專利名稱：用于將功率逆變器與變壓器聯(lián)接的汽車電氣系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
在此描述的主題的實施例總的涉及電氣系統(tǒng)，如電動車和混合動力車驅(qū)動系統(tǒng)。
更特別地，主題的實施例涉及一種升壓變換器，其配置成向車輛牽引系統(tǒng)和輔助電氣系統(tǒng)提供功率。
背景技術：
近年來，技術的前進以及風格上不斷進化的鑒賞力導致汽車設計的相當大的變化。變化之一涉及汽車，特別是代用燃料車如混合動力車、電動車和燃料電池車內(nèi)，不同電氣系統(tǒng)的功率使用和復雜性。 許多電動車需要高的初級工作電壓，例如400伏特DC。典型的燃料電池在負荷下提供不到一伏特的DC，因而，常常將大量的單個燃料電池串聯(lián)地配置或"堆疊"以提供燃料電池組，燃料電池組能提供車輛所需的高的初級工作電壓。功率逆變器，如直流-直流(DC/DC)升壓變換器，典型地用來將燃料電池組的電壓電平升高到在高電壓公共汽車上所需的電平。 大部分車輛還包括一個或多個在較低電壓工作的輔助電氣系統(tǒng)。例如，大部分車輛包括一個或多個適合于在12伏特DC工作的輔助電氣系統(tǒng)。通常，降壓式DC/DC變換器(或降壓變換器)用來將高電壓的總線電壓降低到輔助電氣系統(tǒng)所需的工作電平。雖然是老生常談，但額外的功率逆變器的使用增加了車輛電氣系統(tǒng)的部件成本、尺寸和復雜性。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種裝置用于在車輛中使用的電氣系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)包括變壓器，變壓器具有第一繞組和第二繞組。電氣系統(tǒng)還包括升壓變換器，其中變壓器的第一繞組聯(lián)接在升壓變換器的輸入節(jié)點和第一參考節(jié)點之間。升壓變換器還包括聯(lián)接在第一參考節(jié)點和第二參考節(jié)點之間的開關以及聯(lián)接在第一參考節(jié)點和升壓變換器的輸出節(jié)點之間的二極管。能量源聯(lián)接在輸入節(jié)點和第二參考節(jié)點之間并且第一電力負載聯(lián)接在輸出節(jié)點和第二參考節(jié)點之間。電壓變換器具有聯(lián)接到變壓器的第二繞組的輸入端，并且第二電力負載聯(lián)接到電壓變換器的輸出端。當開關被調(diào)節(jié)時，能量源向第一電力負載和第二電力負載提供能量。
在另一個實施例中，提供了一種裝置用于汽車電氣系統(tǒng)。汽車電氣系統(tǒng)包括升壓變換器，升壓變換器具有輸入端、輸出端、和配置為變壓器的初級繞組的感應器。能量源聯(lián)接到升壓變換器的輸入端，電壓變換器具有聯(lián)接到變壓器次級繞組的輸入端?？刂破髀?lián)接到升壓變換器并配置成激活升壓變換器以從能量源向升壓變換器的輸出端提供能量電勢并且向電壓變換器的輸入端提供能量電勢。 在又一個實施例中，提供了一種汽車驅(qū)動系統(tǒng)。汽車驅(qū)動系統(tǒng)包括升壓變換器，升壓變換器包括聯(lián)接在升壓變換器的輸入節(jié)點和參考節(jié)點之間的感應元件，其中感應元件配置為變壓器的初級繞組。升壓變換器還包括聯(lián)接在參考節(jié)點和系統(tǒng)參考節(jié)點之間的開關以及聯(lián)接在參考節(jié)點和升壓變換器的輸出節(jié)點之間的二極管。汽車驅(qū)動系統(tǒng)還包括聯(lián)接在升
5壓變換器的輸入節(jié)點和系統(tǒng)參考節(jié)點之間的第一能量源。車輛牽引系統(tǒng)聯(lián)接在升壓變換器的輸出節(jié)點和系統(tǒng)參考節(jié)點之間，降壓變換器具有聯(lián)接到變壓器次級繞組的輸入端，第二能量源聯(lián)接到降壓變換器的輸出端，控制器聯(lián)接到升壓變換器的開關并且配置成激活開關以從第一能量源向車輛牽引系統(tǒng)和第二能量源提供能量。 提供這個總結以便以簡化形式介紹概念的選擇，在下面會以詳細說明進一步對其進行描述，這個總結不是用來標識所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不是用來幫助確定所要求保護的主題的范圍。


