CN117639145A - 用于车辆辅助电池的转换器和电力转换系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于车辆辅助电池的转换器和电力转换系统，该电力转换系统包括：主电池，被配置为被再充电并向电机提供再充电的电力，从而向车辆的车轮提供旋转力；辅助电池，被配置为为主电池再充电或辅助主电池的供电功能；以及电力转换器，连接到辅助电池，电力转换器包括旁路电路和降压转换器。降压转换器包括降压开关，并且被配置为根据降压开关的导通/关断切换操作将辅助电池的电压转换为用于为主电池再充电的电压。

Description

用于车辆辅助电池的转换器和电力转换系统

技术领域

本发明涉及一种电力转换系统，更具体地，涉及一种用于转换车辆的辅助电池的电力的转换器和电力转换系统。

背景技术

随着最近人们对环境的关注日益增加，配备有电动电机作为动力源的环保型车辆的使用正在增加。这种环保型车辆也称为电气化车辆，并且作为其代表性示例，存在混合动力电动车辆(HEV)或电动车辆(EV)。

一般来说，在小型或轻型电动车辆中，成本竞争力至关重要，并且电力电子(powerelectronics)(PE)元件和高压电池的成本降低非常重要。另一方面，高压电力电子元件中最昂贵的一个元件是高压电池。虽然可以通过最小化电力电子元件的容量来降低这种电力电子元件的成本，但高压电池容量的减少不仅可能导致电动车辆的续航里程降低，而且还可能导致电机和逆变器的输出降低。

最近，为了最大限度地降低电动车辆的价格，已经进行了尝试减少电池容量和降低电池电压的研究。为了最大限度地降低电动车辆的价格，也正在开发由48V等级系统构成的电动车辆。此外，正在进行一种系统的开发，该系统能够通过在48V的主电池中添加可更换的辅助电池来增加电动车辆的续航里程，并且能够增强电机和逆变器的输出。

另一方面，虽然主电池和辅助电池的额定容量为48V，但主电池和辅助电池中的每一个根据其充电状态(SOC)可以具有约30至60V的输出。当SOC不同的电池直接互连时，存在发生火灾的危险。

因此，本技术领域的现状是，有必要提供一种转换器，该转换器能够管理每个辅助电池的充电状态，有效地控制充电电流，并且能够使每个电池被高效地使用。

发明内容

本发明所属领域的技术人员将认识到，本发明要解决的技术问题不限于上述技术问题，通过以下描述将更清楚地理解其他技术问题。

根据本发明的一个方面，上述和其他目的可以通过提供一种电力转换系统来实现，该电力转换系统包括：主电池，被配置为被再充电并向电机提供充入的电力，从而向车辆的车轮提供旋转力；至少一个辅助电池，被配置为为主电池再充电或者辅助主电池的供电功能；以及至少一个电力转换器，连接到至少一个辅助电池，该至少一个电力转换器包括至少一个旁路电路和至少一个降压转换器，其中降压转换器包括降压开关并根据降压开关的导通/关断(ON/OFF)切换操作将辅助电池的电压转换为用于为主电池再充电的电压。

当辅助电池的电压高于主电池的电压时，降压开关可以操作以重复导通和关断，并且当辅助电池的电压不高于主电池的电压时，降压开关可以不操作。

当辅助电池的电压等于主电池的电压时，旁路电路可以将辅助电池和主电池电互连。

至少一个旁路电路可以包括多个旁路电路，并且至少一个降压转换器可以包括多个降压转换器。至少一个辅助电池可以包括连接到相应的旁路电路和相应的降压转换器的多个辅助电池，并且辅助电池中的每一个可以通过旁路电路中的相应的旁路电路和降压转换器中的相应的降压转换器向主电池供电。

至少一个旁路电路可以包括多个旁路电路，并且至少一个辅助电池可以包括连接到相应的旁路电路和相应的继电器开关的多个辅助电池。继电器开关中的每一个可以将辅助电池中的相应的辅助电池连接到降压转换器或与降压转换器断开，并且辅助电池中的每一个可以通过连接到辅助电池的降压转换器和旁路电路向主电池供电。

