[发明专利]转换装置、相关联的控制方法以及相关联的交通工具

说明书

本发明涉及一种使得电能能够在DC网络(6)和AC网络(10)之间传递的转换装置(4)，该转换装置(4)包括：DC‑DC转换器(12)，该DC‑DC转换器(12)包括第一开关(20)、第二开关(22)、以及低压支路(16)和高压支路(18)，低压支路(16)和高压支路(18)均包括串联的两个子支路(34)，每个子支路(34)包括切换模块(38)；AC‑DC转换器(14)；控制器(15)，该控制器(15)被配置成控制第一开关(20)的闭合状态或打开状态、第二开关(22)的闭合状态或打开状态和每个切换模块(38)的闭合状态或打开状态，控制器(15)还被配置成控制AC‑DC转换器(14)，以用于将电能从DC‑DC转换器(12)传递到AC网络(10)，或从AC网络(10)传递到DC‑DC转换器(12)。

技术领域

本发明涉及一种用于电动交通工具的转换装置，该转换装置使得电能能够在DC电源和N相AC电源之间传递，N是大于或等于1的整数。本发明还涉及一种用于控制这种转换装置的方法和包括这种装置的交通工具。

本发明适用于电转换器的领域，特别是用于电动或混合动力交通工具的电转换器。

背景技术

电动交通工具，特别是混合动力交通工具，包括电能源，该电能源用于提供致动电动牵引马达所需的能量以确保交通工具推进。能量源通常是用于通过逆变器向牵引马达供电的板载电池。

然而，由于电池只能存储有限的能量，因此需要从诸如家用电源的另一更强大的能量源定期地再充电。在再充电操作期间，充电器将来自电源的能量发送到电池以对该电池充电。

电动或混合动力交通工具也可能将该交通工具存储的能量送还给供电电源：这被称为“V2G”(用于“交通工具到电网(Vehicle to Grid)”)。在该情况下，功率电子元件被设置成将该能量发送到供电电源。

所有这些操作都应当符合电磁兼容性和安全标准，并且应当由有效的控制系统控制。

通常，这些操作由诸如例如逆变器、充电器、DC-DC转换器的不同的功率电子装置确保。

这些设备的多样性导致高体积、需要能够冷却所有这些设备的冷却系统的热压力以及高制造成本。

文献WO 2010/057892 A1描述了一种用于电动交通工具的转换装置，在该转换装置中电动交通工具的逆变器功能和充电器功能被集成在同一构件中。

然而，这种转换装置并不完全令人满意。

实际上，这种装置包括用于三个相的两个不同的支路，这使得该装置制造复杂且昂贵。进一步地，这种转换装置需要特定的电动马达，该电动马达需要特别的机械致动来从一种操作模式切换到另一种操作模式。进一步地，这种转换装置不包括可能防止对人和设备造成电风险的任何电绝缘元件。

因此，本发明的一个目的是提供一种转换装置，该转换装置的体积和制造成本小于现有技术的转换装置的体积和制造成本，同时具有更简单且更安全的操作。

发明内容

为此，本发明的一个目的是一种上述类型的转换装置，该转换装置包括：

DC-DC转换器，该DC-DC转换器包括：

低压支路和高压支路，该低压支路连接在第一低压端子和第二低压端子之间，该高压支路连接在第一高压端子和第二高压端子之间，低压支路和高压支路中的每一个包括在中间点处串联连接到彼此的两个子支路，每个子支路包括切换模块；

第一开关和第二开关，该第一开关连接在第一低压端子和第一高压端子之间，该第二开关连接在第二低压端子和第二高压端子之间；