[发明专利]电气系统

说明书

本发明涉及一种电气系统，被设计成安装在电动车辆或混动车辆上的电气系统。电气系统包括：交流‑直流转换器，包括整流器及直流‑直流转换器，隔离直流‑直流转换器，连接到高压电池。电气系统被配置成在第一运行模式中连接到外部交流电网以对高压电池进行充电。此外，直流‑直流转换器的第一接口端子连接到低压电池，其中电气系统被配置成在第二运行模式中，当电气系统从外部交流电网断开时，直流‑直流转换器从高压电池供应初始电压以对低压电池供电。

技术领域

一般来说，本发明涉及机动车辆领域，尤其是电动车辆或混动车辆，并且更具体来说涉及用于此类车辆的低压电池充电及高压电池充电的管理系统。

更具体来说，在具有对车辆设备供电的低压电池及参与车辆的推进的高压电池的电动车辆或混动车辆的背景下，通常的做法是实施车载充电器系统，通常由其缩写OBC阐述，这是本领域的技术人员熟知的特征。在此背景下，本发明涉及一种形成改进的车载充电器的电气系统。

背景技术

众所周知，电动车辆或混动车辆包括由高压电池通过车载高压电气系统供电的电驱动系统以及由低压电池通过车载低压电气系统供电的多个辅助电气设备。高压电池对电驱动系统供电，从而提供用于车辆的推进。低压电池对例如车载计算机、车窗升降马达、多媒体系统等辅助电气设备供电。高压电池通常提供100V到900V，优先100V到500V，而低压电池通常输送12V、24V或48V。所述高压电池及低压电池必须是可充电的。

高压电池的电力充电通过将电池通过车辆的高压电气系统连接到外部电网(例如家用交流电网)来实现。

为此目的，高压电池因此被设计成通过车载充电器系统(on-board chargersystem)或OBC连接到家用交流电网并由家用交流电网充电，所述车载充电器系统或OBC主要具有包括整流器的交流-直流转换器及带有功率因数校正(Power Factor Correction)(或PFC)的直流-直流转换器、以及优先电隔离直流-直流转换器。

在此类型的OBC系统中，如图1所示，来自家用交流电网G1的交流电流初始在交流-直流转换器中被处理，从而所述交流电流在供应到PFC转换器(PFC1)之前由整流器RD转换成直流电流。

PFC转换器在其功率因数校正功能方面的目的是消除影响吸收电流的电网的失真，以防止产生谐波电流，因为这些谐波电流对于车载电气系统，且尤其是对于高压电气系统是有害的。PFC转换器用于确保输入电流及电压同相。

同样众所周知的是高压电池可用于对低压电池进行充电。在这种情况下，高压电池通过预调节器及辅助直流-直流转换器连接到低压电池，其中所述辅助直流-直流转换器是电隔离的。由辅助直流-直流转换器供应的低电压因此对车辆的低压电气系统供电。

当前，存在高压电池及低压电池的独立充电功能，且每一功能需要实施分别专用的直流-直流转换器及预调节器。

为了提高OBC系统的紧凑性并限制所需组件的数量，一个想法是结合车载充电器系统的功能。

根据现有技术，众所周知的是将分别专用于对高压电池及低压电池进行充电的OBC系统的组件布置在相同的壳体中。同样众所周知的是将这两个电池充电系统布置成使它们共享相同的冷却系统、相同的滤波器、乃至相同的命令电子控制器。

文献WO 2015/192133阐述用于电动车辆或混动车辆的OBC系统的实例。文献WO2015/192133中所述的OBC系统是电隔离的，且其包括的PFC转换器被配置成通过谐振元件与磁性组件的组合来使所供应的功率密度最大化。

此文献代表了现有技术，且所述OBC系统具有上述缺点，尤其是在其使用的空间方面。

为了减轻这些缺点，本发明提出使用交流-直流转换器的PFC转换器，其中在高压电池的充电期间及在低压电池的充电期间，即在高压电池被充电的任何时间，将来自家用交流电网的交流电流转换成用于高压电气系统的直流电压。