继电器开关可以设置为一次仅导通其中的一个。

继电器开关可以根据预定的优先级顺序依次导通。

辅助电池可以以可更换电池的形式提供。

旁路电路可以包括第一二极管和与该二极管串联连接的第一开关。

降压转换器可以包括：第一电容器和第二电容器；第一电感器和降压开关，第一电感器和降压开关串联连接在第一电容器的一端和第二电容器的一端之间；以及第二二极管，其一端连接到第一电感器和降压开关之间的节点，其另一端连接到第一电容器和第二电容器之间的节点。

根据本发明的另一方面，提供一种DC-DC转换器，该DC-DC转换器接收输入电压，从而生成输出电压，DC-DC转换器包括连接到主电池和至少一个辅助电池的至少一个电力转换器，该至少一个电力转换器包括至少一个旁路电路和至少一个降压转换器，其中降压转换器包括降压开关，并且根据降压开关的导通/关断切换操作将辅助电池的电压转换为用于为主电池再充电的电压。

当辅助电池的电压高于主电池的电压时，降压开关可以操作以重复导通和关断，并且当辅助电池电压不高于主电池电压时，降压开关可以不操作。

当辅助电池的电压等于主电池的电压时，旁路电路可以将辅助电池和主电池电互连。

至少一个旁路电路可包括多个旁路电路，并且至少一个降压转换器可以包括多个降压转换器。至少一个辅助电池可以包括连接到相应的旁路电路和相应的降压转换器的多个辅助电池，并且辅助电池中的每一个连接到主电池的电源路径可以通过旁路电路中的相应的旁路电路和降压转换器中的相应的降压转换器来切换。

至少一个旁路电路可以包括多个旁路电路，并且至少一个辅助电池可以包括连接到相应的旁路电路和相应的继电器开关的多个辅助电池。继电器开关中的每一个可以根据其导通/关断切换操作将辅助电池中的相应的辅助电池连接到降压转换器或与降压转换器断开。辅助电池中的每一个连接到主电池的电源路径可以通过连接到辅助电池的降压转换器和旁路电路来切换。

继电器开关可以被设置为一次仅导通其中的一个。

继电器开关可以根据预定的优先级顺序依次导通。

旁路电路可以包括第一二极管以及与该二极管串联连接的第一开关。

降压转换器可以包括：第一电容器和第二电容器；第一电感器和降压开关，第一电感器和降压开关串联连接在第一电容器的一端和第二电容器的一端之间；以及第二二极管，其一端连接到第一电感器和降压开关之间的节点，另一端连接到第一电容器和第二电容器之间的节点。

附图说明

通过结合附图的以下详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，在附图中：

图1示出了应用了根据本发明的示例性实施例的电力转换系统的车辆；

图2示出了根据本发明的示例性实施例的电力转换系统；

图3示出了根据本发明的示例性实施例的辅助电池电力转换装置；

图4示出了根据图3的实施例的辅助电池电力转换装置的电路的示例；

图5示出了根据本发明的另一示例性实施例的电力转换系统。

图6示出了根据本发明的另一示例性实施例的辅助电池电力转换装置；以及

图7示出了根据图6的实施例的辅助电池电力转换装置的电路的示例。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例，并且无论附图中的标记如何，相同或相似的元件都用相同的附图标记表示，并且将省略对附图标记的冗余描述。为了描述的方便，使用了本文中元件的后缀“模块”和“单元”，因此这些后缀可以互换使用，而不具有任何可区分的含义或作用。在对本发明的实施例的以下描述中，当其可能使本发明的各实施例的主题变得不清楚时，将省略对本文所包含的已知功能和配置的详细描述。此外，通过附图中将更清楚地理解本发明的实施例，并且本发明的实施例不应受到附图的限制，并且应当理解的是，不脱离本发明的精神和技术范围的所有修改、等同方案和替换方案都包括在本发明中。

