专利名称：用于电动车的供电系统及其控制方法
用于电动车的供电系统及其控制方法技术领域
本公开涉及一种用于电动车的供电系统及其控制方法，尤其涉及这样一种用于电动车的供电系统及其控制方法:所述供电系统被配置为使用外部AC电源选择性地对高压电池或者低压电池充电。
背景技术：
背景技术部分中所公开的信息仅用于促进对本公开的一般背景的理解，不应作为承认或者任何形式的暗示此信息构成对本领域技术人员来说已知的现有技术。
近年来，以为防止全球变暖和空气污染而减少CO2排放为目的，设置有第二电池并且使用燃料发动机和电动机作为动力源的混合电动车(HEV)越来越受欢迎，并且设置有第二电池并且无尾气排放的电动车(EV)也开始引起关注，其中由电力驱动电动机以运行EV，并且电池向电动机供电。
EV通常指很大程度上利用电力作为动力的那些车辆，典型的EV包括HEV (混合电动车)、PHEV (插电式混合电动车)以及EV (电动车)。
通常，EV的动力系统包括向驱动电动机供给驱动力的主电池(高压电池)、BMS (电池管理系统)、向其他车辆电子设备提供驱动力的副电池(低压电池)以及电气装置的主机。
逆变器可以作为在电池与电动机之间的中间设备。也就是说，逆变器将由主电池(高压电池)产生的高DC (直流)电压转换成AC (交流)信号以控制电动机。低压DC-DC转换器(LDC)将高压电池的电力转换成直流。也就是说，LDC将直流变换成交流，使用线圈、变压器、电容等使交流升压或者降压，将生成的交流整流成直流并且供给适合于各个电负载中使用的电压的电力。更详细而言，LDC将由主电池(高压电池)产生的高压转换成低压，并且输出低压以对副电池(低压电池)充电。
同时，可以通过将安装在电池充电站的充电插头连接到EV来实现主电池充电。在通过连接充电插头来从外部供给AC电力的情况下，安装在EV内的OBC (车载充电器MfAC电力转换成高DC电压以对主电池充电。
OBC是从副电池接收驱动电力的电设备，因此如果副电池放电，则不能够正常驱动OBC0其结果是，如果副电池放电，则OBC不能工作，因此即使通过充电插头供给AC电力，也无法对主电池充电，由此无法向EV供给驱动电力，因此很不利地使得EV不能运行。
另一个缺点是常规的OBC仅能够使用AC电力对主电池充电，而无法对副电池充电，因此用户必须很不方便地准备单独的充电设备来对副电池充电。发明内容
本部分提供对本公开的一般性总结，而不是其所有范围或者其全部特征的全面公开。
本公开的示例性方案基本上至少解决了上述问题和/或缺点，并且至少提供下述优点。因此，本公开的一个方案提供了一种用于电动车的供电系统和用于电动车的供电系统的控制方法，其被配置为通过转换外部供给的AC电源来选择性地供给高压DC或者低压DC0
然而，应强调的是，本公开不限于如上所述的特定公开。应理解的是，本领域技术人员可以理解此处未提及的其他技术主题。
在本公开的一个总体方案中，提供了一种用于电动车(EV)的供电系统，所述系统包括:高压电池，其形成有多个电池单元并且向所述EV的电动机产生驱动电源；以及低压电池，其为电负载产生驱动电源，所述系统包括OBC (车载充电器)，其基于所述低压电池的输出电压电平使用外部供给的AC电源来选择性地对高压电池或者低压电池充电。
在一些示例性实施例中，所述OBC包括:高压转换器，其将AC电源转换成作为所述高压电池的充电电源供给的第一DC电压；低压转换器，其将AC电源转换成作为所述低压电池的充电电源以及作为所述电负载的驱动电源供给的第二 DC电压；以及控制器，其将所述低压电池的输出电压电平与预定的电压电平进行比较，以选择性地驱动所述高压转换器或者所述低压转换器。
在一些示例性实施例中，在所述低压电池的输出电压电平小于预定的电压电平的情况下，所述控制器驱动所述低压转换器。
在一些示例性实施例中，在所述低压电池的输出电压电平大于预定的电压电平的情况下，所述控制器驱动所述高压转换器。
在一些示例性实施例中，所述控制器包括开关，所述开关的第一端子固定地连接到所述低压电池，并且所述开关的第二端子选择性地连接到所述低压转换器或者所述高压转换器。
在一些示例性实施例中，所述开关被配置为在所述低压电池的输出电压电平小于预定的电压电平的情况下，所述第二端子连接到所述低压转换器，并且在所述低压电池的输出电压电平大于预定的电压电平的情况下，所述第二端子连接到所述高压转换器。