通過結合下面的附圖參考詳細說明和權利要求，可以更完全地理解主題。
圖1是根據(jù)一個實施例的適合于用在車輛中的電氣系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式
下面的詳細說明性質(zhì)上僅僅是說明性，不是用來限制主題的實施例或這些實施例
的應用和用途。當用在這里時，詞語"示范性的"意思是"用作例子、實例或例證"。在此作為示范性例子描述的任何實施方式不必被解釋為比其他實施方式優(yōu)選或有利。此外，不打算被存在于前述技術領域、發(fā)明背景、發(fā)明內(nèi)容、或下面的具體實施方式
中的任何表達的或暗示的理論所約束。 當用在這里時，"節(jié)點"意思是任何內(nèi)部或外部的參考點、連接點、接合點、信號線、導電元件等等，在該處存在特定信號、邏輯電平、電壓、數(shù)據(jù)模式、電流或參量。此外，可以通過一個物理元件實現(xiàn)兩個或更多節(jié)點(并且即使兩個或更多信號被以共模接收或輸出，也能將兩個或更多信號多路傳輸、調(diào)制或以其他方式區(qū)別)。 下面的說明涉及被"聯(lián)接(或耦合)"在一起的元件或節(jié)點或功能部件。當用在這里時，除非另外清楚地說明，否則"聯(lián)接(或耦合)"意思是一個元件/節(jié)點/功能部件直接或間接連接到另一個元件/節(jié)點/功能部件(或者直接或間接與其通信)，并且不必是機械地連接。因而，雖然在圖1中示出的示意圖描繪了元件的一個示范性布置，但另外的居間元件、設備、功能部件或部件可以存在于所述主題的實施例中。 另外，僅僅為了參考，確定的術語也可以用在下面的說明中，因而其不是用來進行限制。例如，術語"第一"、"第二"和涉及結構的其他這種用數(shù)字表示的術語并不意味著順序或次序，除非被上下文清楚地指出。 為了簡潔，在此可能不詳細描述與車輛電氣系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、信號設備、基于晶體管的開關控制和系統(tǒng)的其他功能方面(和系統(tǒng)的單獨工作部件)有關的傳統(tǒng)技術。此外，在這里包含的不同圖中示出的連接線用來代表不同元件之間的示范性功能關系和/或物理聯(lián)接。應該注意，在主題的實施例中可以存在許多備選的或另外的功能關系或物理連接。
在此描述的技術和/或概念總的涉及帶有升壓變換器的電氣系統(tǒng)，其用在汽車驅(qū)動系統(tǒng)中。升壓變換器的感應元件配置為變壓器的初級繞組，并且變壓器的次級繞組配置為第二變換器的輸入。通過調(diào)節(jié)升壓變換器中的開關來控制向第二變換器的輸入和升壓變換器的輸出處的電壓電平。 參考圖l，在示范性實施例中，適合于在車輛102中用作汽車驅(qū)動系統(tǒng)一部分的電氣系統(tǒng)100包括，但不局限于，第一能量源104、升壓變換器106、電壓變換器108和控制器110?？刂破?10聯(lián)接到升壓變換器106和電壓變換器108，且合適地配置成支持電氣系統(tǒng)100的操作，如在下面更詳細地描述的。在示范性實施例中，電氣系統(tǒng)100配置成從第一能量源104向電壓變換器108的輸入端和升壓變換器106的輸出端提供能量電勢，如在下面更詳細地描述的。應該懂得，圖1是電氣系統(tǒng)100的簡化表示，不是用來以任何方式限制主題。 在示范性實施例中，升壓變換器106聯(lián)接到電氣系統(tǒng)100的參考節(jié)點112。升壓變換器106的輸入節(jié)點114聯(lián)接到第一能量源104，第一能量源104又聯(lián)接到參考節(jié)點112。更具體地說，輸入節(jié)點114對應于第一能量源104的正極端子，參考節(jié)點112對應于第一能量源104的負極端子。在示范性實施例中，升壓變換器106是具有輸出節(jié)點116的DC至DC變換器，輸出節(jié)點116配置成向電力負載提供電力。