应理解的是，虽然在本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。

当元件“连接”或“链接”到另一元件时，应理解的是，该元件可以直接连接或链接到另一元件，或在它们之间存在其他元件。相反，在元件“直接连接”或“直接链接”到另一元件的情况下，应理解为在它们之间不存在其他元件。

除非另外被明确使用，否则单数表达包括复数含义。

在本说明书中，术语“包括”、“包含”等旨在表示特征、数量、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在，并不排除其他特征、数量、步骤、操作，元件、部件或其任何组合，或其任何添加。

本发明的一些实施例提供一种转换器，该转换器能够管理每个辅助电池的充电状态并有效控制充电电流。实施例还可以提供一种能够使电池被高效使用的转换器。

图1示出了应用了根据本发明的示例性实施例的电力转换系统的车辆100。

参照图1，车辆100包括主电池110和辅助电池130。车辆100使用存储在主电池110中的能量作为驱动电机的动力源。当主电池110的存储能量被放电时，车辆100从辅助电池130接收电力，从而为主电池110再充电。

图2示出了根据本发明的示例性实施例的电力转换系统。

参照图2，根据本实施例的电力转换系统包括AC电源210、车载充电器(OBC)220、主电池230、辅助电池240和电力转换器250。

来自AC电源210的AC电力被施加到车载充电器220，以便为主电池230再充电。在这种情况下，AC电源210可以是安装在外部充电设备中的电源。

车载充电器220将来自AC电源210的AC电压转换为能够为主电池230再充电的DC电压，然后将DC电压提供到主电池230。车载充电器220包括功率因数补偿电路221、链路电容器C21、LLC电路225、变压器T21和整流器电路229。在这种情况下，功率因数补偿电路221、链路电容器C21、LLC电路225、变压器T21和整流器电路229可以以本技术领域中的各种拓扑结构实施。

主电池230被再充电，并向电机(未示出)提供充入的电力，从而向车辆的车轮提供旋转力。在这种情况下，主电池230可以通过从车载充电器220或辅助电池240提供的DC充电电力而被再充电。主电池230可以是低压输出型电池，并且可以是例如48V标准电池。在这种情况下，虽然主电池230是48V标准电池，但主电池230根据其充电状态(SOC)可以具有在30至60V的各种范围内的输出。

辅助电池240由多个辅助电池241、242和243构成，并且为主电池230再充电或辅助主电池230的用于驱动电机的能量源的功能。在这种情况下，辅助电池240可以是低压输出型电池，例如可以是48V标准电池。虽然辅助电池240是48V标准电池，但与主电池230类似，辅助电池240根据其充电状态(SOC)可以具有在30至60V的各种范围内的输出。

在这种情况下，辅助电池240可以以可更换电池的形式提供。

电力转换器250将辅助电池240的电压转换为具有适合于为主电池230充电的电平的电压。在这种情况下，由于辅助电池240和主电池230二者都具有DC电压，因此电力转换器250用作DC-DC转换器。在这种情况下，电力转换器250包括数量上与多个辅助电池241、242和243相等的多个电力转换器255、260和265，以便电力转换器255、260和265分别连接到辅助电池241、242和243。将参照将在后面描述的图3和图4的辅助电池电力转换装置详细描述电力转换器250的具体结构。

图3示出了根据本发明的示例性实施例的辅助电池电力转换装置。

参照图3，根据本实施例的电力转换装置包括主电池230、辅助电池240和电力转换器250。在这种情况下，图3的辅助电池电力转换装置可以构成图2的电力转换系统的一部分。

主电池230被再充电，并向电机(未示出)提供充入的电力，从而向车辆的车轮提供旋转力。在这种情况下，主电池230可以通过从辅助电池240提供的DC充电电力来充电。主电池230可以是低压输出型电池，并且可以是例如48V标准电池。在这种情况下，虽然主电池230是48V标准电池，但主电池230根据其充电状态(SOC)可以具有在30至60V的各种范围内的输出。