在一些示例性实施例中，在外部供给的AC电源被供给的情况下，驱动所述0BC。
在一些示例性实施例中，所述供电系统进一步包括LDC (低压DC-DC转换器)，其将由所述高压电池产生的高压转换成低压以对所述低压电池充电，其中在所述OBC对所述高压电池充电的情况下，驱动所述LDC以对所述低压电池充电。
在一些示例性实施例中，所述高压电池被配置为用串联方法连接多个电池单元，或者以并联方法连接串联的电池单元。
在本公开的另一个总体方案中，提供了一种用于电动车的供电系统的控制方法，所述系统包括:高压电池，其形成有多个电池单元以向所述EV的电动机产生驱动电源；低压电池，其为电负载产生驱动电源；以及OBC (车载充电器)，其向所述高压电池或者所述低压电池提供充电电源，所述方法包括:由所述OBC的控制器将所述低压电池的输出电压与预定的电压电平进行比较；以及作为比较的结果，选择性地驱动所述OBC的高压转换器或者低压转换器以向所述高压电池或者所述低压电池提供充电电源。
在一些示例性实施例中，向所述低压电池或者所述高压电池提供充电电源的步骤包括:在所述低压电池的输出电压电平小于预定的电压电平的情况下，由所述控制器驱动所述低压转换器以提供所述低压转换器的输出电压作为所述低压电池的充电电源。
在一些示例性实施例中，向所述低压电池或者所述高压电池提供充电电源的步骤包括:在所述低压电池的输出电压大于预定的电压电平的情况下，由所述控制器驱动所述高压转换器以提供所述高压转换器的输出电压作为所述高压电池的充电电源。
用于EV的供电系统以及其控制方法具有的有益效果在于:将外部供给的AC电源用于安装在EV上的OBC的驱动电源，从而无论低压电池的充电状态如何，均稳定地驱动0BC,并且使用外部供给的AC电源选择性地对高压电池和低压电池充电，从而无需单独的充电设备就能对低压电池充电。
通过下面的详细描述，本公开的其他示例性方案、优点和显著的特征对本领域普通技术人员而言将变得更加显而易见，下面的详细描述结合附图公开了本发明的示例性实施例。
应理解的是，如此处所使用的术语“车辆”或者“车辆的”或者其他类似术语包括诸如包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、电车、各种商务车的客车的一般机动车，包括各种艇、船的水上交通工具、飞机等，并且包括混合车辆、电动车、插电式混合车辆、氢气动力车辆以及其他替代燃料车辆(例如，从非石油资源中派生的燃料)。如此处所指的，混合车辆是具有两种以上动力源的车辆，例如同时使用汽油动力和电动力的车辆。
下面讨论本发明的上述和其他特征。
现在将参照附图中所图示的本发明的特定示例性实施例来详细描述本发明的上述和其他特征，下面仅以图示的方式给出附图，因而不对本发明进行限制，其中:
图1是图示出根据本公开的示例性实施例的用于电动车的供电系统的配置的示意性框图2是图示出根据本公开的示例性实施例的安装在用于电动车的供电系统上的OBC的示意性框图；以及
图3是图示出根据本公开的另一示例性实施例的用于电动车的供电系统的控制方法的流程图。
本公开另外的优点、目的和特征，部分将在下面的描述中阐述，部分经考查下文将对本领域普通技术人员显而易见，或者可以从本公开的实施中学习到。本公开的目的和其它优点可以通过在书面说明书和其权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
应理解的是，本公开的上文一般性描述和下文详细描述均是示例性和说明性的，意在提供对如所要求保护的本公开的进一步说明。
具体实施方式
下面，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。
在描述本公开时，可以省略对现有技术中已知的结构或者步骤的具体描述，以避免因关于这些已知的结构和功能的不必要的细节来模糊本领域一般技术人员对本发明的理解。因此，本说明书和权利要求书中使用的具体术语或者词语的含义不应限于字面意思或者通常使用的含义，而应根据使用者或者操作者的意图以及习惯用法来解释或者可以不同。因此，具体的术语或者词语的定义应建立在整个说明书的内容的基础上。
