[发明专利]DC/DC转换装置、能量传输系统、交通工具及操作它们的方法

说明书

DC/DC转换装置、能量传输系统、交通工具及操作它们的方法。本发明涉及一种多相DC/DC转换装置，包括直流电压输入端、直流电压输出端和并联连接的直流电压转换器，每个直流电压转换器具有至少一个由控制装置控制的开关元件，其特征在于，在并联连接的直流电压转换器中，至少一个第一直流电压转换器在从直流电压输入端至直流电压输出端的方向上设计为降压转换器和升压转换器，至少一个第二直流电压转换器在从直流电压输入端至直流电压输出端的方向上设计为升压转换器，其中，所述至少一个第一直流电压转换器的拓扑不同于所述至少一个第二直流电压转换器的拓扑，并且DC/DC转换装置包括至少一个开关装置。

技术领域

本发明涉及多相DC/DC转换装置，具有直流电压输入端、直流电压输出端和并联连接的直流电压转换器，每个直流电压转换器具有至少一个由控制装置控制的开关元件。本发明也涉及分别具有DC/DC转换装置的能量传输系统和交通工具及其操作方法。

背景技术

DE102011051482A1公开了用于电压转换器的桥电路结构和操作方法，电压转换器由两个半桥结构构成。在半桥结构外设置的三个切换元件用于在第一配置和第二配置之间切换，在第一配置中所述半桥结构与输入接线端并联连接，在第二配置中所述半桥结构在输入接线端之间串联。在高输入电压的情况下采用半桥串联电路，以便将电压分散给两个半桥。在较低输入电压的情况下，具有并联半桥的桥电路结构被操作。电压转换器还包括谐振网、变换器和整流器。该桥电路的目的是提高电子装置的耐电压性。此拓扑的缺点特别是局限到两个半桥以及三个切换元件，其决定了高的电路成本且作为半导体是相当可观的成本部分。

DE102007017187B4公开了用于机动车的电网，具有交通工具电池、超级电容、电压敏感的负载、第一DC/DC转换器和至少一个第二DC/DC转换器以及电子开关。每个DC/DC转换器以其第一接线端与超级电容相连。第一转换器的第二接线端与该负载相连。第二转换器的第二接线端与交通工具电池相连。该电子开关连接在DC/DC转换器的第二接线端之间。通过该电子开关的打开保证了敏感的负载在起动过程中只由超级电容供应能量。在交通工具电池和起动机所依赖的电网部分上的电压下降因此不影响电压敏感的负载。在起动过程外，该开关被闭合，使得两个DC/DC转换器被用于超级电容的充电。为了限制充电电流，在每个DC/DC转换器中可以设置另一个开关。所有的DC/DC转换器具有相同的拓扑。

JP2006311776A公开了一种燃料电池交通工具，具有由多个并联的子单元构成的转换器。一个控制装置根据各个子单元的状态(如温度)确定操作哪个(哪些)子单元。

DE102010041625A1公开了一种用于移动应用的电转换器。直流电压转换器由并联的各个转换器构成。该控制装置在转换器的操作中执行有效的电流补偿。为此记录流过瞬间处于操作运行的各个转换器的电流的值。另外，可以补偿各个转换器的故障。

US6954365B2公开了一种燃料电池交通工具，具有并联的DC/DC变换器，其可以分别包括一个电流测量装置。各个DC/DC变换器的控制或延时控制借助一个控制装置进行。

DE112008003489T5公开了一种燃料电池系统，其中，在燃料电池和电池之间设有DC/DC转换器。该DC/DC转换器由三个全桥单元构成，其线圈彼此感应耦合。

US7518886B1公开了一种燃料电池装置，具有由初级侧和次级侧构成的转换器。初级侧由三个相同的并联相构成。次级侧包括共同的整流器。

DE102012109638A1公开了一种具有输入侧EMV过滤器的组串型逆变器。

在现有技术中已知用于重叠电压区的直流电压转换器，特别是施加在转换器输入端的电源(如燃料电池)和施加在转换器输出端的蓄电器(交通工具电池)。

如果输入电压(燃料电池电压)可以高于或低于输出电压(电池电压)，则所用的转换器拓扑是全桥转换器。特别是为了分散功率，此时并行操作多个全桥转换器。