辅助电池240为主电池230再充电或辅助主电池230的用于驱动电机的能量源的功能。

辅助电池240可以包括多个辅助电池241、242和243。虽然在图3的实施例中辅助电池240被示出为通过包括第一至第三辅助电池241、242和243来配置，但这仅仅是说明性的，辅助电池240可以包括各种数量的辅助电池。

在这种情况下，辅助电池240可以是低压输出型电池，例如可以是48V标准电池。虽然辅助电池240是48V标准电池，但与主电池230类似，辅助电池240根据其充电状态(SOC)可以具有在30至60V的各种范围内的输出。

在这种情况下，辅助电池240可以以可更换电池的形式提供。

电力转换器250将辅助电池240的电压转换为具有适合于为主电池230充电的电平的电压。在这种情况下，电力转换器250可以被配置为在数量上与多个辅助电池241、242和243相等。虽然在图3的实施例中电力转换器250被示出为通过包括第一至第三电力转换器255、260和265来配置，但这仅仅是说明性的，电力转换器250可以包括各种数量的电力转换器。

参照图3，第一至第三电力转换器255、260和265可以包括相应的旁路电路256、261和266以及相应的降压转换器257、262和267。第一至第三辅助电池241、242和243中的每一个都与第一至第三旁路电路256、261和266中的相应旁路电路以及第一至第三降压转换器257、262和267中的相应降压转换器连接。

在这种情况下，第一至第三辅助电池241、242和243中的每一个连接到第一至第三旁路电路256、261和266中的相应旁路电路以及第一至第三降压转换器257、262和267中的相应降压转换器，并且第一至第三辅助电池241、242和243连接到主电池230的电源路径通过第一至第三旁路电路256、261和266中的相应旁路电路以及第一至第三降压转换器257、262和267中的相应降压转换器来切换。

当分别连接到降压转换器257、262和267的辅助电池241、242和243的电压高于主电池230的电压时，降压转换器257、262和267分别降低辅助电池241、242和243的电压，并向主电池230提供降低后的电压。在这种情况下，通过降压转换器257、262和267向主电池230提供的电压可以用于为主电池230再充电。

另一方面，旁路电路256、261和266中的每一个在辅助电池241、242和243中与其连接的相应辅助电池的电压等于主电池230的电压时操作，从而将辅助电池241、242和243中的相应辅助电池电连接到主电池230。在这种情况下，从辅助电池241、242和243经由旁路电路256、261和266提供的电力可以辅助主电池230的用于驱动电机的能量源的功能。

另一方面，电力转换器255、260和265可以根据分别在辅助电池241、242和243中充电的电压而单独地操作。因此，电力转换器255、260和265中的每一个都可以独立地操作，而与电力转换器255、260和265中其余的电力转换器的操作无关。

虽然在本实施例中，辅助电池电力转换装置被示出为包括三个辅助电池241、242和243以及三个电力转换器255、260和265，但这仅仅是说明性的，辅助电池电力转换器装置可以包括各种数量的辅助电池和电力转换器。

图4示出了根据图3的实施例的辅助电池电力转换装置的电路的示例。

参照图4，旁路电路256、261和266包括相应的二极管D31、D33和D35以及相应的开关SW31、SW33和SW35。

此外，降压转换器257、262和267分别包括降压开关SW32、SW34和SW36。

在这种情况下，降压开关SW32、SW34和SW36中的每一个在辅助电池241、242和243中与其连接的相应辅助电池的电压高于主电池230的电压时操作以快速导通/关断。另一方面，降压开关SW32、SW34和SW36中的每一个在辅助电池241、242和243中的相应辅助电池的电压不高于主电池230的电压时不操作。因此，当辅助电池241、242和243中的每一个的电压高于主电池230的电压时，辅助电池241、242和243中的每一个的电压通过分别连接到辅助电池241、242和243的降压转换器257、262和267中的相应降压转换器转换为用于为主电池230再充电的电压，从而为主电池230再充电。

