專利名稱：用于燃料電池混合動(dòng)力車的低成本取電功能的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及一種用于車輛的電氣架構(gòu)，包括用于從車輛電源向外部負(fù)載提供 AC電力的取電(electric power take out circuit, EPTO)電路,更特別地,涉及一種用于車輛的電氣架構(gòu)，包括用于從車輛電源向外部負(fù)載提供AC電力的EPTO電路，其中EPTO電路使用雙向DC/DC功率逆變器和功率逆變器模塊(PIM)，這兩個(gè)模塊為車輛上用于其它目的的已有電氣裝置。
背景技術(shù)：
電動(dòng)車正變得越來(lái)越流行。這些車輛包括將電池與主動(dòng)力源(例如內(nèi)燃機(jī)、燃料電池系統(tǒng)等)組合的混合動(dòng)力車(例如增程電動(dòng)車(EREV))和純電動(dòng)車(例如電池電動(dòng)車 (BEV))。所有這些類電動(dòng)車都使用包括多個(gè)電池單元的高電壓電池。這些電池可為不同的電池類型，例如鋰離子電池、鎳金屬氫化物電池、鉛酸電池等。大多數(shù)燃料電池車輛為除燃料電池堆之外還使用可再充電的附加高電壓電源(例如DC電池或超級(jí)電容)的上述混合動(dòng)力車輛。所述電源為各種車輛輔助負(fù)載、為系統(tǒng)起動(dòng)和在當(dāng)燃料電池堆無(wú)法提供期望電力的高功率需求期間提供補(bǔ)充功率。更特別地，燃料電池堆通過(guò)DC電壓總線向牽引電機(jī)和其它車輛系統(tǒng)提供功率用于車輛運(yùn)行。在需要超過(guò)電池堆可提供的額外功率時(shí)，例如在高加速期間，電池向電壓總線提供補(bǔ)充功率。例如，燃料電池堆可提供70 kW的功率。然而，車輛加速可能需要100 kW或更多的功率。在燃料電池堆能夠滿足系統(tǒng)功率需求時(shí)的那些時(shí)間使用燃料電池堆給電池再充電。可從牽引電機(jī)獲得的發(fā)電機(jī)功率能提供再生制動(dòng)，其也可用于通過(guò)DC總線給電池再充電。于2010年6月I日提交的題為Vehicular Electrical Systems (車輛電氣系統(tǒng)) 的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 12/791,632公開(kāi)了一種用于燃料電池車輛的電氣系統(tǒng)，包括用于向車輛外部的電氣負(fù)載提供AC電功率的電路部件，該專利被轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人，其內(nèi)容通過(guò)引用包含于本文。所述電氣系統(tǒng)包括電連接至高功率電壓總線的雙向DC/DC功率逆變器，在所述高功率電壓總線上從燃料電池堆和高電壓電池向車輛系統(tǒng)(包括車輛的電力牽引系統(tǒng))提供高電壓。當(dāng)高電壓總線上的電壓波動(dòng)時(shí)，雙向DC/DC功率逆變器提供保持基本恒定的調(diào)節(jié)DC電壓。來(lái)自雙向DC/DC功率逆變器的穩(wěn)定DC功率被提供給獨(dú)立的功率逆變器模塊(PM)，其將DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為AC功率信號(hào)。AC插座連接至PM，使得外部負(fù)載可插入插座以汲取AC功率。申請(qǐng)'632中描述的車輛電氣系統(tǒng)除了設(shè)在電池與燃料電池堆之間高電壓總線上的現(xiàn)有雙向DC/DC功率逆變器之外，還需要附加雙向DC/DC功率逆變器。并且，申請(qǐng)'632 中描述的電氣系統(tǒng)除了已經(jīng)存在的將高電壓DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為適于車輛電力牽引系統(tǒng)的 AC信號(hào)的PIM之外，還需要附加功率逆變器模塊，以將附加DC/DC功率逆變器的DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為AC功率信號(hào)。這些部件增加了車輛的成本、重量和復(fù)雜性
