车辆电源系统技术方案

本申请涉及车辆电源系统。一种车辆电源系统，包括：主电池；具有输出电压的子电池；电力转换器，具有连接到主电池的输入端和连接到马达的输出端，并且将主电池的输出电力转换成用于马达的驱动电力；电压转换器，连接在主电池和子电池之间，并且将主电池的电压降低到子电池的电压；充电入口，连接到主电池，并且连接到车辆外部的电源设备；电容器，连接在输入端的正电极和负电极之间；以及线圈，连接在主电池和电压转换器之间。该线圈连接到电容器，但不经由从充电入口到主电池的充电电力路径。

【技术实现步骤摘要】
车辆电源系统
本文公开的技术涉及车辆电源系统。更特别地，该技术涉及包括用于利用车辆外部的充电设备对主电池进行充电的充电入口(charginginlet)的车辆电源系统。
技术介绍
安装在电动车辆上的电源系统通常包括主电池和子电池。子电池的电压低于主电池的电压。主电池用于向用于行驶的马达(motor)供应电力，而子电池用于向诸如音频系统和汽车导航系统之类的低电力设备供应电力。诸如音频系统和汽车导航系统之类的低电力设备有时被一般地称为“辅助设备”。向辅助设备供应电力的子电池在本文中有时被称为辅助电池。在日本未审查专利申请公开No.2016-134976(JP2016-134976A)中公开的用于电动车辆(插电式混合动力车辆)的电源系统包括电压转换器，该电压转换器降低主电池的输出电力以对子电池进行充电。如本文所使用的，术语“电动车辆”包括插电式混合动力车辆和汽车，插电式混合动力车辆包括发动机(engine)和马达两者，并且汽车包括供用于行驶的马达使用的电池和燃料电池单元。JP2016-134976A的车辆电源系统还包括充电入口，使得主电池可以由车辆外部的电源设备充电。如后面所述，本文公开的技术涉及包括主电池的车辆电源系统的噪声降低。日本未审查专利申请公开No.2012-085510(JP2012-085510A)的技术作为关于车辆电源系统的噪声降低的技术是已知的。JP2012-085510A中公开的车辆电源系统使用用于行驶的马达的线圈作为用于LC滤波器的电感器元件，该LC滤波器包括电感器和电容器的组合。
技术实现思路
存在这样的情况，其中在主电池在利用车辆外部的电源设备进行充电的同时，用户使用诸如音频系统或汽车导航系统之类的辅助设备。当使用辅助设备时，子电池中的剩余电量相应地减少。当在主电池充电期间子电池中的剩余电量减少时，车辆电源系统的主计算机启动电压转换器。因此，车辆外部的电源设备连接到主电池，并且电压转换器也连接到主电池。即，电压转换器经由充电入口电连接到车辆外部的电源设备。此时，由电压转换器产生的噪声通过充电入口传播到电源设备。因此，由汽车的电气部件产生的噪声可能不会严重影响其它车载电气部件，但是可能会通过电源设备传播到公共电网，并对公共电网产生不利影响。抑制噪声传播到电源设备的一种方式是在充电入口和主电池之间提供噪声滤波器。但是，由于通常从电源设备向主电池流动大电流以便减少充电时间，因此用于充电入口的噪声滤波器需要能够承受这样的大电流。噪声滤波器的电流容量越大，噪声滤波器的尺寸就越大。由于抑制设备容量的增加对于汽车发展是重要的，因此应避免在车辆上安装大型滤波器。本公开提供了一种技术，该技术抑制从电压转换器到充电入口(车辆外部的电源设备)的噪声传播，同时抑制由于添加滤波器而导致的体积增加。车辆电源系统包括电力转换器(逆变器)，该电力转换器将主电池的输出电力转换成用于行驶的马达的驱动电力。电容器通常连接在逆变器的输入端的正电极和负电极之间。提供电容器以便稳定到逆变器的输入电压。替代地，在逆变器包括升压转换器的情况下，可以提供电容器作为升压转换器的组件，以便存储电能。本文所公开的技术通过使用连接到逆变器的输入端的电容器来降低传输到充电入口(车辆外部的电源设备)的高频噪声。本专利技术的第一方面涉及一种车辆电源系统。一种车辆电源系统包括：主电池；子电池，具有比主电池的输出电压低的输出电压；电力转换器，包括连接到主电池的输入端和连接到用于行驶的马达的输出端，并且被配置为将主电池的输出电力转换成用于马达的驱动电力；电压转换器，连接在主电池和子电池之间，并且被配置为将主电池的电压降低到子电池的电压；充电入口，连接到主电池并且被配置为连接到车辆外部的电源设备；电容器，连接在电力转换器的输入端的正电极和负电极之间；以及线圈，连接在主电池和电压转换器之间。该线圈连接到电容器，但不经由从充电入口到主电池的充电电力路径。本专利技术的第二方面涉及一种车辆电源系统。该车辆电源系统包括：主电池；子电池，具有比主电池的输出电压低的输出电压；电力转换器，包括连接到主电池的输入端和连接到用于行驶的马达的输出端，并且被配置为将主电池的输出电力转换成用于马达的驱动电力；电压转换器，连接在主电池和子电池之间，并且被配置为将主电池的电压降低到子电池的电压；充电入口，连接到主电池并且被配置为连接到车辆外部的电源设备；电容器，连接在电力转换器的输入端的正电极和负电极之间；以及线圈，连接在电容器和电压转换器之间。在以上配置中，线圈和电容器形成高频噪声滤波器(LC滤波器)，以降低从电压转换器传播到充电入口(车辆外部的电源设备)的高频噪声。以上配置在以下两点中抑制由于添加滤波器而导致的尺寸增加。第一，最初在电动车辆中提供的电容器(用于逆变器的电容器)被用作高频噪声滤波器的电感器元件。因此，没有必要为高频噪声滤波器添加另一个电容器。第二，线圈连接到电容器，但不经由从充电入口到主电池的充电电力路径(线圈连接到电容器，使得线圈不插置在充电入口和主电池之间)。因此，即使当主电池在通过充电入口利用车辆外部的电源设备进行充电时，也不会在线圈中流动大电流。即，线圈所需的电流容量小于从电源设备流向主电池的最大电流。因此，与充电入口提供有噪声滤波器的情况相比，本文所公开的车辆电源系统可以使用具有较小电流容量的线圈。在根据第一方面或第二方面的车辆电源系统中，线圈可以连接到电容器的端子。由于线圈和电容器之间的电气路径被缩短，因此以上配置有效地降低了噪声。在根据第一方面或第二方面的车辆电源系统中，线圈可以包括第一绕组和第二绕组。第一绕组可以连接到将电容器的一个端子连接到电压转换器的正极线。第二绕组可以连接到将电容器的另一个端子连接到电压转换器的负极线。第一绕组和第二绕组可以沿着相同方向缠绕。以上配置中的线圈被称为共模扼流线圈。线圈的第一绕组(或第二绕组)和电容器形成LC滤波器以降低差模噪声。而且，沿着相同方向缠绕的第一绕组和第二绕组降低了共模噪声。根据第一方面或第二方面的车辆电源系统还可以包括与线圈串联连接的电阻器。在以上配置中，线圈、电容器和电阻器形成LCR滤波器。LCR滤波器更有效地降低了高频噪声。在根据第一方面或第二方面的车辆电源系统中，线圈可以与电容器和电压转换器一起被容纳在单个壳体中。以上配置消除了准备专门为线圈防水的壳体的需要。而且，由于作为噪声源的电压转换器和噪声滤波器(电容器和线圈)被容纳在单个壳体中，因此降低了扩散到壳体之外的噪声。附图说明下面将参考附图描述本专利技术的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，附图中相似的附图标记表示相似的元件，并且其中：图1是包括第一实施例的电源系统的电动车辆的电力系统的框图。图2是图示噪声传输路径的框图。图3是包括第二实施例的电源系统的电动车辆的电力系统的框图。图4是图示扼流线圈的操作的图示。图5是包括第三实施例的电源系统的电动车辆的电力系统的框图。图6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆电源系统，其特征在于，包括：/n主电池；/n子电池，具有比所述主电池的输出电压低的输出电压；/n电力转换器，包括连接到所述主电池的输入端和连接到用于行驶的马达的输出端，并且被配置为将所述主电池的输出电力转换成用于所述马达的驱动电力；/n电压转换器，连接在所述主电池和所述子电池之间，所述电压转换器被配置为将所述主电池的电压降低到所述子电池的电压；/n充电入口，连接到所述主电池并且被配置为连接到车辆外部的电源设备；/n电容器，连接在所述电力转换器的所述输入端的正电极和负电极之间；以及/n线圈，连接在所述主电池和所述电压转换器之间，所述线圈连接到所述电容器，但不经由从所述充电入口到所述主电池的充电电力路径。/n