另一方面，可以通过进一步包括两个电容器、一个电感器和一个二极管来配置降压转换器257、262和267中的每一个。

例如，可以通过包括第一电容器C31和第二电容器C32、第一电感器L31、第二二极管D32和第一降压开关SW32来配置第一降压转换器257。

此外，可以通过包括第三电容器C33和第四电容器C34、第二电感器L32、第四二极管D34和第二降压开关SW34来配置第二降压转换器262。

此外，可以通过包括第五电容器C35和第六电容器C36、第三电感器L33、第六二极管D36和第三降压开关SW36来配置第三降压转换器267。

根据该实施例，可以最小化相对昂贵的降压转换器的容量，同时最大化相对廉价的旁路电路的容量，从而实现成本的降低。例如，可以通过使用具有1kW容量的转换器作为降压转换器同时使用具有6kW容量的旁路电路作为旁路电路来配置该系统。

图5示出了根据本发明的另一示例性实施例的电力转换系统。

参照图5，根据本实施例的电力转换系统包括AC电源510、车载充电器520、主电池530、辅助电池540和电力转换器550。

来自AC电源510的AC电力被施加到车载充电器520，以便为主电池530再充电。在这种情况下，AC电源510可以是安装在外部充电设备中的电源。

车载充电器520将来自AC电源510的AC电压转换为能够为主电池530再充电的DC电压，然后向主电池530提供DC电压。车载充电器520包括功率因数补偿电路521、链路电容器C51、LLC电路525、变压器T51和整流器电路529。在这种情况下，功率因数补偿电路521、链路电容器C51、LLC电路525、变压器T51和整流器电路529可以以本技术领域中的各种拓扑结构实施。

主电池530被再充电，并向电机(未示出)提供充入的电力，从而向车辆的车轮提供旋转力。在这种情况下，主电池530可以通过从车载充电器520或辅助电池540提供的DC充电电力而被再充电。主电池530可以是低压输出型电池，并且可以是例如48V标准电池。在这种情况下，虽然主电池530是48V标准电池，但主电池530根据其充电状态(SOC)可以具有在30至60V的各种范围内的输出。

辅助电池540由多个辅助电池541、542和543构成，并且为主电池530再充电或辅助主电池530的用于驱动电机的能量源的功能。在这种情况下，辅助电池540可以是低压输出型电池，例如可以是48V标准电池。虽然辅助电池540是48V标准电池，但与主电池530类似，辅助电池540根据其充电状态(SOC)可以具有在30至60V的各种范围内的输出。

在这种情况下，辅助电池540可以以可更换电池的形式提供。

电力转换器550将辅助电池540的电压转换为具有适合于为主电池530充电的电平的电压。在这种情况下，由于辅助电池540和主电池530二者都具有DC电压，因此电力转换器550用作DC-DC转换器。将参照将在后面描述的图6和图7的辅助电池电力转换装置详细描述电力转换器550的具体结构。

图6示出了根据本发明的另一示例性实施例的辅助电池电力转换装置。

参照图6，根据本实施例的电力转换装置包括主电池530、辅助电池540和电力转换器550。在这种情况下，图6的辅助电池电力转换装置可以构成图5的电力转换系统的一部分。

主电池530被再充电，并向电机(未示出)提供充入的电力，从而向车辆的车轮提供旋转力。在这种情况下，主电池530可以通过从辅助电池540提供的DC充电电力而被再充电。主电池530可以是低压输出型电池，并且可以是例如48V标准电池。在这种情况下，虽然主电池530是48V标准电池，但主电池530根据其充电状态(SOC)可以具有在30至60V的各种范围内的输出。

辅助电池540为主电池530再充电或辅助主电池530的用于驱动电机的能量源的功能。

辅助电池540可以包括多个辅助电池541、542和543。

在这种情况下，辅助电池540可以是低压输出型电池，例如可以是48V标准电池。虽然辅助电池540是48V标准电池，但与主电池530类似，辅助电池540根据其充电状态(SOC)可以具有在30至60V的各种范围内的输出。

