CN113940151A - 用于电动车辆或混合动力车辆的电子功率转换装置 - Google Patents

用于电动车辆或混合动力车辆的电子功率转换装置 Download PDF

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Abstract

用于电动车辆或混合动力车辆的电子功率转换装置(1)可连接至电动车辆或混合动力车辆的至少一个蓄电池，用于电动车辆或混合动力车辆的电子功率转换装置，包括：外部罩壳(2)；电子电路(3)，容纳在罩壳(2)内，可连接至蓄电池并配置为将输入电流或输入电压转换为预定的输出电流或输出电压；液体冷却室(5)，在罩壳(2)的一部分处形成用于冷却电子电路(3)；加热室(10)，在罩壳(2)的一部分处形成并设有连接至蓄电池的加热电路的流体的入口(11)和出口(12)；以及加热室(10)内流体的加热装置(13)。

Description

用于电动车辆或混合动力车辆的电子功率转换装置
技术领域
本发明涉及一种用于电动车辆或混合动力车辆的电子功率转换装置，属于可安装在电动车辆或混合动力车辆中且可连接至车辆蓄电池的车载充电器(OBC)或DC/DC转换器类型。
背景技术
对于电动车辆或混合动力车辆领域而言，必须使用安装在车辆上的电子功率装置将输入电压或输入电流转换为输出电压或输出电流，如车载充电器(OBC)或DC/DC转换器。
这种装置通常包括电力电子设备，而该电力电子设备需要能够在使用期间将温度保持在可接受水平的专用冷却***。
已知类型的能量转换装置的电子设备通常封装在金属罩壳内，优选地，完全由铝制成。
具体而言，铝制罩壳用于在换能过程中通过空气逸散有效散热。
此外，已知类型的装置通常包括流体冷却电路，流体冷却电路在外部罩壳的一部分所在的点处形成并用于冷却内部电子设备的一部分。
具体地，已知类型的装置包括冷却室，冷却室在罩壳的一部分所在的点处形成，设有冷却剂入口和冷却剂出口，并且设有至少一个置于与待冷却电子设备接触的壁或表面的一部分。
这样，冷却室内冷却剂的进入和不断变化使得电子设备保持在一个适合的温度下。
还是对于汽车领域，尤其是电动车辆或混合动力车辆领域而言，蓄电池加热装置的使用也是众所周知的。
实际上，在室外温度非常低的情况下，必须加热车辆蓄电池以确保优化运行。实际上，众所周知，这种蓄电池对温度(高和低两者)非常敏感，并且在零度以下的性能非常低下。
这类加热器通常连接至专用的蓄电池加热电路或蓄电池冷却回路，并且适于在必要时运行以加热电路内的流体。
因此，这类加热器通常使用特殊的加热电路，并且运行以使蓄电池达到最佳温度，或者在任何情况下都达到高于可确保蓄电池正确运行的最低温度。
然而，已知的解决方案具有一些缺点。
实际上，汽车制造商有义务保证蓄电池在高温和低温各种天气条件下正确运行，以使车辆正确运行，而这需要同时使用专门冷却和加热蓄电池本身的特殊***及装置。
因此，使用这种冷却和加热***最终会增加车辆总成本，增加控制电子设备的安装复杂度、总体尺寸及复杂性，并增加此类***的维护成本。
尤其是已知类型的加热器通常价格昂贵、总体尺寸大。
发明内容
本发明的主要目的是设计一种可降低车辆建造总成本的用于电动车辆或混合动力车辆的电子功率转换装置。
本发明的另一个目的是设计一种用于电动车辆或混合动力车辆的电子功率转换装置，该电子功率转换装置可以以简单、容易、合理且有效的解决方案克服现有技术中的上述缺点。
上述目的通过权利要求1中用于电动车辆或混合动力车辆的电子功率转换装置实现。
附图说明
结合以指示性而非限制性的实施例的方式示出的附图，通过对用于电动车辆或混合动力车辆的电子功率转换装置的优选但非排他性实施例的描述，本发明的其他特征和优点将变得更加显而易见，其中：
图1、图2和图3是本发明装置的可能的第一实施例的示图；和
图4和图5是本发明装置的可能的第二实施例的示图。
具体实施方式
特别参照这些附图，标号1总体上表示用于电动车辆或混合动力车辆的电子功率转换装置。
尤其是在一个可能的实施例中，装置1由可安装在电动车辆或混合动力车辆上且可连接至车辆蓄电池的车载充电器(OBC)组成。
此外，在另一个可能的实施例中，装置1由可安装在电动车辆或混合动力车辆上且可连接至车辆蓄电池的DC/DC转换器组成。
装置1包括至少一个外部罩壳2和至少一个容纳在罩壳2内并可连接至车辆蓄电池的电子电路3。
电子电路3构造为将输入电流或输入电压转换为预定的输出电流或输出电压。尤其是电子电路3可由一个或多个电力电子板或控制电子板组成，该电力电子板或控制电子板为可安装在电动车辆或混合动力车辆上的常用类型的车载充电器(OBC)或DC/DC转换器。
装置1可设有至少一个用于关闭罩壳2的盖子4。
此外，装置1包括至少一个在罩壳2的一部分处形成且适于使电子电路3冷却的液体冷却室5。
冷却室5设有进液口6和出液口7。
冷却室6还设有至少一个置于与待冷却电子电路3接触的壁或表面的一部分8’、8”。
这样，冷却室5内液体的进入和不断变化使得电子电路3保持在一个适合的温度下。
在图1、图2和图3中以示例形式示出的可能的第一实施例中，冷却室5由罩壳2本身的中空部分组成，该中空部分通过封板9气密密封。
还是在该实施例中并如图3详细所示，冷却室5由置于与待冷却电子电路3的一个或多个电子部件接触的壁8’组成。
另一方面，在图4和图5中以示例形式示出的可能的第二实施例中，冷却室5由罩壳2本身的中空部分组成，该中空部分由根据绝缘金属基板(IMS)技术制成的电子电路3的同一支撑部8”气密密封。
因此，在这种情况下，冷却室5内的循环液体与同一个IMS类电子电路3的铝基板直接接触。
然而，不能排除冷却室5的不同实施例。有益地，本发明装置1的主要及创新特征在于装置1本身包括至少一个加热室10，该加热室10在罩壳2的至少一部分所在的点处形成并设有流体的至少一个入口11和至少一个出口12。加热室10的入口11和出口12连接至车辆蓄电池的加热电路。
此外，装置1包括加热装置13，该加热装置13容纳在加热室10内并适于对在加热室自身内部循环的流体加热。
这样有益于使用相同的装置1代替传统加热装置来对车辆的蓄电池加热。
实际上，在有需要的情况下，即外部温度降至预定最低温度以下时，运行加热装置13可对加热室10内循环的流体加热，然后通过连接至出口12的特殊加热电路使该流体到达蓄电池。
因此，本发明装置1可用于使电动车辆或混合动力车辆的蓄电池达到最佳温度，或者在任何情况下高于可确保蓄电池本身正确运行的最低温度。
在图中所示的装置1的优选实施例中，加热室10与装置本身的冷却室5重合，同时入口6和出口7与入口11和出口12重合。
因此，事实上，入口6、11和出口7、12可连接至车辆蓄电池的温度调节电路，该温度调节电路既可用于加热又可用于冷却蓄电池本身。
实际上，装置1是车载充电器(OBC)或DC/DC转换器类装置，通常安装在车辆上并且通常连接至常用于冷却车辆蓄电池的电路，该装置也有益于使用与蓄电池加热电路相同的电路。
此外，装置1设有既可用作冷却室5又可用作加热室10的单一腔室5、10，以使装置1的尺寸显著减小。
尤其是装置1可将所有电子设备以及所有由已知类型的传统加热装置执行的功能集成在常规大小的车载充电器(OBC)或DC/DC转换器内。这可显著减小车辆内部的总体尺寸。
加热装置13包括至少一个容纳在加热室10内并可操作地连接至电子电路3的加热元件13。在图中所示的优选实施例中，加热装置13由沿预定路径在加热室10内延伸的单个加热元件组成。
优选地，该加热元件13包括至少一个电阻器。具体地，该加热元件13由加热线圈组成。
然而，不能排除不同的实施例。例如，线圈可由其他类型的加热元件代替，如沉积电阻等。
有益地，已用于功率转换的电子电路3还可部分地用于调节加热元件13本身的功率。尤其是输入输出连接器、微控制器或控制DSP、辅助电源电路、输入和(或)输出滤波器以及其他组件或设备可视为具有类似的功能。
实践表明，所描述的发明实现了预期目的。
尤为重要的是，本发明的装置可降低车辆的总体制造成本。
具体而言，除执行通常由传统车载充电器(OBC)或DC/DC转换器执行的功能外，本发明装置还可在有需要的情况下控制蓄电池的加热。

