CN111512533A - 利用第二电力网络对第一电力网络进行预充电的直流-直流电压转换器 - Google Patents

利用第二电力网络对第一电力网络进行预充电的直流-直流电压转换器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种特别用于机动车的绝缘直流‑直流电压转换器(10)，包括——第一电路，连接到第一电网(HV)且包含主支路，主支路包括至少一个感应线圈(L1、L2、L3、L4)，——第二电路，连接到第二电网(LV)且包括次级支路，次级支路包括至少一个感应线圈(L5、L6)，主支路的每一感应线圈(L1、L2、L3、L4)与次级支路的感应线圈(L5、L6)耦合以形成变压器。根据本发明，转换器包括至少一个额外支路，至少一个额外支路包括至少一个额外感应线圈(L7、L8)，至少一个额外支路连接到电网(HV)，且至少一个额外感应线圈(L7、L8)与次级支路的感应线圈(L5、L6)耦合，使得根据一种操作模式，绝缘直流‑直流电压转换器(10)将能量从低电压车辆电网(LV)传递到电网(HV)，特别是用于预充电目的。

Description

利用第二电力网络对第一电力网络进行预充电的直流-直流 电压转换器
技术领域
本发明涉及一种特别用于电或混合动力车辆的DC电压转换器。本发明尤其涉及电或混合动力车辆领域。
更精确地说，本发明涉及布置在高电压电力网络与低电压电力网络之间的DC-DC转换器，所述转换器尤其能够在高电压电力网络启动时通过由低电压电力网络递送的能量对所述高电压电力网络进行预充电。尤其，低电压网络和高电压网络车载安装在车辆上。
背景技术
众所周知，电或混合动力机动车辆包括由高电压供电电池经由车载高电压电力网络(on board high voltage electrical network)供电的电动机动系统(electricmotorisation system)和由低电压供电电池经由车载低电压电力网络供电的多个辅助电气设备项。因此，高电压供电电池确保了为电动机动系统供应允许车辆推进的能量的功能。低电压供电电池为辅助电气设备项供电，所述辅助电气设备项为例如车载计算机、摇窗发动机(window winder motor)、多媒体系统等。高电压供电电池通常递送介于100伏与900伏之间(优选地介于100伏与500伏之间)的电压，而低电压供电电池通常递送大约12伏、24伏或48伏的电压。这两种高电压供电电池和低电压供电电池必须能够充电。
可以通过经由车辆的高电压DC电力网络将高电压供电电池连接到例如家用AC电力网络的外部电力网络的已知方式来进行用电能对高电压供电电池进行再充电。
直接利用高电压电池对低电压电池进行充电也是已知的。为达成此目的，经由电隔离的直流-直流电压转换器(通常被称作DC-DC转换器)将高电压电池连接到低电压电池。
图1表示现有技术的车载电力系统的功能框图。此系统包括电充电器OBC，所述电充电器OBC被设计成为高电压供电电池HB供电，通常专用于电或混合动力车辆的推进，且更包括确保所述车辆的电气设备项的供电的低电压电池LB。
为控制驱动车辆的车轮的电机ENG，已知的是使用使得有可能将由高电压供电电池HB供应的直流电转换成一个或多个交替控制电流(例如正弦)的反相器INV。
仍参看图1，对于尤其允许对高电压供电电池HB进行充电的车辆的高电压电气供应网络的供电，电充电器OBC接收来自外部AC电力网络G1(例如家用AC电力网络)的电流以用于为高电压供电电池HB供电。
最后，仍参看图1，以通过高电压供电电池HB的已知方式进行低电压电池LB的充电，为达成此目的，系统包括连接于高电压供电电池HB与低电压电池LB之间的隔离式DC-DC转换器DCDC。