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，公開(kāi)了一種用于燃料電池混合動(dòng)力車輛的電氣系統(tǒng)，其中車輛包括燃料電池堆和高電壓電池。傳統(tǒng)的雙向DC/DC功率逆變器設(shè)在連接燃料電池堆電壓和電池電壓的高電壓總線上。另外，提供傳統(tǒng)的功率逆變器模塊，將高電壓總線上的高電壓 DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為適于車上電力牽引電機(jī)的AC信號(hào)。本發(fā)明提出使用現(xiàn)有的雙向DC/DC 功率逆變器和P頂作為電力取出EPTO電路的一部分，在燃料電池堆和電池未用于驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)給外部車輛負(fù)載提供AC功率。本發(fā)明提供下列技術(shù)方案。技術(shù)方案I :一種用于燃料電池混合動(dòng)力車輛的電氣系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
高電壓總線；
電連接至所述高電壓總線的燃料電池堆；
電連接至所述高電壓總線的高電壓電池；
在所述燃料電池堆與所述高電壓電池之間電連接至所述高電壓總線的雙向DC/DC功率逆變器；
電連接至所述高電壓總線的電力牽引系統(tǒng)功率逆變器模塊，所述功率逆變器模塊將所述高電壓總線的高電壓DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)AC功率信號(hào)；以及
包括所述雙向DC/DC功率逆變器和所述電力牽引系統(tǒng)功率逆變器模塊的取電電路，當(dāng)所述電氣系統(tǒng)處于取電模式時(shí)，所述雙向DC/DC功率逆變器提供外部電壓信號(hào)且所述功率逆變器模塊提供外部AC功率信號(hào)。技術(shù)方案2 :如技術(shù)方案I的系統(tǒng)，還包括用于在所述系統(tǒng)處于所述取電模式時(shí)將所述功率逆變器模塊從所述高電壓總線斷開(kāi)的至少一個(gè)接觸器。技術(shù)方案3 :如技術(shù)方案I的系統(tǒng)，其中所述功率逆變器模塊在所述雙向DC/DC功率逆變器與所述燃料電池堆之間電連接至所述高電壓總線。技術(shù)方案4 :如技術(shù)方案I的系統(tǒng)，還包括電連接至所述功率逆變器模塊且接收系統(tǒng)AC信號(hào)的電力牽引電機(jī)。技術(shù)方案5 :如技術(shù)方案I的系統(tǒng)，還包括電連接至所述功率逆變器模塊并接收外部AC功率信號(hào)的AC插座。技術(shù)方案6 :如技術(shù)方案I的系統(tǒng)，其中所述取電電路提供約110伏的AC作為所述外部AC功率信號(hào)。技術(shù)方案7 : —種用于燃料電池混合動(dòng)力車輛的電氣系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括
高電壓總線；
電連接至所述高電壓總線的燃料電池堆；
電連接至所述高電壓總線的高電壓電池；
在所述燃料電池堆與所述高電壓電池之間電連接至所述高電壓總線的第一雙向DC/DC 功率逆變器；
電連接至所述高電壓總線的電力牽引系統(tǒng)功率逆變器模塊，所述功率逆變器模塊將所述高電壓總線的高電壓DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)AC功率信號(hào)；以及