Claims (9)

1.一种用于电动车辆或混合动力车辆的电子功率转换装置(1)，所述电子功率转换装置(1)可连接至电动车辆或混合动力车辆的至少一个蓄电池，包括：
-至少一个外部罩壳(2)；
-至少一个电子电路(3)，所述至少一个电子电路(3)容纳在所述罩壳(2)内，可连接至所述蓄电池并配置为将输入电流或输入电压转换为预定的输出电流或输出电压；
-至少一个液体冷却室(5)，所述至少一个液体冷却室(5)在所述罩壳(2)的一部分处形成用于冷却所述电子电路(3)；
其特征在于，所述电子功率转换装置包括：至少一个加热室(10)，所述至少一个加热室(10)在所述罩壳(2)的至少一部分处形成并设有流体的至少一个入口(11)和所述流体的至少一个出口(12)，所述入口(11)和所述出口(12)连接至所述蓄电池的加热电路；以及所述加热室(10)内流体的加热装置(13)。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述加热装置(13)包括容纳在所述加热室(10)内并可操作地连接至所述电子电路(3)的至少一个加热元件(13)。
3.根据权利要求2所述的装置(1)，其中，所述加热元件(13)沿预定路径在所述加热室(10)内延伸。
4.根据权利要求2和3中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在于，所述加热元件(13)包括至少一个电阻器。
5.根据权利要求2至4中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在于，所述加热元件(13)包括至少一个加热线圈。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在于，所述加热室(10)与所述冷却室(5)重合，所述入口(11)和所述出口(12)可连接至所述蓄电池的温度调节电路，所述温度调节电路既可用于加热又可用于冷却所述蓄电池。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在于，所述电子电路(3)包括所述加热元件(13)的管理和控制装置。
8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在于，所述装置由OBC电池充电器组成。
9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置(1)，其特征在于，所述装置由DC/DC转换器组成。
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