用于电动车辆的能量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于电动车辆的能量系统。电动车辆具有至少一个高压车载网络和至少一个低压车载网络，其中，系统包括高压电池，高压电池通过中断元件连接到至少一个高压车载网络，其中，高压电池包括串联连接的第一支路和第二支路，其中，包括第一变压器的第一DC/DC转换器的输入端连接到第一支路，并且所述第一DC/DC转换器的输出端与至少一个低压车载网络连接，包括第二变压器的第二DC/DC转换器的输入端连接至第二支路，并且所述第二DC/DC转换器的输出端与至少一个低压车载网络连接。此外，本发明专利技术涉及一种用于向车辆供应电能的方法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
用于电动车辆的能量系统


[0001]本专利技术涉及一种用于向车辆供应电能的系统和一种用于向车辆供应电能的方法。

技术介绍

[0002]在当今的电驱动的车辆、例如插电式混合动力车辆(PHEV)、纯电动车辆(BEV)或配备有高压能量存储器(高压电池)的混动车辆(HEV)中，直流转换器(DC/DC转换器)用于为低压车载网络(低压车载网络)供电。DC/DC转换器主要通过高压电池供电，并且在电池接触器之后连接到全系统电压。如今，这些高压网络不受任何ASIL安全分类的约束，并且因此仅有条件地适用于，或根据类型完全不适用于具有高度自动化的驾驶员辅助系统的用途。
[0003]WO 2018/108 779 A1涉及一种用于产生换挡的直流电压的设备，其包括变压器、整流模块和直流电压转换模块，其中，变压器具有第一次级电路和第二次级电路。第一整流器后置于第一次级电路，并且第二整流器后置于第二次级电路，并且换挡的第一直流电压转换器后置于第一整流器，并且换挡的第二直流电压转换器后置于第二整流器，其中，后置的直流电压转换器实施为两级降压斩波器。
[0004]CN 106 357 116 A公开了一种用于微电网系统的充放电设备的主电路和主电路的控制方法。主电路由顺序连接的控制电路及功率方向控制模块、电网接口、滤波电路模块、双向的DC/AC整流模块、双向的DC/DC转换模块、能量存储器电池组构成，其中，断路器模块包括接触器KM1和接触器KM2，并且交流电流H桥单相逆变器通过接触器KM1或接触器KM2与变压器的初级侧和次级侧连接。控制电路和功率方向控制模块采集关于电网接口、滤波电路模块、双向的DC/AC整流模块、双向的DC/DC转换模块、能量存储器电池组和断路器模块的信号。微电网系统的充放电的不同的电流路径的切换通过根据充放电指令切换与高频变压器的初级侧连接的接触器来完成。
[0005]CN 102 185 493 A涉及一种隔离的DC/DC转换器，并且设计用于提供组合的电流转换器，其能够通过高频交流电流侧的串联连接实现对输出端的紧急调节。组合的电流互感器包括两个互感器，其中，两个互感器的初级绕组串联连接，并且与交流输入源的两个端部连接。互感器T1的次级绕组的输出端与整流电路Rec1的输入端部连接；互感器T2的次级绕组的输出端与整流电路Rec2的输入端部连接。整流电路Rec1的输出端的一个端部与输出电容器Co的正的端部连接，并且整流电路Rec1的输出端的另一端部与输出端Vo的负的端部连接；负载RL的一个端部与输出电容器Co的正的端部连接，并且负载RL的另一端部与输出端Vo的负的端部连接；并且整流电路Rec2的输出端具有两个备选的路径。组合的电流转换器的初级侧可以实现固定的占空比，从而使得互感器T1和T2的负载程度最大化；不必将反馈控制信号传输到初级侧，从而改进反馈控制的可靠性；可以容易地实现多个与路径无关的输出部的模块化；并且次级侧的整流电路更容易采用同步整流技术。

