车辆电力转换装置和方法制造方法及图纸

本公开提供了一种可以通过集成产生电力的马达控制器和转换电力的电力供应装置来减小整体系统尺寸的车辆电力转换装置。车辆电力转换装置包括：驱动马达，连接到发动机；电力转换器，选择性地以多个模式转换电力以产生与驱动马达的操作有关的电力。第一电池供应用于转换的电力或接收转换后的电力。

【技术实现步骤摘要】
车辆电力转换装置和方法
本公开涉及一种电力转换技术，并且更特别地，涉及一种车辆电力转换装置和方法。
技术介绍
通常，在混合动力车辆所应用的混合动力系统中，电力的缺乏最终需要增加交流发电机和电池的容量。因此，需要增加配线(wire)/线束(harness)和/或增加车辆的重量。特别地，在轻度混合动力系统中，驱动马达和发动机通过皮带连接，并且用于驱动驱动马达的逆变器与驱动马达集成以形成轻度混合起动发电机(mildhybridstartergenerator，MHSG)。此外，由MHSG产生的电力用于对48V电池进行充电或通过作为电力供应装置的直流-直流(DC-DC)转换器供应到车辆电气负载，或者用于对12V辅助电池进行充电。逆变器由三相组成，每相作为并联开关操作。此外，将48V电池的电力转换为12V的转换器为降压转换器，其被配置为并联模块。由于轻度混合动力系统使用大电流，因此存在需要并联配置的缺点。此外，存在以下局限性，即与基本车辆相比，难以根据附加的48V专用组件的尺寸和/或配置来配置布局。另外，存在最终输出效率根据各个阶段的电力转换而降低的缺点。本节中描述的内容仅是为了帮助理解本公开的背景，并且可以包括本公开所属领域的技术人员先前未知的内容。
技术实现思路
本公开提供了一种可以通过集成产生电力的马达控制器和转换电力的电力供应装置来减小整体尺寸的车辆电力转换装置和方法。此外，本公开还提供了一种可以通过对集成组件的控制来提高输出效率的车辆电力转换装置和方法。为了实现该目的，本公开提供了一种可以通过集成产生电力的马达控制器和转换电力的电力供应装置来减小尺寸的车辆电力转换装置。车辆电力转换装置可以包括：驱动马达，连接到发动机；电力转换器，被配置为选择性地以多个模式转换电力以产生与驱动马达的操作有关的电力；以及第一电池，被配置为供应用于转换的电力或接收转换后的电力。电力转换器可以包括一体形成的逆变器和转换器。逆变器可以被配置为将交流(AC)电供应到驱动马达，并且转换器可以被配置为将AC电转换为直流(DC)电。此外，电力转换器可以包括被配置为在转换器和逆变器之间执行电力控制的开关网络。开关网络可以包括：第一开关块，切断向转换器的输出侧的电力传输；以及第二开关块，在转换器操作时将转换器的输出与逆变器的一个相位输出分离，并且第一开关块和第二开关块可以串联连接。此外，多个模式包括需要大功率的大功率运行模式和不需要大功率的一般运行模式。转换器可以在与逆变器的一个相位输出分离之后进行操作。大功率发电具有按照驱动马达、逆变器和第一电池的顺序的电力路径，扭矩辅助具有按照第一电池、逆变器和驱动马达的顺序的电力路径。另外，在大功率运行模式下，当切断向转换器的输出侧的电力传输时，将电力从第二电池供应到电气负载。逆变器可以包括针对每个相位的对称的多个功率元件，多个功率元件可以并联连接，第一开关块可以设置在一个相位中的多个功率元件之间，以与转换器共享。转换器可以包括与逆变器共享的多个功率元件中的其余功率元件、连接到其余功率元件的第二开关块以及串联连接到第二开关块的电感器。第一开关块和第二开关块中的每一个具有多个开关元件以背对背的方式连接的背对背结构。本公开的另一示例性实施例提供了一种车辆电力转换方法，该方法可以包括：选择多个模式；以及当选择了多个模式时，电力转换器转换电力以产生与驱动马达的操作有关的电力，并且电力转换器可以被配置为从第一电池接收电力，或者电力转换器可以被配置为将电力供应到第一电池。根据本公开，通过集成轻度混合电力转换组件，可以减小尺寸和/或提高效率。此外，本公开的另一个效果在于，通过使用逆变器并联开关作为转换器的主开关，可以去除所有现有的转换器并联开关，并且还可以减少并联磁体的数量，从而减小尺寸。此外，本公开的又一个效果在于，通过根据车辆电气组件的需求来区分并操作诸如大功率运行和12V功率运行的模式，从而提高电力转换效率。附图说明通过以下结合附图的详细描述，本公开的目的、特征和优点将更加显而易见，其中：图1是示出根据本公开的示例性实施例的车辆电力转换装置的配置的框图；图2是示出根据本公开的示例性实施例的图1所示的电力转换器的配置的框图；图3是示出根据本公开的示例性实施例的图2所示的组件的详细配置的框图；图4是示出根据本公开的示例性实施例的电力转换过程的流程图；图5是示出根据本公开的示例性实施例的根据图4的大功率运行模式下的电力流的示图；以及图6是示出根据本公开的示例性实施例的根据图4的一般运行模式下的电力流的示图。具体实施方式理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者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(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用车，包括各种船艇和船舶的水运工具，飞机等，并包括混合动力车辆、电动车辆、燃烧插电式混合动力车辆、氢动力车辆和其它替代燃料(例如，除石油以外的资源衍生的燃料)车辆。尽管将示例性实施例描述为使用多个单元来执行示例性过程，但是理解的是，示例性过程也可以由一个或多个模块来执行。此外，理解的是，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器并被具体编程以执行本文所述的过程的硬件装置。存储器被配置为存储模块，处理器被具体配置为运行所述模块来执行下面进一步描述的一个或多个过程。本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。除非上下文另外明确指出，否则如本文所使用的，单数形式“一个”、“一”和“该”也旨在包括复数形式。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在所述特征、整数、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、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任意和所有组合。除非特别说明或从上下文明显看出，否则如本文所使用的，术语“约”被理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“约”可以被理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非上下文另外明确说明，否则本文提供的所有数值均由术语“约”修饰。本公开可以具有各种修改和各种示例性实施例，并且特定的实施例在附图中示出并在详细描述中具体描述。然而，应理解的是，这并不旨在将本公开限制于特定实施例，本公开包括本公开的宗旨和技术范围内包括的所有修改方案、等同方案和替代方案。在描述每个附图时，相同的附图标记用于相同的组件。诸如第一和第二的术语可以用于描述各种组件，但是这些组件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个组件与其它组件区分开。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一组件可以被称为第二组件，并且类似地，第二组件也可以被称为第一组件。术语“和/或”包括多个相关描述项目的组合或多个相关描述项目中的任意一个。...