包括第二雙向DC/DC功率逆變器和所述電力牽引系統(tǒng)功率逆變器模塊的取電電路，所述第二雙向DC/DC功率逆變器電連接至所述高電壓總線和所述功率逆變器模塊，當(dāng)所述電氣系統(tǒng)處于取電模式時(shí)，所述第二雙向DC/DC功率逆變器提供外部電壓信號(hào)且所述功率逆變器模塊提供外部AC功率信號(hào)。技術(shù)方案8 :如技術(shù)方案7的系統(tǒng)，還包括電連接至所述功率逆變器模塊并接收外部AC功率信號(hào)的AC插座。技術(shù)方案9 :如技術(shù)方案7的系統(tǒng)，還包括電連接至所述功率逆變器模塊且接收所述系統(tǒng)AC信號(hào)的電力牽引電機(jī)。技術(shù)方案10 :如技術(shù)方案7的系統(tǒng)，其中所述第二雙向DC/DC功率逆變器在所述第一雙向DC/DC功率逆變器與所述高電壓電池之間連接至所述高電壓總線。技術(shù)方案11 :如技術(shù)方案7的系統(tǒng)，其中所述第二雙向DC/DC功率逆變器在所述第一雙向DC/DC功率逆變器與所述燃料電池堆之間連接至所述高電壓總線。技術(shù)方案12 :如技術(shù)方案7的系統(tǒng),還包括用于在所述系統(tǒng)處于所述取電模式時(shí)將所述功率逆變器模塊從所述高電壓總線斷開(kāi)的至少一個(gè)接觸器。技術(shù)方案13 :如技術(shù)方案7的系統(tǒng)，其中所述功率逆變器模塊在所述雙向DC/DC 功率逆變器與所述燃料電池堆之間電連接至所述高電壓總線。技術(shù)方案14 :如技術(shù)方案7的系統(tǒng)，其中所述取電電路提供約110伏的AC作為所述外部AC功率信號(hào)。技術(shù)方案15 :—種用于混合動(dòng)力車輛的電氣系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括
高電壓總線；
電連接至所述高電壓總線的電源；
電連接至所述高電壓總線的高電壓電池；
在所述電源與所述高電壓電池之間電連接至所述高電壓總線的雙向DC/DC功率逆變
器；
在所述雙向DC/DC功率逆變器與所述電源之間電連接至所述高電壓總線功率逆變器模塊的電力牽引系統(tǒng)功率逆變器模塊，所述功率逆變器模塊將所述高電壓總線的高電壓DC 功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)AC功率信號(hào)；以及
包括所述雙向DC/DC功率逆變器和所述電力牽引系統(tǒng)功率逆變器模塊的取電電路，當(dāng)所述電氣系統(tǒng)處于取電模式時(shí)，所述雙向功率逆變器提供外部電壓信號(hào)且所述功率逆變器模塊提供外部AC功率信號(hào)。技術(shù)方案16 :如技術(shù)方案15的系統(tǒng),還包括用于在所述系統(tǒng)處于所述取電模式時(shí)將所述功率逆變器模塊從所述高電壓總線斷開(kāi)的至少一個(gè)接觸器。技術(shù)方案17 :如技術(shù)方案15的系統(tǒng)，其中所述電源為燃料電池堆。技術(shù)方案18 :如技術(shù)方案15的系統(tǒng)，還包括電連接至所述功率逆變器模塊且接收所述系統(tǒng)AC信號(hào)的電力牽引電機(jī)。技術(shù)方案19 :如技術(shù)方案15的系統(tǒng)，還包括電連接至所述功率逆變器模塊并接收所述外部AC功率信號(hào)的AC插座。技術(shù)方案20 :如技術(shù)方案15的系統(tǒng)，其中所述取電電路提供約110伏的AC作為所述外部AC功率信號(hào)。結(jié)合附圖，從下面的描述和所附權(quán)利要求可清楚本發(fā)明的其它特征。


圖I為用于燃料電池的包括取電電路的電氣系統(tǒng)的示意性框圖2為用于燃料電池車輛的包括取電電路的電氣系統(tǒng)的示意性框圖，其中該取電電路利用現(xiàn)有的功率逆變器模塊和雙向DC/DC功率逆變器；
圖3為用于燃料電池車輛的包括取電電路的電氣系統(tǒng)的示意性框圖，其中該取電電路利用現(xiàn)有的功率逆變器模塊和附加雙向DC/DC功率逆變器，該附加雙向DC/DC功率逆變器電連接至現(xiàn)有的雙向DC/DC功率逆變器與燃料電池堆之間的高電壓總線上；以及
