量存储装置是否正在进行充电以及车辆是否正在行驶来控制开关元件的开路/短路状态。当第一能量存储装置正在进行充电时，AC充电电力从车辆外部提供至第一输入/输出端子。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的电力转换系统及其控制方法
本专利技术涉及一种用于车辆的电力转换系统及其控制方法，更具体地，涉及一种通过减小电力转换系统的尺寸来提高空间利用率的电力转换系统。
技术介绍
通常，环保车辆的电池充电方法可以分为慢速充电方法和快速充电方法。具体地，慢速充电方法指的是这样一种方法：通过充电座(例如，外部充电器)等将用于家用或一般建筑物的外部交流(AC)电压施加至安装在车辆内的车载充电器(OBC)，以将AC电压整流成直流(DC)电压，将该DC电压升压至适用于充电的DC电压，然后利用该DC电压对高压电池进行充电。快速充电方法指的是输出高电流从而在比慢速充电所需的时间更短的时间段内进行充电的方法。由于快速充电方法需要超过慢速充电额定功率的十倍，充电更快的充电器不能安装在车辆内，因此需要单独安装专用的快速充电器。此外，如上所述，用于将外部AC电压整流成DC电压的车载充电器需要安装在通过慢速充电方法可充电的环保车辆中。为了改善车辆内有限空间的可用性，正在积极地进行关于减小在车辆内安装的电力元件和装置(该电力元件和装置包括车载充电器)的尺寸的研究。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于车辆的电力转换系统及其控制方法，其通过在开关电路和第一电压转换电路中利用多个开关元件来减小电力转换系统的尺寸，从而提高空间利用率并降低成本。为了实现该目标，根据本专利技术的用于车辆的电力转换系统可以包括：开关电路、第一能量存储装置、第一电压转换电路、第二能量存储装置以及控制器，所述开关电路具有第一输入/输出端子、第二输入/输出端子和连接在第一输入/输出端子和第二输入/输出端子之间的多个开关元件；所述第一能量存储装置连接至第二输入/输出端子并且具有预设的充电/放电电压；所述第一电压转换电路用于将从第一输入/输出端子输出的电力进行转换，以输出比第一能量存储装置的电压低的电压；所述第二能量存储装置进行充电/放电至第一电压转换电路的输出电压；所述控制器配置为基于第一能量存储装置是否正在进行充电以及车辆是否正在行驶来操作多个开关元件的开路/短路状态。另外，当第一能量存储装置正在进行充电时，用于对第一能量存储装置充电的AC充电电力可以从车辆的外部提供至第一输入/输出端子。用于车辆的电力转换系统可以进一步包括开关单元，其配置为确定第一输入/输出端子和第一电压转换电路之间的电连接状态。控制器可以配置为当第一能量存储装置进行充电时，将开关单元断开并且操作多个开关元件，以将提供至第一输入/输出端子的AC充电电力进行转换并通过第二输入/输出端子输出第一能量存储装置的充电/放电电压。控制器可以配置为当车辆正在行驶时，将开关单元短路并且操作多个开关元件以将提供至第二输入/输出端子的第一能量存储装置的电力转换为AC电力并通过第一输入/输出端子输出。第一电压转换电路可以配置为将从第一输入/输出端子提供的第一能量存储装置的AC电力进行转换，以输出比第一能量存储装置的电压低的DC电压。开关电路可以是包括多个开关元件的全桥电路。第一电压转换电路可以包括变压器和整流器，所述变压器配置为改变从第一输入/输出端子提供的AC电力的电压；所述整流器配置为对从变压器输出的AC电压进行整流，以输出DC电压。用于车辆的电力转换系统可以进一步包括第二电压转换电路，其配置为接收第一能量存储装置的DC电压并且将所述DC电压转换为车辆的电气负载的电源电压。然后，控制器可以配置为当第一能量存储装置进行充电时，驱动第二电压转换电路。为了实现该目标，根据本专利技术的控制用于车辆的电力转换系统的方法可以包括：确定车辆内的第一能量存储装置是否正在进行充电和车辆是否正在行驶；当确定出第一能量存储装置正在进行充电时，将开关单元断开并且操作多个开关元件，以将提供至第一输入/输出端子的AC充电电力进行转换并通过第二输入/输出端子输出第一能量存储装置的充电/放电电压；当确定出车辆正在行驶时，将开关单元短路并且操作多个开关元件，以将提供至第二输入/输出端子的第一能量存储装置的电力转换为AC电力并通过第一输入/输出端子输出。所述方法可以进一步包括当确定出第一能量存储装置正在进行充电时，驱动第二电压转换电路。根据本专利技术，可以通过在开关电路和第一电压转换电路中利用多个开关元件来减小电力转换系统的尺寸，从而提高空间利用率并降低成本。附图说明通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本专利技术的以上和其它目标、特征和其它优点，其中：图1是示出根据本专利技术示例性实施方案的用于车辆的电力转换系统的配置的示意图；图2是示出根据本专利技术示例性实施方案的用于车辆的电力转换系统的详细示图；图3是示出根据本专利技术示例性实施方案，在用于车辆的电力转换系统中当第一能量存储装置进行充电时从外部提供的电力的流动的示图；图4是示出根据本专利技术示例性实施方案，在用于车辆的电力转换系统中当车辆正在行驶时从第一能量存储装置提供的电力的流动的示图；图5是根据本专利技术示例性实施方案的控制用于车辆的电力转换系统的方法的流程图。