在此背景下，在车载高电压电力网络的上电期间，也就是说，在电或混合动力车辆中，当高电压电池确保了为电动机动系统供应能量的功能时，众所周知，根据所属领域的技术人员已知的术语，可能会出现潜在地具有高强度的励磁涌流，所述励磁涌流对所述车载高电压电力网络的电子组件有害，这是因为过量电流从长远来看会引起车载高电压电力网络上的电子组件(特别是电容器)的寿命的缩短。
为抵消这些励磁涌流的出现，有必要对车载高电压电力网络的电容性组件进行预充电。在现有技术中，实施专用于对车载高电压电力网络进行预充电的电路。
此类预充电电路包括特别配置成进行车载高电压电力网络的电容性组件的预充电的继电器和电阻器，以便在其端子处达到相应电压，从而使得有可能避免不利的励磁涌流的出现。
然而，用于现有技术的这些预充电电路具有较高成本且产生损耗。
本发明旨在通过提出在上文所述的背景下实施预充电电路的替代解决方案来至少部分地克服这些缺点。
为达成此目的，提出一种隔离式DC-DC转换器，其能够根据特定操作模式利用第二电力网络(尤其是车载低电压)进行第一电力网络(尤其是车载高电压)的预充电。为管理这种预充电，且包括第一电路和第二电路的隔离式DC-DC转换器经电修改，感应线圈中的每一个由开关控制。在此隔离式DC-DC转换器中，第一电路或主电路的每一感应线圈耦合到第二电路或次级电路的线圈，从而形成产生磁路的至少一个变压器，通过所述磁路将能量从第一电力网络传递到第二电力网络。具体来说，作为提示，将电或混合动力车辆中的车载高电压电力网络连接到确保了为所述车辆的电动机动系统供应能量的功能的高电压电池。另外，在车辆中，车载低电压电力网络为所述车辆的多个车载设备项供电。
根据本发明，隔离式DC-DC转换器更包括额外支路，所述额外支路包括额外感应线圈，所述额外感应线圈的尺寸设定成通过与所述转换器的第二电路的至少一个感应线圈形成磁路，将能量从第一电力网络传递到第二电力网络以便进行所述第一电力网络的预充电。
发明内容
为达成此目的，本发明涉及一种尤其用于机动车辆的隔离式DC-DC转换器，包括：
第一接口端子，配置成连接到第一电力网络，
第二接口端子，配置成连接到第二电力网络，
第一电路，连接到第一接口端子且包括至少一个主支路，所述主支路包括至少一个感应线圈，
第二电路，连接到第二接口端子且包括次级支路，所述次级支路包括至少一个感应线圈，所述至少一个主支路的每一感应线圈耦合到次级支路的感应线圈以形成至少一个变压器，使得根据第一操作模式，隔离式DC-DC转换器配置成通过第一电路和第二电路，经由通过主支路和次级支路的耦合的感应线圈形成的磁路将能量从第一电力网络传递到第二电力网络。所述隔离式DC-DC转换器的显著之处在于其包括至少一个额外支路，所述额外支路包括至少一个额外感应线圈，所述至少一个额外支路连接到第一接口端子，且所述至少一个额外感应线圈耦合到次级支路的感应线圈，使得根据第二操作模式，转换器配置成通过第二电路和额外支路，经由次级支路的所述至少一个感应线圈和额外支路的所述至少一个额外电感器将能量从第二电力网络传递到第一电力网络。
借助于以合适方式配置的这种额外支路，根据本发明的隔离式DC-DC转换器确保了第一电力网络(特别是车载高电压电力网络)的预充电的功能。
根据实施例，额外支路配置成在第一操作模式是主动式时抑制能量从第二电力网络到第一电力网络的任何传递。
有利的是，额外支路包括单向或双向开关，以此方式以在第一操作模式是主动式时断开额外支路。
有利的是，第一电路和第二电路包括用以控制每一感应线圈的开关。
根据实施例，第一电路包括两个主支路，所述主支路各自包括两个感应线圈，且第二电路包括次级支路，所述次级支路包括两个感应线圈，每一主支路的感应线圈成对地且分别与次级支路的感应线圈耦合，以便形成各自具有三个感应线圈的两个变压器。
