利用车载充电器的车辆的动力系架构制造技术

本发明专利技术描述与利用车载式充电器(102)的车辆(例如混合动力电动车辆/电动车辆)的动力系架构相关的技术。所述技术包含一种用于功率调节的装置，所述装置包括直流DC到DC电压转换器(108)，所述DC到DC电压转换器可配置以转换来自交流AC到DC转换器(106)的第一DC电压(104)以生成第一经转换DC电压以对电池(114)充电，且将来自所述电池(114)的第二DC电压转换为用于DC到AC逆变器(118)的第二经转换DC电压。所述逆变器(118)耦合到电动机(126)。控制电路(116)经配置以引导所述电压转换器(108)的操作模式。作模式。作模式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用车载充电器的车辆的动力系架构

技术介绍

[0001]混合动力电动车辆(HEV)及电动车辆(EV)越来越受欢迎，这是因为其与内燃机推进车辆相比，可提供降低的燃料成本且降低车辆排放。使用驱动一或多个电动机的一或多个电池来对HEV/EV供电。HEV可由结合内燃机使用的电动机及电池驱动。EV完全由电动机及电池驱动。
[0002]HEV及EV两者消耗大量电力，且这种电力通常存储在一或多个电池中。这些电池可使用利用充当发电机的电动机的再生的组合来充电，或在不使用车辆时由充电器及外部电源来充电。充电器的种类可具有车载式及非车载式两种。非车载充电通常是指利用充电站或其它设备(例如家用或壁式充电器)的充电系统。这些系统可提供比利用内置到汽车本身中的充电器的其它车载充电系统更高的电压及更快的充电。渐渐地，为了提供灵活性及增加的便利性，更高容量的车载充电器提供增加的充电速度。

