[发明专利]改进的直流转换器和供电装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于向机动车辆的电气系统供电的装置的领域，并且涉及用于控制这种装置的方法。

背景技术

为了能够与具有内燃机的车辆竞争，对电动车辆的电池的约束是显著的。因此，电池必须具有较高的比能量密度，也就是说，以小型的尺寸容纳大量的能量，以便提供大程度的自主权；并且必须是强力的，也就是说，能够在很短的时间内(特别是在使用再生制动的情况中的加速阶段或制动阶段)供应或存储大量的能量。

一种实现这些特性的方式是组合能量电池与动力电池。

然而，这种组合的使用一方面要求能够根据所需功率选择能够收集能量的电池，另一方面要求能够在电池之间传递能量，以便彼此充电。

当前，由于所涉及的功率是几十千瓦的量级，现有技术的DC电压转换器使得传递这样的功率成本可能很高，因为它需要具有高能量容量的磁性元件、和/或处理(输入或输出)电压以及整个传输电流的切换器件，从而造成大的切换损耗。

发明内容

因此，需要找到能够以高效率将电力从一个电池传递到另一个电池的解决方案，而且能够选择从中获取电力的电池以便限制成本。

因此，本发明的一个主题是用于向机动车辆的电气系统供电的装置，该装置包括第一和第二电池以及DC电压转换器，DC电压转换器包括链接到第一电池的第一端子和链接到第二电池的第二端子，第二端子还旨在连接到电气系统，其中，DC电压转换器配置成形成串联布置在第一和第二电池之间的电流源，以便控制与第一电池交换的电流。

根据一个实施例，第一电池的比能量密度大于第二电池的比能量密度，和/或，第二电池的功率密度大于第一电池的功率密度。

根据一个实施例，DC电压转换器包括与第一和第二电池串联布置的电感器，以及配置为调节第一电感器中的电流的开关。

根据一个实施例，该装置包括：

-整流器，其与电感器串联布置，并且配置为对AC电压进行整流，以便传输控制流经电感器的电流的电压；

-逆变器，其配置为将AC电压从称为逆变器的电源的电压源传输到所述整流器；

-变压器，包括第一主绕组和副绕组，第一主绕组的端部链接到逆变器的输出，并且副绕组的端部链接到整流器的输入。

根据一个实施例，逆变器由第一电池供电。

根据一个实施例，逆变器由不同于第一电池和第二电池的电压源供电。

根据一个实施例，该装置包括充电器，其配置为从车辆外部的电气系统为逆变器的电源或第一电池充电。

根据一个实施例，逆变器包含在充电器内，并且变压器还包括连接到整流器的第二主绕组，至少一个开关配置为将所述整流器连接到逆变器的电源的端子或者第一电池，以便从所述充电器对逆变器的电源或所述第一电池充电。

根据一个实施例，该装置包括至少一个开关，其配置为当在第一电池和车辆的电气系统或第二电池之间交换能量时将逆变器连接到逆变器的电源，并且当所述电源或第一电池被充电器充电时将逆变器从逆变器的电源断开。

根据一个实施例，逆变器和充电器是两个不同的单元，并且变压器包括连接到所述充电器的第二主绕组，以便当所述电源或第一电池从所述充电器充电时对逆变器的电源或第一电池供电。

本发明还涉及用于向机动车辆的电气系统供电的装置，该装置包括第一和第二电池以及DC电压转换器，DC电压转换器包括链接到第一电池的第一端子和链接到第二电池的第二端子，第二端子也旨在连接到电气系统，其中，DC电压转换器配置成形成串联布置在第一电池和第二电池之间的电流源，以便控制与第一电池交换的电流；并且

其中，DC电压转换器包括：

-电感器，其与第一电池和第二电池串联布置；

-整流器，其与电感器串联布置，并且配置为对AC电压进行整流，以便传输控制流经电感器的电流的电压；

-逆变器，配置为将AC电压从称为逆变器的电源的电压源传输到所述整流器；

-变压器，包括第一主绕组和副绕组，第一主绕组的端部链接到逆变器的输出，并且副绕组的端部链接到整流器的输入。

根据本发明的装置可以包括关于根据本发明的第一装置的上述特征中的任何一个。

此外，根据一个实施例，第一电池和第二电池的相应正端子仅通过所述电感器和所述整流器彼此链接。换句话说，只有电感器和整流器布置在第一和第二电池的两个端子之间。特别地，为了控制与第一电池交换的电流，不需要具有其它部件，例如相对于供电装置的地浮置的电容器。