圖4為用于燃料電池車輛的包括取電電路的電氣系統(tǒng)的示意性框圖，其中該取電電路利用現(xiàn)有的功率逆變器模塊和附加雙向DC/DC功率逆變器，該附加雙向DC/DC功率逆變器電連接至現(xiàn)有的雙向DC/DC功率逆變器與高電壓電池之間的高電壓總線上。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)涉及燃料電池車輛電氣系統(tǒng)的本發(fā)明實(shí)施例的描述實(shí)質(zhì)上是示例性的，并不意欲以任何方式限制本發(fā)明或其應(yīng)用或使用。例如，本文所述電氣系統(tǒng)對(duì)燃料電池車輛具有特定應(yīng)用。然而，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所清楚的，該電氣系統(tǒng)可應(yīng)用于其它混合動(dòng)力車輛。圖I為用于燃料電池混合動(dòng)力車輛的電氣系統(tǒng)10的不意性框圖。系統(tǒng)10包括電連接至正高電壓總線14和負(fù)高電壓總線16的燃料電池功率模塊12。燃料電池功率模塊 12包括電連接至總線14和16的分式燃料電池堆18及PM 20。PIM 20將總線14和16上的DC電壓轉(zhuǎn)換為適于空氣壓縮機(jī)22的電機(jī)的AC電壓，空氣壓縮機(jī)22向電池堆18的陰極提供空氣。高電壓電池24電連接至高電壓總線46和48，其中電池24包括串聯(lián)電連接的電池單元26。雙向DC/DC功率逆變器(BDC)28電連接在總線14和16與總線46和48之間， 并以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式提供與燃料電池堆18和高電壓電池24的電壓相匹配的電壓。電氣系統(tǒng)10還包括電連接至總線14和16的電力牽引系統(tǒng)(ETS)功率逆變器模塊(PM) 30，及身為驅(qū)動(dòng)車輛的ETS —部分的AC牽引電機(jī)32。PM 30將總線14和16上的DC電壓轉(zhuǎn)換為適于牽引電機(jī)32的AC電壓。牽引電機(jī)32提供牽引功率，用于操作車輛。 在再生制動(dòng)期間，來(lái)自車輪(未示出)的旋轉(zhuǎn)能量引起牽引電機(jī)32操作為向總線14和16提供電流的發(fā)電機(jī)，BDC28可利用該電流以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式在總線46和48上給電池24充電。電氣系統(tǒng)10還包括電連接至高電壓總線14和16的EPTO電路34。在上述申請(qǐng) '632中更加詳細(xì)地描述了這類EPTO電路。EPTO電路34包括雙向DC/DC功率逆變器36，其從總線14和16接收高電壓功率信號(hào)并提供功率調(diào)節(jié)以提供能被轉(zhuǎn)換為期望AC電功率信號(hào)(例如，110伏特AC)的穩(wěn)定EPTO輸出。雙向DC/DC功率逆變器36提供恒定的電壓，還將總線14和16上的高電壓降低至期望電壓水平，通常為110伏DC。來(lái)自雙向DC/DC功率逆變器36的電壓信號(hào)被提供給ETS PIM 38，ETS PIM 38以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式提供DC到AC的轉(zhuǎn)換。PIM 38通常包括一系列電連接開(kāi)關(guān)和二極管，以提供所述轉(zhuǎn)換，例如申請(qǐng)'632中所描述的和本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。EPTO電路34的AC輸出被提供給AC插座 40，外部負(fù)載42 (例如壓縮機(jī)、燈等)可插入該AC插座以被供電。用于設(shè)在線路44上的雙向DC/DC功率逆變器36的功率限制信號(hào)被用于控制可從EPTO電路34汲取的功率量，使得防止汲取比燃料電池堆18所能提供功率更高功率的電氣裝置從總線14和16汲取這么多的功率。申請(qǐng)'632提供了用于EPTO電路34的控制策略的更加詳細(xì)的描述。當(dāng)系統(tǒng)10向負(fù)載42提供功率時(shí)，系統(tǒng)10操作于EPTO模式，這會(huì)阻止車輛行駛。