[發明專利]具有按需升壓變換器的電氣系統和汽車驅動系統及操作方法

有效

• 申請號: 200910207300.6
• 申請日: 2009-10-23
• 公開（公告）號: CN101722906A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: K·陳;S·賴澤;G·R·伍迪
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: B60R16/02
• 分類號: B60R16/02;H02M7/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧;楊松齡

技術領域

本發明總體涉及電氣系統，例如電動和混合動力車輛驅動系統。更具體地，涉及構造成驅動用于車輛的功率逆變器模塊的多相升壓變換器。?

背景技術

近年來，技術進步以及日益演進的風格品味已經導致汽車設計的重大變化。其中一個變化涉及汽車尤其是諸如混合動力、電動和燃料電池車輛的替代燃料車輛內各種電氣系統的功率使用和復雜性。?

很多電動車輛需要高的初級操作電壓，例如直流400伏。典型的燃料電池在負載下提供小于直流1伏的電壓。因此，大量的單個燃料電池通常構造或串聯“堆疊”以提供能夠提供車輛所需的高的初級操作電壓的燃料電池組。此外，多數燃料電池車輛和／或系統設計成從燃料電池組提供用于車輛操作的全部牽引功率。這導致燃料電池組的超裕度設計，因為它必須提供車輛所需的峰值功率。通常，由于成本和封裝限制，燃料電池的充分堆疊在很多高電壓應用中并不實用。?

例如直流電流到直流電流(DC／DC)升壓變換器的功率變換器通常用于升高燃料電池組的電壓水平并且減少車輛中所需的單個燃料電池的數目。通常，高電壓蓄電池用于在需要超過燃料電池組能提供的牽引功率的操作周期期間給車輛提供峰值功率。在車輛牽引驅動單元不需要峰值功率時，高電壓蓄電池可由燃料電池組充電。然而，高電壓蓄電池限制變換器輸出的電壓范圍，并且因此，在車輛不需要如此高電壓的輕負載情形期間，這些設計是低效的。?

發明內容

提供一種用于使用在車輛中的電氣系統的設備。電氣系統包括耦接到參考節點的升壓變換器。升壓變換器具有輸入節點、與第一腳相關聯的第一輸出節點和與第二腳相關聯的第二輸出節點。第一能量源耦接在輸入節點與參考節點之間以及第二能量源耦接在第一輸出節點與參考節點之間。第二能量源的電壓大于第一能量源的電壓。第一開關耦接在第二輸出節點與第一輸出節點之間，其中在第一開關閉合時第二能量源將能量提供給第二輸出節點。?

在另一實施例中，提供一種用于汽車驅動系統的設備。汽車驅動系統包括具有輸入節點、與第一升壓腳相關聯的第一輸出節點和與第二升壓腳相關聯的第二輸出節點的升壓變換器。燃料電池耦接到升壓變換器的輸入節點以及蓄電池耦接到第一輸出節點。逆變器模塊耦接到第二輸出節點，以及車輛牽引驅動單元耦接到逆變器模塊。第一開關耦接在第二輸出節點與第一輸出節點之間，其中在第一開關閉合時，蓄電池將能量提供給第二輸出節點。?

提供一種用于控制升壓變換器的方法。升壓變換器具有與第一升壓腳相關聯的第一輸出節點和與第二升壓腳相關聯的第二輸出節點。所述方法包括啟用第一升壓腳和停用第二升壓腳以支持在第一負載模式下操作，以及啟用第一升壓腳和第二升壓腳兩者以支持在第二負載模式下操作。?

本節概要用于以簡化形式介紹構思的選擇，這些構思在下面的詳細說明中將進一步描述。本發明內容不旨在辨識所要求保護主題的主要特征或必要特征，也不旨在用作確定所要求保護主題的范圍的幫助。?

附圖說明

通過參考詳細說明和權利要求書并結合附圖可對本發明有更全面的理解。?

圖1是根據一個實施例的適于在車輛中使用的電氣系統的示意圖。?

具體實施方式

下面的詳細說明本質上僅是說明性的，并且不旨在限制本發明的實施例或這些實施例的應用和使用。如在此使用的，詞語“示范性”意指“用作例子、舉例或示例”。作為示范而在此描述的任何實施方式不必解釋為優選的或優于其他實施方式。此外，本發明不旨在受到在前述技術領域、背景技術、發明內容或下面的詳細說明中所提出的任何明?示或默示理論的限制。?

如在此使用的，“節點”意指任何內部的或外部的參考點、連接點、結點、信號線、傳導元件或類似物，在該節點處存在給定信號、邏輯電平、電壓、數據模式、電流或數量。此外，可以通過一個物理元件實現兩個或更多個節點(以及即使在共用模式下接收或輸出，兩個或更多個信號也可多路復用、調制或以其他方式區別開)。?

下面的描述指“耦接”在一起的元件或節點或零件。如在此所使用的，除非有相反的明示陳述，“耦接”意指一個元件/節點/零件直接或間接地聯結到另一個元件/節點/零件(或直接或間接地與另一個元件/節點/零件通信)，并且不必是機械地聯結。因此，雖然圖1所示的示意圖描述元件的一個示范性布置，但是，額外的介入元件、裝置、零件或部件可以出現在所描述的本發明的實施例中。?