在这种情况下，辅助电池540可以以可更换电池的形式提供。

电力转换器550将辅助电池540的电压转换为具有适合于为主电池530充电的电平的电压。在这种情况下，电力转换器550可以包括一个降压转换器570、多个旁路电路555、560和565以及多个继电器开关S51、S52和S53。

在这种情况下，多个旁路电路555、560和565以及多个继电器开关S51、S52和S53可以被配置为在数量上与多个辅助电池541、542和543相等。

参照图6，第一至第三辅助电池541、542和543中的每一个连接到旁路电路555、560和565中的相应旁路电路以及继电器开关S51、S52和S53中的相应继电器开关。继电器开关S51、S52和S53中的每一个根据其导通/关断(ON/OFF)控制将相应辅助电池和相应降压转换器相互连接或彼此断开。

此外，辅助电池541、542和543连接到主电池530的电源路径通过降压转换器570以及连接到辅助电池541、542、543的相应旁路电路555、560和565切换。

在这种情况下，当分别连接到继电器开关S51、S52和S53的辅助电池541、542和543的电压高于主电池530的电压时，降压转换器570降低辅助电池541、542、543的电压，并将降低后的电压提供到主电池530。在这种情况下，通过降压转换器570提供到主电池530的电压可以用于为主电池530再充电。

另一方面，旁路电路555、560和565中的每一个在辅助电池541、542和543中与其相连的相应辅助电池的电压等于主电池530的电压时操作，从而将辅助电池541、542、543中的相应辅助电池电连接到主电池230。在这种情况下，从辅助电池541、542和543经由旁路电路555、560和565提供的电力可以辅助主电池530的用于驱动电机的能量源的功能。

在这种情况下，继电器开关S51、S52和S53可以设置为一次仅导通其中的一个。

此外，继电器开关S51、S52和S53可以被设置为根据预定的优先级顺序或预定的条件依次导通。

例如，可以按照分别连接到第一、第二和第三辅助电池541、542和543的第一继电器开关S51、第二继电器开关S52、第三继电器开关S53的顺序依次导通第一至第三继电器开关S51、S52和S53。当第一至第三辅助电池541、542和543之一的电压变得等于主电池530的电压时，可以关断连接到电压变得等于主电池530的电压的辅助电池的继电器开关，然后可以导通与前一个继电器开关相邻的继电器开关。

具体地，当所有第一至第三辅助电池541、542和543的电压都高于主电池530的电压时，在第一辅助电池541的电压变得等于主电池530的电压之前，第一继电器开关S51导通从而利用来自第一辅助电池541的电压为主电池530再充电。当第一辅助电池542的电压变得等于主电池530的电压时，第一继电器开关S51关断，使得电流可以经由第一旁路电路555在第一辅助电池541和主电池530之间流动。在这种情况下，第一辅助电池541可以辅助主电池530的用于驱动电机的能量源的功能。

在这种情况下，当第二辅助电池542的电压高于主电池530的电压时，在第二辅助电池542的电压变得等于主电池530的电压之前，第二继电器开关S52导通，从而利用来自第二辅助电池542的电压为主电池530再充电。当第二辅助电池542的电压变得等于主电池530的电压时，第二继电器开关S52关断，使得电流可以经由第二旁路电路560在第二辅助电池542和主电池530之间流动。在这种情况下，第二辅助电池542可以辅助主电池530的用于驱动电机的能量源的功能。

在这种情况下，当第三辅助电池543的电压高于主电池530的电压时，在第三辅助电池543的电压变得等于主电池530的电压之前，第三继电器开关S53导通，从而利用来自第三辅助电池543的电压为主电池530再充电。当第三辅助电池543的电压变得等于主电池530的电压时，第三继电器开关S53关断，使得电流可以经由第三旁路电路565在第三辅助电池543和主电池530之间流动。在这种情况下，第三辅助电池543可以辅助主电池530的用于驱动电机的能量源的功能。