在示范性實施例中，第二能量源118聯(lián)接在升壓變換器106的輸出節(jié)點116和參考節(jié)點112之間。更具體地說，輸出節(jié)點116對應于第二能量源118的正極端子，參考節(jié)點112對應于第二能量源118的負極端子。電容器120、121可以聯(lián)接在輸入節(jié)點114、輸出節(jié)點116和參考節(jié)點112之間以降低輸出電壓脈動并使升壓變換器106和能量源104、 118之間的電壓平滑，這在本領域中將被理解。在示范性實施例中，第二能量源118能在高得足夠驅(qū)動車輛牽引系統(tǒng)122的電壓操作，車輛牽引系統(tǒng)122也聯(lián)接在升壓變換器106的輸出節(jié)點116和參考節(jié)點112之間。
在示范性實施例中，升壓變換器106和電壓變換器108通過變壓器124耦合。在這點上，變壓器124可以被理解為耦合到電壓變換器108的輸入端125。在示范性實施例中，電壓變換器108的輸出端127聯(lián)接到第三能量源130。第三能量源130優(yōu)選地能在適合于輔助電力負載132的電壓操作，輔助電力負載132可以聯(lián)接到電壓變換器108的輸出端127。如下面描述的，在示范性實施例中，電壓變換器108配置成雙向地操作，照此，電壓變換器108的輸入端125和輸出端127之間的區(qū)別主要是為了參考。在圖1所示和所描述的配置中，變壓器124充當車輛102中的主牽引電力系統(tǒng)的感應器并充當輔助和主電力系統(tǒng)之間的耦合變壓器，這在本領域中將被理解。 如圖1中所示，在示范性實施例中，開關134聯(lián)接在第一能量源104和升壓變換器106的輸入節(jié)點114之間。如在下面更詳細地描述的，在電氣系統(tǒng)100的操作期間，開關134在控制器110的控制下操作，以允許車輛牽引系統(tǒng)122和/或第二能量源118跨接起動或者允許其利用由電壓變換器108提供的來自第三能量源130的能量電勢操作。在這點上，二極管135聯(lián)接在參考節(jié)點112和輸入節(jié)點114之間(如圖1中所示，陽極聯(lián)接到參考節(jié)點112，陰極聯(lián)接到輸入節(jié)點114)以使得當開關134斷開時，電流能通過升壓變換器106，這在本領域中將被理解。 取決于實施例，能量源104、118均可以被實現(xiàn)為電池、燃料電池(或燃料電池組)、一個或多個電容器(例如，超級電容器或電容器組)、或另一種合適的電壓源。對于這里描述的實施方式，第二能量源118的電壓大于或等于第一能量源104。在示范性實施例中，第一能量源104被實現(xiàn)為燃料電池組，第二能量源118被實現(xiàn)為高電壓電池。在這點上，燃料電池組典型地包括大約300個單獨的燃料電池，在全負荷下，每個燃料電池提供大約0. 6伏特DC。高電壓電池具有從300伏特DC至400伏特DC的電壓范圍，甚至可能更高，具有典型地大約360伏特DC的額定電壓。本領域中將會理解，取決于(在其他變量中)電池的充電
7狀態(tài)和負載條件，電池的實際電壓將隨著時間的經(jīng)過而變化。 在示范性實施例中，升壓變換器106是升壓式DC-DC變換器。感應元件136聯(lián)接 在升壓變換器106的輸入節(jié)點114和節(jié)點138之間，二極管140聯(lián)接在節(jié)點138和輸出節(jié) 點116之間(如所示的，二極管140的陽極聯(lián)接到節(jié)點138， 二極管140的陰極聯(lián)接到輸出 節(jié)點116)，升壓開關142聯(lián)接在節(jié)點138和參考節(jié)點112之間。在示范性實施例中，升壓開 關142被實現(xiàn)為半導體裝置，優(yōu)選地，絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。通過以一占空因數(shù)調(diào)節(jié)升 壓開關142來激活升壓變換器106以關于參考節(jié)點112在輸出節(jié)點116處提供一電壓，該 電壓大于輸入節(jié)點114處的關于參考節(jié)點112的電壓。 23如圖1中所示，在示范性實施例中，感應元件136被實現(xiàn)為感應器，感應器被配 置為變壓器124的初級繞組。換句話說，變壓器124的初級繞組聯(lián)接在輸入節(jié)點114和節(jié) 點138之間。在示范性實施例中，當開關134閉合時，升壓開關142被以可變的占空因數(shù)調(diào) 節(jié)(即，打開和關閉)，其改變通過感應元件136的電流，從而確定輸出節(jié)點116處的電壓， 這在本領域中將被理解。同時，通過感應元件136(即，變壓器124的初級繞組)的變化的 電流還在變壓器124的次級繞組144中感應出電壓。即，用于調(diào)節(jié)升壓開關142的占空因 數(shù)也確定和/或控制在次級繞組144中感應的且在電壓變換器108的輸入端125處可見的 電壓量。 在示范性實施例中，電壓變換器108作為降壓式DC-DC變換器或降壓變換器操作。 根據(jù)一個實施例，電壓變換器108配置成支持輸入端125和輸出端127之間的雙向操作，如 在下面更詳細地描述的。在這點上，變壓器124的次級繞組144聯(lián)接在第一節(jié)點126和第 二節(jié)點127之間。第一感應器146聯(lián)接在第一節(jié)點126和第三節(jié)點128之間，第一開關150 聯(lián)接在第一節(jié)點126和第四節(jié)點129之間。第二感應器148聯(lián)接在第二節(jié)點127和第三節(jié) 點128之間，第二開關152聯(lián)接在第二節(jié)點127和第四節(jié)點129之間。電容器154聯(lián)接在 第三節(jié)點128和第四節(jié)點129之間。在示范性實施例中，開關150、152被實現(xiàn)為半導體裝 置，優(yōu)選地，金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFETs)。 取決于實施例，第三能量源130可以被實現(xiàn)為電池、燃料電池(或燃料電池組)、一 個或多個電容器(例如，超級電容器或電容器組)、或另一種合適的電壓源。對于這里描述 的實施方式，第三能量源130的電壓小于第一能量源104的電壓。在這點上，變壓器124如 此配置以使得在電壓變換器108的輸入端125處的感應電壓小于升壓變換器106的輸出節(jié) 點116處的電壓。例如，變壓器124可以如此配置以使得組成第一繞組136的匝數(shù)大于組 成第二繞組144的匝數(shù)，這在本領域中將被理解。在示范性實施例中，第一繞組136的匝數(shù) 與第二繞組144的匝數(shù)之比(S卩，變壓器124的匝數(shù)比)大約是五比一，盡管實際上，匝數(shù) 比可能在一比一到二十比一之間變動，甚至可能更高，這取決于具體應用的需求和能量源 104、130各自的電壓電平。 根據(jù)一個實施例，第三能量源130被實現(xiàn)為12伏特的電池(或與附件、輔助負載 或車輛102的相對低的電壓需求相關聯(lián)的任何合適的電壓)。在示范性實施例中，第三能量 源130能向輔助負載132提供電力，輔助負載132可以被實現(xiàn)為車輛102內(nèi)的12伏特的電 氣子系統(tǒng)。在備選實施例中，可以沒有輔助負載132，且第三能量源130主要用于能量存儲 或跨接起動和/或操作車輛牽引系統(tǒng)122，如下所述。 取決于實施例，控制器110可以被實現(xiàn)為軟件、硬件、固件和/或其組合。如圖1中所示，控制器110聯(lián)接到升壓變換器106、電壓變換器108和開關134。在備選實施例中， 控制器110可以被細分和/或利用執(zhí)行這里描述的多個單獨功能的多個不同單獨部件來實 現(xiàn)。此外控制器110可以與車輛102內(nèi)的另一個模塊如電控單元(ECU)成一整體。
在電氣系統(tǒng)100的正常操作模式中，控制器110配置成使開關134閉合并以一占 空因數(shù)調(diào)節(jié)升壓開關142以向輸出節(jié)點116提供能量電勢。由于電氣系統(tǒng)100內(nèi)可能高的 電壓電平，所以優(yōu)選地，開關134被實現(xiàn)為機械開關裝置，如接觸器或繼電器。根據(jù)一個實 施例，以選擇的占空因數(shù)調(diào)節(jié)升壓開關142以使得輸出節(jié)點116處的電壓基本上等于第二 能量源118的電壓。雖然未示出，但車輛牽引系統(tǒng)122優(yōu)選地被實現(xiàn)為聯(lián)接到電動機的功 率逆變器。功率逆變器配置成將來自輸出節(jié)點116的直流電變換成交流電以便以傳統(tǒng)方式 驅(qū)動電動機。取決于車輛牽引系統(tǒng)122的瞬時功率消耗，在電氣系統(tǒng)100的操作過程中，第 二能量源118可以放出能量或從第一能量源104吸收能量(例如，再充電)。
當開關134閉合時，調(diào)節(jié)升壓開關142也會在第二繞組144中感應出電壓，從而在 電壓變換器108的輸入端125提供電壓。在示范性實施例中，控制器110配置成操作電壓變 換器108的開關150、 152以使得輸出端127處(S卩，節(jié)點128、 129之間)的電壓基本上等 于第三能量源130的電壓。在這點上，在輸入端125處的高電壓電平，控制器IIO配置成以 間斷模式操作電壓變換器108以便將輸出端127處的電壓調(diào)整成第三能量源130的電壓。
在電氣系統(tǒng)100操作過程中的一些情形中，可能需要或希望從第三能量源130向 第二能量源118和/或車輛牽引系統(tǒng)122提供電力。例如，第一能量源104和第二能量源 118可能不能提供啟動車輛牽引系統(tǒng)122所需的電流和/或功率量。在示范性實施例中，控 制器110配置成斷開開關134并通過調(diào)節(jié)升壓開關142來激活升壓變換器106以從第三能 量源130向車輛牽引系統(tǒng)122和/或第二能量源118提供能量。在這點上，控制器110可 以操作(即，打開和/或關閉)開關150U52以改變通過次級繞組144的電流和/或調(diào)整 輸入端125處的電壓。改變通過次級繞組144的電流會在初級繞組136中感應出電壓，然 后基于升壓開關142的調(diào)節(jié)，該電壓可以傳遞到輸出節(jié)點116。如圖1中所示，二極管135 的陽極聯(lián)接到參考節(jié)點112，且二極管135的陰極聯(lián)接到輸入節(jié)點114，以當開關134斷開 時，允許電流流過升壓變換器106。 在示范性實施例中，二極管156聯(lián)接在參考節(jié)點112和節(jié)點138之間以允許電容 器121在開關134閉合之前被預充電到第一能量源104的電壓電平。如圖1中所示，二極 管156的陽極聯(lián)接到參考節(jié)點112，且二極管135的陰極聯(lián)接到節(jié)點138，以當開關134斷 開時，允許電流流過電容器121和/或升壓變換器106。例如，在電氣系統(tǒng)100的起動過程 中，電壓變換器108(例如，開關150和152)以允許利用變壓器124給電容器121充電的方 式操作。在這點上，二極管156、初級繞組136和電容器121充當用于控制輸入節(jié)點114和 參考節(jié)點112之間的電壓電勢的整流器。根據(jù)一個實施例，控制器IIO可以配置成操作電 壓變換器108以使得輸入節(jié)點114和參考節(jié)點112之間的電壓電勢(例如，存儲在電容器 121中的電壓)基本上等于第一能量源104的電壓?？刂破?10可以確定何時輸入節(jié)點114 和參考節(jié)點112之間的電壓電勢基本上等于第一能量源104的電壓并響應地閉合開關134。 通過將電容器121預充電，可以在幾乎沒有或沒有造成的浪涌電流的情況下閉合開關134。 根據(jù)一個實施例，一旦車輛牽引系統(tǒng)122跨接起動，控制器110就可以配置成給電容器121 預充電并閉合開關134以便返回到正常操作模式。
上面描述的系統(tǒng)和/或方法的一個優(yōu)點在于通過在兩個變換器之間分享變壓器 和升壓開關，可以用較少的部件實現(xiàn)汽車電氣系統(tǒng)。相反，大多數(shù)傳統(tǒng)設計例如利用單獨電 路提供與這里描述的特征和功能類似的多個單獨特征和功能(例如，從燃料電池向高電壓 電池傳遞電力，從燃料電池向12伏特電池傳遞電力，給電容器預充電，為了跨接起動利用 低電壓電池給高電壓電池充電)。這里描述的電氣系統(tǒng)將這些特征和功能集成，同時實現(xiàn)了 體積、質(zhì)量和成本的降低。 盡管在前述詳細描述中提供了至少一個示范性實施例，但應該理解，存在大量的 變型。還應該理解，這里描述的一個或多個示范性實施例不是用來以任何方式限制所要求 保護的主題的范圍、應用或配置。相反，前述詳細描述給本領域技術人員提供了用于實施所 描述的一個或多個實施例的方便的指導方針。應該懂得，在不背離權利要求所限定的范圍 的情況下，能在元件的功能和布置上作出各種改變，權利要求包括在申請本專利申請時已 知的等價方案和可預知的等價方案。
權利要求
一種在車輛中使用的電氣系統(tǒng)，該電氣系統(tǒng)包括變壓器，其具有第一繞組和第二繞組；升壓變換器，其包括輸入節(jié)點、輸出節(jié)點、第一參考節(jié)點和第二參考節(jié)點，其中所述變壓器的第一繞組聯(lián)接在所述輸入節(jié)點和所述第一參考節(jié)點之間；聯(lián)接在所述第一參考節(jié)點和所述第二參考節(jié)點之間的第一開關；和聯(lián)接在所述第一參考節(jié)點和所述輸出節(jié)點之間的第一二極管；聯(lián)接在所述輸入節(jié)點和所述第二參考節(jié)點之間的第一能量源，所述第一能量源具有第一電壓；聯(lián)接在所述輸出節(jié)點和所述第二參考節(jié)點之間的第一電力負載；具有輸入端和輸出端的電壓變換器，其中所述輸入端聯(lián)接到所述第二繞組；和聯(lián)接到所述電壓變換器的輸出端的第二電力負載，其中當所述第一開關被調(diào)節(jié)時，所述第一能量源向所述第一電力負載和所述第二電力負載提供能量。
2. 如權利要求1所述的電氣系統(tǒng)，其中所述第一電力負載包括具有第二電壓的第二能量源，所述第二電壓大于所述第一 電壓。
3. 如權利要求2所述的電氣系統(tǒng)，還包括聯(lián)接到所述第一開關的控制器，所述控制器配置成以一占空因數(shù)激活所述第一開關以在所述輸出節(jié)點和所述第二參考節(jié)點之間產(chǎn)生所述第二電壓。
4. 如權利要求1所述的電氣系統(tǒng)，其中所述電壓變換器是降壓變換器。
5. 如權利要求1所述的電氣系統(tǒng)，其中所述電壓變換器包括變換器輸出端；所述第二電力負載包括聯(lián)接到所述變換器輸出端的第三能量源；禾口所述第三能量源具有小于所述第一電壓的第三電壓。
6. 如權利要求5所述的電氣系統(tǒng)，還包括聯(lián)接在所述第一能量源和所述輸入節(jié)點之間的第二開關；聯(lián)接在所述第二參考節(jié)點和所述輸入節(jié)點之間的第二二極管，所述第二二極管配置成允許電流從所述第二參考節(jié)點流向所述輸入節(jié)點；禾口聯(lián)接到所述第一開關和所述第二開關的控制器，所述控制器配置成斷開所述第二開關；禾口激活所述第一開關以從所述第三能量源向所述第一電力負載提供能量。
7. 如權利要求1所述的電氣系統(tǒng)，其中所述第一繞組具有第一匝數(shù)；所述第二繞組具有第二匝數(shù)；禾口所述第一匝數(shù)與所述第二匝數(shù)之比大約為五比一。
8. —種汽車電氣系統(tǒng)，所述汽車電氣系統(tǒng)包括升壓變換器，其包括輸入端、輸出端和感應器，所述感應器配置為變壓器的初級繞組；聯(lián)接到所述升壓變換器的輸入端的第一能量源；具有輸入端的電壓變換器，所述電壓變換器的輸入端聯(lián)接到所述變壓器的次級繞組；和聯(lián)接到所述升壓變換器的控制器，所述控制器配置成激活所述升壓變換器以從所述第 一能量源向所述升壓變換器的輸出端提供能量電勢，其中所述第一能量源還向所述電壓變 換器的輸入端提供能量電勢。
9. 如權利要求8所述的汽車電氣系統(tǒng)，所述電壓變換器具有輸出端，其中所述汽車電 氣系統(tǒng)還包括聯(lián)接到所述電壓變換器的輸出端的電池，所述電池具有適合于給輔助電氣系 統(tǒng)供以動力的電壓。
10. 如權利要求9所述的汽車電氣系統(tǒng)，還包括聯(lián)接到所述升壓變換器的輸出端的高 電壓電池。
11. 如權利要求10所述的汽車電氣系統(tǒng)，其中所述高電壓電池具有大于大約300伏特 的電壓。
12. 如權利要求9所述的汽車電氣系統(tǒng)，其中所述電壓變換器配置成雙向地操作。
13. 如權利要求8所述的汽車電氣系統(tǒng)，還包括聯(lián)接到所述升壓變換器的輸出端的車 輛牽引系統(tǒng)。
14. 如權利要求13所述的汽車電氣系統(tǒng)，還包括 聯(lián)接到所述電壓變換器的輸出端的電池；禾口聯(lián)接在所述第一能量源和所述升壓變換器的輸入端之間的開關，其中所述控制器聯(lián)接 到所述開關并配置成 斷開所述開關；禾口激活所述升壓變換器以從所述電池向所述車輛牽引系統(tǒng)提供能量。
15. 如權利要求8所述的汽車電氣系統(tǒng)，其中所述第一能量源包括燃料電池。
16. —種汽車驅(qū)動系統(tǒng)，包括 第一參考節(jié)點；具有輸入節(jié)點、第二參考節(jié)點和輸出節(jié)點的升壓變換器，所述升壓變換器包括 聯(lián)接在所述輸入節(jié)點和所述第二參考節(jié)點之間的感應元件，其中所述感應元件配置為 變壓器的初級繞組；聯(lián)接在所述第二參考節(jié)點和所述第一參考節(jié)點之間的第一開關；禾口 聯(lián)接在所述第二參考節(jié)點和所述輸出節(jié)點之間的第一二極管；聯(lián)接在所述輸入節(jié)點和所述第一參考節(jié)點之間的第一能量源，所述第一能量源具有第 一電壓；聯(lián)接在所述輸出節(jié)點和所述第一參考節(jié)點之間的車輛牽引系統(tǒng)；具有輸入端和輸出端的降壓變換器，其中所述輸入端聯(lián)接到所述變壓器的次級繞組； 聯(lián)接到所述降壓變換器的輸出端的第二能量源；禾口控制器，其聯(lián)接到所述第一開關并且配置成激活所述第一開關以從所述第一能量源向 所述車輛牽引系統(tǒng)和所述第二能量源提供能量。
17. 如權利要求16所述的汽車驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述第一能量源包括燃料電池。
18. 如權利要求17所述的汽車驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述第二能量源包括電池。
19. 如權利要求18所述的汽車驅(qū)動系統(tǒng)，還包括聯(lián)接在所述輸出節(jié)點和所述第一參考 節(jié)點之間的高電壓電池。
20. 如權利要求19所述的汽車驅(qū)動系統(tǒng)，還包括聯(lián)接在所述第一能量源和所述輸入節(jié)點之間的第二開關，其中所述控制器配置成 斷開所述第二開關；禾口激活所述第一開關以從所述電池向所述車輛牽引系統(tǒng)提供能量以便啟動所述車輛牽 引系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將功率逆變器與變壓器聯(lián)接的汽車電氣系統(tǒng)。提供了用于具有功率逆變器的汽車電氣系統(tǒng)的系統(tǒng)和/或裝置，通過利用變壓器聯(lián)接功率逆變器。電氣系統(tǒng)包括升壓變換器，其中變壓器的第一繞組聯(lián)接在升壓變換器的輸入節(jié)點和第一參考節(jié)點之間，升壓變換器還包括聯(lián)接在第一參考節(jié)點和第二參考節(jié)點之間的開關以及聯(lián)接在第一參考節(jié)點和升壓變換器的輸出節(jié)點之間的二極管。能量源聯(lián)接在輸入節(jié)點和第二參考節(jié)點之間并且第一電力負載聯(lián)接在輸出節(jié)點和第二參考節(jié)點之間。電氣系統(tǒng)還包括電壓變換器，電壓變換器具有聯(lián)接到變壓器的第二繞組的輸入端，并且第二電力負載聯(lián)接到電壓變換器的輸出端。
文檔編號H02M3/28GK101712284SQ20091017876
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權日2008年9月30日
發(fā)明者C·P·亨策, G·R·伍迪, K·陳 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司