電動車輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說明書中公開的技術(shù)涉及一種具有行駛用的電動機的電動車輛。本說明書中的“電動車輛”既包括只有行駛用的電動機而沒有引擎的電動車輛，也包括具有行駛用的電動機和引擎的混合動力車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]公開號為2007-318849的日本專利申請公開了一種電動車輛，其包括:主電池；主電源線，其與主電池相連；電力控制單元，其包括平滑電容器，該平滑電容器平滑化主電源線的電壓;開關(guān)，其在主電池與電力控制單元之間，并且將主電源線在導(dǎo)通與不導(dǎo)通之間切換；副電池，其與主電池相比具有較低的電壓；副電源線，其與副電池相連；以及DC-DC轉(zhuǎn)換器，其將相對于開關(guān)位于電力控制單元側(cè)的主電源線與副電源線進行連接，并且可執(zhí)行升壓操作以對來自副電源線的電力進行升壓，以及將該電力提供給主電源線。
[0003]在上述電動車輛中，在開關(guān)被從不導(dǎo)通切換到導(dǎo)通時，如果主電池的電壓不同于電力控制單元的平滑電容器的電壓，則高侵入電流(inrush current)在開關(guān)被切換到導(dǎo)通之后不久流過主電源線。因此，在開關(guān)被從不導(dǎo)通切換到導(dǎo)通之前，有必要執(zhí)行平滑電容器的預(yù)充電，以使主電池的電壓與平滑電容器的電壓一致。在JP 2007-318849 A中的電動車輛中，DC-DC轉(zhuǎn)換器在開關(guān)被從不導(dǎo)通切換到導(dǎo)通之前執(zhí)行升壓操作。由此，可以通過從副電池提供電力來執(zhí)行平滑電容器的預(yù)充電。在這種情況下，在DC-DC轉(zhuǎn)換器中，內(nèi)部電感器和變壓器抑制輸出電流的突變，因此，高侵入電流不會流過平滑電容器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在通過從副電池提供電力來執(zhí)行平滑電容器的預(yù)充電的情況下，由于副電池?zé)o法提供高電力，因此，預(yù)充電需要很長時間。本說明書提供了一種能夠縮短平滑電容器的預(yù)充電所需時間的技術(shù)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面的電動車輛包括:主電池;主電源線，其與所述主電池相連；電力控制單元，其包括平滑電容器，該平滑電容器平滑化所述主電源線的電壓;開關(guān)，其被設(shè)置在所述主電池與所述電力控制單元之間，所述開關(guān)被配置為將所述主電源線在導(dǎo)通與不導(dǎo)通之間切換；副電池，其與所述主電池相比具有較低的電壓；副電源線，其與所述副電池相連;第一DC-DC轉(zhuǎn)換器，其連接所述主電源線和所述副電源線，所述主電源線連接所述開關(guān)和所述電力控制單元，所述第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器被配置為對來自所述副電源線的電力進行升壓，以及將該電力提供給所述主電源線；以及第二DC-DC轉(zhuǎn)換器，其連接所述主電源線和所述副電源線，所述主電源線連接所述開關(guān)和所述主電池，所述第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器被配置為對來自所述主電源線的電力進行降壓，以及將該電力提供給所述副電源線。
[0006]在上述電動車輛中，所述第一DC-DC轉(zhuǎn)換器執(zhí)行升壓操作。因此，可以通過將所述電力從所述副電源線提供給位于所述電力控制單元側(cè)的所述主電源線來執(zhí)行所述平滑電容器的預(yù)充電。此時，在上述電動車輛中，所述第二DC-DC轉(zhuǎn)換器執(zhí)行降壓操作。因此，不僅所述電力通過所述第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器被從所述副電池提供給所述平滑電容器，而且，所述電力還通過所述第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器和所述第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器被從所述主電池提供給所述平滑電容器。與通過僅從所述副電池提供電力來執(zhí)行所述預(yù)充電相比，這種配置可縮短所述平滑電容器的預(yù)充電所需的時間。在本文中的此情況下，在所述第一DC-DC轉(zhuǎn)換器中，內(nèi)部電感器和變壓器抑制輸出電流的突變，從而使得高侵入電流不會流過所述平滑電容器。
[0007]有關(guān)本說明書中披露的技術(shù)的細節(jié)和進一步改進將在“【具體實施方式】”中詳細地描述。
【附圖說明】
[0008]下面將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點和技術(shù)及工業(yè)意義，在這些附圖中，相同的附圖標記表示相同的部件，其中:
[0009]圖1是根據(jù)實施例的電動車輛的電氣系統(tǒng)的框圖；
[0010]圖2是示出根據(jù)實施例的第一DC-DC轉(zhuǎn)換器和第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器的示意性配置的圖；
[0011]圖3是示出根據(jù)實施例的電動車輛中的平滑電容器的預(yù)充電方式的圖；
[0012]圖4是示出根據(jù)實施例的第一DC-DC轉(zhuǎn)換器和第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器的變形例的示意性配置的圖；
[0013]圖5是示出根據(jù)實施例的第一DC-DC轉(zhuǎn)換器和第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器的備選變形例的示意性配置的圖；
[0014]圖6是示出根據(jù)實施例的第一DC-DC轉(zhuǎn)換器和第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器的又一備選變形例的示意性配置的圖；
[0015]圖7是示出根據(jù)實施例的第一DC-DC轉(zhuǎn)換器和第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器的又一備選變形例的示意性配置的圖；以及
