[發(fā)明專利]使用具有高頻變壓器隔離的車載功率電子設(shè)備轉(zhuǎn)移能量的設(shè)備及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110379597.1
• 申請(qǐng)日: 2011-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN102457089A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·L·施泰格瓦爾德;R·D·金;R·S·庫(kù)施
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H02M3/335;H02M1/42;B60L9/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;朱海煜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及包括混合動(dòng)力和電動(dòng)車輛的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)并且涉及承擔(dān)瞬態(tài)或脈沖負(fù)載的靜止傳動(dòng)裝置，并且更加具體地涉及在車輛或驅(qū)動(dòng)裝置的電存儲(chǔ)裝置和車輛的外部電源之間轉(zhuǎn)移能量。

背景技術(shù)

混合電動(dòng)車輛可組合內(nèi)燃機(jī)和由例如牽引用蓄電池等能量存儲(chǔ)裝置供電的電動(dòng)馬達(dá)以推進(jìn)車輛。這樣的組合可通過使燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)能夠各自在相應(yīng)增加的效率范圍中操作而增加整體燃料效率。例如電動(dòng)馬達(dá)可在從原地啟動(dòng)加速時(shí)是高效的，而燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)可在例如公路駕駛等恒定發(fā)動(dòng)機(jī)操作的持續(xù)時(shí)期期間是高效的。具有電動(dòng)馬達(dá)以促進(jìn)初始加速允許混合動(dòng)力車輛中的燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)更小并且更節(jié)省燃料。

純電動(dòng)車輛使用存儲(chǔ)的電能來向電動(dòng)馬達(dá)供電，電動(dòng)馬達(dá)推進(jìn)車輛并且還可操作輔助驅(qū)動(dòng)裝置。純電動(dòng)車輛可使用存儲(chǔ)的電能的一個(gè)或多個(gè)來源。例如，存儲(chǔ)的電能的第一來源可用于提供更持久的能量而存儲(chǔ)的電能的第二來源可用于提供更高功率的能量用于例如加速。

無論是混合電動(dòng)類型或純電動(dòng)類型的插入式電動(dòng)車輛配置成使用來自外部來源的電能對(duì)牽引用蓄電池再充電。這樣的車輛可包括道路用和非道路用車輛、高爾夫車、短距離電動(dòng)車輛、叉車和公用載重汽車作為示例。這些車輛可使用車外固定蓄電池充電器或車載蓄電池充電器以從公用電網(wǎng)或可再生能源向車輛的車載牽引用蓄電池轉(zhuǎn)移電能。插入式車輛可包括電路和連接以便于牽引用蓄電池從例如公用?電網(wǎng)或其他外部來源再充電。然而，蓄電池充電電路可包括例如升壓轉(zhuǎn)換器(boost?converter)、高頻濾波器、斬波器(chopper)、電感器和僅專用于在車載電存儲(chǔ)裝置和外部來源之間轉(zhuǎn)移能量的其他電力部件(其包括電連接器和接觸器)等專用部件。這些附加的專用部件增加車輛的額外成本和重量。

因此提供一種設(shè)備便于電能從外部來源轉(zhuǎn)移到插入式車輛的車載電存儲(chǔ)裝置，這將是可取的，該車載電存儲(chǔ)裝置減少僅專用于在車載電存儲(chǔ)裝置和外部來源之間轉(zhuǎn)移能量的部件的數(shù)目。提供插入式車輛的車載電存儲(chǔ)裝置和其他部件與外部來源的隔離，這也將是可取的。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，功率電子驅(qū)動(dòng)電路包括dc總線和耦合于該dc總線的第一能量存儲(chǔ)裝置，該第一能量存儲(chǔ)裝置配置成輸出dc電壓。第一雙向dc-ac電壓逆變器耦合于該第一能量存儲(chǔ)裝置和該dc總線，并且第一機(jī)電裝置耦合于該第一雙向dc-ac電壓逆變器。經(jīng)由充電總線耦合于該dc總線的充電系統(tǒng)包括：插座，其配置成與耦合于該功率電子驅(qū)動(dòng)電路的外部的電壓源的連接器相配合；和隔離變壓器，其配置成使該充電總線與該插座電隔離。該功率電子驅(qū)動(dòng)電路還包括配置成使該充電系統(tǒng)基于從該功率電子驅(qū)動(dòng)電路的外部的電壓源接收的電壓向該dc總線供應(yīng)充電電壓的控制器。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，制造功率電子驅(qū)動(dòng)電路的方法包括：將第一dc能量存儲(chǔ)裝置耦合于dc總線；將第一雙向dc-ac電壓逆變器耦合于該dc總線；和將第一機(jī)電裝置耦合于該第一雙向dc-ac電壓逆變器，該第一機(jī)電裝置配置成將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能并且配置成將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。該方法還包括將充電電路經(jīng)由充電總線耦合于該dc總線，該充電系統(tǒng)包括配置成與外部電壓源連接器相配合的插座和配置成使該充電總線與該插座電隔離的變壓器。該方法還包括配置控制?器以使該充電系統(tǒng)基于從外部電壓源接收的電壓向該dc總線供應(yīng)充電電壓。

根據(jù)本發(fā)明的再另一個(gè)方面，一種系統(tǒng)包括機(jī)器和耦合于該機(jī)器的電壓逆變器。該機(jī)器配置成將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能并且配置成將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。該電壓逆變器配置成將ac電能轉(zhuǎn)換成dc電能并且將dc電能轉(zhuǎn)換成ac電能。該系統(tǒng)還包括耦合于該電壓逆變器的dc總線、耦合于該dc總線的第一能量存儲(chǔ)裝置和充電系統(tǒng)。該充電系統(tǒng)包括插座、耦合于該插座的全波整流器、耦合于該全波整流器的dc-dc轉(zhuǎn)換器和耦合于該dc-dc轉(zhuǎn)換器和該dc總線的充電總線。該插座配置成與耦合于功率電子驅(qū)動(dòng)電路的外部的電壓源的插頭相配合。該全波整流器配置成整流從電壓源接收的電壓。該dc-dc轉(zhuǎn)換器包括配置成使該充電總線與該全波整流器電隔離的隔離變壓器。該系統(tǒng)還包括配置成使該dc-dc轉(zhuǎn)換器將從該全波整流器接收的第一dc電壓轉(zhuǎn)換成第二dc電壓并且將該第二dc電壓供應(yīng)給該充電總線的控制器。

各種其他特征和優(yōu)勢(shì)將從下列詳細(xì)說明和附圖變得明顯。

附圖說明

附圖圖示目前預(yù)想用于實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的實(shí)施例。

在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的牽引系統(tǒng)的示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)牽引系統(tǒng)的示意圖。