[發明專利]DC/DC轉換裝置、能量傳輸系統、交通工具及操作它們的方法

有效

• 申請號: 201580063327.6
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN107251392B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: M·希德爾邁耶;K·非里沃德;E·伊利亞諾
• 申請（專利權）人: 布魯薩電子公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 11127 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 呂俊剛;楊薇<國際申請>=PCT/IB2

DC/DC轉換裝置、能量傳輸系統、交通工具及操作它們的方法。本發明涉及一種多相DC/DC轉換裝置，包括直流電壓輸入端、直流電壓輸出端和并聯連接的直流電壓轉換器，每個直流電壓轉換器具有至少一個由控制裝置控制的開關元件，其特征在于，在并聯連接的直流電壓轉換器中，至少一個第一直流電壓轉換器在從直流電壓輸入端至直流電壓輸出端的方向上設計為降壓轉換器和升壓轉換器，至少一個第二直流電壓轉換器在從直流電壓輸入端至直流電壓輸出端的方向上設計為升壓轉換器，其中，所述至少一個第一直流電壓轉換器的拓撲不同于所述至少一個第二直流電壓轉換器的拓撲，并且DC/DC轉換裝置包括至少一個開關裝置。

技術領域

本發明涉及多相DC/DC轉換裝置，具有直流電壓輸入端、直流電壓輸出端和并聯連接的直流電壓轉換器，每個直流電壓轉換器具有至少一個由控制裝置控制的開關元件。本發明也涉及分別具有DC/DC轉換裝置的能量傳輸系統和交通工具及其操作方法。

背景技術

DE102011051482A1公開了用于電壓轉換器的橋電路結構和操作方法，電壓轉換器由兩個半橋結構構成。在半橋結構外設置的三個切換元件用于在第一配置和第二配置之間切換，在第一配置中所述半橋結構與輸入接線端并聯連接，在第二配置中所述半橋結構在輸入接線端之間串聯。在高輸入電壓的情況下采用半橋串聯電路，以便將電壓分散給兩個半橋。在較低輸入電壓的情況下，具有并聯半橋的橋電路結構被操作。電壓轉換器還包括諧振網、變換器和整流器。該橋電路的目的是提高電子裝置的耐電壓性。此拓撲的缺點特別是局限到兩個半橋以及三個切換元件，其決定了高的電路成本且作為半導體是相當可觀的成本部分。

DE102007017187B4公開了用于機動車的電網，具有交通工具電池、超級電容、電壓敏感的負載、第一DC/DC轉換器和至少一個第二DC/DC轉換器以及電子開關。每個DC/DC轉換器以其第一接線端與超級電容相連。第一轉換器的第二接線端與該負載相連。第二轉換器的第二接線端與交通工具電池相連。該電子開關連接在DC/DC轉換器的第二接線端之間。通過該電子開關的打開保證了敏感的負載在起動過程中只由超級電容供應能量。在交通工具電池和起動機所依賴的電網部分上的電壓下降因此不影響電壓敏感的負載。在起動過程外，該開關被閉合，使得兩個DC/DC轉換器被用于超級電容的充電。為了限制充電電流，在每個DC/DC轉換器中可以設置另一個開關。所有的DC/DC轉換器具有相同的拓撲。

JP2006311776A公開了一種燃料電池交通工具，具有由多個并聯的子單元構成的轉換器。一個控制裝置根據各個子單元的狀態(如溫度)確定操作哪個(哪些)子單元。

DE102010041625A1公開了一種用于移動應用的電轉換器。直流電壓轉換器由并聯的各個轉換器構成。該控制裝置在轉換器的操作中執行有效的電流補償。為此記錄流過瞬間處于操作運行的各個轉換器的電流的值。另外，可以補償各個轉換器的故障。

US6954365B2公開了一種燃料電池交通工具，具有并聯的DC/DC變換器，其可以分別包括一個電流測量裝置。各個DC/DC變換器的控制或延時控制借助一個控制裝置進行。

DE112008003489T5公開了一種燃料電池系統，其中，在燃料電池和電池之間設有DC/DC轉換器。該DC/DC轉換器由三個全橋單元構成，其線圈彼此感應耦合。

US7518886B1公開了一種燃料電池裝置，具有由初級側和次級側構成的轉換器。初級側由三個相同的并聯相構成。次級側包括共同的整流器。

DE102012109638A1公開了一種具有輸入側EMV過濾器的組串型逆變器。

在現有技術中已知用于重疊電壓區的直流電壓轉換器，特別是施加在轉換器輸入端的電源(如燃料電池)和施加在轉換器輸出端的蓄電器(交通工具電池)。

如果輸入電壓(燃料電池電壓)可以高于或低于輸出電壓(電池電壓)，則所用的轉換器拓撲是全橋轉換器。特別是為了分散功率，此時并行操作多個全橋轉換器。