當(dāng)將特定負(fù)載42插入插座40時(shí)，由燃料電池堆18和電池24兩者提供給總線14 和16的功率允許將由電池功率滿足的高或快的瞬時(shí)功率需求，并且在燃料電池堆18已經(jīng)爬升至期望功率水平之后，由燃料電池堆18提供用于負(fù)載42的功率。在系統(tǒng)10中所示電氣結(jié)構(gòu)中，從高電壓總線14和16提供給EPTO電路34的功率在應(yīng)用至負(fù)載42之前僅通過(guò)一個(gè)雙向DC/DC功率逆變器，即變換器36。然而，如果立即需要高電壓負(fù)載，燃料電池堆18提供的功率上升可能有短的延遲。這可通過(guò)將EPTO電路34 電連接至雙向DC/DC變換器28與電池24之間的高電壓總線46和48來(lái)克服。然而，該電氣結(jié)構(gòu)具有如下缺點(diǎn)燃料電池堆功率因此需要通過(guò)兩個(gè)雙向DC/DC變換器，即變換器28 和36，因而會(huì)經(jīng)歷與那些部件相關(guān)的電損耗。圖2為與電氣系統(tǒng)10相類似的用于燃料電池混合動(dòng)力車輛的電氣系統(tǒng)50的示意性框圖，其中相同的元件由相同的標(biāo)記指代。如上所述，EPTO電路34包括雙向DC/DC功率逆變器36和ETS PIM 38。本發(fā)明認(rèn)識(shí)到，在沒(méi)有EPTO電路34的電氣系統(tǒng)中已經(jīng)存在這類部件，即雙向DC/DC功率逆變器28和ETS PIM 30。因此，本發(fā)明提出了利用雙向DC/DC功率逆變器28和ETS PIM 30的EPTO電路52，當(dāng)燃料電池車輛在運(yùn)行時(shí)，雙向DC/DC功率逆變器28和ETS PIM 30以其正常方式操作，且當(dāng)燃料電池車輛未行駛時(shí)，它們操作為EPTO電路52的一部分。EPTO電路52包括將ETS PIM 30分別電連接至雙向DC/DC功率逆變器28 與電池24之間的高電壓總線46和48的線路54和56，使得從燃料電池堆18提供給EPTO 電路52的電壓通過(guò)雙向DC/DC功率逆變器28。雙向DC/DC功率逆變器36和ETS PIM 38 為上述EPTO電路34中的主要部件，提供了與ETPO電路34相關(guān)的大部分重量和成本。通過(guò)使用EPTO電路52中現(xiàn)有的雙向DC/DC功率逆變器28和ETS PIM 30，消除了與系統(tǒng)10 中提供額外功率逆變器和PM相關(guān)的重量、成本和復(fù)雜性。系統(tǒng)50提供了在系統(tǒng)50處于ETPO模式且負(fù)載42電連接在其上時(shí)防止車輛被驅(qū)動(dòng)的許多安全特征。例如，提供接觸器58和60，以在車輛未行駛且在EPTO電路52在使用時(shí)將PM 30從總線14和16斷開(kāi)。另外，當(dāng)系統(tǒng)50處于EPTO模式時(shí)，可打開(kāi)車輛上已經(jīng)存在的電池接觸器62和64，以將電池24從總線46和48斷開(kāi)，使得電池電壓中的波動(dòng)不會(huì)傳遞到線路54和56上的雙向DC/DC變換器28提供的穩(wěn)定EPTO電壓。穩(wěn)定的AC電壓信號(hào)被提供給線路66和68上的插座40。盡管未具體示出，但是現(xiàn)有雙向DC/DC功率逆變器28包括與控制線路44相類似的控制線路，其限制在系統(tǒng)50處于EPTO模式時(shí)能夠提供給PIM 30的輸出功率，使得EPTO輸出電壓被降低。在系統(tǒng)50的電氣結(jié)構(gòu)中，因?yàn)榻佑|器62和64打開(kāi),所以電池24不可用于給外部負(fù)載42提供功率。盡管EPTO電路52無(wú)法使用電池功率來(lái)響應(yīng)快速功率瞬變，但是已經(jīng)示出，燃料電池模塊12的輸出功率非?？焖俚剡_(dá)到期望功率水平，且可能是無(wú)縫地，因此能夠令人滿意地滿足快速功率瞬變。