技术实现思路

[0006]在该背景下，本专利技术的目的是，向电动车辆的低压车载网络可靠地供应电能，电能
也满足用于高度自动化的驾驶辅助系统的安全标准。
[0007]该目的通过具有独立权利要求的特征的系统和方法来实现。系统和方法的实施方式由从属专利权利要求和说明书得到。
[0008]本专利技术的主题是一种用于向具有至少一个高压车载网络和至少一个低压车载网络的电动车辆供应电能的系统。
[0009]在本说明书的上下文中，高压车载网络是具有超过200V、尤其是在从300V到1200V的范围内、例如400V或800V的电位值的高压车载网络。高压电池是一种高压能量存储器，其具有300V至1200V的范围内、例如400V或800V的额定输出电压。低压车载网络是具有小于100V、尤其是在10到60V的范围内、例如12V或48V的电位值的低压车载网络。
[0010]根据本专利技术的系统构造用于向电动车辆供应电能，其中，车辆具有多个电气部件(通常是耗电器或电源)。该系统布置在车辆中，并且具有高压电池或蓄电池，高压电池或蓄电池具有两个串联连接的分别具有至少一个能量存储单元的线路。每个线路都具有至少一个能量存储单元、例如电池单元，其中，多个能量存储单元可以在相应的线路中彼此串联和/或并联连接。
[0011]高压电池的电极通过中断元件(例如电池接触器)连接到车辆的高压车载网络，高压车载网络包括：车辆的高压机组、例如用于驱动、加热和冷却机组的电机；以及用于高压电池的交流电流和/或直流电流充电的充电模块。DC/DC转换器的输入模块分别连接到高压电池的两个线路的电极。在一个实施方式中，DC/DC转换器包括连接至变压器的初级绕组的DC/AC转换单元和连接至变压器的次级绕组的AC/DC转换单元。在一个实施方式中，DC/AC转换单元实施为全桥。根据高压侧的功率要求和电压变化范围，也可以使用其他的拓扑结构。在一个实施方式中，DC/AC转换单元实施为半桥。在另一实施方式中，DC/AC转换单元实施为谐振转换器。在一个实施方式中，在次级侧使用次级绕组的中间抽头(中间抽头技术)。在此也可以使用其他的拓扑结构。在一个实施方式中，在次级侧使用有源全桥。在另一实施方式中，使用无源或有源整流器。在又一另外的实施方式中，使用电流倍增器。
[0012]根据本专利技术的能量系统的特征是，通过高压电池的中间抽头实现电压供应的更高的可用性。附加地，DC/DC转换器被转移到主接触器之前，以便在QM耗电器的故障情况下不会与供应电压断开。在故障情况下仍然确保低压车载网络的供电。
[0013]通过高压电池的中间抽头形成两个子组，其分别具有一半的系统电压。根据本专利技术的能量系统包括具有用于两个电池组中的每个电池组的两个完全独立的功率路径的DC/DC转换器拓扑结构。通过两个独立的(或也可冗余实施的)的次级路径可以实现最多两个低压馈入点。在正常运行中，每个相位将相应一半的功率引导至变压器。在电池组的故障情况下，可以通过剩余的相位将全部功率输出到低压车载网络。通过该拓扑结构可以示出通入低压电网中的两个独立的馈入点。由此，一方面可以在一个公共的网络中实现更好的能量分配，或者可以提供两个独立的子网络。
[0014]在一个实施方式中，两个DC/DC转换器的输出电压是相同的。在另外的实施方式中，两个DC/DC转换器的输出端汇集在一起用以形成用于低压车载网络的公共的馈入点。在另一实施方式中，DC/DC转换器的输出端形成低压车载网络的两个馈入点。在又一另外的实施方式中，DC/DC转换器的输出端形成用于低压车载网络的两个相互独立的子网络的两个馈入点。
[0015]在另一实施方式中，两个DC/DC转换器的输出电压是不同的。在另一实施方式中，DC/DC转换器的输出端形成用于低压车载网络的两个相互独立的子网络的两个馈入点。在示例性的实施方式中，DC/DC转换器的输出电压是12V，而另一DC/DC转换器的输出电压是48V。
[0016]可能的是，DC/DC转换器作为外部组件布置在能量存储器外部，或者作为内部组件布置在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于向车辆供应电能的系统(100)，所述电动车辆具有至少一个高压车载网络和至少一个低压车载网络，其中，所述系统(100)包括高压电池(10)，所述高压电池通过中断元件连接到至少一个高压车载网络，其中，所述高压电池(10)包括串联连接的第一支路(11)和第二支路(12)，其中，包括第一变压器(31)的第一DC/DC转换器(21)的输入端连接到第一支路(11)，并且所述第一DC/DC转换器的输出端与至少一个低压车载网络连接，包括第二变压器(32)的第二DC/DC转换器(22)的输入端连接至第二支路(12)，并且所述第二DC/DC转换器的输出端与至少一个低压车载网络连接。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述DC/DC转换器(21、22)在所述变压器(31、32)的初级侧具有全桥。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述DC/DC转换器(21、22)在所述变压器(31、32)的初级侧具有半桥。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述DC/DC转换器(21、22)在所述变压器(31、32)的初级侧具有谐振转换器。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述DC/DC转换器(21、22)在所述变压器(31、32)的次级侧使用所述变压器(31、32)的中间抽头。6.根据权利要求1至4中任一项所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：