根据实施例，根据本发明的DC-DC转换器包括具有额外感应线圈的单一额外支路，所述额外感应线圈与属于第一变压器的第二电路的次级支路的感应线圈或与属于第二变压器的次级支路的感应线圈耦合；或包括各自具有额外感应线圈的两个额外支路，所述额外支路中的一个的额外感应线圈与次级支路的感应线圈中的一个耦合且所述额外感应线圈中的另一个与次级支路的所述感应线圈中的另一个耦合。
在机动车辆中，第一电力网络是高电压电力网络且第二电力网络是低电压电力网络。将高电压电池连接到高电压电力网络且将低电压电池连接到低电压电力网络。
本发明同样以一种用于在第一电力网络的启动期间利用来自第二电力网络的能量对所述第一电力网络进行预充电的方法为目标，借助于实施例如上文简要描述的隔离式DC-DC转换器，其中第一接口端子连接到第一电力网络且其中第二接口端子连接到第二电力网络，以第二操作模式实施隔离式DC-DC转换器。
本发明还以一种用于在第一电力网络的断开连接期间对所述第一电力网络进行放电的方法为目标，所述第一电力网络在所述断开连接期间包括至少一个充电电容器，所述放电包括实施例如上文简要描述的隔离式DC-DC转换器，其中第一接口端子连接到第一电力网络且其中第二接口端子连接到第二电力网络、隔离式DC-DC转换器，且其中额外支路的开关是双向的，
根据第三操作模式实施隔离式DC-DC转换器，其中通过由所述至少一个额外感应线圈和次级支路的感应线圈形成的所述至少一个额外变压器将存储在所述至少一个充电电容器中的能量传递到第二电力网络以对所述至少一个充电电容器进行放电。
有利的是，在所述至少一个电容器的放电期间传递到第二电路的能量用于对连接到所述第二电力网络的电池进行充电。
本发明另外以一种电或混合动力机动车辆为目标，所述电或混合动力机动车辆包括第一电力网络和第二电力网络、连接到所述第一电力网络的高电压电池以及连接到所述第二电力网络的低电压电池，所述车辆另外包括例如上文简要描述的隔离式DC-DC转换器，所述隔离式DC-DC转换器连接于所述第一电力网络与所述第二电力网络之间。
此电或混合动力车辆包括由高电压供电电池经由第一电力网络供电的电动机动系统、由低电压供电电池经由第二电力网络供电的多个辅助电气设备项。
附图说明
通过阅读仅作为实例给出的以下描述且通过参考作为非限制性实例给出的附图，将更好地理解本发明，其中相同的参考被分配给类似的对象，且其中：
-图1(已描述)示出车载电或混合动力车辆上的已知电力系统的功能框图。
-图2示出根据现有技术的隔离式DC-DC转换器。
-图3示出根据本发明的隔离式DC-DC转换器的第一实施例。
-图4示出根据本发明的隔离式DC-DC转换器的第二实施例。
-图5示出根据本发明的DC-DC转换器的第三实施例。
-图6示出根据本发明的DC-DC转换器的另一实例。
应注意，附图以用于实施本发明的详细方式来陈述本发明，所述附图显然能够在需要时用以更好地定义本发明。
具体实施方式
在下文中将进行的描述中，将描述在电或混合动力机动车辆中的本发明的实施。然而，这不应以限定性方式进行解释，本发明尤其能够实施于任何类型的车辆中。
电或混合动力车辆包括高电压供电电池、电动机动系统、车载高电压电力网络、低电压供电电池、车载低电压电力网络以及多个辅助电气设备项。
车载高电压电力网络连接高电压供电电池和电动机动系统，以便高电压供电电池确保了为电动机动系统供应允许车辆推进的能量的功能。如先前所描述，高电压供电电池通常递送介于100伏与900伏之间(优选地介于100伏与500伏之间)的电压。
车载低电压电力网络连接低电压供电电池和多个辅助电气设备项，以便低电压供电电池为辅助电气设备项(例如车载计算机、摇窗发动机、多媒体系统等)供电。众所周知，低电压供电电池通常递送大约12伏、24伏或48伏的电压。