技术实现思路

[0003]本说明书大体上涉及HEV/EV的领域，且更特定来说涉及用于功率调节的装置。一种实例装置包括直流(DC)到DC电压转换器，所述直流DC到DC电压转换器可配置以转换来自交流(AC)到DC转换器的第一DC电压以生成第一经转换DC电压以对电池充电。所述装置进一步将来自所述电池的第二DC电压转换为用于逆变器的第二经转换DC电压，所述逆变器连同用于引导所述DC到DC电压转换器的操作模式的控制电路系统一起电耦合到电动机。
[0004]本说明书的另一方面涉及一种用于功率调节的系统。所述系统包括直流(DC)到DC电压转换器，所述DC到DC电压转换器具有两种操作模式，其中所述DC到DC电压转换器在第一操作模式中，转换来自交流(AC)到DC转换器的第一DC电压以生成第一经转换DC电压以对电池充电。所述DC到DC电压转换器在第二操作模式中，将来自所述电池的第二DC电压转换为用于逆变器的第二经转换DC电压，所述逆变器电耦合到电动机。所述系统进一步包括用于引导所述DC到DC电压转换器的操作模式的控制电路系统。
[0005]本说明书的另一方面涉及一种用于总线的功率调节的方法。所述方法包括由直流(DC)到DC电压转换器在第一操作模式中，转换来自AC到DC转换器的处于稳定电压下的第一DC电压以生成第一经转换DC电压以对电池充电。所述方法进一步包括由所述DC到DC电压转换器在第二操作模式中，转换来自所述电池的第二DC电压以生成用于逆变器的处于所述稳定电压的第二经转换DC电压，所述第二DC电压具有可变电压，所述逆变器电耦合到电动机。
附图说明
[0006]对于各种实例的详细描述，现在将参考附图，其中：
[0007]图1到4是说明车辆动力系的架构图。
[0008]图5是功率因子校正电路的电路图。
[0009]图6是说明车辆动力系的至少一部分的架构图。
[0010]图7是说明实例DC到DC电压转换器电路的电路图。
[0011]图8是说明用于总线的功率调节的技术的流程图。
具体实施方式
[0012]用于HEV/EV车辆的动力系通常包含一或多个电池组(后文中称为电池)。可使用内置到车辆中的车载充电器(OBC)来对电池充电。OBC的一个功能是将从电网接收的电力从交流(AC)形式转换为直流(DC)形式，且提供DC电力以对电池充电。例如，OBC可经插入到壁式电源插座中且从公用电网汲取电力以对车辆电池充电。OBC可包含AC到DC转换器(也称为整流器)，所述AC到DC转换器从壁式插座接受输入AC电压，例如120VAC、240VAC、480VAC等，且生成处于第一DC电压下的输出DC电压。在某些情况下，这个第一DC电压可能不适合于或无法对电池充电且OBC还可包含第二级，所述第二级包括将第一DC电压转换成第二DC电压的DC到DC电压转换器，所述第二DC电压更适合于对电池充电。
[0013]在某些情况下，OBC中使用的DC到DC转换器及AC到DC转换器支持双向操作。例如，车辆到电网(V2G)操作可允许电网从HEV/EV车辆的充电电池汲取电力以支持电网。在此类情况下，DC到DC电压转换器可经配置以从电池汲取电力且将电池的第一DC电压转换为AC到DC转换器可处置的第二DC电压。接着，AC到DC转换器将第二DC电压转换为AC，以发送回到电网。
[0014]动力系还可包含牵引逆变器以将来自电池的DC电压转换成AC电压。接着，牵引逆变器将这个AC电压提供到一或多个电动机以驱动车辆。通常，由电池提供的电压随着电池放电而变动。牵引逆变器可能会考虑这个电压变化且被设计为处置电池可提供的宽电压范围的DC电压输入。这种处置宽输入电压范围的能力使牵引逆变器与具有稳定输入电压的逆变器相比在将DC转换为AC方面更低效。例如，为稳定输入电压设计的逆变器可利用被选择为在稳定电压下最高效地操作的设计或组件。如本文中所描述，对稳定或固定电压的参考是指在提供稳定电压的转换器的设计公差内的恒定电压。
[0015]而且，其它装置，例如车载计算机、可调节悬挂系统、娱乐系统等，也可利用由电池提供的电力。这些装置可与由其它DC到DC电压转换器驱动的单独电总线(例如12v或48v总线)上的变化电池电压隔离。此类DC到DC电压转换器也可被设计为处置变化的电池电压，使得其可能比被设计为采用特定输入电压的转换器更低效。
[0016]图1是说明根据本说明书的方面的车辆动力系100的至少一部分的架构图。在实例车辆动力系100中，OBC 102在充电操作模式中耦合到AC电源104，例如本地电网。在一些情况下，OBC 102是两级充电器且在OBC壳体109内包含AC到DC转换器106及充电器DC到DC电压转换器108。AC到DC转换器106将来自AC电源104的AC电压转换为第一DC电压且经由导体111将这个第一DC电压提供到充电器DC到DC电压转换器108以生成处于稳定电压下的DC电压以驱动可变DC总线112。在某些情况下，OBC 102可包含冷却机构110，例如散热器、风扇、冷却剂管线等。冷却机构110可至少部分地并入到OBC壳体109中且所使用的确切机构可依据数个因素而变，例如包装限制、OBC 102的效率或其它因素。所述冷却机构可经配置以降低AC到DC转换器106及充电器DC到DC电压转换器108中的任一者或两者的操作温度。由OBC 102提供的DC电压激发可变DC总线112且对耦合到可变DC总线112的电池114充电。
[0017]在某些情况下，OBC 102在多种模式中操作。例如，OBC 102的控制电路116检测何时AC电源104被插入或以其它方式变得可用，且通过将OBC 102切换成充电操作模式来做出
响应。图1中展示AC电力指示器信号105。AC电力指示器信号105向控制电路116指示OBC 102是否连接到AC电源104。控制电路116还可例如从电网接收将电力提供到电网的指示。接着，OBC 102的控制电路116可将OBC 102切换成V2G操作模式以可能通过AC电源104将电力提供回到电网。一般来说，控制电路116配置DC到DC电压转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于功率调节的装置，所述装置包括：直流DC到DC电压转换器，其可配置以：转换来自交流AC到DC转换器的第一DC电压以生成第一经转换DC电压以对电池充电；且将来自所述电池的第二DC电压转换为用于逆变器的第二经转换DC电压，所述逆变器电耦合到电动机；及控制电路系统，其用于引导所述DC到DC电压转换器的操作模式。2.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：壳体，且其中所述DC到DC电压转换器及所述AC到DC转换器至少部分地围封在所述壳体内。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述壳体包含冷却机构。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述冷却机构至少部分地降低所述DC到DC电压转换器及所述AC到DC转换器的操作温度。5.根据权利要求3所述的装置，其中所述壳体至少部分地围封所述逆变器且其中所述冷却机构至少部分地降低所述逆变器的操作温度。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述DC到DC电压转换器进一步可配置以：在第一操作模式中从所述AC到DC转换器接收所述第一DC电压，且在第二操作模式中从所述电池接收所述第二DC电压，其中所述第一操作模式及所述第二操作模式是非重叠操作模式，且其中所述控制电路系统引导所述第一操作模式与所述第二操作模式之间的切换。7.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括第二DC到DC电压转换器以将所述第二经转换DC电压转换为与所述第二经转换DC电压不同的第三DC电压。8.根据权利要求1所述的装置，其中所述AC到DC转换器包括所述逆变器。9.一种用于功率调节的系统，所述系统包括：直流DC到DC电压转换器，其具有两种操作模式，其中所述DC到DC电压转换器：在第一操作模式中，转换来自交流AC到DC转换器的第一DC电压以生成第一经转换DC电压以对电池充电；在第二操作模式中，将来自所述电池的第二DC电压转换为用于逆变器的第二经转换DC电压，所述逆变器电耦合到电动机；及控制电路系统，其用于引导所述DC到DC电压转换器的操作模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：