【技术保护点】
1.一种车辆电力转换装置，包括：/n驱动马达，连接到发动机；/n电力转换器，选择性地以多个模式转换电力以产生与所述驱动马达的操作有关的电力；以及/n第一电池，供应用于转换的所述电力或接收转换后的电力。/n

【技术特征摘要】
20200217 KR 10-2020-00188861.一种车辆电力转换装置，包括：
驱动马达，连接到发动机；
电力转换器，选择性地以多个模式转换电力以产生与所述驱动马达的操作有关的电力；以及
第一电池，供应用于转换的所述电力或接收转换后的电力。


2.根据权利要求1所述的车辆电力转换装置，其中，
在所述电力转换器中，逆变器和转换器一体形成，其中所述逆变器将交流电即AC电供应到所述驱动马达，并且所述转换器将所述AC电转换为直流电即DC电。


3.根据权利要求2所述的车辆电力转换装置，其中，
所述电力转换器包括在所述转换器和所述逆变器之间执行电力控制的开关网络。


4.根据权利要求3所述的车辆电力转换装置，其中，
所述开关网络包括：
第一开关块，切断向所述转换器的输出侧的电力传输；以及
第二开关块，在所述转换器操作时将所述转换器的输出与所述逆变器的一个相位输出分离，
其中所述第一开关块和所述第二开关块串联连接。


5.根据权利要求3所述的车辆电力转换装置，其中，
所述多个模式包括大功率运行模式和一般运行模式。


6.根据权利要求5所述的车辆电力转换装置，其中，
所述转换器在与所述逆变器的一个相位输出分离之后进行操作。


7.根据权利要求5所述的车辆电力转换装置，其中，
所述大功率运行模式是用于对所述第一电池进行充电的大功率发电或用于驱动所述驱动马达的扭矩辅助，所述大功率发电具有按照所述驱动马达、所述逆变器和所述第一电池的顺序的电力路径，所述扭矩辅助具有按照所述第一电池、所述逆变器和所述驱动马达的顺序的电力路径。


8.根据权利要求7所述的车辆电力转换装置，其中，
在所述大功率运行模式的情况下，当切断向所述转换器的输出侧的所述电力传输时，将电力从所述第二电池供应到电气负载。


9.根据权利要求4所述的车辆电力转换装置，其中，
所述逆变器包括针对每个相位的对称的多个功率元件，所述多个功率元件并联连接，所述第一开关块设置在一个相位中的所述多个功率元件之间，以与所述转换器共享，并且
其中所述转换器包括与所述逆变器共享的所述多个功率元件中的其余功率元件、连接到所述其余功率元件的所述第二开关块以及串联连接到所述第二开关块的电感器。


10.根据权利要求4所述的车辆电力转换装置，其中，
所述第一开关块和所述第二开关块中的每一个开关块具有多个开关元件以背对背的方式连接的...

【专利技术属性】
技术研发人员：河泰宗，姜炳求，李岱雨，李允植，
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