可以通过经由车辆的高电压DC电力网络来将高电压供电电池连接到例如家用AC电力网络的外部电力网络来进行用电能对高电压供电电池进行再充电。
直接利用高电压电池进行低电压电池的再充电。为达成此目的，经由DC-DC转换器将高电压电池连接到低电压电池。
图2到图5表示对应于连接于第一车载电力网络HV(高电压)与第二车载电力网络LV(低电压)之间的隔离式DC-DC转换器1、隔离式DC-DC转换器10、隔离式DC-DC转换器11、隔离式DC-DC转换器12的不同电子图。
图2对应于根据现有技术的隔离式DC-DC转换器的电子图，然而图3到图5表示根据本发明的隔离式DC-DC转换器的不同实施例。
如先前所解释，DC-DC转换器1、DC-DC转换器10、DC-DC转换器11、DC-DC转换器12具有将较高DC电压转换成较低DC电压(潜在地可逆)的功能。通常介于10伏与500伏之间的高电压经递送到车载高电压电力网络HV的端子或来源于所述端子。通常等于大约12伏、24伏或48伏的低电压经递送到车载低电压电力网络LV的端子或来源于所述端子。
为达成此目的，如先前所解释，在变压器的输入电压与输出电压之间配置转换比率，所述变压器一方面是由耦合的感应线圈L1、感应线圈L3以及感应线圈L5构成，从而形成第一变压器T1，且另一方面由耦合的感应线圈L2、感应线圈L4以及感应线圈L6构成，从而形成第二变压器T2，感应线圈L1和感应线圈L2串联连接到第一电路或主电路的第一支路，感应线圈L3和感应线圈L4串联连接到第一电路的第二支路，且感应线圈L5和感应线圈L6串联连接到第二电路或次级电路的支路。
主电路包括感应线圈L1、感应线圈L2、感应线圈L3、感应线圈L4以及促进控制主电路与次级电路之间交换的能量的开关Q3、开关Q4。在次级电路中，开关Q6连接于电气接地(electrical earth)与感应线圈L6的端子之间以控制在线圈L6中循环的能量。开关Q5连接于电气接地与感应线圈L5的端子之间以控制在线圈L5中循环的能量。次级电路的开关Q5、开关Q6因此形成同步整流器电路。
电容器C3连接于第一电路的第一支路与第二支路之间。具体来说，电容器C3连接于开关Q3、开关Q4的两个相应端子之间，所述开关Q3、开关Q4分别控制第一电路的第一支路的感应线圈L1、感应线圈L2和第一电路的第二支路的感应线圈L3、感应线圈L4的能量。开关Q3的另一端子进一步连接到另一电容器C2。电容器C2具有用于第一电路的主电路的电压源功能。电容器C2一方面连接到开关Q3的端子且另一方面连接到接地，尤其是第一电路的接地。电感器L0另外连接于连接电容器C3和开关Q4的节点与连接开关Q1、开关Q2的两个相应端子的中点之间，所述开关Q1、开关Q2连接到隔离式DC-DC转换器1、隔离式DC-DC转换器10、隔离式DC-DC转换器11、隔离式DC-DC转换器12的输入端。输入开关Q1的另一端子另外连接到隔离式DC-DC转换器10、隔离式DC-DC转换器11、隔离式DC-DC转换器12的第一接口端子。第一接口端子连接到车载高电压电力网络HV。输入开关Q2的另一端子另外连接到电气接地，尤其是隔离式DC-DC转换器10、隔离式DC-DC转换器11、隔离式DC-DC转换器12的第一电路的电气接地。电感器L0、电容器C3、电容器C2、开关Q1、开关Q2、开关Q3、开关Q4、开关Q5、开关Q6以及主电路和次级电路的感应线圈因此形成电压转换器电路。开关Q1、开关Q2形成二分之一H桥，使得有可能为第一变压器和第二变压器供应比由车载高电压电力网络HV在其接口端子处递送的电压更低的电压。
