环保车辆的低电压dc-dc转换器的多电压输出的设备和方法
【专利说明】环保车辆的低电压DC-DC转换器的多电压输出的设备和方 法
[0001] 相关申请的交叉参考 本申请要求2013年12月26日提出的韩国专利申请No. 10-2013-0163696的优先权， 其全部内容通过参考在此并入。
技术领域
[0002] 本发明涉及环保车辆的低电压DC-DC转换器，尤其涉及用于提供环保车辆的低电 压DC-DC转换器的多电压输出的设备和方法。
【背景技术】
[0003] 通常，为了应对空气污染和石油损耗的危险，使用电能作为车辆动力的环保车辆 的现有技术已经活跃地发展。环保车辆包括混和动力电动车辆、燃料电池电动车辆和电动 车辆。
[0004] 环保车辆包括用于驱动车辆的高电压电池和用于驱动电动辅助组件或电子辅助 组件的低电压电池。在高电压电池中充电的电能被用作车辆的电源，在低电压电池中充电 的电能用作于车辆的电动辅助组件或电子辅助组件（ESA)的电力。
[0005] 其间，安装在环保车辆中的多个电动辅助组件或电子辅助组件可包括由诸如供应 有来自车辆的电池的电力的电动部件、电子部件和电阻或电容的元件构成的基板与机械工 具的组合部件。为了满足车辆相关技术的发展和驾驶员的需要，安装在车辆中的电动辅助 组件或电子辅助组件的数量趋向于增加，且作为电动辅助组件或电子辅助组件的每一个中 的电力所需电压的大小已逐渐地多样化。
[0006] 根据现有技术的车辆包括多个低电压电池电力转换器W提供各种类型的电动辅 助组件或电子辅助组件所需的电力，从而输出与用于电动辅助组件或电子辅助组件的每个 电源对应的电压。
[0007] 图1是现有技术的车辆的多个低电压DC-DC转换器的框图。参考图1，现有技术的 环保车辆的多个12V输出低电压DC-DC转换器110、48V输出低电压DC-DC转换器120，每一 个包括用于输出作为安装在车辆中的多个电动辅助组件或电子辅助组件所需的电压的第 一电压(例如48V)和第二电压(例如12V)的12V输出低电压DC-DC转换器110和48V输出 低电压DC-DC转换器120。
[0008] 12V输出低电压DC-DC转换器110被供应有来自安装在环保车辆中的高电压电池 100的高电压的DC电力，且减少供应的高电压的DC电力W转换成12V低电压的DC电力，从 而供应12V低电压的DC电力作为用于使用12V的电动辅助组件的电力和用于充电低电压 电池的电力。高电压电池100包括形成于其中的多个电池单体且输出几百伏特(例如270V 或更高）的高电压的电力作为每个电池单体的总输出电压。
[0009] 12V输出低电压DC-DC转换器110包括AC电压转换单元111、变压器112、整流单 元113、LC滤波器单元114和12V输出单元115。
[0010]AC电压转换单元111供应有来自高电压电池的高电压DC电力且通过全桥型脉冲 宽度调制（PWM)将供应的高电压DC电力转换成具有希望脉冲宽度的高电压AC电力。
[0011] 变压器112执行绝缘和步进降低功能。从AC电压转换单元111输入的高电压AC 电力从一次侧线圈转移到二次侧线圈，其中一次侧线圈和二次侧线圈被安装在变压器112 中且彼此绝缘。此外，根据变压器112的面数比，从AC电压转换单元111输入的高电压AC 电力被减少成12V低电压AC电力。
[0012] 整流单元113通过多个安装的整流二极管的操作再次将从变压器112输入的12V AC电力转换成12VDC电力。
[0013] 由于从整流单元113输入的12VDC电力具有通过AC电压转换单元111转换的脉 冲宽度，LC滤波器单元114通过安装的LC滤波器的操作去除波动W将12VDC电力转换成 平滑状态的12VDC电力，而不是脉冲型的。
[0014] 12V输出单元115被供应有来自LC滤波器单元114的平滑状态的12VDC电力W 被提供为用于充电利用12VDC电力和低电压电池的多个电动辅助组件或电子辅助组件的 电力。
[001引在构成48V输出低电压DC-DC转换器120的部件中，作为除了构成48V输出低电 压DC-DC转换器110的部件W及变压器122和第一电压（48V)输出单元125之外的其它部 件的AC电压转换单元121、整流单元123和LC滤波器单元124的功能与AC电压转换单元 111、整流单元113和LC滤波器单元114的功能相同。因此，执行相同功能的部件的详细描 述被省略，将详细描述作为不同部件的变压器122和48V输出单元125。