因?yàn)殡姎庀到y(tǒng)50中的EPTO電路52使用用于EPTO電路52的現(xiàn)有雙向DC/DC功率逆變器28和ETS PIM 30，所以其提供了超過(guò)電氣系統(tǒng)10中EPTO電路34的許多優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)包括，因?yàn)橹貜?fù)使用已經(jīng)存在的部件降低了系統(tǒng)成本、減少了零件數(shù)量和包裝體積、減小了系統(tǒng)質(zhì)量，在正常行駛時(shí)效率更高以及降低了系統(tǒng)復(fù)雜性。如果期望使用EPTO模式的電池功率來(lái)更好地滿足快速功率瞬變，那么EPTO電路仍可受益于使用現(xiàn)有的部件。圖3為類似于電氣系統(tǒng)50的電氣系統(tǒng)70的示意性框圖，其中相同的元件由相同的標(biāo)記指代。電氣系統(tǒng)70包括利用附加雙向DC/DC功率逆變器74的 EPTO電路72，該附加雙向DC/DC功率逆變器分別通過(guò)線路76和78連接至總線14和16， 而不是總線46和48。在該實(shí)施例中，當(dāng)系統(tǒng)70處于EPTO模式時(shí)，電池接觸器62和64關(guān)閉，使其受益于對(duì)快速瞬變的電池功率響應(yīng)。然而，EPTO電路72仍使用現(xiàn)有ETS PIM 30， 如上所述，其中當(dāng)其處于EPTO模式時(shí)，PM30通過(guò)開(kāi)關(guān)58和60從總線14和16斷開(kāi)。雙向DC/DC功率逆變器74通過(guò)線路80和82電連接至PM 30。在可選設(shè)計(jì)中，可能因?yàn)樯鲜鲈?，期望將雙向DC/DC功率逆變器74電連接至雙向DC/DC功率逆變器28與電池24之間的總線46和48。圖4示出了表述該實(shí)施例的電氣系統(tǒng)90的示意性框圖，其中與電氣系統(tǒng)70相同的元件由相同的標(biāo)記指代。在該實(shí)施例中， EPTO電路92包括雙向DC/DC功率逆變器74和ETS PIM 30，但是功率逆變器74分別通過(guò)線路94和96電連接至雙向DC/DC功率逆變器28與電池24之間的總線46和48，如圖所示。
前面的內(nèi)容僅公開(kāi)和描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員從該描述及附圖和權(quán)利要求可容易地認(rèn)識(shí)到，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明宗旨和范圍的情況下對(duì)其進(jìn)行的各種變化、修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種用于燃料電池混合動(dòng)力車輛的電氣系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括高電壓總線；電連接至所述高電壓總線的燃料電池堆；電連接至所述高電壓總線的高電壓電池；在所述燃料電池堆與所述高電壓電池之間電連接至所述高電壓總線的雙向DC/DC功率逆變器；電連接至所述高電壓總線的電力牽引系統(tǒng)功率逆變器模塊，所述功率逆變器模塊將所述高電壓總線的高電壓DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)AC功率信號(hào)；以及包括所述雙向DC/DC功率逆變器和所述電力牽引系統(tǒng)功率逆變器模塊的取電電路，當(dāng)所述電氣系統(tǒng)處于取電模式時(shí)，所述雙向DC/DC功率逆變器提供外部電壓信號(hào)且所述功率逆變器模塊提供外部AC功率信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I的系統(tǒng)，還包括用于在所述系統(tǒng)處于所述取電模式時(shí)將所述功率逆變器模塊從所述高電壓總線斷開(kāi)的至少一個(gè)接觸器。
3.如權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中所述功率逆變器模塊在所述雙向DC/DC功率逆變器與所述燃料電池堆之間電連接至所述高電壓總線。