替代地，电感器L0可以连接于连接电容器C2和开关Q3的节点与连接开关Q1、开关Q2的中点之间，以另外与图3的实例类似的方式将所述开关Q1、开关Q2连接到隔离式DC-DC转换器1、隔离式DC-DC转换器10、隔离式DC-DC转换器11、隔离式DC-DC转换器12的输入端，例如如图6中所示出。在图4和图5中，也可以这种方式连接电感器L0。
优选地，所述开关Q1到开关Q6是MOSFET，尤其是软开关MOSFET，也就是说，能够在零电压下开关，另外指定ZVS用于“零电压开关”。
根据隔离式DC-DC转换器1、隔离式DC-DC转换器10、隔离式DC-DC转换器11、隔离式DC-DC转换器12的第一操作模式，从供应能量以对连接到车载低电压电力网络LV的低电压电池(未表示)进行充电来看，当所述车载高电压电力网络HV是主动式时，也就是说，当高电压电池(未表示)将高电压递送到其端子时，将能量从车载高电压电力网络HV传递到车载低电压电力网络LV。为达成此目的，在对应时段的一部分内，控制模块控制开关Q1、开关Q2、开关Q3、开关Q4以便替代地将能量存储在感应线圈L1和感应线圈L3中以及存储在感应线圈L2和感应线圈L4中，以在时段的互补部分内将所述能量传递到第二电路，分别传递到感应线圈L5和感应线圈L6。尤其，控制模块通过将脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号递送到开关Q1、开关Q2、开关Q3、开关Q4来控制所述开关Q1、开关Q2、开关Q3、开关Q4。具体来说，递送到开关Q1、开关Q2的信号具有可变占空比，且递送到开关Q3、开关Q4的信号具有恒定占空比。在第一操作模式下，转换器通过改变开关Q1、开关Q2的占空比同时使开关Q3、开关Q4的占空比维持恒定来将高电压网络HV的电压转换为低电压网络LV。然而，转换器可例如通过改变所有占空比来以不同方式操作。
应注意，替代地，利用并行受控的两个变压器的这种操作并非必须的，这是因为可通过单一隔离式变压器操作。然而，替代地，使用并行受控的两个变压器使得有可能借助于更小电子组件(二极管、开关、电容器)，因此较小体积且通常更便宜，这是因为由每一变压器传递的最大功率替代地减小二分之一。在机动车辆中的实施的上下文内，相较于单一变压器的800瓦，在并行地使用两个变压器的情况下，对应于所传递能量的最大功率可以等于大约400瓦/变压器。
在车载高电压电力网络HV的接口端子之间，在启动车载高电压电力网络HV时对网络HV的输入电容器C1进行充电。
本发明使得有可能在车载高电压电力网络HV的启动期间确保所述输入电容器C1的预充电，从而使得有可能避免励磁涌流的循环。
还提供车载低电压电力网络LV的输入电容器C4，所述输入电容器C4连接于隔离式DC-DC转换器10、隔离式DC-DC转换器11、隔离式DC-DC转换器12的第二接口端子与电气接地(尤其是隔离式DC-DC转换器10、隔离式DC-DC转换器11、隔离式DC-DC转换器12的第二电路的电气接地)之间。
在第一操作模式下，从车载高电压电力网络HV传递到车载低电压电力网络LV的能量尤其实现了对连接到所述车载低电压电力网络LV的低电压电池(未表示)进行充电。
根据本发明的隔离式DC-DC转换器实现第二操作模式的实施，或甚至第三操作模式的实施。图3到图5中表示根据本发明的隔离式DC-DC转换器的三个实施例。
为达成此目的，隔离式DC-DC转换器10、隔离式DC-DC转换器11、隔离式DC-DC转换器12包括至少一个额外支路，所述至少一个额外支路包括额外感应线圈L7、感应线圈L8。所述至少一个额外支路在电气接地与隔离式DC-DC转换器10、隔离式DC-DC转换器11、隔离式DC-DC转换器12的第一接口端子之间延伸。所述至少一个额外感应线圈L7、感应线圈L8分别耦合到第二电路的线圈L5、线圈L6，能够将能量从车载低电压电力网络LV传递到车载高电压电力网络HV。为达成此目的，控制模块尤其通过固定频率下的PWM信号来控制开关Q5、开关Q6，以便将能量存储在感应线圈L5和/或感应线圈L6中，在对应时段的一部分内将能量传递到所述至少一个额外感应线圈L7、感应线圈L8，且因此在时段的互补部分内将能量传递到车载高电压电力网络HV。