【技术特征摘要】
20181227 JP 2018-2450111.一种车辆电源系统，其特征在于，包括：
主电池；
子电池，具有比所述主电池的输出电压低的输出电压；
电力转换器，包括连接到所述主电池的输入端和连接到用于行驶的马达的输出端，并且被配置为将所述主电池的输出电力转换成用于所述马达的驱动电力；
电压转换器，连接在所述主电池和所述子电池之间，所述电压转换器被配置为将所述主电池的电压降低到所述子电池的电压；
充电入口，连接到所述主电池并且被配置为连接到车辆外部的电源设备；
电容器，连接在所述电力转换器的所述输入端的正电极和负电极之间；以及
线圈，连接在所述主电池和所述电压转换器之间，所述线圈连接到所述电容器，但不经由从所述充电入口到所述主电池的充电电力路径。


2.根据权利要求1所述的车辆电源系统，其特征在于，所述线圈连接到所述电容器的端子。


3.根据权利要求1或2所述的车辆电源系统，其特征在于：
所述线圈包括第一绕组和第二绕组；
所述第一绕组连接到将所述电容器的一个端子连接到所述电压转换器的正极线；
所述第二绕组连接到将所述电容器的另一个端子连接到所述电压转换器的负极线；以及
所述第一绕组和所述第二绕组沿着相同方向缠绕。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆电源系统，其特征在于，还包括与所述线圈串联连接的电阻器。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆电源系...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊地隆二，舩桥宪治，鸟羽祐司，星野大助，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP