[发明专利]用于机动车中的微混合系统的电力子组件

说明书

技术领域

本发明用于机动车领域。更具体地，其涉及一种用于机动车的微混合系统的电力子组件，包括具有晶体管桥的AC-DC变换器、能量储存装置和电力总线。

背景技术

多年来，由于一方面降低燃料消耗、另一方面限制污染的要求，增加了对“清洁”车辆的需求。

通常，混合系统和微混合系统已被开发用于满足前述要求。

例如具有再生制动的微混合系统是已知的，其中交流发电机被用于抽取(draw)机械扭矩，由此产生车辆制动。交流发电机把被抽取的扭矩转换为电能，为能量储存装置充电，该能量储存装置例如是一组超级电容器或电池组。该再生能量然后被返回到机动车所包括的电气和电子设备的各部件。该能量还可在具有浮动DC电压的所谓的“14+X”微混合系统中用于起动热力发动机或用于该热力发动机的扭矩辅助。

但是，该类型的微混合系统整合到现代机动车的发动机舱可导致一些问题。实际上，微混合系统由一些必须相互连接的构件组成，其中这些构件的一些体积相对较大。由于机动车的发动机舱具有相对有限的空间，机动车制造商发现越来越难于在其中整合新系统。结果是大量技术性选择，诸如把能量储存装置从微混合系统的其它构件移开，例如通过将其安装在行李箱(boot)中。因此，形成电力总线的连接电缆可能较长且带来寄生电感，在处于切换运行动态状态时该寄生电感可能影响微混合系统。

位于微混合系统的AC-DC变换器和能量储存装置之间的电力总线导致一些特殊的问题。实际上，大脉冲电流可通过该电力总线在AC-DC变换器和能量储存装置之间传输。例如，在旋转电机的起动机模式运行期间产生大脉冲电流。该电力总线的寄生电感一方面在一些频率下可影响能量效率，另一方面还由于谐振导致过电压。此外，寄生电感对于电磁兼容性是有害的。

由谐振引起的过电压可在AC-DC变换器的MOSFET功率晶体管中导致不可控的雪崩现象(avalanche phenomena)，其中这些雪崩现象可影响这些晶体管的运行，或者损坏它们。由于这些雪崩现象，微混合系统的可靠性由此可被大大降低。

在现有技术中，已知用作电力总线的电缆由两个绝缘且并置的圆柱形导体组成。与其它电缆接线方案(例如使用形成正极芯的单个导体且要求通过形成负极芯的机动车车体构成回路的电缆接线，其中该回路用作地线)相比，该类型的电缆可减少寄生电感。例如，对于长3m的电缆，可获得约3μH的电感。

由于在AC-DC变换器中具有形成限制过电压的无源滤波器的几十μF(例如60μF)的电容器，上述标准电缆可被用在电流可达到600A的微混合系统中，特别是在热力发动机起动模式中。

对于电流超过600A的微混合系统，针对3m长度带有约3μH寄生电感的标准电缆，需要更大电容的电容器。例如，在已知的微混合系统中，以约1100A的电流运行时，在AC-DC变换器中需要约2000μF的电容器。由于该电容器优选地被整合到AC-DC变换器中，结果是，由于电容器的体积较大，难于满足整合约束。

发明内容

本发明的主题是一种用于微混合系统的电力子组件，其不具有上述指出的现有技术方案的缺点。

根据本发明的电力子组件包括AC-DC变换器、能量储存装置和电力总线，该电力总线包括至少两个基本上对称且平行的导体。

根据本发明，导体包括各自的基本平的表面，所述表面彼此面对。

整合在本发明的电力子组件中的电力总线的寄生电感远远低于现有技术电力子组件中的标准电缆的寄生电感。实际上，对于3m长度，可以将寄生电感的值降低到约0.5μH和约2μH之间的值。

因此减少了设计约束，这特别是由于AC-DC变换器的端子处的电容器保持较低值。

而且，该电力总线允许具有良好可靠性的简单且方便的连接。

根据本发明的特征：

-电力总线包括至少一个扁平导体，该导体具有约10mm²和约60mm²之间的截面。本发明的该特征允许电力子组件标准化，用于大量的微混合系统。实际上，至少一个扁平导体的截面的可变性允许对该导体的长度的调整和对电力总线传输的高电流的调整，该长度根据储存装置在车辆中的位置变化。

-电力总线包括至少一个扁平导体，该导体具有矩形截面。该至少一个导体的形状，以及更特别的两个扁平导体的形状，允许这些导体的相面对的表面最大化且由此导体的寄生电感的值被最小化。

-电力总线包括由多个堆叠金属片形成的至少一个导体。由于增加了柔性，该特征使得导体便于操作。