[发明专利]用于车辆的电力转换系统及其控制方法

说明书

本发明提供了用于车辆的电力转换系统及其控制方法。用于车辆的电力转换系统包括开关电路，其具有第一输入/输出端子、第二输入/输出端子和连接在第一输入/输出端子和第二输入/输出端子之间的多个开关元件。第一能量存储装置连接至第二输入/输出端子并且具有预设的充电/放电电压。第一电压转换电路将从第一输入/输出端子输出的电力进行转换，以输出比第一能量存储装置的电压低的电压。第二能量存储装置利用第一电压转换电路的输出电压进行充电/放电。控制器基于第一能量存储装置是否正在进行充电以及车辆是否正在行驶来控制开关元件的开路/短路状态。当第一能量存储装置正在进行充电时，AC充电电力从车辆外部提供至第一输入/输出端子。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的电力转换系统及其控制方法，更具体地，涉及一种通过减小电力转换系统的尺寸来提高空间利用率的电力转换系统。

背景技术

通常，环保车辆的电池充电方法可以分为慢速充电方法和快速充电方法。具体地，慢速充电方法指的是这样一种方法：通过充电座(例如，外部充电器)等将用于家用或一般建筑物的外部交流(AC)电压施加至安装在车辆内的车载充电器(OBC)，以将AC电压整流成直流(DC)电压，将该DC电压升压至适用于充电的DC电压，然后利用该DC电压对高压电池进行充电。快速充电方法指的是输出高电流从而在比慢速充电所需的时间更短的时间段内进行充电的方法。由于快速充电方法需要超过慢速充电额定功率的十倍，充电更快的充电器不能安装在车辆内，因此需要单独安装专用的快速充电器。

此外，如上所述，用于将外部AC电压整流成DC电压的车载充电器需要安装在通过慢速充电方法可充电的环保车辆中。为了改善车辆内有限空间的可用性，正在积极地进行关于减小在车辆内安装的电力元件和装置(该电力元件和装置包括车载充电器)的尺寸的研究。

发明内容

本发明提供了一种用于车辆的电力转换系统及其控制方法，其通过在开关电路和第一电压转换电路中利用多个开关元件来减小电力转换系统的尺寸，从而提高空间利用率并降低成本。

为了实现该目标，根据本发明的用于车辆的电力转换系统可以包括：开关电路、第一能量存储装置、第一电压转换电路、第二能量存储装置以及控制器，所述开关电路具有第一输入/输出端子、第二输入/输出端子和连接在第一输入/输出端子和第二输入/输出端子之间的多个开关元件；所述第一能量存储装置连接至第二输入/输出端子并且具有预设的充电/放电电压；所述第一电压转换电路用于将从第一输入/输出端子输出的电力进行转换，以输出比第一能量存储装置的电压低的电压；所述第二能量存储装置进行充电/放电至第一电压转换电路的输出电压；所述控制器配置为基于第一能量存储装置是否正在进行充电以及车辆是否正在行驶来操作多个开关元件的开路/短路状态。另外，当第一能量存储装置正在进行充电时，用于对第一能量存储装置充电的AC充电电力可以从车辆的外部提供至第一输入/输出端子。

用于车辆的电力转换系统可以进一步包括开关单元，其配置为确定第一输入/输出端子和第一电压转换电路之间的电连接状态。控制器可以配置为当第一能量存储装置进行充电时，将开关单元断开并且操作多个开关元件，以将提供至第一输入/输出端子的AC充电电力进行转换并通过第二输入/输出端子输出第一能量存储装置的充电/放电电压。

控制器可以配置为当车辆正在行驶时，将开关单元短路并且操作多个开关元件以将提供至第二输入/输出端子的第一能量存储装置的电力转换为AC电力并通过第一输入/输出端子输出。第一电压转换电路可以配置为将从第一输入/输出端子提供的第一能量存储装置的AC电力进行转换，以输出比第一能量存储装置的电压低的DC电压。