4.如權(quán)利要求I的系統(tǒng)，還包括電連接至所述功率逆變器模塊且接收系統(tǒng)AC信號(hào)的電力牽引電機(jī)。
5.如權(quán)利要求I的系統(tǒng)，還包括電連接至所述功率逆變器模塊并接收外部AC功率信號(hào)的AC插座。
6.如權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中所述取電電路提供約110伏的AC作為所述外部AC功率信號(hào)。
7.一種用于燃料電池混合動(dòng)力車輛的電氣系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括高電壓總線；電連接至所述高電壓總線的燃料電池堆；電連接至所述高電壓總線的高電壓電池；在所述燃料電池堆與所述高電壓電池之間電連接至所述高電壓總線的第一雙向DC/DC 功率逆變器；電連接至所述高電壓總線的電力牽引系統(tǒng)功率逆變器模塊，所述功率逆變器模塊將所述高電壓總線的高電壓DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)AC功率信號(hào)；以及包括第二雙向DC/DC功率逆變器和所述電力牽引系統(tǒng)功率逆變器模塊的取電電路，所述第二雙向DC/DC功率逆變器電連接至所述高電壓總線和所述功率逆變器模塊，當(dāng)所述電氣系統(tǒng)處于取電模式時(shí)，所述第二雙向DC/DC功率逆變器提供外部電壓信號(hào)且所述功率逆變器模塊提供外部AC功率信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7的系統(tǒng)，還包括電連接至所述功率逆變器模塊并接收外部AC功率信號(hào)的AC插座。
9.如權(quán)利要求7的系統(tǒng)，還包括電連接至所述功率逆變器模塊且接收所述系統(tǒng)AC信號(hào)的電力牽引電機(jī)。
10.一種用于混合動(dòng)力車輛的電氣系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括高電壓總線；電連接至所述高電壓總線的電源；電連接至所述高電壓總線的高電壓電池；在所述電源與所述高電壓電池之間電連接至所述高電壓總線的雙向DC/DC功率逆變器；在所述雙向DC/DC功率逆變器與所述電源之間電連接至所述高電壓總線功率逆變器模塊的電力牽引系統(tǒng)功率逆變器模塊，所述功率逆變器模塊將所述高電壓總線的高電壓DC 功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)AC功率信號(hào)；以及包括所述雙向DC/DC功率逆變器和所述電力牽引系統(tǒng)功率逆變器模塊的取電電路，當(dāng)所述電氣系統(tǒng)處于取電模式時(shí)，所述雙向功率逆變器提供外部電壓信號(hào)且所述功率逆變器模塊提供外部AC功率信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于燃料電池混合動(dòng)力車的低成本取電功能。一種用于燃料電池混合動(dòng)力車的電氣系統(tǒng)，其中車輛包括燃料電池堆和高電壓電池。傳統(tǒng)的雙向DC/DC功率逆變器設(shè)在連接燃料電池堆電壓和電池電壓的高電壓總線上。另外，提供傳統(tǒng)的功率逆變器模塊，將高電壓總線上的高電壓DC功率信號(hào)轉(zhuǎn)換為適于車上電力牽引電機(jī)的AC信號(hào)。本發(fā)明提出使用現(xiàn)有的雙向DC/DC功率逆變器和PIM作為取電(EPTO)電路的一部分，在燃料電池堆和電池未用于驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)給外部車輛負(fù)載提供AC功率。
文檔編號(hào)B60L11/18GK102602301SQ20121001858
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者J.沙夫尼特 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司