为了便于本公开，词尾“模块”、“单元”和“部件”可以用于元件。可以不赋予词尾本身重要的意思或者作用，并且应理解的是，“模块”、“单元”和“部件”可以一同使用或者可以互相替换使用。也就是说，说明书中描述的术语“器(_er)”、“件(-or)”、“部件(part)”和“模块”意指用于处理至少一个功能和操作的单元并且能够通过硬件组件或者软件组件以及其组合来实现。
如此处所使用的，“示例性”仅仅指表示举例的意思，而不表示最佳的意思。还应了解的是，为了简化和易于理解的目的，此处描述的特征、层和/或元件图示有相对于彼此的具体尺寸和/或方向，而实际的尺寸和/或方向与所图示的可以基本上不同。也就是说，在图中，为了清晰起见，可以扩大或者缩小层、区域和/或其他元件的尺寸和相对尺寸。全文中，相似的标记表示相似的元件，并且将省略彼此重复的解释。
应理解的是，尽管此处可以使用术语第一、第二等来描述不同的元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语只是用于将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一区域/层可以被称为第二区域/层，并且类似地，第二区域/层可以被称为第一区域/层，而不会偏离本公开的教导。
此处使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，其无意限制总体的发明构思。如此处所使用的，单数形式的“一(a)”、“一(an)”和“这个(the)”意图也包括复数形式，除非上下文另外明确地指出。
图1是图示出根据本公开的示例性实施例的用于电动车的供电系统的配置的示意性框图。
参照图1，根据本公开的示例性实施例的用于电动车(EV)的供电系统包括供给高压驱动电源的高压电池110、向EV的低压电负载提供驱动电源的低压电池120、OBC (车载充电器)130、对低压电池充电的LDC (低压DC-DC转换器)140以及电负载150。
图1中所图示的组成部件是用于图示本公开的部件，对于本领域技术人员来说显而易见的是，根据本公开的示例性实施例的用于EV的供电系统可以形成有比图1中所图示的组成部件多的部件。
高压电池110作为驱动电源，提供高压用于驱动诸如电动机130和EV的逆变器的高压电负载。高压电池110可以包括用于向电动机130供给高压(例如300V)的串联连接的多个电池单元，或者用并联方法连接串联的电池单元。通常，多个电池单元中的各个电池单元输出几伏到几十伏的电压。
低压电池120向EV的各种电负载提供驱动电力。考虑到电负载通常通过例如12V或者24V的低压工作的情况，将低压电池120设置作为副电池，并且其与作为向EV供给驱动电力的主电池的高压电池110分开安装。
OBC 130将外部供给的AC电源转换成DC电压，以根据低压电池120的输出电压电平而选择性地对高压电池110或者对低压电池120充电。也就是说，OBC 130能够将外部供给的AC电源输出为第一 DC电压和第二 DC电压，各个DC电压具有不同的电压电平，并且根据低压电池120的输出电压电平来选择性地输出第一 DC电压和第二 DC电压，其中第一 DC电压可以是以几百伏的电压电平对高压电池110充电的充电电源，并且第二 DC电压可以是以几十伏的电压电平对低压电池120充电的充电电源。
同时，可以将第二 DC电压设置作为低压电池120的充电电源，并且同时作为LDC140和电负载150的驱动电源。将参照图2详细描述OBC 130的充电电源的选择性供电。
同时，在EV通过在充电站停车或者驻车来接收用于电池充电器的AC电源的情况下，可以驱动自外部接收供给的AC电源的驱动电源的OBC 130。
因为根据本公开的OBC 130能够从外部供给的AC电源接收驱动电源，所以与从低压电池120接收驱动电源的常规OBC不同，不管低压电池120是否放电都能够正常驱动根据本公开的OBC 130，并且在供给AC电源的情况下，根据本公开的OBC 130能够对高压电池110和低压电池120稳定地充电。
LDC 140使用由高压电池110产生的高压来对低压电池120充电。使用LDC 140对低压电池120充电与使用OBC 130的情况不同，其中当向EV施加外部供给的AC电源时可以实现使用OBC 130对低压电池120充电，而当EV行驶时可以实现使用LDC 140对低压电池120充电。