[0016]圖8是示出根據(jù)實施例的第一DC-DC轉(zhuǎn)換器和第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器的又一備選變形例的示意性配置的圖。
【具體實施方式】
[0017]在某些實施例中，在電動車輛中，第一DC-DC轉(zhuǎn)換器是雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器進一步能夠執(zhí)行降壓操作以對來自主電源線的電力進行降壓，以及將該電力提供給副電源線。這種配置可通過將電力從電力控制單元提供給副電池來給副電池充電，而不管開關(guān)的導(dǎo)通/不導(dǎo)通。進一步地，在開關(guān)導(dǎo)通期間，這種配置可以使用第一DC-DC轉(zhuǎn)換器和第二DC-DC轉(zhuǎn)換器這兩者給副電池充電，從而允許縮短副電池的充電所需的時間。
[0018]在某些實施例中，在電動車輛中，所述第二DC-DC轉(zhuǎn)換器是單向DC-DC轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器能夠僅執(zhí)行降壓操作。這種配置可降低制造成本。
[0019]備選地，在某些實施例中，在電動車輛中，第二DC-DC轉(zhuǎn)換器是雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器進一步能夠執(zhí)行升壓操作以對來自副電源線的電力進行升壓，以及將該電力提供給主電源線。這種配置可通過將電力從電力控制單元和/或副電池提供給主電池來給主電池充電，而不管開關(guān)的導(dǎo)通/不導(dǎo)通。
[0020]在某些實施例中，電動車輛進一步包括濾波器，該濾波器被配置為抑制第一DC-DC轉(zhuǎn)換器的副電源線側(cè)的噪聲產(chǎn)生，以及抑制第二DC-DC轉(zhuǎn)換器的副電源線側(cè)的噪聲產(chǎn)生。與分別設(shè)置用于抑制第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器的副電源線側(cè)的噪聲產(chǎn)生的濾波器和用于抑制第二DC-DC轉(zhuǎn)換器的副電源線側(cè)的噪聲產(chǎn)生的濾波器的情況相比，這種配置可降低制造成本。
[0021]在某些實施例中，電動車輛進一步包括控制電路，該控制電路被配置為控制第一DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)電路的操作，以及控制第二DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)電路的操作。與分別設(shè)置用于控制第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)電路的操作的控制電路和用于控制第二 DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)電路的操作的控制電路的情況相比，這種配置可降低制造成本。
[0022]圖1示出根據(jù)實施例的電動車輛2的電氣系統(tǒng)的框圖。根據(jù)該實施例的電動車輛2是混合動力車輛，該車輛可通過利用引擎(未示出)的動力行駛，而且還可通過利用主電池4的電力行駛。在電動車輛2通過利用引擎的動力行駛的情況下，引擎產(chǎn)生的部分動力被傳輸?shù)津?qū)動輪(未示出)。于是，引擎的其余動力被用于第一電動機6的電力產(chǎn)生，并且通過第一電動機6中產(chǎn)生的電力，第二電動機8被驅(qū)動，從而使驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)。在此，當引擎被啟動時，來自主電池4的電力被提供給第一電動機6，第一電動機6充當起動電動機。在電動車輛2通過利用主電池4的電力行駛的情況下，第二電動機8通過來自主電池4的電力而被驅(qū)動，從而使驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)。
[0023]主電池4是諸如鎳金屬氫化物電池或鋰離子電池之類的二次電池。在實施例中，主電池4的電壓約為300V。電動車輛2可使用引擎的動力，在第一電動機6中產(chǎn)生電力，并且可通過第一電動機6中產(chǎn)生的電力給主電池4充電。進一步地，在行駛的電動車輛2減速時，電動車輛2可在第二電動機8中再生電力，并且可通過第二電動機8中產(chǎn)生的電力給主電池4充電。
[0024]主電池4通過主電源線10與電力控制單元(P⑶)12相連。主電源線10包括與主電池4的正電極端子相連的正電極線10a，以及與主電池4的負電極端子相連的負電極線10b。
[0025]P⑶12被設(shè)置在主電池4與第一和第二電動機6、8之間。P⑶12包括平滑電容器14、轉(zhuǎn)換器16和逆變器(inverterHS。平滑電容器14平滑化主電源線10的電壓。轉(zhuǎn)換器16在必要時將從主電池4提供的電力升壓到適合驅(qū)動第一電動機6或第二電動機8的電壓。進一步地，轉(zhuǎn)換器16可將第一電動機6或第二電動機8所產(chǎn)生的電力的電壓降壓到適合給主電池4充電的電壓。在實施例中，被用于驅(qū)動第一電動機6或第二電動機8的電壓約為600V。逆變器18將從主電池4提供的直流電力轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動第一電動機6或第二電動機8的三相交流電力。進一步地，逆變器18可將第一電動機6或第二電動機8所產(chǎn)生的三相交流電力轉(zhuǎn)換為用于給主電池4充電的直流電力。
[0026]在主電池4與P⑶12之間，設(shè)置系統(tǒng)主繼電器(SMRWOt3SMR 20包括:開關(guān)20a，其將主電源線10的正電極線1a在導(dǎo)通與不導(dǎo)通之間切換；以及開關(guān)20b，其將主電源線10的負電極線1b在導(dǎo)通與不導(dǎo)通之間切換。也就是說，SMR 20將主電源線10在導(dǎo)通與不導(dǎo)通之間切換。
[0027]電動車輛2包括副電池22，該副電池與主電池4相比具有較低的電壓。副電池22是諸如鉛酸電池之類的二次電池。在實施例中，副電池22的電壓約為13V到14.5V。副電池22通過副電源線24與諸如動力轉(zhuǎn)向(power steering)和空調(diào)之類的輔助機器26相連。副電源線24包括與副電池22的正電極端子相連的正電極線24a，以及與副電池22的負電極端子相連的負電極線24b。副電源線