另一方面，虽然未示出，但是根据本实施例的辅助电池电力转换装置可以进一步包括继电器控制器，并且因此可以根据预定的条件或预定的优先级顺序控制继电器开关S51、S52和S53的导通/关断。

图7示出了根据图6的实施例的辅助电池电力转换装置的电路的示例。

参照图7，第一至第三旁路电路555、560和565包括相应的二极管D51、D52和D53以及相应的旁路开关SW51、SW52和SW53。

此外，降压转换器570包括两个电容器C52和C54、一个电感器L52、一个二极管D54和一个降压开关SW54。

在这种情况下，当与降压开关SW54电连接的辅助电池541、542和543的电压高于主电池530的电压时，降压开关SW54操作以快速切换导通/关断。另一方面，当辅助电池541、542和543的电压不高于主电池230的电压时，降压开关SW54不操作。因此，当辅助电池541、542和543中的每一个的电压都高于主电池530的电压，并且连接在相应的辅助电池541、542和543与降压转换器570之间的继电器开关S51、S52和S53被导通时，辅助电池541、542和543中的每一个的电压通过降压转换器570被转换为用于为主电池530再充电的电压，从而为主电池530再充电。

虽然辅助电池540被示出为包括三个辅助电池，即，第一至第三辅助电池541、542和543，但这仅仅是说明性的，辅助电池540可以包括各种数量的辅助电池。

根据该实施例，辅助电池依次被放电，因此，只有被放电的辅助电池可以首先被更换。因此，不仅可以有效地管理辅助电池的容量，还可以通过减少电路部件来降低配置系统所产生的成本。

根据上述的本发明的示例性实施例，不仅可以稳定地管理辅助电池的充电状态，还可以有效地控制充电电流，因此，可以实现电动车辆的续航里程的增加以及电动车辆的动力性能的增强。

此外，用户可以在可更换电池的地方直接用新电池更换被消耗的辅助电池。

此外，可以通过最小化降压转换器的容量而将旁路电路设计成具有高容量来实现成本的降低。

尽管出于说明的目的公开了本发明的优选实施例，但本领域技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (20)

1.一种电力转换系统，包括：

主电池，被再充电并向电机提供再充电的电力，从而向车辆的车轮提供旋转力；

辅助电池，为所述主电池充电或辅助所述主电池的供电功能；以及

电力转换器，连接到所述辅助电池，所述电力转换器包括旁路电路和降压转换器，

所述降压转换器包括降压开关，并且根据所述降压开关的导通/关断切换操作将所述辅助电池的电压转换为用于为所述主电池再充电的电压。

2.根据权利要求1所述的电力转换系统，其中，当所述辅助电池的电压高于所述主电池的电压时，所述降压开关操作以重复地导通和关断，并且当所述辅助电池的电压不高于所述主电池的电压时，所述降压开关不操作。

3.根据权利要求2所述的电力转换系统，其中，当所述辅助电池的电压等于所述主电池的电压时，所述旁路电路将所述辅助电池和所述主电池电互连。

4.根据权利要求1所述的电力转换系统，其中：

所述旁路电路包括多个旁路电路，并且所述降压转换器包括多个降压转换器；并且

所述辅助电池包括连接到相应的旁路电路和相应的降压转换器的多个辅助电池，并且所述辅助电池中的每一个连接到所述主电池的电源路径通过所述旁路电路中的相应的旁路电路和所述降压转换器中的相应的降压转换器来切换。

