[发明专利]用于将功率逆变器与变压器联接的汽车电气系统

说明书

技术领域

在此描述的主题的实施例总的涉及电气系统，如电动车和混合动力 车驱动系统。更特别地，主题的实施例涉及一种升压变换器，其配置成 向车辆牵引系统和辅助电气系统提供功率。

背景技术

近年来，技术的前进以及风格上不断进化的鉴赏力导致汽车设计的 相当大的变化。变化之一涉及汽车，特别是代用燃料车如混合动力车、 电动车和燃料电池车内，不同电气系统的功率使用和复杂性。

许多电动车需要高的初级工作电压，例如400伏特DC。典型的燃 料电池在负荷下提供不到一伏特的DC，因而，常常将大量的单个燃料 电池串联地配置或“堆叠”以提供燃料电池组，燃料电池组能提供车辆 所需的高的初级工作电压。功率逆变器，如直流-直流(DC/DC)升压变 换器，典型地用来将燃料电池组的电压电平升高到在高电压公共汽车上 所需的电平。

大部分车辆还包括一个或多个在较低电压工作的辅助电气系统。例 如，大部分车辆包括一个或多个适合于在12伏特DC工作的辅助电气系 统。通常，降压式DC/DC变换器(或降压变换器)用来将高电压的总 线电压降低到辅助电气系统所需的工作电平。虽然是老生常谈，但额外 的功率逆变器的使用增加了车辆电气系统的部件成本、尺寸和复杂性。

发明内容

提供了一种装置用于在车辆中使用的电气系统，电气系统包括变压 器，变压器具有第一绕组和第二绕组。电气系统还包括升压变换器，其 中变压器的第一绕组联接在升压变换器的输入节点和第一参考节点之 间。升压变换器还包括联接在第一参考节点和第二参考节点之间的开关 以及联接在第一参考节点和升压变换器的输出节点之间的二极管。能量 源联接在输入节点和第二参考节点之间并且第一电力负载联接在输出 节点和第二参考节点之间。电压变换器具有联接到变压器的第二绕组的 输入端，并且第二电力负载联接到电压变换器的输出端。当开关被调节 时，能量源向第一电力负载和第二电力负载提供能量。

在另一个实施例中，提供了一种装置用于汽车电气系统。汽车电气 系统包括升压变换器，升压变换器具有输入端、输出端、和配置为变压 器的初级绕组的感应器。能量源联接到升压变换器的输入端，电压变换 器具有联接到变压器次级绕组的输入端。控制器联接到升压变换器并配 置成激活升压变换器以从能量源向升压变换器的输出端提供能量电势 并且向电压变换器的输入端提供能量电势。

在又一个实施例中，提供了一种汽车驱动系统。汽车驱动系统包括 升压变换器，升压变换器包括联接在升压变换器的输入节点和参考节点 之间的感应元件，其中感应元件配置为变压器的初级绕组。升压变换器 还包括联接在参考节点和系统参考节点之间的开关以及联接在参考节 点和升压变换器的输出节点之间的二极管。汽车驱动系统还包括联接在 升压变换器的输入节点和系统参考节点之间的第一能量源。车辆牵引系 统联接在升压变换器的输出节点和系统参考节点之间，降压变换器具有 联接到变压器次级绕组的输入端，第二能量源联接到降压变换器的输出 端，控制器联接到升压变换器的开关并且配置成激活开关以从第一能量 源向车辆牵引系统和第二能量源提供能量。

提供这个总结以便以简化形式介绍概念的选择，在下面会以详细说 明进一步对其进行描述，这个总结不是用来标识所要求保护的主题的关 键特征或必要特征，也不是用来帮助确定所要求保护的主题的范围。

附图说明

通过结合下面的附图参考详细说明和权利要求，可以更完全地理解 主题。

图1是根据一个实施例的适合于用在车辆中的电气系统的示意图。

具体实施方式

下面的详细说明性质上仅仅是说明性，不是用来限制主题的实施例 或这些实施例的应用和用途。当用在这里时，词语“示范性的”意思是 “用作例子、实例或例证”。在此作为示范性例子描述的任何实施方式 不必被解释为比其他实施方式优选或有利。此外，不打算被存在于前述 技术领域、发明背景、发明内容、或下面的具体实施方式中的任何表达 的或暗示的理论所约束。

当用在这里时，“节点”意思是任何内部或外部的参考点、连接点、 接合点、信号线、导电元件等等，在该处存在特定信号、逻辑电平、电 压、数据模式、电流或参量。此外，可以通过一个物理元件实现两个或 更多节点(并且即使两个或更多信号被以共模接收或输出，也能将两个 或更多信号多路传输、调制或以其他方式区别)。