[发明专利]道路车辆的具有直流-直流电子功率转换器的电气系统

说明书

本发明提供一种道路车辆(1)的电气系统(17)，电气系统(17)具有：具有第一储存系统(14)的高压电路(18)；具有多个电负载的低压电路(19)；以及将低压电路(19)和高压电路(18)彼此相连的直流‑直流电子功率转换器(25)。直流‑直流电子功率转换器(25)具有：高压输入端(26)；低压输出端(28)；转换装置(27)；控制转换装置(27)的控制单元(31)；以及连接至低压输出端(28)的第二储存系统(29)。控制单元(31)被配置为仅在车辆处于停放时才检测第二储存系统(29)的荷电状态并且仅在第二储存系统(29)的荷电状态低于荷电阈值时，才启动转换装置(27)以对第二储存系统(29)充电。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2019年4月12日提交的意大利专利申请第102019000005664号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种道路车辆的具有直流-直流电子功率转换器的电气系统。

本发明在具有混合动力驱动装置的道路车辆中获得有利的应用，在下面的描述中将明确参考具有混合动力驱动装置的道路车辆，而不会因此失去一般性。

背景技术

混合动力车辆包括内燃热力发动机和至少一个电机，内燃热力发动机通过具有变速器的传动系统将扭矩传递至驱动轮，电机电连接至电力储存系统并且机械连接至驱动轮。

混合动力车辆的电气系统包括高电压(是相对而言的，它的额定电压也可能只有48伏)和高功率的电路，电机连接至该高电压和高功率的电路；高压电气系统包括储存装置(具有至少一个化学电池组)和双向直流-交流电子功率转换器，该双向直流-交流电子功率转换器在直流侧连接至储存装置，而在交流侧连接至电机并实现控制电机的功能。

混合动力车辆的电气系统还包括低电压(额定电压为12伏)和低功率的电路，所有辅助电气设备(例如，控制单元、信息娱乐(infotainment)系统、防盗系统、乘客厢照明系统、外部灯、热力发动机的电起动马达……)均连接至该低电压和低功率的电路。一般而言，低压电路具有其自身的储存装置(具有单个电池，该电池相对较重且尺寸较大)，该储存装置具有为热力发动机的电起动马达供电(持续几秒)的高涌入电流(功率)。此外，通常，设置直流-直流电子功率转换器，其将低压电路和高压电路彼此相连，以便将电能从高压电路转移到低压电路(在车载管理策略允许的情况下，甚至反过来也可以)；即，由高压电路提供的电能既用于为低压电路的储存装置充电，又用于为低压电路的电负载供电(热力发动机的电起动马达除外，其在短暂瞬间启动发动机的运行)。

专利申请US2012181854A1公开了一种混合动力车辆的电气系统，其中设置有高压储存装置(即，直接连接至高压储存电路)和低压储存装置(即，直接连接至低压电路)；低压储存装置由高压储存装置借助于将低压电路和高压电路彼此相连的合适的直流-直流电子功率转换器进行充电。

专利申请US2003107352A1公开了一种混合动力车辆的电气系统，其中，高压电路完全没有其自身的储存系统；实际上，储存系统仅存在于低压电路中；设置有直流-直流电子功率转换器，该直流-直流电子功率转换器将低压电路和高压电路彼此相连，以便在低压储存系统和连接至高压电路的电机之间交换电能。

为了设法减小低压电路的重量和尺寸，可以省去低压电路的储存装置，并且可以增加能够由直流-直流电子功率转换器输送的电力；然而，由于直流-直流电子功率转换器的额定功率必须从大约2kW(在车辆正常行驶期间为所有电负载供电所需的)增加到超过10kW(在电起动马达启动发动机的运行的几个瞬间，电起动马达所需要的)，因此使用该设计方案，节省的总重量结果是较少的(同时总的制造成本显著增加)。