5.根据权利要求1所述的电力转换系统，其中：

所述旁路电路包括多个旁路电路；

所述辅助电池包括连接到相应的旁路电路和相应的继电器开关的多个辅助电池；

所述相应的继电器开关中的每个继电器开关将所述辅助电池中的相应的辅助电池连接到所述降压转换器或与所述降压转换器断开；并且

所述辅助电池中的每一个连接到所述主电池的电源路径通过连接到所述辅助电池的降压转换器和所述旁路电路来切换。

6.根据权利要求5所述的电力转换系统，其中，所述相应的继电器开关被设置为一次仅导通其中的一个。

7.根据权利要求6所述的电力转换系统，其中，所述相应的继电器开关根据预定的优先级顺序依次导通。

8.根据权利要求1所述的电力转换系统，其中，所述辅助电池以可更换电池的形式提供。

9.根据权利要求1所述的电力转换系统，其中，所述旁路电路包括：

第一二极管；以及

第一开关，串联连接到所述第一二极管。

10.根据权利要求9所述的电力转换系统，其中，所述降压转换器包括：

第一电容器和第二电容器；

第一电感器和降压开关，串联连接在所述第一电容器的一端和所述第二电容器的一端之间；以及

第二二极管，其一端连接到所述第一电感器和所述降压开关之间的节点，其另一端连接到所述第一电容器和所述第二电容器之间的节点。

11.一种DC-DC转换器，接收输入电压并生成输出电压，所述DC-DC转换器包括：

电力转换器，连接到主电池和辅助电池，所述电力转换器包括旁路电路和降压转换器，

所述降压转换器包括降压开关，并且根据所述降压开关的导通/关断切换操作将所述辅助电池的电压转换为用于为所述主电池再充电的电压。

12.根据权利要求11所述的DC-DC转换器，其中，当所述辅助电池的电压高于所述主电池的电压时，所述降压开关重复地导通和关断，并且当所述辅助电池的电压不高于所述主电池的电压时，所述降压开关不操作。

13.根据权利要求12所述的DC-DC转换器，其中，当所述辅助电池的电压等于所述主电池的电压时，所述旁路电路将所述辅助电池和所述主电池电互连。

14.根据权利要求11所述的DC-DC转换器，其中：

所述旁路电路包括多个旁路电路，并且所述降压转换器包括多个降压转换器；并且

所述辅助电池包括连接到相应的旁路电路和相应的降压转换器的多个辅助电池，并且所述辅助电池中的每一个连接到所述主电池的电源路径通过所述旁路电路中的相应的旁路电路和所述降压转换器中的相应的降压转换器来切换。

15.根据权利要求11所述的DC-DC转换器，其中：

所述旁路电路包括多个旁路电路；

所述辅助电池包括连接到相应的旁路电路和相应的继电器开关的多个辅助电池；

所述相应的继电器开关中的每个继电器开关根据其导通/关断切换操作将所述辅助电池中的相应的辅助电池连接到所述降压转换器或与所述降压转换器断开；并且

所述辅助电池中的每一个连接到所述主电池的电源路径通过连接到所述辅助电池的降压转换器和所述旁路电路来切换。

16.根据权利要求15所述的DC-DC转换器，其中，所述相应的继电器开关被设置为一次仅导通其中的一个。

17.根据权利要求16所述的DC-DC转换器，其中，所述相应的继电器开关根据预定的优先级顺序依次导通。

18.根据权利要求11所述的DC-DC转换器，其中，所述旁路电路包括：

第一二极管；以及

第一开关，串联连接到所述第一二极管。

19.根据权利要求18所述的DC-DC转换器，其中，所述降压转换器包括：

第一电容器和第二电容器；

第一电感器和降压开关，串联连接在所述第一电容器的一端和所述第二电容器的一端之间；以及

第二二极管，其一端连接到所述第一电感器和所述降压开关之间的节点，其另一端连接到所述第一电容器和所述第二电容器之间的节点。

20.一种操作电力系统的方法，所述电力系统包括连接到主电池和辅助电池的电力转换器，所述方法包括：

将所述辅助电池的电压转换成用于为所述主电池再充电的电压，转换所述电压包括当所述辅助电池的电压高于所述主电池的电压时重复地导通和关断所述电力转换器的降压开关，并且当所述辅助电池的电压不高于所述主电池的电压时，不切换所述降压开关；以及

从所述主电池向电机供电，以向车辆的车轮提供旋转力。