具体实施方式应当理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非化石能源的燃料)。正如本文所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。尽管将示例性实施方案描述为利用多个单元来执行示例性过程，但是应当理解的是，示例性过程也可以由一个或多个模块来执行。另外，应理解的是，术语控制器/控制单元指的是包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置为存储模块，处理器具体地配置为执行所述模块以进行以下进一步描述的一个或多个过程。此外，本专利技术的控制逻辑可以实施为包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非易失性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储器件。计算机可读记录介质还可以分布在网络联接的计算机系统中，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)以分布式的方式存储和执行。本文中使用的术语仅出于描述特定实施方案的目的，并非旨在限制本专利技术。如本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，其指定了存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有组合。除非特别陈述或从上下文中显而易见的，否则如本文中所用的，术语“大约”应理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准差内。“大约”可以理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非从上下文中另有说明，否则本文中提供的所有数值都由术语“大约”修饰。在下文中，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的电力转换系统，其包括在车辆中，所述用于车辆的电力转换系统包括：开关电路，其包括第一输入/输出端子、第二输入/输出端子以及连接在所述第一输入/输出端子和所述第二输入/输出端子之间的多个开关元件；第一能量存储装置，其连接至所述第二输入/输出端子并且具有预设的充电/放电电压；第一电压转换电路，其用于转换从所述第一输入/输出端子输出的电力，以输出比第一能量存储装置的电压低的电压；第二能量存储装置，其利用第一电压转换电路的输出电压进行充电/放电；以及控制器，其配置为基于所述第一能量存储装置是否正在进行充电以及车辆是否正在行驶来控制所述多个开关元件的开路/短路状态，其中，当第一能量存储装置正在进行充电时，用于对第一能量存储装置进行充电的交流充电电力从车辆的外部提供至第一输入/输出端子。

【技术特征摘要】
2018.04.17 KR 10-2018-00446341.一种用于车辆的电力转换系统，其包括在车辆中，所述用于车辆的电力转换系统包括：开关电路，其包括第一输入/输出端子、第二输入/输出端子以及连接在所述第一输入/输出端子和所述第二输入/输出端子之间的多个开关元件；第一能量存储装置，其连接至所述第二输入/输出端子并且具有预设的充电/放电电压；第一电压转换电路，其用于转换从所述第一输入/输出端子输出的电力，以输出比第一能量存储装置的电压低的电压；第二能量存储装置，其利用第一电压转换电路的输出电压进行充电/放电；以及控制器，其配置为基于所述第一能量存储装置是否正在进行充电以及车辆是否正在行驶来控制所述多个开关元件的开路/短路状态，其中，当第一能量存储装置正在进行充电时，用于对第一能量存储装置进行充电的交流充电电力从车辆的外部提供至第一输入/输出端子。2.根据权利要求1所述的用于车辆的电力转换系统，其进一步包括：开关单元，其配置为确定所述第一输入/输出端子和所述第一电压转换电路之间的电连接状态。3.根据权利要求2所述的用于车辆的电力转换系统，其中，所述控制器配置为：当第一能量存储装置正在进行充电时，将所述开关单元断开并且操作所述多个开关元件，以转换提供至第一输入/输出端子的交流充电电力并通过第二输入/输出端子输出第一能量存储装置的充电/放电电压。4.根据权利要求2所述的用于车辆的电力转换系统，其中，所述控制器配置为：当车辆正在行驶时，将所述开关单元短路并且控制所述多个开关元件以将提供至第二输入/输出端子的第一能量存储装置的电力转换为交流电力并通过第一输入/输出端子...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕寅勇，杨真明，李宇宁，李允植，李岱雨，金钟弼，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR