[发明专利]电力转换装置和方法

说明书

本发明提供一种电力转换装置和方法。该电力转换装置包括主电池和电力转换器，所述电力转换器配置成执行生成高电力的高电力转换模式和利用所述主电池的输入电力生成低电力的低电力转换模式。此外，辅助电池配置成接收并充入低电力，逆变器配置成将高电力转换为用于驱动电动机的驱动电力。

技术领域

本发明涉及电力转换装置和方法，特别涉及在环保型车辆中减少 大小并改善效率的电力转换装置和方法。

背景技术

环保型车辆中的混合动力车辆指使用两种动力源的车辆。例如， 混合动力车辆指具有由电力运行的电动机和以汽油燃烧运行的发动机 的车辆。

因此，普通的混合动力车辆包括两个或多个控制器，以分别运行 两种动力源。因此，虽然电动机和发动机因系统不同而不同，但是所 述车辆可由电动机和发动机的两种动力源构成，且可包括：发动机控 制单元(以下称作ECU(engine control unit))，其配置成运行发 动机；电动机控制单元(以下称作MCU(motor control unit))， 其配置成运行电动机；混合动力控制单元(以下称作HCU(hybrid control unit))，其配置成在ECU和MCU的顶极域(top domain) 选择动力源中的任一者或确定其动力分配率(power distributionrate)；高电力转换器(如高电压直流-直流(DC/DC)转换器)，其 配置成将高电压电池电压转换为用于驱动混合动力车辆的电动机的电 压；电池管理系统，其配置成监控高电压电池的状态；以及低电力转 换器(如低电压DC/DC转换器)，其配置成在高电压电池中对辅助电池充电，等等。

HCU配置成基于车辆状态执行两种动力源，即电动机和发动机之 间的电力分配(或选择)，并且被配置成诊断当前车辆状态。然而， 高电力转换器和低电力转换器在同一电力源中转换电力，但是由于其 输出目标彼此不同，硬件和/或控制器应当分别进行设计。此外，由于 其压降率(voltage drop rate)显著，因此低电力转换器要求使用变 压器，所以增加了电力转换器的大小、重量和成本。

发明内容

本发明提供电力转换装置和方法，其能够减小大小且改善其效率。

电力转换装置可包括：主电池；电力转换器，其配置成执行生成 高电力的高电力转换模式和利用来自主电池的电力生成低电力的低电 力转换模式；辅助电池，其配置成接收并充入低电力；以及逆变器， 其配置成将高电力转换为驱动电力从而驱动电动机。电力转换器可包 括多个并联连接的转换模块，用于执行高电力转换模式和低电力转换 模式。而且，当同时执行高电力转换模式和低电力转换模式时，所述 转换模块中的一个可在低电力转换模式中运行且其它转换模块可在高 电力转换模式中运行。当仅执行高电力转换模式时，所述多个转换模 块可都在高电力转换模式中运行。

因此，所述多个转换模块可以是非反相升降压型 (non-invertingbuck-boosts)且可以交错方式(interleaving manner)运行。所述主电池可包括多个主电池且所述电力转换器配置 成基于再生制动，利用电动机的驱动电力为主电池充电。

此外，还可以包括选择性地连接多个主电池到多个转换模块的第一 开关网络。第二开关网络可配置成选择性地输出基于高电力转换模式 的高电力以及基于低电力转换模式的低电力。所述多个转换模块的输 出可具有同时执行高电力模式和低电力模式的命令占空比以及延迟多 达360°/(N-1)的三角波输出。另外，所述多个转换模块的输出可具有仅执行高电力转换模式的命令占空比以及延迟多达360°/N的三角波输 出。

本发明另一示例性实施例提供电力转换方法，其包括以下步骤： 由电力转换器执行生成高电力的高电力转换模式以及利用主电池输入 电力生成低电力的低电力转换模式；将低电力充电至辅助电池；以及 利用逆变器将高电力转换为用于驱动电动机的驱动电力。