[0016] 48V输出低电压DC-DC转换器120包括AC电压转换单元121、变压器122、整流单 兀123、LC滤波器单兀124和第一电压（48V)输出单兀125。
[0017] 变压器122执行绝缘和步进降低功能。从AC电压转换单元121输入的高电压AC电 力被从一次侧线圈转移到二次侧线圈，其中一次侧线圈和二次侧线圈被安装在变压器122 中且彼此绝缘。此外，根据变压器122的面数比，从AC电压转换单元111输入的高电压AC 电力减少到48V低电压AC电力。
[0018] 48V输出单元125被供应有来自LC滤波器单元124的平滑状态的48VDC电力，且 提供输入的48VDC电力作为用于使用48VDC电力的多个电动辅助组件或电子辅助组件的 电力。
[001引其间，由于环保车辆的电场负载增加，12V输出低电压DC-DC转换器110的容量连 续增加。12V电场负载的增加意味着在固定电压的状态下电流增加且电场电力电缆的尺寸 也增加。其不利地影响环保车辆的燃料效率、尺寸和性能。为了解决上述问题，利用48V电 力的电动辅助组件或电子辅助组件已被开发和应用。然而，为了供应48V电场负载所需的 电力，除了前述12V输出低电压DC-DC转换器110之外，48V输出低电压DC-DC转换器120 需要被安装在环保车辆中。该是增加环保车辆的尺寸和制造成本的一个原因。
[0020] 安装在车辆中的多个低电压电力转换器占据车辆的有限空间中的预定空间，当多 个低电压电力转换器的任一个损坏时，需要确认安装在车辆中的所有低电压电力转换器是 否损坏。因此，存在对于电压-电力转换器技术的需求，该技术可提供多电压输出W能够提 供车辆的电动辅助组件或电子辅助组件所需的不同电力。
【发明内容】
[002。本发明的目的在于提供一种环保车辆的低电压DC-DC转换器的多电压输出的设 备和方法，其能够提供安装在环保车辆中的多个电动辅助组件或电子辅助组件所需的不同 电力。
[002引为了达到上述目的，本发明提供一种环保车辆的低电压DC-DC转换器的多电压 输出的设备，其中包括： 电池； 第一电力转换器单元，所述第一电力转换器单元包括DC-AC转换器、变压器和AC-DC转 换器，且被构造成将电池的DC电力转换成不同于电池的DC电力的电压的第一电压的DC电 力，且进一步被构造成将第一电压的DC电力供应到车辆的第一电场负载；和 第二电力转换器单元，所述第二电力转换器单元被构造成将第一电压的DC电力转换 成不同于第一电压的第二电压的DC电力，且被构造成将第二电压的DC电力供应到车辆的 第二电场负载。
[0023] 所述环保车辆是混合动力电动车辆、燃料电池电动车辆和电动车辆的至少一个。
[0024] 第一电压具有48V的电压值。
[00巧]第二电压具有12V的电压值。
[0026] 第二电力转换器单元包括非绝缘且电压减少型转换器。
[0027] 进一步包括： 第一电力消耗计算单元，所述第一电力消耗计算单元被构造成计算使用第一电压的第 一电场负载的根据操作状态改变的电力消耗； 第二电力消耗计算单元，所述第二电力消耗计算单元被构造成计算使用第二电压的第 二电场负载的根据操作状态改变的电力消耗；和 控制单元，所述控制单元被构造成在接收到环保车辆的点火信号之后，选择多个操作 模式的与计算的第一电场负载的电力消耗和计算的第二电场负载的电力消耗对应的操作 模式，且控制电池的输出W提供取决于选择的操作模式的整体电力消耗的输出。
[0028] 整体电力消耗的输出被确定为作为计算的第一电场负载的电力消耗和计算的第 二电场负载的电力消耗的总和的值。
[0029] 第一电力消耗计算单元将范围划分成大于0%到100%W下的范围内的H个阶段范 围W计算第一电场负载的电力消耗。
[0030] 第二电力消耗计算单元将范围划分成大于0%到100%W下的范围内的H个阶段范 围W计算第二电场负载的电力消耗。
[0031] 控制单元将范围划分成在大于0%到200%W下的范围内的六个阶段范围W计算整 体电力消耗的输出。
[0032] 进一步包括；LC滤波器单元，所述LC滤波器单元被构造成通过LC滤波器的操作 去除第一电压的DC电力的波动，且将第一电压的DC电力转换成平滑状态的第一电压的DC 电力。
[0033] DC-AC转换器被构造成使用全桥型脉冲宽度模制将电池的DC电力转换成AC电力。
[0034] AC-DC转换器包括多个整流二极管。
[00巧]第一电压的DC电力被供应W推进车辆。
[0036] -种环保车辆的低电压DC-DC转换器的多电压输出的方法，其中包括： 接收环保车辆的点火信号； 将第一电压供应到第一电场负载且将第二电压供应到第二电场； 监测和计算第一电场负载的电力消耗和