CN105480109A - 电动汽车的电源变换装置和电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车的电源变换装置和电动汽车，装置包括：直流电源，具有高压输入接口和低压输出接口，直流电源包括多个直流转换器，多个直流转换器相互并联，高压输入接口与电动汽车的动力电池相连，低压输出接口与电动汽车的低压负载相连；控制器，分别与多个直流转换器相连，用于根据低压负载的用电需求控制多个直流转换器的启动和关闭。本发明具有如下优点：将多个具有高开关频率和高功率密度直流转换器并联实现电源的转换，具有高频化、轻量化、高能效，大幅降低其整体体积，更有利于节省整车车身空间，便于整车集成；功率模块按需启动的控制方式，有效的提高了电源变换装置整个负载范围的工作效率，节省电能，延长整车的续航里程。

Description

电动汽车的电源变换装置和电动汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车的电源变换装置和电动汽车。
背景技术
传统电动车DC/DC基本以上图所示分立半导体开关器件设计为主，分立器件较多，整体生产及装配工艺复杂，较多的器件及生产加工组装流程造成产品质量及可靠性把控难度较大。基于分立器件的设计方案目前开关频率普遍在200kHZ以下，较低的开关频率造成整机所用的容性器件及磁性元器件较多，进而导致产品体积难以小型化、轻量化。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动汽车的电源变换装置。
本发明的第二个目的在于提出一种汽车。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种电动汽车的电源变换装置，包括：直流电源，所述直流电源具有高压输入接口和低压输出接口，所述直流电源包括多个直流转换器，所述多个直流转换器相互并联，所述高压输入接口与电动汽车的动力电池相连，所述低压输出接口与所述电动汽车的低压负载相连；控制器，所述控制器分别与所述多个直流转换器相连，所述控制器用于根据低压负载的用电需求控制所述多个直流转换器的启动和关闭。
根据本发明实施例的电动汽车的电源变换装置，将多个具有高开关频率和高功率密度直流转换器并联实现电源的转换，取代了现有技术中采用多个分立器件的电源转换电路，具有高频化、轻量化、高能效，大幅降低其整体体积，更有利于节省整车车身空间，便于整车集成；功率模块按需启动的控制方式，有效的提高了电源变换装置整个负载范围的工作效率，节省电能，延长整车的续航里程。
另外，根据本发明上述实施例的电动汽车的电源变换装置，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述直流转换器为VicorDCM系列中的DC/DC电源模块。
进一步地，所述低压负载包括：所述电动汽车的低压蓄电池和所述电动汽车的低压用电器。
进一步地，所述控制器为单片机。
进一步地，所述控制器与所述电动汽车的整车控制器相连，所述控制器还用于对所述多个直流转换器进行故障监测，并将监测结果上报给所述整车控制器。
进一步地，所述控制器通过CAN网络与所述电动汽车的整车控制器相连。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种电动汽车，具有上述实施例的电源变换装置。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的电动汽车的电源变换装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
以下结合附图描述根据本发明实施例的电动汽车的电源变换装置。
图1是本发明一个实施例的电动汽车的电源变换装置。请参考图1，本发明实施例的电动汽车的电源变换装置包括直流电源和控制器。
直流电源包括多个相互并联的直流转换器，其中，直流转换器为具有高开关频率和高功率密度的直流转换器，以取代现有技术中采用多个分立器件的电源转换电路，从而实现电源变换装置的高频化、轻量化、高能效和体积小的特点。本技术方案采用的模块内部开关频率高于400kHZ，有效的减少了磁性器件及容性器件的应用，大幅缩减。多个相互并联的转流转换器的一端设置有高压输入接口，高压输入接口与电动汽车的动力电池相连。另外一端设置有低压输出接口，低压输出接口与电动汽车的低压负载相连。
控制器分别与多个直流转换器相连，用于根据低压负载的用电需求控制多个直流转换器的启动和关闭，实现最大程度的输出功率与低压负载的有效匹配，提高整机轻载范围效率。
在本发明的一个实施例中，直流转换器为VicorDCM系列中的DC/DC电源模块。该模块具有400kHZ以上的开关频率及极高的功率密度，输入电压范围宽，效率及可靠性高的特点；本技术方案采用多个模块并联，外加控制单元的集成方式，每个Vicor高频DC/DC模块完成动力电池到低压蓄电池的能量转换。在本发明的一个示例中，将160V-420V动力电池电压经过高频隔离变化，输出为13.8V，连接至低压蓄电池，保证整车低压用电需求及低压蓄电池电量的补充。
在本发明的一个实施例中，低压负载包括电动汽车的低压蓄电池和电动汽车的低压用电器，电源转换装置根据低压蓄电池或不同的低压用电器选择不同数量的直流转换器将高压电源的电压转换为适合的低压。
在本发明的一个实施例中，控制器为单片机，采用单片机能够进一步减小电源变换装置的整体尺寸，方便电源变换装置在电动汽车上灵活设置。
在本发明的一个实施例中，控制器与电动汽车的整车控制器相连。控制器还用于对多个直流转换器进行故障监测，并将监测结果上报给整车控制器。
具体地，控制器通过分别对多个直流转换器运行数据进行监测，例如对单个直流转换器的输入电压和输入电压进行监测，将监测结果发送给控制器。控制器通过输入电压数据和输出电压数据监测直流转换装置是否发生故障，并将监测结果上报给整车控制器以便驾驶员、维护保养人员或生产工人得知直流转换器的工作情况。
在本发明的一个实施例中，控制器通过CAN网络与电动汽车的整车控制器相连，以提升监测数据的安全性和方便性，同时成本低。
本发明的实施例还公开了一种汽车，包括上述的电动汽车的电源变换装置
另外，本发明实施例的电动汽车的电源变换装置和电动汽车的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (7)

1.一种电动汽车的电源变换装置，其特征在于，包括：
直流电源，所述直流电源具有高压输入接口和低压输出接口，所述直流电源包括多个直流转换器，所述多个直流转换器相互并联，所述高压输入接口与电动汽车的动力电池相连，所述低压输出接口与所述电动汽车的低压负载相连；
控制器，所述控制器分别与所述多个直流转换器相连，所述控制器用于根据低压负载的用电需求控制所述多个直流转换器的启动和关闭。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的电源变换装置，其特征在于，所述直流转换器为VicorDCM系列中的DC/DC电源模块。
3.根据权利要求1所述的电动汽车的电源变换装置，其特征在于，所述低压负载包括：所述电动汽车的低压蓄电池和所述电动汽车的低压用电器。
4.根据权利要求1所述的电动汽车的电源变换装置，其特征在于，所述控制器为单片机。
5.根据权利要求1所述的电动汽车的电源变换装置，其特征在于，所述控制器与所述电动汽车的整车控制器相连，所述控制器还用于对所述多个直流转换器进行故障监测，并将监测结果上报给所述整车控制器。
6.根据权利要求5所述的电动汽车的电源变换装置，其特征在于，所述控制器通过CAN网络与所述电动汽车的整车控制器相连。
7.一种电动汽车，其特征在于，包括：根据权利要求1-6任一项所述的电动汽车的电源变换装置。
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