额外变压器的变压比率配置成实现在预定最大时间内对车载高电压电力网络HV的所述输入电容器C1进行充电，所述变压比另外被称作对应于由车载低电压电力网络LV递送的电压的输入电压与对应于递送到车载高电压电力网络HV(特别是递送到所述车载高电压电力网络HV的输入电容器C1的端子)的电压的输出电压之间的比率。
更一般来说，额外变压器配置成特别是在预定最大时间内对车载高电压电力网络HV进行预充电。在车辆中的实施的背景下，用以预充电的车载高电压电力网络的电容器具有大约2毫法的值以在小于200毫秒内进行充电。归功于这一预充电，避免了在车载高电压电力网络HV启动时的励磁涌流的循环。
额外支路配置成当第一操作模式是主动式时，也就是说，当经由隔离式DC-DC转换器10、隔离式DC-DC转换器11、隔离式DC-DC转换器12将能量从车载高电压电力网络HV传递到车载低电压电力网络LV时抑制通过所述至少一个额外支路的能量的任何传递。举例而言，选择分别在感应线圈L5与额外感应线圈L7之间和/或在感应线圈L6与额外感应线圈L8之间的变压比率，以此方式避免了在第一操作模式已经是主动式时第二操作模式可能是主动式的。具体来说，感应线圈L5与额外感应线圈L7之间的变压比率等于10。当低电压电力网络LV的电压等于16伏时，随后额外电感器L7的端子处的电压等于160伏。如果高电压电力网络HV的电压介于210伏与500伏之间，那么这种电压大于额外感应线圈L7的端子处的电压，开关Q7的内部二极管闭合，开关Q7自身断开。因此，不存在将能量从次级电路传递到额外感应线圈L7。
为实现上文所述的抑制，在图3到图5中表示的实施例中，额外支路还可包括开关Q7、开关Q8，所述开关Q7、开关Q8连接于每一额外感应线圈L7、感应线圈L8的端子与电气接地之间或连接于每一额外感应线圈L7、感应线圈L8的端子与隔离式DC-DC转换器的第一接口端子之间。每一开关可以是单向开关，例如二极管(未表示)，或双向开关，例如晶体管Q7、晶体管Q8，例如MOSFET晶体管。
参考图3，隔离式DC-DC转换器10因此包括两个额外支路，所述两个额外支路分别包括额外感应线圈L7、感应线圈L8。每一额外支路连接车载高电压电力网络HV的接口端子和电气接地。感应线圈L7、感应线圈L8可以交错方式通过次级电路的两个感应线圈L5、感应线圈L6操作。
在每一额外支路上，感应线圈L7、感应线圈L8具有连接到车载高电压电力网络HV的接口端子的端子和连接到开关Q7、开关Q8的端子的由所述开关Q7、开关Q8控制的端子，所述开关Q7、开关Q8的另一端子连接到电气接地。
每一额外感应线圈L7、感应线圈L8耦合到第二电路的相应感应线圈L5、感应线圈L6，从而形成分别由开关Q5、开关Q6、开关Q7、开关Q8控制的两个额外变压器且形成能够将能量从车载低电压电力网络LV传递到车载高电压电力网络HV的两个额外磁路，特别是用于预充电目的，尤其是电容器C1的预充电。
在图4中表示的实施例中，隔离式DC-DC转换器11包括单一额外支路，所述单一额外支路包括耦合到另外属于第一变压器的第二电路的感应线圈L5的额外感应线圈L7。耦合的感应线圈L5、感应线圈L7形成产生额外磁路的额外变压器，所述额外磁路能够将能量从车载低电压电力网络LV传递到车载高电压电力网络HV，特别是用于预充电目的，尤其是电容器C1的预充电。
