[发明专利]使用具有高频变压器隔离的车载功率电子设备转移能量的设备及其制造方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及包括混合动力和电动车辆的电力驱动系统并且涉及承担瞬态或脉冲负载的静止传动装置，并且更加具体地涉及在车辆或驱动装置的电存储装置和车辆的外部电源之间转移能量。

背景技术

混合电动车辆可组合内燃机和由例如牵引用蓄电池等能量存储装置供电的电动马达以推进车辆。这样的组合可通过使燃烧发动机和电动马达能够各自在相应增加的效率范围中操作而增加整体燃料效率。例如电动马达可在从原地启动加速时是高效的，而燃烧发动机可在例如公路驾驶等恒定发动机操作的持续时期期间是高效的。具有电动马达以促进初始加速允许混合动力车辆中的燃烧发动机更小并且更节省燃料。

纯电动车辆使用存储的电能来向电动马达供电，电动马达推进车辆并且还可操作辅助驱动装置。纯电动车辆可使用存储的电能的一个或多个来源。例如，存储的电能的第一来源可用于提供更持久的能量而存储的电能的第二来源可用于提供更高功率的能量用于例如加速。

无论是混合电动类型或纯电动类型的插入式电动车辆配置成使用来自外部来源的电能对牵引用蓄电池再充电。这样的车辆可包括道路用和非道路用车辆、高尔夫车、短距离电动车辆、叉车和公用载重汽车作为示例。这些车辆可使用车外固定蓄电池充电器或车载蓄电池充电器以从公用电网或可再生能源向车辆的车载牵引用蓄电池转移电能。插入式车辆可包括电路和连接以便于牵引用蓄电池从例如公用 电网或其他外部来源再充电。然而，蓄电池充电电路可包括例如升压转换器(boost converter)、高频滤波器、斩波器(chopper)、电感器和仅专用于在车载电存储装置和外部来源之间转移能量的其他电力部件(其包括电连接器和接触器)等专用部件。这些附加的专用部件增加车辆的额外成本和重量。

因此提供一种设备便于电能从外部来源转移到插入式车辆的车载电存储装置，这将是可取的，该车载电存储装置减少仅专用于在车载电存储装置和外部来源之间转移能量的部件的数目。提供插入式车辆的车载电存储装置和其他部件与外部来源的隔离，这也将是可取的。

发明内容

根据本发明的一个方面，功率电子驱动电路包括dc总线和耦合于该dc总线的第一能量存储装置，该第一能量存储装置配置成输出dc电压。第一双向dc-ac电压逆变器耦合于该第一能量存储装置和该dc总线，并且第一机电装置耦合于该第一双向dc-ac电压逆变器。经由充电总线耦合于该dc总线的充电系统包括：插座，其配置成与耦合于该功率电子驱动电路的外部的电压源的连接器相配合；和隔离变压器，其配置成使该充电总线与该插座电隔离。该功率电子驱动电路还包括配置成使该充电系统基于从该功率电子驱动电路的外部的电压源接收的电压向该dc总线供应充电电压的控制器。

根据本发明的另一个方面，制造功率电子驱动电路的方法包括：将第一dc能量存储装置耦合于dc总线；将第一双向dc-ac电压逆变器耦合于该dc总线；和将第一机电装置耦合于该第一双向dc-ac电压逆变器，该第一机电装置配置成将机械能转换成电能并且配置成将电能转换成机械能。该方法还包括将充电电路经由充电总线耦合于该dc总线，该充电系统包括配置成与外部电压源连接器相配合的插座和配置成使该充电总线与该插座电隔离的变压器。该方法还包括配置控制 器以使该充电系统基于从外部电压源接收的电压向该dc总线供应充电电压。

根据本发明的再另一个方面，一种系统包括机器和耦合于该机器的电压逆变器。该机器配置成将机械能转换成电能并且配置成将电能转换成机械能。该电压逆变器配置成将ac电能转换成dc电能并且将dc电能转换成ac电能。该系统还包括耦合于该电压逆变器的dc总线、耦合于该dc总线的第一能量存储装置和充电系统。该充电系统包括插座、耦合于该插座的全波整流器、耦合于该全波整流器的dc-dc转换器和耦合于该dc-dc转换器和该dc总线的充电总线。该插座配置成与耦合于功率电子驱动电路的外部的电压源的插头相配合。该全波整流器配置成整流从电压源接收的电压。该dc-dc转换器包括配置成使该充电总线与该全波整流器电隔离的隔离变压器。该系统还包括配置成使该dc-dc转换器将从该全波整流器接收的第一dc电压转换成第二dc电压并且将该第二dc电压供应给该充电总线的控制器。

各种其他特征和优势将从下列详细说明和附图变得明显。

附图说明

附图图示目前预想用于实施本发明的一个或多个实施例的实施例。

在附图中：

图1是根据本发明的实施例的牵引系统的示意图。

图2是根据本发明的实施例的另一个牵引系统的示意图。