LDC 140从高压电池110接收高压并且将高压转换成数十伏的低压，其中将经转换的低压设置作为用于对低压电池120充电的充电电源。LDC 140通常输出数十伏的电压。在非限制性示例中，在低压电池120输出12V的输出电压的情况下，可以将LDC 140设定为输出高于12V数伏的电压。电负载150由安装在EV上的各种电子部件定义并且接收来自低压电池120的低压(例如12V，24V)驱动电源。
图2是图示出根据本公开的示例性实施例的安装在用于电动车的供电系统上的OBC的示意性框图。
参照图2，OBC 130包括控制器131、高压转换器133以及低压转换器135。
在从外部供给AC电源的情况下，控制器131将低压电池120的输出电压电平与预定的电压电平进行比较，其中可以基于当低压电池120不处于放电状态时所输出的电压电平来设定预定的电压电平。在非限制性示例中，在低压电池120的正常输出电压电平为12V的情况下，可以将预定的电压电平设定为大约12V。
控制器131可以包括开关，其中开关的第一端子固定地连接至AC电源，并且第二端子选择性地连接到低压转换器135或者高压转换器133。
作为比较的结果，如果低压电池120的输出电压电平大于预定的电压电平，则开关的第二端子连接到高压转换器133以驱动高压转换器133并且向高压电池110提供充电电源。低压电池120的输出电压电平大于预定的电压电平的情况是低压电池120不放电的情况，以使OBC 130不对低压电池120充电而对高压电池110充电。
作为比较的结果，如果低压电池120的输出电压电平小于预定的电压电平，则开关的第二端子连接到低压转换器135以驱动低压转换器135并且向低压电池120提供充电电源。低压电池120的输出电压电平小于预定的电压电平的情况是低压电池120放电的情况，以使OBC 130对低压电池120充电。
控制器131连续地或者定期地判定低压电池120的输出电压电平，并且如果低压电池120的输出电压电平变得大于预定的电压电平，则停止对低压转换器135的驱动而驱动高压转换器133以开始对高压电池110充电。
高压转换器133将外部供给的AC电源转换成数百伏的第一 DC电压并且被设置作为高压电池110的充电电源。高压转换器133可以包括整流器以将AC电源转换成DC电压，并且可以包括DC-DC转换器以改变由整流器转换的DC电压的电压电平。
低压转换器135将外部供给的AC电源转换成数十伏电压的第二 DC电压并且被设置作为低压电池120和电负载150的充电电源。低压转换器135可以包括整流器以将AC电源转换成DC电压，并且可以包括DC-DC转换器以类似于高压转换器133那样设定DC电压的电压电平。
在从外部施加AC电源的情况下，无论低压电池120的充电状态如何，如此配置的OBC 130均开始驱动并且执行稳定的驱动。此外，OBC 130能够使用外部供给的AC电源对低压电池120以及高压电池110充电，使得无需单独的充电设备就能够对低压电池120充电。
图3是图示出根据本公开的另一示例性实施例的用于电动车的供电系统的控制方法的流程图。
在从外部向EV供给AC电源以对EV的电池充电(S31)的情况下，EV上的OBC开始被驱动。
OBC的控制器首先判定低压电池的输出电压电平，以根据低压电池的输出电压电平来驱动高压转换器或者低压转换器两者中的任一个。控制器将低压电池的输出电压与预定的电压电平进行比较(S32 )。
作为S32的判定结果，如果低压电池的输出电压大于预定的电压电平，则控制器驱动高压转换器以将AC电源转换成数百伏的第一 DC电压，并且将第一 DC电压提供给高压电池作为充电电源(S33，S34)。
作为S32的判定结果，如果低压电池的输出电压小于预定的电压电平，则控制器驱动低压转换器以将AC电源转换成数十伏的第二 DC电压，并且将第二 DC电压提供给低压电池作为充电电源(S35，S36)。
然而，根据本公开的上述供电系统和其控制方法可以以多种不同的形式实施，并且不应被解释为限于此处所阐述的实施例。
因此，意图使本公开的实施例可以覆盖本公开的各种改进和变型，只要这些改进和变型进入所附的权利要求及其等同方案的范围内。
