一种直流-直流变换器及其电能转换方法技术

本发明专利技术公开了一种直流

【技术实现步骤摘要】
一种直流
‑
直流变换器及其电能转换方法


[0001]本申请涉及电路
，尤其涉及一种直流
‑
直流变换器及其电能转换方法。

技术介绍

[0002]目前燃料电池汽车中的直流
‑
直流变换器的作用是将燃料电池发动机较低的输出电压高效地转换成整车常用的较高的电压，通常在600VDC以上。
[0003]随着燃料电池技术的成熟化、应用场景的复杂化以及利好政策的推动下，整车端的需求功率越来越大，映射到前端也要求发动机的输出电流也随之增大，达到800A甚至之上。为进一步提高发动机的功率密度和控制及保护燃料电池，往往在直流
‑
直流变换器的输入端设置主继电器。但目前市场上的大电流高压继电器通常存在成本过高、体积过大的问题，高压继电器的电流等级随需求同步提升，往往会对直流
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直流变换器的体积和成本造成较高的压力。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种直流
‑
直流变换器及其电能转换方法，用于解决由于直流
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直流变换器输入电流较大，其所需的高电压大电流的继电器体积太大，成本太高，增加了直流
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直流变换器整体的体积及设计成本的问题。
[0005]本专利技术实施例提供一种直流
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直流变换器，包括：
[0006]控制单元和与所述控制单元连接的多个具有相同电路结构的功率变换电路，所述多个功率变换电路并联连接；
[0007]每个所述功率变换电路包括主支路、与所述主支路并联的预充支路、功率模块，所述主支路一端与所述直流
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直流变换器输入端正极连接、另一端与所述功率模块的正输入端连接，所述各功率模块负输入端与所述直流
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直流变换器负极连接，且所述正输入端与负输入端之间连接有电容，所述主支路上连接有主继电器，所述预充支路上串联连接预充继电器和预充电阻，所述预充电阻与所述功率模块的正输入端连接；
[0008]控制单元，通过控制预充支路上的预充继电器闭合进行预充，根据各主继电器两端电压判定所述变换器完成预充后，控制主继电器闭合，并断开预充继电器。
[0009]作为一种可选的实施方式，所述直流
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直流变换器输出端正极与负极间连接有滤波电容。
[0010]作为一种可选的实施方式，各功率模块中包括至少一个Boost升压模块。
[0011]作为一种可选的实施方式，各功率模块中包括多个Boost升压模块，每个Boost升压模块包括一个电感、一个场效应管和一个二极管，该电感的一端与功率模块正输入端连接，另一端与二极管正极和场效应管的漏极连接，多个Boost升压模块的场效应管的源极与功率模块负输出端连接在一起，二极管的负极与功率模块正输出端连接在一起。
[0012]作为一种可选的实施方式，还包括：与所述直流
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直流变换器输入端负极连接的总负继电器，所述总负继电器的另一端与各功率模块的负输入端连接。
[0013]作为一种可选的实施方式，还包括：电流采样器，串联在所述主支路与功率模块之间，用于测量所述功率模块的输入电流。
[0014]作为一种可选的实施方式，还包括：
[0015]第一电压采样器，对应连接在直流
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直流变换器输入端正极和输入端负极之间；
[0016]第二电压采样器，对应连接在功率模块的正输入端与直流
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直流变换器输入端负极之间。
[0017]第二方面，本申请提供了一种电能转换系统，所述系统包括：燃料电池，用于为动力电池提供电能，所述燃料电池的正极与对应电能转换支路的正向输入端连接，负极与对应电能转换支路的负向输入端连接；
[0018]功率变换电路，用于将燃料电池的电能进行升压后存储到动力电池中，所述功率变换电路的结构包括如第一方面所述的任一变换器中的功率变换电路；
[0019]动力电池，用于为汽车提供动力，所述动力电池的正极与各功率变换支路的正向输出端连接，负极与各功率变换支路的负向输出端连接。
[0020]第三方面，本申请提供了一种直流
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直流变换器的电能转换方法，所述方法包括，
[0021]接收启动功率变换电路指令，通过控制功率变换电路连通，接通对应的功率模块与动力电池之间的连接；
[0022]根据功率变换电路接入的燃料电池的数量，确定连接燃料电池的功率变换支路数量；
[0023]通过控制所述功率变换支路的连通，以使对应的燃料电池向对应的电能转换模块输入电压。
[0024]作为一种可选的实施方式，控制所述功率变换电路的连通，包括：
[0025]连通各功率变换电路的预充继电器，根据第一电压采样器采集的电压和第二电压采样器采集的电压的差值，确定所述差值小于预设电压时断开预充继电器，并连通主继电器。
[0026]上述直流
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直流变换器，通过多个功率变换电路的并联设计，实现了直流
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直流变换器输入电流的分流设计，由于上述输入电流的分流设计，每级功率变换电路中的输入电流减小，因此，避免了高电压大电流的继电器的使用，解决了由于直流
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直流变换器输入电流较大，其所需的高电压大电流的继电器体积太大，成本太高，增加了直流
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直流变换器整体的体积及设计成本的问题。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本申请实施例提供的燃料电池混合动力汽车常用系统的结构示意图；
[0029]图2为本申请实施例提供的一种直流
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直流变换器的结构示意图；
[0030]图3为本申请实施例提供的一种直流
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直流变换器的电能转换方法的流程示意图；
[0031]图4为本申请实施例提供的一种直流
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直流变换器的电能转换方法具体流程示意
图；
[0032]图5为本申请实施例提供的一种Boost升压模块连接方式的示意图。
具体实施方式
[0033]为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0034]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流
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直流变换器，其特征在于，包括：控制单元和与所述控制单元连接的多个具有相同电路结构的功率变换电路，所述多个功率变换电路并联连接；每个所述功率变换电路包括主支路、与所述主支路并联的预充支路、功率模块，所述主支路一端与所述直流
‑
直流变换器输入端正极连接、另一端与所述功率模块的正输入端连接，所述功率模块负输入端与所述直流
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直流变换器负极连接，且所述正输入端与负输入端之间连接有电容，所述主支路上连接有主继电器，所述预充支路上串联连接预充继电器和预充电阻，所述预充电阻与所述功率模块的正输入端连接；控制单元，通过控制预充支路上的预充继电器闭合进行预充，根据各主继电器两端电压判定所述变换器完成预充后，控制主继电器闭合，并断开预充继电器。2.根据权利要求1所述的直流
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直流变换器，其特征在于，所述直流
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直流变换器输出端正极与负极间连接有滤波电容。3.根据权利要求1所述的直流
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直流变换器，其特征在于，各功率模块中包括至少一个Boost升压模块。4.根据权利要求3所述的直流
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直流变换器，其特征在于，各功率模块中包括多个Boost升压模块，每个Boost升压模块包括一个电感、一个场效应管和一个二极管，该电感的一端与功率模块正输入端连接，另一端与二极管正极和场效应管的漏极连接，多个Boost升压模块的场效应管的源极与功率模块负输出端连接在一起，二极管的负极与功率模块正输出端连接在一起。5.根据权利要求1所述的直流
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直流变换器，其特征在于，还包括：与所述直流
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直流变换器输入端负极连接的总负继...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钦普，田凯温，张冀，
申请(专利权)人：潍柴新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：