以对应方式，在图5中表示的实施例中，隔离式DC-DC转换器12包括单一额外支路，所述单一额外支路包括耦合到另外属于第二变压器的第二电路的感应线圈L6的额外感应线圈L8。耦合的感应线圈L6、感应线圈L8形成产生额外磁路的额外变压器，所述额外磁路能够将能量从车载低电压电力网络LV传递到车载高电压电力网络HV，特别是用于预充电目的。
如先前已描述，根据实施例，有可能通过二极管(未表示)取代开关Q7和/或开关Q8，其确保分别连接于感应线圈L7、感应线圈L8的端子与车载高电压电力网络HV的接口端子之间的单向开关的功能。此类二极管具有抑制经由额外支路的能量从车载高电压电力网络HV到车载低电压电力网络LV的任何传递的功能。这些二极管尤其具有朝向隔离式DC-DC转换器的第一接口端子定向的其阴极端。
MOSFET型的双向开关Q7、双向开关Q8的使用有利地实现根据本发明的隔离式DC-DC转换器10、隔离式DC-DC转换器11、隔离式DC-DC转换器12的第三操作模式的实施。根据这种第三操作模式，在车载高电压电力网络HV的断开连接处，第一操作模式变成非主动式的，所述开关Q7、开关Q8在将能量从车载高电压电力网络HV(在断开过程中)传递到连接低电压电池的车载低电压电力网络LV的意义上被控制在开启状态下。这种能量传递在所述车载高电压电力网络HV的断开连接期间实现车载高电压电力网络HV的电容器的被动或主动放电，特别是输入电容器C1的被动或主动放电。
一方面，第二电路包括感应线圈L5、感应线圈L6以及双向开关Q5、双向开关Q6，且另一方面所述至少一个额外支路分别包括额外感应线圈L7、感应线圈L8以及双向开关Q7、双向开关Q8，随后形成双向DC-DC电压转换器。
有利的是，因此通过车载低电压电力网络LV回收的能量可实现对连接到所述车载低电压电力网络LV的低电压电池进行充电。

Claims (10)

1.一种尤其用于机动车辆的隔离式直流-直流电压转换器(10、11、12)，包括：
第一接口端子，配置成连接到第一电力网络(HV)，
第二接口端子，配置成连接到第二电力网络(LV)，
第一电路，连接到所述第一接口端子且包括至少一个主支路，所述主支路包括至少一个感应线圈(L1、L2、L3、L4)，
第二电路，连接到所述第二接口端子且包括次级支路，所述次级支路包括至少一个感应线圈(L5、L6)，
所述至少一个主支路的每一感应线圈(L1、L2、L3、L4)耦合到所述次级支路的感应线圈(L5、L6)以形成至少一个变压器，
使得根据第一操作模式，所述隔离式直流-直流电压转换器(10、1、12)配置成通过所述第一电路和所述第二电路，经由通过所述主支路和所述次级支路的所述耦合的感应线圈(L1、L3、L5:L2、L4、L6)形成的磁路将能量从所述第一电力网络(HV)传递到所述第二电力网络(LV)，
其特征在于所述直流-直流电压转换器包括至少一个额外支路，所述至少一个额外支路包括至少一个额外感应线圈(L7、L8)，所述至少一个额外支路连接到所述第一接口端子，且所述至少一个额外感应线圈(L7、L8)耦合到所述次级支路的感应线圈(L5、L6)，
使得根据第二操作模式，所述隔离式直流-直流电压转换器(10、11、12)配置成通过所述第二电路和所述额外支路，经由所述次级支路的所述至少一个感应线圈(L5、L6)和所述额外支路的所述至少一个额外电感器(L7、L8)将能量从所述第二电力网络(LV)传递到所述第一电力网络(HV)。
2.根据权利要求1所述的直流-直流电压转换器，其中所述额外支路配置成在所述第一操作模式是主动式时抑制能量从所述第二电力网络(LV)到所述第一电力网络(HV)的任何传递。
