[发明专利]用于电气化车辆的堆叠式电压转换器

说明书

本公开涉及一种用于电气化车辆的堆叠式电压转换器。一种功率转换系统包括具有与输入端子电隔离的输出端子的功率转换器。所述功率转换系统还包括电路，所述电路被配置为：将来自电源的电压输入连接到所述输入端子，并且向负载提供输出电压，所述输出电压是所述电压输入和所述输出端子之间的电压的串联组合。

技术领域

本申请涉及一种用于电气化车辆应用的功率转换器。

背景技术

电气化车辆包括混合动力电动车辆(HEV)和电池电动车辆(BEV)。电气化车辆包括储存用于推进和其它目的的能量的牵引电池。牵引电池被配置为在特定电压范围内运行。然而，电机的改善的性能可通过在不同的电压范围运行来实现，所述电压范围通常高于牵引电池的电压。许多电气化车辆包括用于将牵引电池的电压转换为电机所需的电压水平的可变电压转换器。

发明内容

一种车辆包括隔离功率转换器和负载，所述隔离功率转换器具有连接到电源的输入端子，所述负载连接在所述隔离功率转换器的输出和所述电源的串联组合的两端。所述车辆还包括控制器，所述控制器被配置为：操作所述隔离功率转换器，使得传输到所述隔离功率转换器的输入端子的功率与传输到所述负载的总功率的比值小于预定比值。

所述预定比值可基于所述隔离功率转换器的效率而被选择。所述控制器还可被配置为响应于所述隔离功率转换器的效率的提高而增大所述预定比值。所述车辆还可包括开关元件，所述开关元件被配置为选择性地短接在所述隔离功率转换器的输出端子之间。所述控制器还可被配置为操作所述开关元件以将所述负载连接在所述电源两端。所述车辆还可包括连接在所述串联组合两端的电容器。所述电源可以是牵引电池。所述隔离功率转换器可被配置为用于双向操作。

一种功率转换系统包括具有与输入端子电隔离的输出端子的功率转换器。所述功率转换系统还包括电路，所述电路被配置为：将来自电源的电压输入连接到所述输入端子，并且向负载提供输出电压，所述输出电压是所述电压输入与所述输出端子之间的电压的串联组合。

所述输出电压可高于所述电压输入。所述功率转换系统还可包括控制器，所述控制器被配置为：操作所述功率转换器，使得传输到所述功率转换器的输入端子的功率与传输到所述负载的总功率的比值小于预定比值。所述预定比值可基于所述功率转换器的效率而被选择。所述预定比值可随着所述功率转换器的效率的提升而增大。所述电路还可包括设置在所述输出端子之间的开关元件，所述开关元件被配置为选择性地使所述输出端子短路。所述功率转换系统还可包括连接在所述串联组合两端的电容器。所述功率转换器可被配置为用于双向操作。

一种方法包括：将电源连接到隔离功率转换器的输入。所述方法还包括：将所述隔离功率转换器的输出与所述电源串联连接，以向电负载提供电力。所述方法还包括：按照功率水平操作所述隔离功率转换器，使得提供给所述隔离功率转换器的功率与传输到所述电负载的总功率的比值小于预定比值。

所述预定比值可基于所述隔离功率转换器的效率。所述预定比值可随着所述效率的提高而增大。所述预定比值可被选择为使得与向所述电负载提供电力相关联的功率损耗小于与使用在所述电负载两端的非隔离功率转换器的输出相关联的转换功率损耗。

附图说明

图1是示出典型的动力传动系统和能量储存组件的混合动力车辆的示图。

图2是可行的可变电压转换器配置的示图。

图3是利用非隔离功率转换器的功率转换系统的框图。

图4是隔离功率转换器的第一可行配置图。

图5是隔离功率转换器的第二可行配置图。

图6是描绘了利用隔离功率转换器的功率转换系统的电路的示图。

图7是描绘了非隔离功率转换系统和利用隔离功率转换器的功率转换系统在效率和功率比的范围内的功率损耗的图形。