虽然对于若干实施例已经公开了特定特征或方案，但是如所期望的，这些特征或方案可以选择性地与其他实施例的一个以上其他特征和/或方案相组合。
权利要求
1.一种用于电动车的供电系统，所述系统包括:高压电池，其形成有多个电池单元并且向所述电动车的电动机产生驱动电源；以及低压电池，其为电负载产生驱动电源，所述系统包括车载充电器，其基于所述低压电池的输出电压电平使用外部供给的AC电源来选择性地对高压电池或者低压电池充电。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述车载充电器包括:高压转换器，其将AC电源转换成作为所述高压电池的充电电源供给的第一DC电压；低压转换器，其将AC电源转换成作为所述低压电池的充电电源以及作为所述电负载的驱动电源供给的第二 DC电压；以及控制器，其将所述低压电池的输出电压电平与预定的电压电平进行比较，以选择性地驱动所述高压转换器或者所述低压转换器。
3.根据权利要求2所述的系统，其中在所述低压电池的输出电压电平小于预定的电压电平的情况下，所述控制器驱动所述低压转换器。
4.根据权利要求2所述的系统，其中在所述低压电池的输出电压电平大于预定的电压电平的情况下，所述控制器驱动所述高压转换器。
5.根据权利要求2所述的系统，其中所述控制器包括开关，所述开关的第一端子固定地连接到所述低压电池，并且所述开关的第二端子选择性地连接到所述低压转换器或者所述高压转换器。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述开关被配置为在所述低压电池的输出电压电平小于预定的电压电平的情况下，所述第二端子连接到所述低压转换器，而在所述低压电池的输出电压电平大于预定的电压电平的情况下，所述第二端子连接到所述高压转换器。
7.根据权利要求1所述的系统，其中在外部供给的AC电源被供给的情况下，驱动所述车载充电器。
8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括低压DC-DC转换器，其将由所述高压电池产生的高压转换成低压以对所述低压电池充电，其中在所述车载充电器对所述高压电池充电的情况下，驱动所述低压DC-DC转换器以对所述低压电池充电。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述高压电池被配置为用串联方法连接多个电池单元，或者以并联方法连接串联的电池单元。
10.一种用于电动车的供电系统的控制方法，所述系统包括: 高压电池，其形成有多个电池单元以向所述电动车的电动机产生驱动电源；低压电池，其为电负载产生驱动电源；以及车载充电器，其向所述高压电池或者所述低压电池提供充电电源，所述方法包括:由所述车载充电器的控制器将所述低压电池的输出电压与预定的电压电平进行比较；以及作为比较的结果，选择性地驱动所述车载充电器的高压转换器或者低压转换器以向所述高压电池或者所述低压电池提供充电电源。
11.根据权利要求10所述的方法，其中向所述低压电池或者所述高压电池提供充电电源的步骤包括:在所述低压电池的输出电压电平小于预定的电压电平的情况下，由所述控制器驱动所述低压转 换器以提供所述低压转换器的输出电压作为所述低压电池的充电电源。
12.根据权利要求10所述的方法，其中向所述低压电池或者所述高压电池提供充电电源的步骤包括:在所述低压电池的输出电压电平大于预定的电压电平的情况下，由所述控制器驱动所述高压转换器以提供所述高压转换器的输出电压作为所述高压电池的充电电源。
全文摘要
本发明提供了一种用于电动车的供电系统及其控制方法，所述系统包括高压电池，其形成有多个电池单元并且向所述EV的电动机产生驱动电源；低压电池，其为电负载产生驱动电源；以及OBC(车载充电器)，其基于所述低压电池的输出电压电平使用外部供给的AC电源来选择性地对高压电池或者低压电池充电。
文档编号B60L11/18GK103138334SQ20121048898
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月26日 优先权日2011年11月25日
发明者张成镇 申请人:Ls产电株式会社