3.根据前一权利要求所述的隔离式直流-直流电压转换器，其中所述额外支路包括单向或双向开关(Q7、Q8)，以此方式以在所述第一操作模式是主动式时断开所述额外支路。
4.根据前述权利要求中任一项所述的直流-直流电压转换器，其中所述第一电路和所述第二电路包括用于控制每一感应线圈(L1、L2、L3、L4、L5、L6)中循环的所述能量的开关(Q3、Q4、Q5、Q6)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的直流-直流电压转换器，其中所述第一电路包括两个主支路，所述两个主支路各自包括两个感应线圈(L1、L2；L3、L4)，且所述第二电路包括次级支路，所述次级支路包括两个感应线圈(L5、L6)，每一主支路的所述感应线圈(L1、L2、L3、L4)成对地且分别与所述次级支路的感应线圈(L5、L6)耦合，以便形成各自具有三个感应线圈(L1、L3、L5；L2、L4、L6)的两个变压器。
6.根据前一权利要求所述的直流-直流电压转换器，包括具有额外感应线圈(L7、L8)的单一额外支路，所述额外感应线圈与属于所述第一变压器的所述第二电路的所述次级支路的所述感应线圈(L5)或与属于所述第二变压器的所述次级支路的所述感应线圈(L6)耦合；或包括各自具有额外感应线圈(L7、L8)的两个额外支路，所述额外支路中的一个的所述额外感应线圈(L7)与所述次级支路的所述感应线圈中的一个(L5)耦合且所述额外感应线圈中的另一个(L8)与所述次级支路的所述感应线圈中的另一个(L6)耦合。
7.一种用于在第一电力网络(HV)的启动期间利用来自第二电力网络(LV)的能量对所述第一电力网络(HV)进行预充电的方法，所述方法借助于实施根据前述权利要求中任一项所述的隔离式直流-直流电压转换器(10、11、12)，其中所述第一接口端子连接到所述第一电力网络(HV)且其中所述第二接口端子连接到所述第二电力网络(LV)，根据所述第二操作模式实施所述隔离式直流-直流电压转换器(10、11、12)。
8.一种用于在第一电力网络(HV)的断开连接期间将所述第一电力网络(HV)放电到第二电力网络(LV)中的方法，所述第一电力网络(HV)在所述断开连接期间包括至少一个充电电容器(C1)，所述放电包括实施根据权利要求1至6中任一项连同权利要求3所述的隔离式直流-直流电压转换器(10、11、12)，其中所述第一接口端子连接到所述第一电力网络(HV)且其中所述第二接口端子连接到所述第二电力网络(LV)、所述隔离式直流-直流电压转换器(10、11、12)，且其中所述额外支路的所述开关是双向的，
根据第三操作模式实施所述隔离式直流-直流电压转换器(10、11、12)，其中通过由所述至少一个额外感应线圈(L7、L8)和所述次级支路的感应线圈(L5、L6)形成的所述至少一个额外变压器将存储在所述至少一个充电电容器(C1)中的所述能量传递到所述第二电力网络(LV)，以对所述至少一个充电电容器(C1)进行放电。
9.根据前一权利要求所述的方法，其中在所述至少一个电容器(C1)的所述放电期间传递到所述第二电路的所述能量用于对连接到所述第二电力网络(LV)的电池进行充电。
10.一种电或混合动力机动车辆，包括被称作车载高电压电力网络(HV)的第一车载电力网络和被称作车载低电压电力网络(LV)的第二车载电力网络、连接到所述车载高电压电力网络(HV)的高电压电池以及连接到所述车载低电压电力网络(LV)的低电压电池，所述车辆另外包括根据权利要求1至6中任一项所述的隔离式直流-直流电压转换器(10、11、12)，所述直流-直流电压转换器连接于所述车载高电压电力网络(HV)与所述车载低电压电力网络(LV)之间。
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